DE69326078T2

DE69326078T2 - Bandgiessverfahren

Info

Publication number: DE69326078T2
Application number: DE69326078T
Authority: DE
Inventors: John Freeman; Steve Osborn; Lazar Strezov
Original assignee: BHP Steel JLA Pty Ltd; IHI Corp
Current assignee: Castrip LLC
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2013-11-23
Also published as: AU662854B2; WO1994012300A1; ZA938906B; NZ257801A; GR3031511T3; FI105325B; EP0670757B1; MY111637A; ATE183420T1; US5520243A; IN181344B; FI951984A0; EP0670757A4; CN1091064A; ES2134921T3; TW258674B; BR9307558A; KR950704071A; CN1051946C; AU5459494A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft das Gießen von Metallband. Sie findet insbesondere, aber nicht ausschließlich Anwendung auf das Gießen von Eisenmetallband.
Bekannt ist das Gießen von Metallband mittels Strangguß in einer Doppelwalzengießmaschine. Schmelzflüssiges Metall wird zwischen einem Paar gegenläufig rotierender horizontaler Gießwalzen eingebracht, die so gekühlt werden, daß auf den sich bewegenden Walzenoberflächen Metallschalen erstarren und am dazwischenliegenden Walzenspalt zusammengeführt werden, um ein erstarrtes Bandprodukt zu erzeugen, das von dem Spalt zwischen den Walzen nach unten ausgetragen wird. Das schmelzflüssige Metall kann in den Spalt zwischen den Walzen über ein Zwischengießgefäß und eine Metallabgabedüse eingebracht werden, die unterhalb des Zwischengießgefäßes angeordnet ist, um einen Metallfluß aus dem Zwischengießgefäß aufzunehmen und ihn in den Spalt zwischen den Walzen zu lenken und auf diese Weise einen Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall zu bilden, der auf den Gießflächen der Walzen unmittelbar oberhalb des Spalts aufliegt. Dieser Gießtümpel kann zwischen Seitenplatten oder -dämmen eingeschlossen werden, die in gleitendem Eingriff mit den Walzenenden gehalten werden.
Das Doppelwalzengießen ist zwar mit einigem Erfolg bei Nichteisenmetallen angewandt worden, die beim Abkühlen schnell erstarren, aber bei der Anwendung dieses Verfahrens auf das Gießen von Eisenmetallen sind Probleme aufgetreten. Ein besonderes Problem war das Erreichen einer hinreichend schnellen und gleichmäßigen Abkühlung von Metall über den Gießflächen der Walzen. Wir haben nun festgestellt, daß die Abkühlung von Metall an den Walzengießflächen stark verbessert werden kann, indem man Schritte unternimmt, um sicherzustellen, daß die Walzenoberflächen in Verbindung mit der Anwendung einer rela tiven Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels und den Walzengießflächen gewisse Glätteeigenschaften aufweisen.
Bei Metallgießverfahren ist früher die Anwendung von Ultraschallschwingungen bzw. -vibrationen auf die Gießeinrichtung oder auf das schmelzflüssige Metall in dieser Einrichtung vorgeschlagen worden. Diese Vorschläge sind jedoch gewöhnlich einfach deshalb vorgebracht worden, um das Anhaften von erstarrendem Metall an den Gießflächen zu verhindern, um die Freisetzung von Gasen aus dem schmelzflüssigen Metall zu verbessern, um nichtmetallische Einschlüsse zu vermindern und eine gewisse innere Kornverfeinerung zu fördern.
Die US-Patentschrift 4 582 117 von Julian H. Kushnick offenbart die Anwendung von Ultraschallvibrationen auf eine Gießfläche in einer Stranggießvorrichtung. In diesem Falle ist die Gießfläche ein sich kontinuierlich bewegender Träger in Form eines sich bewegenden endlosen Bandes, das sich zwischen einem Paar Endrollen erstreckt. Die Ultraschallvibrationen werden an die Unterseite dieses Bandes unterhalb einer Puddel bzw. Pfütze aus schmelzflüssigem Metall angelegt, die dort entsteht, wo das Metall aus einer Gießdüse auf das Band fließt. Kushnick offenbart, daß die Anwendung von Ultraschallvibrationen durch den Träger hindurch auf die Schmelzpfütze vor der kritischen Zeitspanne der Erstarrung die Wirkung hat, die Benetzung des Trägers zu verstärken, und daß sie die Wärmeübertragung zwischen der Schmelzpfütze und dem abgekühlten Träger verbessert. Es heißt, daß diese Verbesserungen aus der Freisetzung von eingeschlossener Luft aus dem schmelzflüssigen Metall resultieren, wodurch sich die Berührungsfläche zwischen dem schmelzflüssigen Metall und dem Träger vergrößert und die Benetzung des Trägers durch das schmelzflüssige Metall verstärkt wird. Als Ergebnis wird eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem abgekühlten Träger und dem schmelzflüssigen Metall erzielt. Wie bei anderen älteren Vorschlägen zur Anwendung von Ultraschallvibrationen auf Gießverfahren liegt die Ultraschallfrequenz der ins Auge gefaßten Vibrationen zwischen 20 und 100 kHz.
Die durch die Anwendung von Ultraschallvibrationen erzielten Verbesserungen zur einfachen Erhöhung der Benetzung und der Freisetzung von eingeschlossenen Gasen sowie zum Verhindern des Anhaftens sind zwar wertvoll, führen aber nicht zu einer besonders dramatischen Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen dem schmelzflüssigen Metall und den Gießflächen. Wir haben festgestellt, daß es durch Verwendung von besonders glatten Gießwalzenflächen in Verbindung mit der Anwendung von Vibrationsbewegungen von ausgewählter Frequenz und Amplitude möglich ist, einen völlig neuen Effekt in dem Metallerstarrungsprozeß zu erzielen, der die Wärmeübertragung von dem schmelzflüssigen Metall stark verbessert. Die Verbesserung kann so dramatisch sein, daß die Dicke des Metalls, das mit einer bestimmten Gießgeschwindigkeit gegossen wird, sehr beträchtlich erhöht werden kann oder alternativ die Gießgeschwindigkeit für eine bestimmte Banddicke sehr beträchtlich erhöht werden kann. Die verbesserte Wärmeübertragung ist mit einer sehr wesentlichen Verfeinerung der Oberflächenstruktur der gegossenen Metalle verbunden. Für Stahlguß ist festgestellt worden, daß der effektive Vibrationsfrequenzbereich erheblich niedriger liegen kann als der Bereich von Ultraschallfrequenzen, die früher in den älteren Verfahren vorgeschlagen wurden.
In der folgenden Beschreibung wir es notwendig sein, auf ein quantitatives Maß für die Glätte von Gießflächen Bezug zu nehmen. Ein spezielles Maß, das in unserer experimentellen Arbeit verwendet wird und bei der Definition des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung hilfreich ist, ist das als arithmetisch gemittelter Rauhigkeitswert bekannte Standardmaß, das allgemein durch das Symbol Ra bezeichnet wird. Dieser Wert ist als arithmetischer Mittelwert aller absoluten Abstände des Rauhigkeitsprofils von der Mittellinie des Profils innerhalb der Meßlänge lm definiert. Die Mittellinie des Profils ist die Linie, um die herum die Rauhigkeit gemessen wird, und ist eine Linie parallel zur allgemeinen Richtung des Profils innerhalb der Grenzen des Rauhbreitengrenzwerts, so daß Summen der Flächen, die zwischen ihr und den Teilen auf jeder Seite des Proffils enthalten sind, einander gleich sind. Der arithme tisch gemittelte Rauhigkeitswert kann wie folgt definiert werden:

