DE69712180T2

DE69712180T2 - Metallzuführsytem für stranggiessanlage

Info

Publication number: DE69712180T2
Application number: DE69712180T
Authority: DE
Inventors: Bruce Leabeater; Arthur Shook
Original assignee: Castrip LLC
Current assignee: Castrip LLC
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: AUPN770296A0; KR19990081870A; JP3948750B2; DE69712180D1; WO1997027015A1; US6095233A; ID16461A; EP0876232B1; NZ325153A; IN192460B; US6453986B1; EP0876232A1; MY129781A; CN1209763A; JPH11510100A; CA2242537A1; EP0876232A4; TW330863B; CN1072059C

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft das Gießen eines Metallstreifens. Sie ist insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, auf das Gießen eisenhaltiger Metallstreifen anwendbar.
Es ist bekannt, Metallstreifen durch Stranggießen in einer Doppelwalzen-Gießvorrichtung zu gießen. Geschmolzenes Metall wird zwischen einem Paar entgegengesetzt gedrehter horizontaler Gießwalzen eingeführt, wobei die Gießwalzen gekühlt werden, so daß Metallschalen an den sich bewegenden Walzenoberflächen verfestigen und am Spalt zwischen ihnen zusammengebracht werden, um ein verfestigtes Streifenprodukt zu erzeugen, das vom Spalt zwischen den Walzen nach unten geführt wird. Der Begriff "Spalt" soll hier den allgemeinen Bereich bezeichnen, an dem die Walzen am dichtesten zueinander angeordnet sind. Das geschmolzene Metall kann aus einer Gießpfanne oder einem Zwischenbehälter in ein kleineres Gefäß gegossen werden, von wo es durch eine Metallabgabedüse fließt, die sich oberhalb des Spalts befindet, um es in den Spalt zwischen den Walzen zu leiten, wodurch ein Gießbecken geschmolzenen Metalls gebildet wird, das von den Gießflächen der Walzen unmittelbar oberhalb des Spalts getragen wird. Dieses Gießbecken kann von Seitenplatten oder Dämmen begrenzt werden, die in gleitendem Eingriff mit den Enden der Walzen gehalten werden.
Wenngleich das Doppelwalzengießen mit einigem Erfolg auf nicht eisenhaltige Metalle angewendet wurde, die beim Kühlen schnell verfestigen, traten beim Anwenden der Technik auf das Gießen eisenhaltiger Metalle, die hohe Verfestigungstemperaturen aufweisen und dazu neigen, Fehler auszubilden, die durch ein ungleichmäßiges Verfestigen an den gekühlten Gießflächen der Walzen hervorgerufen werden, Probleme auf. Es wurde daher viel Aufmerksamkeit auf die Entwicklung von Metallabgabedüsen gerichtet, durch die angestrebt wird, einen übergangslosen, gleichmäßigen Fluß von Metall zum Gießbecken und in diesem zu erzeugen.
Es wurde bereits früher vorgeschlagen, das geschmolzene Metall durch eine Metallabgabedüse in das Gießbecken einzuführen, wobei die Metallabgabedüse nach unten in eine langgestreckte Gießrinne vorsteht und als diese ausgebildet ist, die in den -Längsseitenwänden Öffnungen aufweist. Bei der Verwendung fließt geschmolzenes Metall in die Gießrinne und danach über die Öffnungen in den Längsseitenwänden in zwei zueinander entgegengesetzt gerichteten Reihen von Strahlströmen, die nach außen gerichtet sind, so daß sie auf die Gießwalzen treffen, in das Becken geschmolzenen Metalls. Ein Beispiel einer Metallabgabedüse dieser Art ist in der australischen Patentanmeldung 60773/96 der Anmelder offenbart.
Die Anmelder haben herausgefunden, daß Metallabgabedüsen besonders wirksame Mittel zum Steuern des Flusses geschmolzenen Metalls in das Becken geschmolzenen Metalls sind.
Bei einem gewerblichen Gießvorgang wird geschmolzenes Metall in Gießpfannen an eine Gießstation abgegeben und einer Doppelwalzen-Gießvorrichtung entweder direkt über Gießpfannen oder indirekt über einen Zwischenbehälter zugeführt. In der Praxis ist es infolge physikalischer Zwangsbedingungen wahrscheinlich, daß zwischen der Auslaßdüse einer Gießpfanne oder eines Zwischenbehälters und einer Metallabgabedüse in der Doppelwalzen-Gießvorrichtung ein minimaler Zwischenraum in der Größenordnung von 1 m liegt, was dazu führt, daß geschmolzenes Metall unter hohem Druck aus der Gießpfanne oder der Baugruppe aus einer Gießpfanne und einem Zwischenbehälter in die Metallabgabedüse fließt, sofern kein zwischengeschalteter Flußverteiler in der Art desjenigen, der detailliert in der australischen Patentanmeldung 59352/94 der Anmelder dargelegt ist, verwendet wird. Wenngleich diese Vorrichtungen erfolgreich sind, führen sie zu zusätzlichen Kosten, insbesondere weil es erforderlich ist, sie nach jedem Gebrauch aufzupolieren.
