EP0443204A1 - Metallschmelzezuführung in einer Bandgiessvorrichtung - Google Patents

Metallschmelzezuführung in einer Bandgiessvorrichtung Download PDF

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EP0443204A1
EP0443204A1 EP90125676A EP90125676A EP0443204A1 EP 0443204 A1 EP0443204 A1 EP 0443204A1 EP 90125676 A EP90125676 A EP 90125676A EP 90125676 A EP90125676 A EP 90125676A EP 0443204 A1 EP0443204 A1 EP 0443204A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
channel
mobile
casting
trough
Prior art date
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Granted
Application number
EP90125676A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0443204B1 (de
Inventor
Bruno Frischknecht
Rudolf Roder
Klaus Maiwald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lauener Engineering AG
Original Assignee
Lauener Engineering AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Lauener Engineering AG filed Critical Lauener Engineering AG
Priority to AT90125676T priority Critical patent/ATE102099T1/de
Publication of EP0443204A1 publication Critical patent/EP0443204A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0443204B1 publication Critical patent/EP0443204B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal

Definitions

  • the invention relates to a method for supplying a molten metal, in particular a melt made of aluminum or an aluminum alloy, with a nozzle which can be displaced horizontally and is height-adjustable on a slide in the adjustable roll gap of two casting rolls of a horizontal belt casting device, the feeding of the nozzle for its replacement or Cleaning is interrupted, and the slide is removed from the area of the casting rolls and returned.
  • the invention further relates to a strip casting device for carrying out the method.
  • Known horizontal belt casting devices have, according to a first variant, two casting rolls arranged one above the other (e.g. LAUENER Roll Caster), according to a second variant two casting belts rotating one above the other (e.g. HAZELETT) or caterpillar molds (e.g. LAUENER Block Caster) which are held by a machine frame or in one Housing are arranged.
  • LAUENER Roll Caster two casting rolls arranged one above the other
  • HAZELETT two casting belts rotating one above the other
  • caterpillar molds e.g. LAUENER Block Caster
  • a nozzle In the working position between the two casting rolls, there is a nozzle in the area of the roll or casting gap, which is usually fixed on the machine frame.
  • a pouring trough also called a melt distribution trough, fed by a trough system guides liquid metal into the nozzle.
  • this nozzle can be installed and removed together with its nozzle holder, accessibility is severely impeded, in particular by a machine frame.
  • a nozzle unit is described, which is independent of the rest of the horizontal belt casting device and allows a precise adjustment of the nozzle with respect to the casting gap.
  • This nozzle unit is arranged on a nozzle bar which is mounted on a slide which can be moved in the casting direction by a drive.
  • the nozzle can also be moved vertically.
  • the horizontal and the vertical movement have a fine adjustment, which allows an exact positioning of the nozzle. This is particularly advantageous when changing the nozzle or cleaning the nozzle. It can be removed from the area of the casting rolls and positioned exactly again after the required work.
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, which allow a nozzle change or a nozzle cleaning within a period of significantly less than an hour during horizontal strip casting. In practice, this means that a nozzle has to be replaced almost always for cleaning. Next means this means that the necessary space must be created for replacing or cleaning the nozzle.
  • the object is achieved according to the invention in that the metal supply from a stationary channel into a mobile channel and / or into a melt distribution trough of the nozzle is continued even during an interruption of the casting.
  • the melt feed is preferably continued unchanged during an interruption of the casting. This means that the casting can be continued after the interruption with a molten metal of practically unchanged temperature.
  • the temperature of the molten metal must be expected to be too low when casting is restarted.
  • the metal level rises continuously with the nozzle closed in the melt distribution trough and an associated mobile trough until it is preferably through an overflow or through a drain flap flows off and is collected in a collecting container.
  • the liquid metal can be returned to the melting or holding furnace from this appropriately insulated collecting container.
  • the overflow prevents an uncontrolled overflow of the melt distribution trough and an associated mobile channel.
  • a nozzle that is withdrawn, defective or clogged from the roller chamber is replaced by a new nozzle with the same geometric dimensions or cleaned on the spot, which in practice, however, is only possible in exceptional cases.