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Stranggießen von Metallband der Art bereitgestellt, wobei ein Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall im Kontakt mit einer sich bewegenden Gießfläche ausgebildet wird, so daß Metall aus dem Tümpel auf der sich bewegenden Gießfläche erstarrt, wobei die Gießfläche einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 5 um aufweist und eine erzwungene relative Schwingungs- bzw. Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels und der Gießfläche auftritt.
Genauer gesagt, die Erfindung stellt ein Verfahren zum Stranggießen von Metallband der Art bereit, wobei schmelzflüssiges Metall durch eine oberhalb des Walzenspalts angeordnete Metallabgabedüse in den Walzenspalt zwischen einem Paar paralleler Gießwalzen eingebracht wird, um einen Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall zu erzeugen, der auf den Gießflächen der Walzen unmittelbar oberhalb des Spalts aufliegt, und wobei die Gießwalzen in Drehung versetzt werden, um ein erstarrtes Metallband aus dem Spalt nach unten abzugeben, wobei die Gießflächen der Walzen einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 5 um aufweisen, und wobei eine erzwungene relative Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels und den Gießflächen der Walzen auftritt.
Die Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metallband bereit, die aufweist: ein Paar parallele Gießwalzen, zwischen denen ein Walzenspalt ausgebildet ist, eine Metallabgabedüse zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Spalt zwischen den Gießwalzen, um einen Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall zu bilden, der unmittelbar oberhalb des Walzenspalts auf den Gießwalzenflächen aufliegt, einen Walzenantrieb zum Antrieb der Gießwalzen in gegenläufiger Drehrichtung, um ein erstarrtes Metallband zu erzeugen, das aus dem Walzenspalt nach unten abgegeben wird, und eine Vibrationseinrichtung, die betrieben werden kann, um eine relative Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels und den Gießflächen der Walzen anzuregen.
Vorzugsweise beträgt der arithmetisch gemittelte Rauhigkeitswert (Ra) der Gießflächen weniger als 0, 5 um und kann mit bester Wirkung weniger als 0,2 um betragen.
Zum Gießen von Stählen mit Gießgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 30 m/min kann die Frequenz der Vibrationsbewegung im Bereich von 0,5 bis 30 kHz liegen. Die optimale Frequenz ist jedoch mit der Amplitude der Vibrationen verbunden.
Die Oberflächengeschwindigkeit der Walzen ist von der Dicke des zu gießenden Metalls abhängig, aber die Erfindung ermöglicht eine starke Vergrößerung des Bereichs möglicher Gießgeschwindigkeiten bis zu Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 5 m/s.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erstarrt das Metall an Keimbildungsstellen, die viel dichter beabstandet sind, als dies bisher möglich war und eine viel feinere Oberflächenkornstruktur erzeugen, als sie bisher erzielt wurde.
Die Keimbildungsdichte beträgt vorzugsweise mindestens 400 Keime/mm².
I einem typischen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Stahlband kann die Keimbildungsdichte im Bereich von 600 bis 700 Keime/mm² liegen.
Unsere experimentellen Arbeiten haben gezeigt, daß ein kritischer Parameter, der die Kornverfeinerung und die damit verbundene starke Zunahme der Wärmeübertragung beeinflußt, die Spitzengeschwindigkeit der Vibrationsbewegung ist. Präzise gesagt, diese muß eine Mindest geschwindigkeits-Bedingung für die Verfeinerung der Oberflächenstruktur erfüllen. Die Mindestgeschwindigkeits-Bedingung wird durch die Rauhigkeit der Gießflächen und durch die Schmelzeneigenschaften (Dichte, Schallgeschwindigkeit und Oberflächenspannung) beeinflußt, läßt sich aber genau voraussagen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachstehend die Ergebnisse von bisher ausgeführten experimentellen Arbeiten anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Versuchsvorrichtung zum Bestimmen von Metallerstarrungsgeschwindigkeiten unter Bedingungen, welche diejenigen bei einer Doppelwalzengießmaschine simulieren;
Fig. 2 ein Tauchpaddel, das in der Versuchsvorrichtung von Fig. 1 enthalten ist;
Fig. 3 Erstarrungskonstanten, die experimentell unter Verwendung abgekühlter Oberflächen von unterschiedlicher Rauhigkeit und ohne Vibrationsanwendung ermittelt wurden;
Fig. 4 und 5 mikrofotografische Aufnahmen, die verfeinerte und grobe Oberflächenstrukturen von erstarrtem Oberflächenmetall in den Metallerstarrungsexperimenten darstellen, aus denen die Daten in Fig. 3 gewonnen wurden;
Fig. 6 und 7 topographische und Wärmeübertragungsdaten zu zwei speziellen Proben von experimentell erzeugtem erstarrtem Metall;
Fig. 8 bis 15 weitere mikrofotografische Aufnahmen, die Oberflächenstrukturen darstellen, die bei Tests von Schmelzen aus rostfreiem 304-Stahl, A06-Kohlenstoffstahl und 2011- Aluminiumlegierung erzielt wurden;