Der hier verwendete Begriff "Zwischenbehälter" ist außer hinsichtlich der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform als ein Gefäß zu verstehen, das geschmolzenes Metall enthält und einer Doppelwalzen-Gießvorrichtung zuführt, und er schließt ohne Einschränkung Gefäße ein, die unter den Begriffen "Gießpfanne" und "Zwischenbehälter" bekannt sind. In der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wird der Begriff "Zwischenbehälter" in seinem normalen Zusammenhang verwendet.
Angesichts der verhältnismäßig geringen Größe der Metallabgabedüse ist es wahrscheinlich, daß das Eintreten geschmolzenen Metalls bei einem hohen Druck ein erhebliches unerwünschtes Spritzen geschmolzenen Metalls aus der Metallabgabedüse und eine Beschädigung der Metallabgabedüse bewirkt, was insbesondere in den Bereichen der Fall ist, in denen das geschmolzene Metall direkt auf die Metallabgabedüse trifft.
In der japanischen Patentveröffentlichung 1-5650 von Nippon Steel Corporation ist eine eingetauchte Eintrittsdüse als eine Alternative zum Zuführen geschmolzenen Metalls zu einer Metallabgabedüse einer Doppelwalzen-Gießvorrichtung offenbart. Die Metallabgabedüse hat Auslässe, die einem Gießbecken in zueinander entgegengesetzt gerichteten Strömen in Richtung der Gießwalzen geschmolzenes Metall zuführen. Die eingetauchte Eintrittsdüse ist herkömmlich aufgebaut und so positioniert, daß die Auslässe geschmolzenes Metall in Strömen, die zur Längsachse der Walzen parallel sind, in die Metallabgabedüse leiten.
Die Anmelder haben ein Wassermodellprogramm ausgeführt, wobei eine herkömmliche eingetauchte Eintrittsdüse so positioniert war, wie in der japanischen Patentveröffentlichung 1- 5650 beschrieben ist, wobei die Auslässe also so angeordnet sind, daß ein Wasserfluß parallel zu Gießwalzen geleitet wird. In dem Programm war die eingetauchte Eintrittsdüse in einer Metallabgabedüse des in der australischen Anmeldung 60773/96 beschriebenen Typs positioniert. Die Anmelder waren nicht in der Lage, mit der Abgabedüse zufriedenstellende Strömungsmuster zu entwickeln, um den Öffnungen in den Längsseitenwänden der Metallabgabedüse Wasser zuzuführen. Weiterhin haben die Anmelder herausgefunden, daß die Anordnung der eingetauchten Eintrittsdüse und der Metallabgabedüse ein erhebliches Spritzen erzeugt hat, was unerwünscht ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen Nachteile zu verringern.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Doppelwalzen- Gießvorrichtung zum Gießen geschmolzenen Metalls vorgesehen, welche aufweist:
ein Paar paralleler Gießwalzen, zwischen denen ein Spalt ausgebildet ist, eine längliche Metallabgabedüse, die oberhalb des Spalts zwischen den Gießwalzen angeordnet ist und entlang diesem verläuft, zum Zuführen geschmolzenen Metalls zu einem Gießbecken für geschmolzenes Metall zwischen den Walzen, wobei die Metallabgabedüse eine Bodenwand, Längsseitenwände, die parallel zu den Achsen der Walzen verlaufen, Endwände und Auslässe für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden aufweist, eine Eintrittsdüse zum Zuführen geschmolzenen Metalls zur Metallabgabedüse und einen Zwischenbehälter zum Zuführen geschmolzenen Metalls zur Eintrittsdüse am Einlaßende, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsdüse ein Einlaßende zum Entgegennehmen geschmolzenen Metalls und ein Auslaßende zum Zuführen geschmolzenen Metalls in die Metallabgabedüse aufweist, wobei sich das Auslaßende in die Metallabgabedüse erstreckt und eine Bodenwand, langgestreckte Seitenwände, die nach innen in einem Abstand zu den Seitenwänden der Metallabgabedüse angeordnet sind, und Endwände aufweist, und Auslässe für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden aufweist, wobei die Eintrittsdüse so aufgebaut und bezüglich der Abgabedüse angeordnet ist, daß sich bei der Verwendung durch die Eintrittsdüse zugeführtes geschmolzenes Metall bis zu einer Höhe oberhalb des Auslasses der Abgabedüse in der Abgabedüse sammelt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Gießen eines Metallstreifens vorgesehen, welches das Einführen geschmolzenen Metalls zwischen einem Paar paralleler gekühlter Gießwalzen über eine langgestreckte Metallabgabedüse, die oberhalb des Spalts zwischen den Gießwalzen angeordnet ist und entlang diesem verläuft, um ein Gießbecken zu bilden, das von den Gießwalzen getragen wird, und das entgegengesetzte. Drehen der Walzen zum Erzeugen eines verfestigten Streifens, der vom Spalt nach unten geführt wird, aufweist, wobei die Abgabedüse eine langgestreckte Gießrinne mit seitlichen Öffnungen zum Abgeben geschmolzenen Metalls in das Gießbecken aufweist, wobei das geschmolzene