  • the new or cleaned nozzle is reproducibly moved back into exactly the same position.
  • the nozzle can also be intentionally replaced when a program change is made that requires a different width and / or thickness of the cast strip. In this case, the nozzle is returned to a program-controlled, changed position.
  • the operations for retracting and / or repositioning the nozzle could be carried out completely or partially manually, for example with spindles operated via a handwheel, in particular for fine adjustment, the retraction and reproducible or precalculated positioning of the nozzle is preferably carried out completely automatically.
  • the previously calculated, new positioning expediently involves a simultaneous, program-controlled change in the roll gap, for example as described in EP-A1 0309394.
  • the mobile channel is shifted in the longitudinal direction or shifted slightly in the longitudinal direction and pivoted to the side, for example by approximately 90 °.
  • the axis of rotation lies in the area of the outflow of the stationary channel, so that it is continuous added molten metal does not flow next to it.
  • retracting the mobile channel is first pulled back a little and then swiveled, when repositioning it first swiveled and then pushed forward little.
  • the object is achieved according to the invention in that the belt casting device has a stationary channel with an outflow, which can be closed by an adjustable stopper and is arranged in the region of the front end, and one which is longitudinally displaceable or longitudinally displaceable and laterally pivotable on a carriage arranged, arranged mobile trough with a melt distribution trough separated by an adjustable opening for the nozzle, the outflow of the stationary trough always remaining above a longitudinal displacement and / or lateral pivoting of the mobile trough.
  • This superimposed channel system ensures that the molten metal can always flow into the mobile channel with the melt distribution trough even after the nozzle has been withdrawn, thus preventing cooling.
  • level meters connected to a controller are preferably arranged, which allow the program-controlled setting of the plug of the stationary channel and the opening from the mobile channel to the melt distribution trough. If the amount of melt supplied per unit of time can also be changed during operation, the stopper and the opening are set to the programmed positions, and the metal flow is checked by means of continuous or periodic level measurements.
  • the system for strip casting shown in principle in Fig. 1 indicates the essential parts of the system and the metal strip produced.
  • the tiltable furnaces 10, 12 can optionally be used as casting or holding furnaces, the latter also called holding furnaces for short, however one of the furnaces 10, 12 pouring furnaces is always the other holding furnace.
  • the molten metal flows from the holding furnace 10 or 12 into a trough system 14, which initially leads to a filter system 16 and then to the horizontal belt casting device 18, also called caster.
  • the filter system 16 comprising at least one filter serves to remove gaseous components and / or solid particles.
  • the belt casting device 18 comprises two casting belts or caterpillars rotating around one another, but preferably two casting rolls arranged one above the other.
  • the cast metal strip 20 is guided in the present case via a dancer roll, not shown, through a scissor unit 22 with a strip guide to a reel 24.
  • the cast metal strip 18 is hot-rolled before it enters the scissor unit 22.
  • control panel 26 with a processor is indicated, which registers the measured values of all system parts, compares the actual values with the target values, controls the control elements of the system parts and stores, evaluates and displays data.
  • FIG. 2 shows the front end of the trough system 14 in the direction of the belt casting device 18 (FIG. 1), a melt distribution trough 28 and a nozzle 30 in the working position according to the known, customary prior art.
  • the molten metal flows into the melt distribution trough 28 through a regulated closable outlet 32.
  • the opening, not shown, between the melt distribution trough 28 and the nozzle 30 can also be closed.
  • the casting process has to be interrupted because of a defective or clogged nozzle 30, this can be moved out of the area of the casting rolls, for example in accordance with US Pat. No. 4,577,672.
  • the end piece of the gutter system 14 has to be lifted and / or pivoted to the side, the molten metal being emptied.
  • FIG. 3 shows the components of the present invention corresponding to FIG. 2, the nozzle 30 also being in the working position.
  • the end of the usual gutter system 14 in the direction of the nozzle 30 can neither be raised nor pivoted to the side and is referred to as a stationary gutter 34.