Fig. 16 eine graphische Darstellung der Oberflächenstruktur, die unter Anwendung von Vibration bei verschiedenen Frequenzen und Amplituden erzielt wurde;
Fig. 17 und 18 Diagramme des Wärmeflusses in Abhängigkeit von der Zeit während der Erstarrung von rostfreiem 304- Stahl und A06-Kohlenstoffstahl bei verschiedenen Vibrationsgeschwindigkeiten;
Fig. 19 und 20 die Auswirkung von Vibrationen bei verschiedenen Geschwindigkeiten auf die Produktivität, gemessen durch eine Verbesserung der Dicke des in der Versuchsvorrichtung abgeschiedenen Metalls sowohl für rostfreien 304-Stahl als auch für A06-Kohlenstoffstahl.
Fig. 21 umfaßt theoretisch vorausgesagte Vibrationsgeschwindigkeitsbedingungen für die Verfeinerung der Oberflä chenstruktur mit experimentell ermittelten Werten für rostfreien 304-Stahl, A06-Kohlenstoffstahl und 2011-Aluminium;
Fig. 22 eine Draufsicht einer Bandstranggießmaschine, die gemäß der Erfindung betreibbar ist;
Fig. 23 eine Seitenansicht der in Fig. 22 dargestellten Bandgießmaschine;
Fig. 24 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 24- 24 in Fig. 22;
Fig. 25 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 25- 25 in Fig. 22; und
Fig. 26 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 26- 26 in Fig. 22.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Metallerstarrungs- Testvorrichtung, in der ein gekühlter Block von 40 mm · 40 mm mit einer solchen Geschwindigkeit in ein Bad aus schmelzflüssigem Stahl befördert wird, daß die Bedingungen an den Gießflächen einer Doppelwalzengießmaschine genau simuliert werden. Während sich der gekühlte Block durch das Schmelzbad bewegt, erstarrt Stahl auf dem Block, und auf der Oberfläche des Blocks entsteht eine Schicht aus erstarrtem Stahl. Die Dicke dieser Schicht kann an Punkten auf ihrer gesamten Fläche gemessen werden, um Schwankungen in der Erstarrungsgeschwindigkeit und daher die effektive Geschwindigkeit der Wärmeübertragung an den verschiedenen Stellen abzubilden. Auf diese Weise kann man eine Gesamt-Erstarrungsgeschwindigkeit ermitteln, die im allgemeinen durch das Symbol K bezeichnet wird, sowie eine Abbildung von individuellen Werten über das gesamte erstarrte Band. Außerdem kann die Mikrostruktur der Bandoberfläche untersucht werden, um Axiderungen in der Erstarrungs-Mikrostruktur mit den Änderungen in den beobachteten Wärmeübertragungswerten zu korrelieren.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Versuchsvorrichtung weist einen Induktionsofen 1 auf, der ein schmelzflüssiges Metall 2 in einer inerten Argongasatmosphäre enthält. Ein allgemein mit 3 bezeichnetes Tauchpaddel ist an einem Schieber 4 montiert, der durch Betätigung von computerge steuerten Motoren 5 mit einer ausgewählten Geschwindigkeit in die Schmelze 2 vorgeschoben werden kann und anschließend zurückgezogen werden kann.
Das Tauchpaddel 3 weist einen Stahlkörper 6 auf, der ein Kupfersubstrat 7 und einen Magnetostriktionswandler 8 enthält, der verwendet wird, um das Substrat in Vibration zu versetzen. Das Substrat ist eine 18 mm dicke Kupferscheibe von 46 mm Durchmesser. Es ist mit Thermoelementen zur Überwachung des Temperaturanstiegs im Substrat und mit einem Beschleunigungsmesser zur Aufzeichnung von Vibrationspegeln ausgestattet. Der Magnetostriktionswandler 8 weist einen Terfernol-Kern von 12 mm Durchmesser und 50 mm Länge auf und hat eine maximale Betriebsleistung von 750 W. Die maximale Verschiebung wurde mit 50 um bei 0 Hz gemessen.
Tests, die an der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Versuchsvorrichtung ausgeführt wurden, haben gezeigt, daß die Anwendung von Vibrationen während der Metallerstarrung in dem erstarrenden Metall eine verfeinerte Kornstruktur mit wesentlich höherer Wärmeübertragung erzeugen kann, als sich mit der normalen, groben Kornstruktur erzielen läßt, die man bei einer Erstarrung ohne Vibrationsanwendung erhält. Der Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn die Oberflächenrauhigkeit der gekühlten Gießfläche auf niedrige Ra-Werte reduziert wird.
In Fig. 3 sind experimentelle Ergebnisse aufgetragen, die bei der Erstarrung von Kohlenstoffstahl auf Kupfertestblöcken verschiedener Rauhigkeit für eine effektive Walzgeschwindigkeit von 30 m/min ermittelt wurden. Die durch quadratische Punkte angezeigten Ergebnisse beziehen sich auf erstarrte Metallbänder, die ohne Anwendung von Vibration gewonnen wurden. Diese Bänder wiesen sämtlich grobe Oberflächenstrukturen auf, wobei eine typische grobe Oberflächenstruktur in Fig. 5 dargestellt ist. Die durch die Kreuze angezeigten Ergebnisse wurden mit Anwendung von Vibrationen bei einer Frequenz von 8-9 kHz erzielt. In jedem dieser speziellen Tests wies das erstarrte Metallband eine verfeinerte Oberflächenstruktur auf, wobei eine typische Struktur in Fig. 4 dargestellt ist. Man wird erkennen, daß sogar bei einer relativ rauhen abgekühlten Gießfläche mit einem Ra-Wert von etwa 17,7 um eine Verbesserung der Wärmeübertragung auftrat, gemessen durch einen Anstieg des K-Wertes von etwa 11 auf etwa 17. Eine besonders ausgeprägte Erhöhung erhält man jedoch bei abgekühlten Gießflächen mit sehr niedrigen Ra-Werten, die K-Werte von mehr als 30 erzeugen. Die Fig. 6 und 7 zeigen die Erhöhung, die mit einer bestimmten Gießfläche mit einem Ra-Wert von 0,18 erzielt wurde. Ohne Vibrationsanwendung war der gemessene mittlere Gesamt-K-Wert für das entstandene erstarrte Band gleich 15. Andererseits wurde mit Anwendung einer Vibration bei 8-9 kHz ein viel dickeres erstarrtes Stahlband mit einem Gesamt-K-Wert von 36 erzielt.