Metall über eine Eintrittsdüse in die Gießrinne der Abgabedüse abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsdüse ein Einlaßende zum Entgegennehmen geschmolzenen Metalls und ein Auslaßende, das sich in die Gießrinne der Abgabedüse erstreckt, und eine Bodenwand, langgestreckte Seitenwände, die nach innen in einem Abstand zu den Seitenwänden der Abgabedüse angeordnet sind, und Auslässe für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden aufweist, wobei das geschmolzene Metall der Eintrittsdüse so zugeführt wird, daß bis zu einer Höhe oberhalb der Auslässe in den Seitenwänden der Abgabedüse ein Vorrat geschmolzenen Metalls in der Gießrinne der Abgabedüse gebildet wird.
Die Auslässe für geschmolzenes Metall in der Eintrittsdüse können in irgendeiner geeigneten Form, beispielsweise als Löcher und Schlitze, ausgebildet sein.
Die Anzahl und die Größe der Auslässe in der Eintrittsdüse können so gewählt werden, wie es erforderlich ist, um speziellen Gießanforderungen Rechnung zu tragen.
Der Hauptzweck der Auslässe in der Eintrittsdüse besteht darin, das Erzeugen optimaler Strömungsmuster geschmolzenen Metalls in der Metallabgabedüse zu ermöglichen. Die optimalen Strömungsmuster bei einem gegebenen Gießvorgang hängen von einer Reihe von Faktoren ab, die ohne Einschränkung die Zusammensetzung des gegossenen geschmolzenen Metalls einschließen.
Es ist bevorzugt, daß die Seitenwände der Eintrittsdüse parallel zu den Seitenwänden der Metallabgabedüse verlaufen.
Es ist auch bevorzugt, daß die Auslässe für geschmolzenes Metall in der Eintrittsdüse nicht seitlich mit Auslässen der Abgabedüse ausgerichtet sind, so daß das geschmolzene Metall nicht direkt von einem Auslaß zum anderen fließen kann.
Die Eintrittsdüse kann in ihren Endwänden Auslässe für geschmolzenes Metall aufweisen.
Die Abgabedüse kann auch in ihren Endwänden Auslässe für geschmolzenes Metall aufweisen.
Es ist bevorzugt, daß die Doppelwalzen-Gießvorrichtung weiterhin eine Gießpfanne zum Zuführen geschmolzenen Metalls zum Zwischenbehälter aufweist.
Es ist bevorzugt, daß die Doppelwalzen-Gießvorrichtung weiterhin eine Steuereinrichtung in der Art eines gleitenden Absperrventils oder einer Stopfenstange zum Steuern der Flußrate geschmolzenen Metalls aus dem Zwischenbehälter in die Eintrittsdüse aufweist.
Es ist auch bevorzugt, daß die Metallabgabedüse eine nach oben offene langgestreckte Gießrinne ist, die sich in Längsrichtung des Spalts zwischen den Gießwalzen erstreckt, um geschmolzenes Metall entgegenzunehmen, wobei die Bodenwand der Gießrinne geschlossen ist und wobei die Auslässe für geschmolzenes Metall in den Längsseitenwänden in jeder der jeweiligen Seitenwände eine Reihe horizontal beabstandeter Öffnungen aufweisen.
Das Einleiten des Gießens kann das Vorwärmen des Zwischenbehälters, der Metallabgabedüse und der Eintrittsdüse auf eine Temperatur von mindestens 1000ºC, das Positionieren der vorgewärmten Metallabgabedüse bezüglich der Gießwalzen, so daß sie sich an der Position oberhalb des Spalts befindet und sich entlang diesem erstreckt, das Anordnen der vorgewärmten Eintrittsdüse am Boden des vorgewärmten Zwischenbehälters und das Absenken des Zwischenbehälters zur Abgabedüse hin, so daß sich die Eintrittsdüse in die Abgabedüse hinein erstreckt, um die Zufuhr geschmolzenen Metalls aus dem Zwischenbehälter über die Eintrittsdüse in die Metallabgabedüse zu ermöglichen, einschließen.
Die Metallabgabedüse kann bezüglich der Walzen positioniert werden, bevor die Eintrittsdüse am Zwischenbehälter angeordnet wird.
Alternativ kann die Eintrittsdüse am Zwischenbehälter angeordnet werden, bevor die Abgabedüse bezüglich der Walzen positioniert wird und der Zwischenbehälter danach abgesenkt wird, um zu bewirken, daß die Eintrittsdüse in die Abgabedüse eintritt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Zum näheren Erklären der Erfindung werden eine spezielle Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung in einigen Einzelheiten mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Doppelwalzen-Stranggießvorrichtung zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und arbeitet,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch wichtige Komponenten der in Fig. 1 dargestellten Gießvorrichtung unter Einschluß einer gemäß der Erfindung aufgebauten Eintrittsdüse zeigt,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Einlaßende der Eintrittsdüse zeigt,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Auslaßende der Eintrittsdüse zeigt,