  • a mobile channel 36 is arranged below this stationary channel 34 and can be returned in the longitudinal direction L with the nozzle 30.
  • the outflow 32 of the stationary channel 34 always remains above the mobile channel 36.
  • the latter is of the same cross-section or, as in the present exemplary embodiment, somewhat smaller than the stationary channel 34. It is ensured that the melt treatment trough 38, also called "head box", and the mobile channel 36 have the smallest possible volume.
  • the perspective view according to FIG. 4 shows a strip casting device 18 with a pouring channel system 14 which is filled with molten metal 15.
  • the belt casting device 18 is designed without a stand, as is the case, for example, is described in more detail in US Pat. No. 4,567,933.
  • the holding frames 38, 40 for the casting rolls 42, 44 are connected to one another via a pretensioning device 46.
  • the casting rolls 42, 44 are internally cooled, the cooling medium being supplied or discharged via hoses 48.
  • the casting rolls 42, 44 are driven by individual motors 50, 52, which are synchronized.
  • the mobile trough 36 arranged under the stationary trough 34 and displaceable in the flow direction of the melt 15 or the longitudinal direction L also includes the melt distribution trough 28 of the same cross section, which is separated by a partition 54 provided with an invisible, controlled, closable opening.
  • the mobile trough 36 with the melt distribution trough 28 is supported on a slide 56 which has horizontal, lateral guide strips 58 in the longitudinal direction L. These can be moved without play in corresponding grooves (not shown) of a support 60.
  • the support 60 can be adjusted in height in the vertical direction, which cannot be seen from FIG. 4. Furthermore, this support 60 has a comparatively small horizontal cross section, in particular in the longitudinal direction L, so that as much free space as possible is created in the region of the casting rollers 42, 44 when the mobile channel 36 is retracted. This is particularly important when the rollers are cooled outside.
  • the support 60 can be pivoted laterally with a mechanism, which is known per se and is indicated by an arrow 61, and is known per se.
  • the mobile trough 36 with the melt distribution trough 28 can be pivoted through any desired angle after the mobile trough 36 is retracted a little in the longitudinal direction L to maintain the necessary free space or before it is pushed forward again little.
  • the nozzle 30, which can be removed from the melt distribution trough 28, is inserted into the space between the casting rolls 42, 44, that is to say in the working position, and is supported by a nozzle holder 62.
  • the melt 15 guided into the roll gap w can be interrupted by lowering a slide 64.
  • the rearmost part of the mobile channel 36 in the flow direction F of the melt 15 forms the melt distribution trough 28, which is separated by a partition 64 with an opening 66.
  • This opening can be closed in a controlled manner by means of a flap 68 with a terminal, frustoconical pin 70.
  • the pivotal movement of the flap 68 is indicated by an arrow 76.
  • the metal level 72 in the mobile channel 36 is therefore higher than the metal level 74 in the melt distribution trough 28.
  • the molten metal 15 passing through the outlet 32 from the stationary channel 34 into the mobile channel 36 is regulated by means of a stopper 78 which can be displaced in the vertical direction in the direction of the arrow 80.
  • Both the stationary channel 34 and the mobile channel 36 and the melt distribution trough 28 are lined with a refractory insulation layer 82.
  • the metal level 84 of the stationary trough 34 is checked with the aid of floats or contactless sensors, which are not shown for the sake of simplicity. Both methods are known per se.
  • the signals generated are proportional to the height of the float or the distance between the sensor and the metal surface. These signals are processed and transmitted to a processor or computer, where actuation of actuators is triggered which control the metal supply in accordance with the measured metal levels 72, 74, 84.
  • actuators are, for example, the plug 78 and the flap 68.
  • the dash-dotted lines indicate the position of the retracted nozzle 30 with the mobile channel 36 and the slide 56.
  • a vertical adjustment in the direction of the arrow 86 is necessary for the exact positioning of the nozzle 30.
  • the support 60 of the carriage 56 can be displaced via a vertical guide 88.
  • both the horizontal and the vertical displacement are program-controlled in modern systems, for example using linear transducers or adjustable stops of known design, with the possibility of manual fine adjustment generally not being shown in FIG. 5.