Durch weitere experimentelle Arbeiten haben wir gezeigt, daß die Größe der Oberflächenerstarrungsstruktur durch die Häufigkeit der Schmelzen/Substrat-Kontakte (Keimbildungsabstand) bestimmt ist. Bei einem groben Keimbildungsabstand, typischerweise 1000-2000 um, ist die entstehende Oberflächenstruktur dendritisch. Dies ist typisch, wenn eine Oberflächenrauhigkeit des Substrats von etwa 0,15 bis 0,2 Ra ohne Vibrationsanwendung verwendet wird. Wenn das Substrat in Vibration versetzt wird, liegt der Keimbildungsabstand typischerweise in der Größenordnung von 20-40 um, und der dendritische Charakter der Oberflächenstruktur verschwindet. Die Oberfläche der Probe sieht wie ein Spiegelbild der Substratoberfläche aus, was auf eine gute Benetzung beim anfänglichen Schmelzen/Substrat-Kontakt schließen läßt. Bei dieser Analyse kann ein mathematisches Modell zur Voraussage von Vibrationsbedingungen für das Gießen verschiedener Metalle und Legierungen abgeleitet werden. Für diesen Zweck ist die folgende Nomenklatur erforderlich:
α-Vibrationsamplitude (m)
c-Schallgeschwindigkeit in der Schmelze (m/s)
d-aus der Substratrauhigkeit bestimmte Rauhtiefe (m)
hp-aus der Substratrauhigkeit bestimmter halber Teilungsabstand (m)
m-Walzenmasse (kg)
p-auf eine Fest/Flüssig-Grenzfläche einwirkender Druck (N/m²)
pmax-maximaler Druck in der Schmelze infolge der Vibration (N/m²)
P-Leistung (W)
R-Krümmungsradius (m)
Rc-für Bedingungen vollständiger Benetzung benötigter kritischer Krümmungsradius (m)
σ-Oberflächenspannung der Schmelze (N/m)
ρ-Dichte der Schmelze (kg/m³)
ξ-Verfeinerungskoeffizient (m²/s)
νpeak-maximale Substratgeschwindigkeit infolge Vibration (m/s)
νref-erforderliche Substratgeschwindigkeit für Oberflächenstrukturverfeinerung (m/s)
Der Krümmungsradius der an zwei Punkten auf der Radius- Substratfläche unterstützten Schmelze läßt sich wie folgt ausdrücken:
R = 2σ/p (1)
Der kritische Krümmungsradius für Bedingungen vollständiger Benetzung, entwickelt aus geometrischen Betrachtungen der Substratrauhigkeit, ist wie folgt definiert:
Rc = hp/sin(180 - 2arctg d/hp) (2)
Maximaler Druck und Geschwindigkeit in der Schmelze infolge Vibration lassen sich wie folgt ausdrücken:
Pmax = 1/2π²ρcfa (3)
νpeak = 2πfa (4)
Durch Kombination von (3) und (4) ergibt der maximale Druck, ausgedrückt durch die maximale Geschwindigkeit:
Pmax = 1/4 πρcνpeak (5)
Einsetzen von (2) und (5) in (1) und Auflösen nach der Geschwindigkeit ergibt das Geschwindigkeitskriterium für die Verfeinerung:
νref = 8 · σ/πρcRc (6)
wobei die Oberflächenspannung, die Schmelzendichte und die Schallgeschwindigkeit den Verfeinerungskoeffizienten als Funktion von den Schmelzeneigenschaften definieren:
ξ = σ/ρc (7)
Umformen von Gleichung (6) liefert:
νref = 8ξ/πRc
Die Leistungsbedingung zur Vibration einer Walze läßt sich wie folgt berechnen:
P = 2mfνref² (9)
Die Gleichungen (6) und (8) definieren die Spitzengeschwindigkeitsbedingung für die Strukturverfeinerung unter dem Einfluß der Schmelzeneigenschaften (Dichte, Schallgeschwindigkeit und Oberflächenspannung) und der Substratrauhigkeit.
Die obige Analyse ist durch die Ergebnisse von Tests bestätigt worden, die unter den folgenden Bedingungen ausgeführt wurden:
Schmelzenzusammensetzungen: A06-Kohlenstoffstahl, rostfreier 304-Stahl, 2011-Aluminium
Überhitzung: 100ºC
Eintauchgeschwindigkeit: 0,5 m/s
Substrat-Oberflächenrauhigkeit: Ra = 0,15 bis 0,2
Ofenatmospäre: Argon
Vibratiorisfrequenz: 1 bis 25 kHz
Die Ergebnisse dieser Tests sind in den Fig. 8 bis 19 dargestellt. Die Fig. 8, 9, 10 und 11 zeigen die Oberflächenerstarrungsstruktur von rostfreien 304-Stahlproben unter Vibrationseinfluß.
Die Mikrofotografie von Fig. 8 zeigt eine grobe Kornstruktur, die sich aus einem Test ohne Vibrationsanwendung ergibt. Fig. 9 zeigt die Struktur, die bei Anwendung einer Vibration mit einer Frequenz von 4 kHz und einer Amplitude von 0,6 um erzielt wurde. Die Fig. 10 bzw. 11 zeigen die Struktur, die bei Vibration mit einer Frequenz von 4 kHz und Amplituden von 1,84 um bzw. 4,9 um erzielt wurde.
Man erkennt, daß eine Erhöhung der Vibrationsamplitude bei gegebener Frequenz zur Oberflächenstrukturverfeinerung von 1-2 Körnern/mm² bis zu 500-1000 Körnern/mm² führte. Bei hohen Vibrationsamplituden entstehen jedoch Schalendeformationsdefekte, wie in Fig. 11 dargestellt.
Die Fig. 12 und 13 zeigen eine ähnliche Oberflächenstrukturverfeinerung, die bei Proben von A06-Kohlenstoffstahl erzeugt wurde, und die Fig. 14 und 15 zeigen ähnliche Ergebnisse, die mit 2011-Aluminiumlegierung erzielt wurden.