Fig. 5 einen weiteren vertikalen Schnitt durch wichtige Komponenten der Gießvorrichtung quer zum Schnitt aus Fig. 2 zeigt,
Fig. 6 einen vergrößerten Querschnitt durch die Eintrittsdüse und benachbarte Teile der Gießwalzen zeigt,
Fig. 7 eine Teildraufsicht auf die Linie 7-7 in Fig. 5 ist und
die Fig. 8 bis 12 die Art veranschaulichen, in der verschiedene Komponenten der Vorrichtung beim Einleiten eines Gießvorgangs der Reihe nach zusammengebracht werden können.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die dargestellte Gießvorrichtung weist einen Hauptmaschinenrahmen 11 auf, der auf dem Fußboden 12 einer Fabrik steht. Der Rahmen 11 trägt einen Gießwalzenwagen 13, der zwischen einer Montagestation 14 und einer Gießstation 15 horizontal beweglich ist. Der Wagen 13 trägt ein Paar paralleler Gießwalzen 16, denen während eines Gießvorgangs von einer Gießpfanne 24 über einen Zwischenbehälter 17, eine Eintrittsdüse 18 und eine Abgabedüse 19 geschmolzenes Metall zugeführt wird. Die Gießwalzen 16 sind wassergekühlt, so daß Schalen auf den sich bewegenden Walzenoberflächen verfestigen und am Spalt zwischen ihnen zusammengebracht werden, um am Spaltauslaß ein verfestigtes Streifenprodukt 20 zu erzeugen. Dieses Produkt wird einer Standard-Wickeleinrichtung 21 zugeführt und kann nachfolgend zu einer zweiten Wickeleinrichtung 22 übertragen werden.
Der Walzenwagen 13 weist einen Wagenrahmen 31 auf, der über Räder 32 auf Schienen 33 angebracht ist, die sich entlang einem Teil des Hauptmaschinenrahmens 11 erstrecken, wodurch der Walzenwagen 13 insgesamt zur Bewegung entlang den Schienen 33 angebracht ist. Der Wagenrahmen 31 trägt ein Paar von Walzengestellen, in denen die Walzen 16 drehbar angebracht sind. Der Wagen 13 ist durch Betätigen einer doppelt wirkenden hydraulischen Kolben- und Zylindereinheit 39, die zwischen einem Antriebsträger 40 am Walzenwagen und dem Hauptmaschinenrahmen angeschlossen ist, so daß sie so betätigt werden kann, daß sie den Walzenwagen zwischen der Montagestation 14 und der Gießstation 15 und umgekehrt bewegt, entlang den Schienen 33 beweglich.
Die Gießwalzen 16 werden durch Antriebswellen 41 von einem Elektromotor in Gegenrichtung gedreht, und sie sind über ein Getriebe am Wagenrahmen 31 angebracht. Die Walzen 16 haben Außenwände aus Kupfer, die eine Reihe sich in Längsrichtung erstreckender und in Umfangsrichtung beabstandeter Wasserkühlleitungen aufweisen, denen durch die Walzenenden von Wasserzufuhrrohren in den Walzenantriebswellen 41 Kühlwasser zugeführt wird, wobei die Wasserzufuhrrohre über Drehdurchführungen 43 mit Wasserzufuhrschläuchen 42 verbunden sind. Die Walzen können typischerweise einen Durchmesser von etwa 500 mm aufweisen und bis zu 2 m lang sein, um ein bis zu 2 m breites Streifenprodukt zu erzeugen.
Die Gießpfanne 24 ist ganz herkömmlich aufgebaut und wird über ein Joch 45 von einem Überkopfkran getragen, wodurch sie von einer Heißmetall-Empfangsstation in Position gebracht werden kann. Die Gießpfanne ist mit einem gleitenden Absperrventil 38 versehen, das betätigt werden kann, um zu ermöglichen, daß geschmolzenes Metall aus der Gießpfanne in den Zwischenbehälter 17 fließt.
Der Zwischenbehälter 17 ist herkömmlich aufgebaut und weist im Boden einen Auslaß 40 auf, um zu ermöglichen, daß geschmolzenes Metall aus dem Zwischenbehälter 17 in die Eintrittsdüse 18 fließt. Der Zwischenbehälter 17 ist mit einer Stopfenstange 46 versehen, um den Auslaß 40 selektiv zu öffnen und zu schließen und dadurch das Strömen von Metall durch den Auslaß zu steuern.
Die Abgabedüse 19 besteht aus einem länglichen Hauptteil, der aus einem hochschmelzenden Material, wie Aluminiumoxid- Graphit, besteht. Der untere Teil läuft kegelförmig zu, so daß er nach innen und nach unten zusammenläuft und in das Gießbecken vorstehen kann. Ein Anbringungsträger 60 ist bereitgestellt, um die Düse am Walzenwagenrahmen zu halten, und der obere Teil der Düse ist mit nach außen vorstehenden Seitenflanschen 55 versehen, die am Anbringungsträger angeordnet sind.
Die Abgabedüse 19 weist eine nach oben offene Einlaß- Gießrinne 61 auf, um geschmolzenes Metall entgegenzunehmen, das durch die Öffnungen 92 der Eintrittsdüse nach außen fließt. Die Gießrinne 61 ist zwischen den Seitenwänden 62 der Düse und ihren Endwänden 70 ausgebildet. Der Boden der Gießrinne ist durch einen horizontalen Unterboden 63 geschlossen. Die Bodenteile der Längsseitenwände 62 laufen nach unten zusammen und sind durch horizontal beabstandete Öffnungen 64 in Form kreisförmiger Löcher, die sich horizontal durch die Seitenwände erstrecken, perforiert. Die Endwände 70 der Abgabedüse sind durch zwei große Endlöcher 71 perforiert.
Die Eintrittsdüse 18 ist langgestreckt und erstreckt sich von einem Einlaßende 82, das mit dem Zwischenbehälter 17 verbunden ist, nach unten zu einem Auslaßende 84, das sich in die Abgabedüse 19 erstreckt. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ändert sich die Querschnittsform des durch die Eintrittsdüse definierten Durchgangs fortschreitend von einer Kreisform am Einlaßende (Fig. 2a) zu einer schmalen langgestreckten Form am Auslaßende (Fig. 2b). Insbesondere ist das Auslaßende 84 durch eine Bodenwand 86, langgestreckte Seitenwände 88, schmale Endwände 91 und eine Reihe von Auslässen 92 in den Seitenwänden 88 definiert. Das Auslaßende 84 ist so positioniert, daß die Seitenwände 88 zu den Längsseitenwänden 62 der Abgabedüse 19 parallel und nach innen davon beabstandet sind.
Geschmolzenes Metall fließt von der Eintrittsdüse 18 in einen Vorratsbehälter 66 für geschmolzenes Metall im Bodenteil der Gießrinne 61 der Düse. Das geschmolzene Metall fließt durch die Seitenöffnungen 64 und die Endöffnungen 71 aus diesem Vorratsbehälter und bildet ein Gießbecken 68, das oberhalb des Spalts 69 zwischen den Gießwalzen 16 getragen wird. Das Gießbecken ist an den Enden der Walzen 16 durch ein Paar seitlicher Schließplatten 56 begrenzt, die gegen die Enden 57 der Walzen drücken. Die seitlichen Schließplatten 56 bestehen aus einem starken hochschmelzenden Material, beispielsweise aus Bornitrid. Sie sind in Plattenhaltern 82 angebracht, die durch Betätigen eines Paars hydraulischer Zylindereinheiten 83 beweglich sind, um die Seitenplatten in Eingriff mit den Enden der Gießwalzen zu bringen und Endverschlüsse für das Gießbecken mit geschmolzenem Metall zu bilden.
Beim Gießvorgang wird das Fließen des Metalls so gesteuert, daß das Gießbecken auf einem solchen Niveau gehalten wird, daß das untere Ende der Abgabedüse 19 in das Gießbecken eingetaucht ist und die zwei Reihen horizontal beabstandeter Seitenöffnungen 64 der Abgabedüse unmittelbar unterhalb der Oberfläche des Gießbeckens angeordnet sind. Das geschmolzene Metall fließt durch die Öffnungen 64 in zwei seitlich nach außen gerichteten Strahlströmen in der Umgebung der Oberfläche des Gießbeckens, so daß es in der unmittelbaren Nähe der Beckenoberfläche auf die Kühlflächen der Walzen trifft.
Der Zweck der Eintrittsdüse 18 besteht darin, das Fließen geschmolzenen Metalls aus dem Zwischenbehälter 17 in die Abgabedüse 19 so zu steuern, daß die Abgabedüse 19 einen erforderlichen Fluß des geschmolzenen Metalls in das Gießbecken 68 eingeben kann, und dies so auszuführen, daß innerhalb der Abgabedüse ein Minimum an Turbulenz und ein minimales Spritzen hervorgerufen werden und eine gesteuerte Verringerung der kinetischen Energie des aus dem Zwischenbehälter nach unten fließenden geschmolzenen Metalls erzielt wird. Die wirksame Querschnittsfläche der Eintrittsdüse ist viel kleiner als die Einlaßgießrinne 61 der Abgabedüse 19, was dazu führt, daß sich innerhalb der Eintrittsdüse ein erheblicher Block geschmolzenen Metalls aufbaut, wodurch der einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Bodenteil dieser Düse bis zu einer Höhe gefüllt wird, die deutlich oberhalb der Abgabedüse 19 liegt, wie durch die in Fig. 6 dargestellte Säule geschmolzenen Metalls 90 angegeben ist. Dies führt dazu, daß das aus dem Zwischenbehälter fallende geschmolzene Metall zuerst durch den einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden oberen Teil der Eintrittsdüse fließt, daß der Fluß dann jedoch so geformt wird, daß er sich aufweitet und in die Säule geschmolzenen Metalls 90 fällt, wodurch das rechteckige Bodenende der Eintrittsdüse gefüllt wird. Die kinetische Energie des geschmolzenen Metalls wird auf diese Weise innerhalb der Eintrittsdüse verringert, und das Metall kann durch die Auslässe 92 der Eintrittsdüse gleichmäßig bzw. glatt nach unten in die Gießrinne 61 fließen. Die Auslässe 92 sind vorzugsweise in Längsrichtung bezüglich der seitlichen Auslässe 64 der Abgabedüse versetzt, so daß das Metall nicht direkt durch den benachbarten Abgabedüsenauslaß 64 nach außen spritzen kann, sondern zunächst innerhalb des Beckens eingeschlossen wird, so daß die kinetische Energie weiter verringert wird und zu einem übergangslosen, gleichmäßigen Fluß von den seitlichen Öffnungen 64 der Düse über die ganze Länge der Abgabedüse 19 beigetragen wird.