Fig. 16 zeigt die Vibrationsbedingungen und die Auswirkung auf die Oberflächenstruktur für rostfreien 304-Stahl für verschiedene maximale Vibrationsgeschwindigkeiten. Im Anfangsstadium des Schmelzen/Substrat-Kontakts nimmt die Wärmeübertragung mit ansteigender Vibrationsgeschwindigkeit zu (siehe Gleichung (4)). Bei hohen Vibrationsgeschwindigkeiten (0,08 für A06 und 0,17 für rostfreien 304-Stahl) führt die Zunahme des Wärmeflusses zu thermischer Spannung in dem erstarrenden Stahl und verursacht Schalendeformationsdefekte, wie in Fig. 11 gezeigt. Die Dicke von hergestellten Proben wurde gemessen, und die Auswirkung der Vibrationsgeschwindigkeit auf die erzielte Dickenverbesserung bei rostfreiem 304-Stahl und A06- Kohlenstoffstahl ist in den Fig. 19 und 20 zusammenfassend dargestellt. Bei optimaler Vibrationsgeschwindigkeit beträgt die Dickenverbesserung sowohl für rostfreien 304-Stahl als auch für A06-Kohlenstoffstahl typischerweise 40-50%.
Die Fig. 19 und 20 zeigen, daß eine wesentliche Dickenverbesserung über einen Vibrationsgeschwindigkeitsbereich erzielt wird, der sich um ein deutlich optimales Band herum verteilt. Die Analyse dieser Ergebnisse läßt erkennen, daß eine brauchbare Verbesserung über einen Bereich von ±50% der Geschwindigkeit in der Bereichsmitte erzielt werden kann. Im Falle von rostfreiem 304-Stahl, wie in Fig. 19 dargestellt, kann eine brauchbare Dickenverbesserung über einen Geschwindigkeitsbereich von 0,02 bis 0,06 m/s erzielt werden, während für A06-Kohlenstoffstahl, wie in Fig. 20 dargestellt, eine brauchbare Verbesserung für Spitzenvibrationsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,015 bis 0,05 m/s erzielt wird. Eine nichtoptimale Leistung bei relativ niedrigen Spitzengeschwindigkeiten kann praktisch verwendbar sein, aber der Betrieb bei relativ höheren Spitzengeschwindigkeiten führt zu Schalendeformationsdefekten der in Fig. 11 dargestellten Art. Dementsprechend kann der optimale Bereich praktisch verwendbarer Vibrationsgeschwindigkeiten wie folgt angenommen werden:
Fig. 21 zeigt einen Vergleich zwischen der aus der obigen Gleichung (8) vorausgesagten Vibrationsgeschwindigkeit und tatsächlichen experimentellen Ergebnissen bei rostfreiem 304- Stahl, A06-Kohlenstoffstahl und 2011-Aluminiumlegierung. Die sehr gute Übereinstimmung zwischen den experimentellen Ergebnissen und der Voraussage nach dem mathematischen Modell läßt darauf schließen, daß das Modell fehlerfrei ist und zur Voraussage der Vibrationsgeschwindigkeitsbedingungen für andere Metalle verwendet werden kann.
Bei glatten Oberflächen mit einem Ra-Faktor von weniger als 0,2 und mit Anwendung von Vibrationen bis zu 20 kHz konnten K-Faktoren im Bereich von 30 bis 40 erzielt werden. Dies hat starke Auswirkungen für den Betrieb der industriellen Bandgießmaschinen bei der Herstellung von Stahlband. Früher hielt man es für notwendig, mit einer Gießgeschwindigkeit von 30-40 m/min zu arbeiten, um Stahlband von 1-3 mm Dicke herzustellen. Zumindest in diesem Arbeitsbereich sind jedoch die Dicke T des zu gießenden Bandes, die Gießgeschwindigkeit S und die Erstarrungsgeschwindigkeit K allgemein durch die Formel
T K(1/S)n
verbunden, wobei n 0,5 ist. Dementsprechend bedeutet ein Anstieg des K-Faktors auf das Dreifache, wie er gemäß der Erfindung erzielt werden kann, daß es möglich ist, die Dicke des Gußbandes auf das Dreifache zu erhöhen, wenn die gleiche Gießgeschwindigkeit beibehalten wird. Alternativ kann es möglich sein, die Gießgeschwindigkeit bis auf das 9-fache zu erhöhen, wenn die gleiche Banddicke beibehalten wird. Zum Beispiel ist es unter Umständen für 2 mm-Band möglich, Gießgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 4,5 m/s zu erreichen. Dementsprechend ermöglicht die Erfindung weit höhere Bandgießgeschwindigkeiten als bei irgendwelchen früher vorgeschlagenen Bandstranggießmaschinen.
Die Fig. 22 bis 26 zeigen eine Doppelwalzen- Bandstranggießmaschine, die gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben werden kann. Diese Gießmaschine weist einen Hauptmaschinenrahmen 11 auf, der aufrecht auf dem Hallenboden 12 steht. Der Rahmen 11 trägt einen Gießwalzenwagen 13, der zwischen einer Montagestation 14 und einer Gießstation 15 verschiebbar ist. Der Wagen 13 trägt ein Paar parallele Gießwalzen 16, denen während eines Gießvorgangs aus einer Gießpfanne 17 über ein Zwischengießgefäß 18 und eine Abgabedüse 19 schmelzflüssiges Metall zugeführt wird, um einen Gießtümpel 30 zu bilden. Die Gießwalzen 16 sind wassergekühlt, so daß auf den sich bewegenden Walzenoberflächen 16A Schalen erstarren und an dem dazwischenliegenden Walzenspalt zusammengeführt werden, um am Walzenauslaß ein erstarrtes Bandprodukt 20 zu erzeugen. Dieses Produkt wird einer normalen Wickelmaschine 21 zugeführt und kann anschließend zu einer zweiten Wickelmaschine 22 transportiert werden. Am Maschinenrahmen ist angrenzend an die Gießstation ein Aufnahmegefäß 23 montiert, und schmelzflüssiges Metall kann über eine Überlaufrinne 24 am Zwischengießgefäß oder durch Herausziehen eines Notstopfens 25 an einer Seite des Zwischengießgefäßes in dieses Aufnahmegefäß abgeleitet werden, wenn eine erhebliche Mißbildung des Produkts oder eine andere schwerwiegende Funktionsstörung während eines Gießvorgangs auftritt.