Vor dem Gießvorgang müssen die hochschmelzenden Materialien des Zwischenbehälters 17, der Abgabedüse 19 und der seitlichen Schließplatten 56 sowie der Eintrittsdüse 18 alle auf eine Temperatur von mindestens 1000ºC vorgewärmt werden. Es ist nicht durchführbar, alle diese Komponenten am Einsatzort vorzuwärmen, und es ist daher bevorzugt, daß sie alle an Vorwärmstationen vorgewärmt und dann der Reihe nach vor dem Gießen gemeinsam einer Endmontage zugeführt werden. Die Abgabedüse 19, die Eintrittsdüse 18 und die seitlichen Schließplatten 56 können in einzelnen Gasöfen oder Elektroöfen zum Vorwärmen vorgewärmt werden, während der viel größere Zwischenbehälter 17 durch Vorwärmbrenner vorgewärmt werden kann. Nach dem Vorwärmen können die hochschmelzenden Komponenten in der später beschriebenen Weise durch geeignete Robotervorrichtungen von den Vorwärmstationen zu einer Endmontage bewegt werden. Der detaillierte Aufbau geeigneter Robotereinrichtungen für das Bewegen der Zwischenbehälter-Abgabedüse und der seitlichen Schließplatten ist im australischen Patent 631728 der Anmelder, das US-A-5 184 668 und US-A-5 277 243 entspricht, erläutert und detailliert beschrieben. Eine ähnliche Robotervorrichtung kann zum Bewegen der Eintrittsdüse 18 in der richtigen Abfolge verwendet werden, wie später beschrieben wird.
In den Fig. 8 bis 12 ist eine Folge dargestellt, in der die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung beim Einleiten eines Gießvorgangs zusammengebracht werden. Im in Fig. 8 dargestellten ersten Schritt der Folge wird der vorgewärmte Zwischenbehälter in eine Position an der Gießstation 15 gebracht und mit geschmolzenem Metall aus der Gießpfanne gefüllt, während sich die Stopfenstange 46 in ihrer geschlossenen Position befindet, um das Auslassen von Metall aus dem Zwischenbehälter zu verhindern. Während dieses Schritts des Füllens des Zwischenbehälters wird der Zwischenbehälter in einer angehobenen Position gehalten, die erheblich oberhalb seiner Endposition zum Gießen liegt. An dieser Stelle werden die Walzen 16 an der Montagestation 14 gehalten.
Im in Fig. 9 dargestellten nächsten Schritt der Folge wird die vorgewärmte Metallabgabedüse 19 bezüglich der Gießwalzen an der Montagestation in Position gebracht, so daß sie sich an der Position unmittelbar oberhalb des Spalts befindet und sich entlang dem Spalt zwischen den Walzen erstreckt.
Der in Fig. 10 dargestellte dritte Schritt der Folge besteht darin, die Gießwalzen zusammen mit der richtig positionierten vorgewärmten Abgabedüse 19 durch Betätigen der Kolben- und Zylindereinheit 39, um den Walzenwagen 13 entlang den Walzen 33 zu bewegen, zur Gießstation 15 zu bewegen.
In einem in Fig. 11 dargestellten vierten Schritt der Folge wird die vorgewärmte Eintrittsdüse 18 am Boden des Zwischenbehälters 17 angebracht. Im in Fig. 12 dargestellten letzten Schritt wird der Zwischenbehälter 17 zusammen mit der vorgewärmten Eintrittsdüse 18 zur Gießstation abgesenkt, so daß die Eintrittsdüse in die nach oben offene Gießrinne der Abgabedüse 19 eindringt und die Stopfenstange 46 herausgezogen wird, um geschmolzenes Metall aus dem Zwischenbehälter abzugeben, weshalb es durch die Eintrittsdüse 18 zur Abgabedüse 19 fließt, um einen Gießvorgang einzuleiten.
Es ist nicht wesentlich, daß die Walze 16 von einer Montagestation zur Gießstation beweglich ist, und sie kann dann einfach bei der Gießstation bleiben. In diesem Fall kann der Zwischenbehälter in seine Füllposition an der Gießstation gebracht werden, und die Abgabedüse 19 kann dann zwischen den Walzen angeordnet werden, um die Vorrichtung in den gleichen Zustand zu bringen, der in Fig. 10 dargestellt ist. Es wäre möglich, die Montagefolge so zu ändern, daß die Abgabedüse vor dem Zwischenbehälter in Position gebracht wird. Es ist jedoch eine erhebliche Zeit erforderlich, um den Zwischenbehälter zu füllen, und um ein unnötiges Kühlen der kleineren hochschmelzenden Komponenten zu vermeiden, und auch weil es erforderlich ist, einen unnötigen Transport eines gefüllten Zwischenbehälters zu vermeiden, ist es bevorzugt, den Zwischenbehälter an der Gießstation zu füllen, bevor die kleineren hochschmelzenden Komponenten an ihre Position gebracht werden. Bei allen einleitenden Folgen wird die Eintrittsdüse jedoch am Boden des Zwischenbehälters angebracht, und der Zwischenbehälter wird nachfolgend zur Abgabedüse hin abgesenkt, nachdem die Abgabedüse bezüglich der Gießwalzen positioniert worden ist, um zu bewirken, daß sich die Eintrittsdüse in die Abgabedüse erstreckt, um die Zufuhr geschmolzenen Metalls vom Zwischenbehälter zur Abgabedüse über die Eintrittsdüse zu ermöglichen.

Claims

1. Doppelwalzen-Gießvorrichtung zum Gießen geschmolzenen Metalls, aufweisend:

ein Paar paralleler Gießwalzen (16), zwischen denen ein Spalt (69) ausgebildet ist,

eine längliche Metallabgabedüse (19), die oberhalb des Spalts (69) zwischen den Gießwalzen (16) angeordnet ist und entlang diesem verläuft, zum Zuführen geschmolzenen Metalls zu einem Gießbecken für geschmolzenes Metall zwischen den Walzen (16), wobei die Metallabgabedüse (19) eine Bodenwand (63), Längsseitenwände (62), die parallel zu den Achsen der Walzen (16) verlaufen, Endwände (70) und Auslässe (64) für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden (62) aufweist,

eine Eintrittsdüse (18) zum Zuführen geschmolzenen Metalls zur Metallabgabedüse (19) und

einen Zwischenbehälter (17) zum Zuführen geschmolzenen Metalls zur Eintrittsdüse (18) am Einlaßende (82), dadurch gekennzeichnet, daß

die Eintrittsdüse (18) ein Einlaßende (82) zum Entgegennehmen geschmolzenen Metalls und ein Auslaßende (84) zum Zuführen geschmolzenen Metalls in die Metallabgabedüse (19), wobei sich das Auslaßende (84) in die Metallabgabedüse (19) erstreckt und eine Bodenwand (86), längliche Seitenwände (88), die nach innen in einem Abstand zu den Seitenwänden (62) der Metallabgabedüse (19) angeordnet sind, und Endwände (91) aufweist, und Auslässe (92) für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden (88) aufweist, wobei die Eintrittsdüse so aufgebaut und bezüglich der Abgabedüse angeordnet ist, daß sich bei der Verwendung durch die Eintrittsdüse zugeführtes geschmolzenes Metall bis zu einer Höhe oberhalb des Auslasses der Abgabedüse in der Abgabedüse sammelt.

2. Doppelwalzen-Gießvorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßende (82) der Eintrittsdüse (18) im wesentlichen als rundes Rohr ausgebildet ist, daß das Auslaßende (84) im wesentlichen als längliches Rechteckrohr ausgebildet ist und daß die zwei Enden (82, 84) durch einen Zwischendüsenabschnitt verbunden sind, der einen Übergangsströmungskanal definiert, der sich zunehmend und übergangslos von einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt zu einem länglichen rechteckigen Querschnitt ändert.

3. Doppelwalzen-Gießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (88) der Eintrittsdüse (18) parallel zu den Seitenwänden (62) der Metallabgabedüse (19) verlaufen.

4. Doppelwalzen-Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (92) für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden (88) des Auslaßendes (84) der Eintrittsdüse (18) in jeder der jeweiligen Seitenwände (88) eine Reihe horizontal in einem Abstand angeordneter Öffnungen aufweisen.

5. Doppelwalzen-Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Metallabgabedüse (19) eine nach oben offene längliche Gießrinne (61) aufweist, die in Längsrichtung des Spalts (69) zwischen den Gießwalzen (16) verläuft, um geschmolzenes Metall aufzunehmen, wobei die Bodenwand (63) der Gießrinne (61) geschlossen ist und die Auslässe für geschmolzenes Metall in den Längsseitenwänden (62) der Abgabedüse (19) in jeder der jeweiligen Seitenwände (62) eine Reihe horizontal in einem Abstand angeordneter Öffnungen (64) aufweisen.

6. Doppelwalzen-Gießvorrichtung nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden (88) des Auslaßendes (84) der Eintrittsdüse (18) außerhalb der seitlichen Ausrichtung mit den Auslässen (64) in den Seitenwänden (62) der Abgabedüse (19) liegen.