Der Walzenwagen 13 weist einen Wagenrahmen 31 auf, der durch Räder 32 auf Schienen 33 läuft, die sich entlang einem Teil des Hauptmaschinenrahmens 11 erstrecken, wodurch der Walzenwagen 13 als Ganzes zur Bewegung entlang den Schienen 33 montiert ist. Der Wagenrahmen 31 trägt ein Paar Walzengestelle 34, in denen die Walzen 16 drehbar montiert sind. Die Walzengestelle 34 sind auf dem Wagenrahmen 31 durch ineinandergreifende komplementäre Gleitelemente 35, 36 montiert, um unter dem Einfluß von Hydraulikzylindereinheiten 37, 38 eine Bewegung der Gestelle auf dem Wagen zur Einstellung des Spalts zwischen den Gießwalzen 16 zuzulassen und eine schnelle Auseinanderbewegung der Walzen für eine kurze Zeitspanne zu ermöglichen, wenn die Ausbildung einer quer über das Band verlaufenden Schwächelinie erforderlich ist, wie weiter unten näher erläutert wird. Der Wagen ist als Ganzes entlang den Schienen 33 verschiebbar, indem eine doppeltwirkende hydraulische Kolben- und Zylindereinheit 39 betätigt wird, die zwischen einer Antriebsstütze 40 am Walzenwagen und dem Hauptmaschinenrahmen so angeschlossen ist, daß sie betätigt werden kann, um den Walzenwagen zwischen der Montagestation 14 und der Gießstation 15 und umgekehrt zu verschieben.
Die Gießwalzen 16 werden über Antriebswellen 41 von einem Elektromotor und einem Getriebe, die auf dem Wagenrahmen 31 montiert sind, in gegenläufige Drehung versetzt. Die Walzen 16 weisen Umfangswände aus Kupfer auf, in denen eine Reihe von in Längsrichtung laufenden und in Umfangsrichtung beabstande ten Wasserkühlungskanälen ausgebildet sind, denen durch die Walzenenden aus Wasserzuflußleitungen in den Walzenantriebswellen 41, die über Drehdurchführungen 43 mit Wasserzuflußschläuchen 42 verbunden sind, Kühlwasser zugeführt wird. Die Walze kann typischerweise einen Durchmesser von etwa 500 mm und eine Länge von bis zu 2000 mm aufweisen, um ein 2000 mm breites Bandprodukt zu erzeugen.
Die Gießpfanne 17 ist von völlig herkömmlicher Konstruktion und wird über ein Joch 45 von einem Brückenkran getragen, durch den sie von einer Schmelzenaufnahmestation aus in Position gebracht werden kann. Die Gießpfanne ist mit einer Stopfenstange 46 ausgestattet, die durch einen Stellzylinder betätigt werden kann, um schmelzflüssiges Metall aus der Gießpfanne durch eine Auslaßdüse 47 und eine feuerfeste Rinne 48 in das Zwischengießgefäß 18 fließen zu lassen.
Das Zwischengießgefäß 18 ist gleichfalls von herkömmlicher Konstruktion. Es ist als breite Schale geformt, die aus einem feuerfesten Material besteht, wie z. B. aus Magnesiumoxid (MgO). Eine Seite des Zwischengießgefäßes nimmt schmelzflüssiges Metall aus der Gießpfanne auf und ist mit dem zuvor erwähnten Überlauf 24 und dem Notstopfen 25 versehen. Die andere Seite des Zwischengießgefäßes ist mit einer Reihe von längs beabstandeten Metallauslaßöffnungen 52 versehen. Der untere Teil des Zwischengießgefäßes trägt Montagestützen 53 zur Befestigung des Zwischengießgefäßes auf dem Walzenwagen 31 und ist mit Öffnungen zur Aufnahme von Teilungsstiften 54 am Wagenrahmen versehen, um das Zwischengießgefäß genau zu positionieren.
Die Abgabedüse 19 ist als langgestreckter Körper aus einem feuerfesten Material, wie z. B. aus Tonerdegraphit, ausgebildet. Ihr unterer Teil ist kegelförmig und konvergiert nach innen und nach unten, so daß sie in den Spalt zwischen den Gießwalzen 16 hineinragen kann. Sie ist mit einer Montagestütze 60 versehen, durch die sie auf dem Walzenwagenrahmen unterstützt wird, und ihr oberer Teil ist mit nach außen vorstehenden Seitenflanschen 55 ausgebildet, die auf den Montagestützen aufliegen.
Die Düse 19 kann eine Reihe von horizontal beabstandeten, sich im allgemeinen vertikal erstreckenden Durchflußkanälen aufweisen, um einen Metallaustrag mit entsprechend niedriger Geschwindigkeit über die gesamte Breite der Walzen hervorzubringen und das schmelzflüssige Metall ohne direkten Aufprall auf die Walzenoberflächen, auf denen die anfängliche Erstarrung erfolgt, in den Spalt zwischen den Walzen abzugeben. Alternativ kann die Düse einen einzigen durchgehenden Schlitzauslaß zur Abgabe eines Schleiers aus schmelzflüssigem Metall von niedriger Geschwindigkeit direkt in den Spalt zwischen den Walzen aufweisen und/oder kann in den Tümpel aus schmelzflüssigem Metall eingetaucht sein.