7. Doppelwalzen-Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabedüse (19) in ihren Endwänden (70) weiter Endauslässe (71) für geschmolzenes Metall aufweist.

8. Verfahren zum Gießen eines Metallstreifens, welches das Einführen geschmolzenen Metalls zwischen einem Paar paralleler gekühlter Gießwalzen (16) über eine längliche Metallabgabedüse (19), die oberhalb des Spalts (69) zwischen den Gießwalzen (16) angeordnet ist und entlang diesem verläuft, um ein Gießbecken zu bilden, das von den Gießwalzen (16) getragen wird, und das entgegengesetzte Drehen der Walzen (16) zum Erzeugen eines verfestigten Streifens (20), der vom Spalt (69) nach unten geführt wird, aufweist, wobei die Abgabedüse (19) eine längliche Gießrinne (61) mit seitlichen Öffnungen (64) zum Abgeben geschmolzenen Metalls in das Gießbecken aufweist, wobei das geschmolzene Metall über eine Eintrittsdüse (18) in die Gießrinne (61) der Abgabedüse (19) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsdüse ein Einlaßende (82) zum Entgegennehmen geschmolzenen Metalls und ein Auslaßende (84), das sich in die Gießrinne (61) der Abgabedüse (19) erstreckt, und eine Bodenwand (86), längliche Seitenwände (88), die nach innen in einem Abstand zu den Seitenwänden (62) der Abgabedüse (19) angeordnet sind, und Auslässe (92) für geschmolzenes Metall in den Seitenwänden (88) aufweist, wobei das geschmolzene Metall der Eintrittsdüse (18) so zugeführt wird, daß bis zu einer Höhe oberhalb der Auslässe (64) in der Gießrinne (61) der Abgabedüse (19) ein Vorrat geschmolzenen Metalls in der Abgabedüse gebildet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr geschmolzenen Metalls eine Säule (90) geschmolzenen Metalls innerhalb der Eintrittsdüse (18) erhält, die höher ist als das Niveau des Vorrats geschmolzenen Metalls bei der Gießrinne (61) der Abgabedüse.

10. Verfahren nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (90) geschmolzenen Metalls den einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Bodenteil der Eintrittsdüse ausfüllt.

11. Verfahren nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßende (82) der Eintrittsdüse (19) im wesentlichen als ein rundes Rohr ausgebildet ist, daß das Auslaßende (84) im wesentlichen als ein längliches Rechteckrohr ausgebildet ist und daß diese zwei Enden (82, 84) durch einen Zwischendüsenabschnitt verbunden sind, der einen Übergangsströmungskanal definiert, der sich zunehmend und übergangslos von einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt zu einem länglichen rechteckigen Querschnitt ändert.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (88) der Eintrittsdüse (18) parallel zu den Seitenwänden (62) der Metallabgabedüse (19) verlaufen.

13. Verfahren nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das anfängliche Gießen das Vorheizen des Zwischenbehälters (17), der Metallabgabedüse (19) und der Eintrittsdüse (18) auf eine Temperatur von mindestens 1000ºC, das derartige Positionieren der vorgeheizten Metallabgabedüse (19) bezüglich der Gießwalzen (16), daß sie oberhalb des Spalts (69) angeordnet ist und entlang diesem verläuft, das Einpassen der vorgeheizten Eintrittsdüse (18) in den Boden des vorgeheizten Zwischenbehälters (17) und das derartige Absenken des Zwischenbehälters (17) zur Abgabedüse (19) hin, daß sich die Eintrittsdüse (18) in die Abgabedüse (19) hinein erstreckt, um die Zufuhr geschmolzenen Metalls vom Zwischenbehälter (17) zur Metallabgabedüse (19) über die Eintrittsdüse (18), zu ermöglichen, aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Metallabgabedüse (19) bezüglich der Walzen (16) positioniert wird, bevor die Eintrittsdüse (18) in den Zwischenbehälter (17) eingepaßt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabedüse (19) bezüglich der Gießwalzen (16) positioniert wird, während sich die Gießwalzen (16) an einer Montagestation befinden, und daß die montierten Walzen (16) und die Abgabedüse (19) dann zu einer Gießstation bewegt werden, an der der Zwischenbehälter (17) und die Eintrittsdüse (18) abgesenkt werden, um zu bewirken, daß die Eintrittsdüse (18) in die Abgabedüse (19) eintritt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeheizte Zwischenbehälter (17) an eine Position gebracht wird, die direkt oberhalb seiner Gießposition liegt, und mit geschmolzenem Metall beschickt wird, bevor die vorgeheizte Abgabedüse (19) bezüglich der Walzen (16) positioniert wird oder die Eintrittsdüse (18) in den Zwischenbehälter (17) eingepaßt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (17), die Metallabgabedüse (19) und die Eintrittsdüse (18) bei jeweiligen Vorheizstationen, die von ihren Gießpositionen entfernt sind, vorgeheizt werden und nach dem Vorheizen in ihre Gießpositionen gebracht werden.