Der Tümpel wird an den Walzenenden durch ein Paar Seitenverschlußplatten 56 eingeschlossen, die an die abgestuften Enden 57 der Walzen angedrückt werden, wenn sich der Walzenwagen in der Gießstation befindet. Die Seitenverschlußplatten 56 bestehen aus einem widerstandsfähigen feuerfesten Material, z. B. aus Bornitrid, und weisen ausgebogene Seitenkanten 81 auf, um sich der Krümmung der abgestuften Enden 57 der Walzen anzupassen. Die Seitenplatten können in Plattenhaltern 82 montiert werden, die in der Gießstation durch Betätigen eines Paares hydraulischer Zylindereinheiten 83 beweglich sind, um die Seitenplatten in Eingriff mit den abgestuften Enden der Gießwalzen zu bringen und Endverschlüsse für den schmelzflüssigen Metalltümpel zu bilden, der während eines Gießvorgangs auf den Gießwalzen entsteht.
Während eines Gießvorgangs wird die Stopfenstange 46 der Gießpfanne betätigt, um schmelzflüssiges Metall aus der Gießpfanne zum Zwischengießgefäß und durch die Metallabgabedüse fließen zu lassen, von wo es zu den Gießwalzen fließt. Das saubere Kopfende des Bandprodukts 20 wird durch Betätigen eines Transporttisches 96 zu den Klemmbacken der Wickelmaschine 21 geführt. Der Transporttisch 96 hängt an Zapfenhalterungen 97 am Hauptrahmen und kann durch Betätigung einer Hydraulikzylindereinheit 98 zur Wickelmaschine geschwenkt werden, nachdem das saubere Kopfende geformt worden ist. Der Tisch 96 kann gegen eine obere Bandführungsklappe 99 laufen, die durch einen Kolben und eine Zylindereinheit 101 betätigt wird, und das Bandprodukt 20 kann zwischen einem Paar vertikaler Seitenrollen 102 eingeschlossen sein. Nachdem das Kopfende in die Klemmbacken der Wickelmaschine geführt worden ist, wird die Wickelmaschine in Drehung versetzt, um das Bandprodukt 20 aufzuwickeln, und den Transporttisch läßt man in seine Ruhestellung zurückschwingen, wo er einfach vom Maschinenrahmen herabhängt und vom Produkt gelöst ist, das direkt auf die Wickelmaschine 21 aufgenommen wird. Das entstandene Bandprodukt 20 kann anschließend zu einer Wickelmaschine 22 transportiert werden, um einen fertigen Bund für den Transport von der Gießmaschine weg herzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die in den Fig. 22 bis 26 dargestellte Gießmaschine erfindungsgemäß betrieben werden, indem eine auf dem Walzenwagen 31 montierte Wandlereinrichtung 110 eingebaut wird, die so betrieben werden kann, daß sie Vibrationen mit geeigneter Frequenz und Amplitude überträgt, um eine Oberflächenstrukturverfeinerung zu erzeugen. Die Wandlereinrichtung kann zweckmäßigerweise die Form eines Paares elektromechanischer Wandler annehmen, die zusammen mit geeigneten Reaktionsmassen verschiebbar innerhalb eines Paares von Wandlertrommeln 111 montiert sind, die am Walzenwagenrahmen befestigt sind und über Schubstangen 112 direkt auf die Walzenwellenlager wirken. Da die erhöhte Wärmeübertragung auf die Vibration der Gießflächen in der Kompressionsmode zurückzuführen ist, werden die Wandler vorzugsweise so ausgerichtet, daß die Walzen senkrecht zu ihren Gießflächen am Gießtümpel in Vibration versetzt werden. Wenn jedoch mit relativ niedrigen Vibrationsfrequenzen gearbeitet wird, ist dies nicht wesentlich, da ungeachtet der Richtung oder Art der Anwendung eine erhebliche Vibration in der Kompressionsmode an den Walzenoberflächen entwickelt wird.
Der Leistungsbedarf zur Vibrationsanregung der Walze kann nach der Gleichung (9) berechnet werden, die weiter oben in dieser Patentbeschreibung angegeben wurde. Das Positionieren der Wandler 110 auf dem Walzenwagen wird für die Erzeugung von Vibrationen bei relativ niedrigen Frequenzen empfohlen, z. B. Frequenzen in der Größenordnung von 0,5 kHz oder weniger. In einer typischen Bandgießanlage, die mit Walzen mit einem Gewicht in der. Größenordnung von 3 Tonnen ausgestattet ist, können die Wandler Magnetostriktionswandler mit Terfernolkern mit einer Gesamtbetriebsleistung von 15 kW sein.
Wo es notwendig ist, Vibrationen mit relativ hohen Frequenzen anzulegen, kann die Vibration direkt auf die Walzen übertragen werden. Dies läßt sich erreichen, indem eine Anzahl von Magnetostriktionswandlern innerhalb der Walze oder an den beiden Walzenenden montiert werden, um mit jeder der beiden Endflächen der Walze oder mit den Seitenplatten, welche diese Enden berühren, in Eingriff zu kommen. Zum Beispiel kann der Wandler direkt am Walzenwagenrahmen 31 oder an einer der Seitenverschlußplatten 56 befestigt werden. Alternativ können die Vibrationen an das schmelzflüssige Metall angelegt werden, indem der Wandler an der Metallabgabedüse 19 oder an der Düsenmontagestütze 60 befestigt wird. Um die vibrierende Masse zu verringern, kann die Montagestütze 60 über flexible Halterungen auf dem Walzenwagenrahmen 31 unterstützt werden.
Die dargestellte Vorrichtung ist lediglich als Beispiel angeführt worden, und die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer Vorrichtung dieser besonderen Art oder tatsächlich auf das Doppelwalzengießen beschränkt. Sie kann zum Beispiel auf eine Einwalzengießmaschine oder auf eine Transportbandgießmaschine angewandt werden. Dementsprechend versteht es sich, daß viele Modifikationen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche liegen.

Claims

1. Verfahren zum Stranggießen von Metallband der Art, wobei ein Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall (30) im Kontakt mit einer sich bewegenden Gießfläche (16A) ausgebildet wird, so daß ein Metall aus dem Tümpel auf der sich bewegenden Gießfläche erstarrt, wobei die Gießfläche einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 5 um aufweist und eine erzwungene relative Schwingungs- bzw. Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels und der Gießfläche auftritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gießfläche (16A) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,5 um aufweist und die erzwungene Vibrationsbewegung eine Frequenz von höchstens 20 kHz aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Gießfläche (16A) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,2 um aufweist und die erzwungene Vibrationsbewegung eine Frequenz im Bereich von 0,5 bis 20 kHz aufweist.

4. Verfahren zum Stranggießen von Metallband der Art, wobei schmelzflüssiges Metall durch einen oberhalb eines Walzenspalts angeordneten Metallausguß (19) in den Walzenspalt zwischen einem Paar paralleler Gießwalzen (16) eingebracht wird, um einen Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall (30) zu erzeugen, der auf den Gießflächen (16A) der Walzen unmittelbar oberhalb des Spalts aufliegt, und wobei die Gießwalzen in Drehung versetzt werden, um ein erstarrtes Metallband (20) aus dem Spalt nach unten abzugeben, wobei die Gießflächen (16A) der Walzen (16) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 5 um aufweisen, und wobei eine erzwungene relative Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels und den Gießflächen der Walzen auftritt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Gießflächen (16A) der Walzen (16) einen arithmetisch gemittelten Rauhig keitswert (Ra) von weniger als 0,5 um aufweisen und die erzwungene Vibrationsbewegung eine Frequenz von höchstens 20 kHz aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Gießflächen (16A) der Walzen (16) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,2 um aufweisen und die erzwungene Vibrationsbewegung eine Frequenz im Bereich von 0,5 bis 20 kHz aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Spitzengeschwindigkeit der erzwungenen relativen Vibrationsbewegung in dem durch die folgende Formel festgelegten Bereich liegt:

wobei

vpeak die Spitzengeschwindigkeit der Vibrationsbewegung (m/s) ist,

σ die Oberflächenspannung des schmelzflüssigen Metalls (N/m) ist,

ρ die Dichte des schmelzflüssigen Metalls (kg/m³) ist,

c die Schallgeschwindigkeit in dem schmelzflüssigen Metall ist, und

Rc der kritische Krümmungsradius unter Bedingungen einer vollständigen Benetzung (m) ist, bestimmt nach der Formel:

Rc = hp/sin(180 - 2arctg d/hp)

wobei

hp der halbe Mittenabstand zwischen Erhebungen der Walzengießflächen ist, bestimmt aus der Rauhigkeit dieser Flächen (m); und

d die Rauhtiefe der Walzengießflächen ist, bestimmt aus der Rauhigkeit dieser Flächen (m).

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Spitzengeschwindigkeit in dem durch die folgende Formel festgelegten Bereich liegt:

9. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Gießflächen (16A) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,25 um aufweisen und die Spitzengeschwindigkeit der erzwungenen Vibrationsbewegung im Bereich von 0,02 bis 0,06 m/s liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Metall ein kohlenstoffarmer Stahl mit weniger als 0,15% Kohlenstoff ist, wobei die Gießflächen (16A) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,25 um aufweisen, und wobei die Spitzengeschwindigkeit der erzwungenen Vibrationsbewegung im Bereich von 0,015 bis 0,05 m/s liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Metall Aluminium ist, die Gießflächen (16A) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,25 um aufweisen und die Spitzengeschwindigkeit der erzwungenen Vibrationsbewegung im Bereich von 0,06 bis 0,10 m/s liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Frequenz der erzwungenen Vibrationsbewegung höchstens 20 kHz beträgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei man die Gießwalzen (16) mit einer solchen Geschwindigkeit rotieren läßt, daß das erstarrte Metallband (20) mit einer Bandgeschwindigkeit im Bereich von 0,5 bis 5 m/s abgegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das erstarrte Metallband (20) bei der Abgabe aus dem Spalt zwischen den Gießwalzen (16) nach unten eine Dicke im Bereich von 1 bis 5 mm aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei das schmelzflüssige Metall an den Walzengießflächen an Keimbildungsstellen erstarrt, die mit einer Keimbildungsdichte von mindestens 400 Keimen/mm² beabstandet sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Keimbildungsdichte im Bereich von 600 bis 700 Keimen/mm² liegt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, wobei die relative Vibrationsbewegung durch Anregung der Gießwalzen (16) zur Vibration ausgelöst wird.

18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die relative Vibrationsbewegung mit Hilfe einer Wandlereinrichtung (110) ausgelöst wird, die an einer Struktur (31) befestigt ist, welche die Gießwalzen (16) trägt oder mit ihnen in Berührung ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spitzengeschwindigkeit der erzwungenen relativen Vibrationsbewegung in dem durch die folgende Formel festgelegten Bereich liegt:

wobei

vpeak die Spitzengeschwindigkeit der Vibrationsbewegung (m/s) ist.

σ die Oberflächenspannung des schmelzflüssigen Metalls (N/m) ist,

ρ die Dichte des schmelzflüssigen Metalls (kg/m³) ist,

c die Schallgeschwindigkeit in dem schmelzflüssigen Metall ist, und

Rc = hp/sin(180 - 2arctg d/hp)

wobei

hp der halbe Mittenabstand zwischen Erhebungen der Gießfläche ist, bestimmt aus der Rauhigkeit dieser Fläche (m); und

d die Rauhtiefe der Gießfläche ist, bestimmt aus der Rauhigkeit dieser Fläche (m).

20. Vorrichtung zum Stranggießen von Metallband, die aufweist: ein Paar parallele Gießwalzen (16), zwischen denen ein Walzenspalt ausgebildet ist, einen Metallausguß (19) zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Spalt zwischen den Gießwalzen, um einen Gießtümpel aus schmelzflüssigem Metall (30) zu bilden, der von den Gießwalzenflächen (16A) unmittelbar oberhalb des Walzenspalts getragen wird, einen Walzenantrieb (41) zum Antrieb der Gießwalzen in gegenläufiger Drehrichtung, um ein erstarrtes Metallband (20) zu erzeugen, das aus dem Walzenspalt nach unten abgegeben wird, und eine Vibrationseinrichtung (110), die betrieben werden kann, um eine relative Vibrationsbewegung zwischen dem schmelzflüssigen Metall des Gießtümpels (30) und den Gießflächen (16A) der Walzen anzuregen, wobei die Gießflächen (16A) der Gießwalzen (16) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 5 um aufweisen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Gießflächen (16A) der Walzen (16) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,5 um aufweisen, und wobei die Vibrationseinrichtung (110) so betrieben werden kann, daß die relative Vibrationsbewegung bei einer Frequenz von höchstens 20 kHz angeregt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Gießflächen (16A) der Walzen (16) einen arithmetisch gemittelten Rauhigkeitswert (Ra) von weniger als 0,2 um aufweisen, und wobei die Vibrationseinrichtung (110) so betrieben werden kann, daß die relative Vibrationsbewegung bei einer Frequenz im Bereich von 0,5 bis 20 kHz angeregt wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Vibrationseinrichtung (110) so betrieben werden kann, daß die relative Vibrationsbewegung mit einer Vibrationsspitzengeschwindigkeit im Bereich von 0,015 bis 0,06 m/s angeregt wird.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Vibrationseinrichtung (110) so betrieben werden kann, daß die relative Vibrationsbewegung mit einer Vibrationsspitzengeschwindigkeit im Bereich von 0,06 bis 0,10 m/s angeregt wird.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die Vibrationseinrichtung eine Wandlereinrichtung (110) aufweist, die an einer Struktur (31) befestigt ist, welche die Gießwalzen (16) trägt oder mit ihnen in Berührung ist.