  • the support 60 is carried by a base 90 which is firmly anchored in the floor 92.
  • the mobile trough 36 has an outlet 94 for the removal of the molten metal after the casting process has ended, which can take up to about 10 days.
  • FIG. 6 shows a belt casting device 18 arranged on a base plate 96, of which the holding frames 38, 40, the casting rollers 42, 44 and the pretensioning device 46 are indicated.
  • the mobile channel 36 with the melt distribution trough 28 and the nozzle 30 releasably attached to it are retracted, the slide 64 is closed.
  • the mobile trough 36 and the melt distribution trough 28 are separated by a pivotable flap 98, which forms an adjustable opening. Furthermore, a float 100 controlling the metal level 74 is indicated in the melt distribution trough 28.
  • the casting process is interrupted.
  • the molten metal 15 is supplied in the same amount per unit of time via the stationary channel 34.
  • the metal levels 72, 74 in the mobile channel 36 and the melt distribution trough rise because the nozzle is closed with the slide 64.
  • An overflow 102 prevents the metal melt 15 from flowing in an uncontrolled manner over the edge of the mobile channel 36 and the melt distribution trough 28.
  • a pipe 104 directs the molten metal 15 flowing out into a collecting container 106.
  • an overflow is also formed in the exemplary embodiment according to FIG. 5, but this is only shown in FIG. 6 for reasons of clarity.
  • Fig. 7 corresponds essentially to Fig. 6, but the overflow 102, as is preferably the case, is arranged in the region of the melt distribution trough 28.
  • the overflowing metal 15 flows via a channel 103 into an insulated collecting container 106, which is also designed to be closed can.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

Die Metallschmelze (15), insbesondere eine Schmelze aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wird mit einer auf einem Schlitten (56) horizontal verschiebbaren und höhenverstellbaren Düse dem einstellbaren Walzspalt (w) zweier Giesswalzen (42,44) der horizontalen Bandgiessvorrichtung (18) zugeführt. Die Speisung der Düse wird zu deren Auswechseln oder Reinigung unterbrochen, und der Schlitten (56) aus dem Bereich der Giesswalzen (42,44) entfernt und wieder zurückgeführt. Die Metallzufuhr aus einer stationären Rinne (34) in eine mobile Rinne (36) und/oder in einen Schmelzeverteilungstrog (28) der Düse wird auch während eines Unterbruchs des Giessens fortgesetzt. Eine stationäre Rinne (34) mit einem durch einen einstellbaren Stopfen verschliessbaren, im Bereich des stirnseitigen Endes angeordneten Ausfluss ist über eine auf einem Schlitten (56) längsverschiebbar oder längsverschieb- und seitlich schwenkbar angeordneten, mobilen Rinne (36) mit einem über eine einstellbare Oeffnung abgetrennten Schmelzeverteilungstrog (28) für die Düse angeordnet. Der Ausfluss (32) der stationären Rinne (34) bleibt bei einer Längsverschiebung und/oder seitlichen Schwenkung der mobilen Rinne (36) stets über dieser. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zuführen einer Metallschmelze, insbesondere einer Schmelze aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer auf einem Schlitten horizontal verschiebbaren und höhenverstellbaren Düse in den einstellbaren Walzspalt zweier Giesswalzen einer horizontalen Bandgiessvorrichtung, wobei die Speisung der Düse zu deren Auswechslung oder Reinigung unterbrochen, und der Schlitten aus dem Bereich der Giesswalzen entfernt und wieder zurückgeführt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Bandgiessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bekannte horizontale Bandgiessvorrichtungen weisen nach einer ersten Variante zwei übereinander angeordnete Giesswalzen (z.B. LAUENER Roll Caster), nach einer zweiten Variante zwei übereinander umlaufende Giessbänder (z.B. HAZELETT) oder Raupenkokillen (z.B. LAUENER Block Caster) auf, welche von einem Maschinenrahmen gehalten werden oder in einem Gehäuse angeordnet sind. Im vorhergehenden Abschnitt und im folgenden werden die den Giessspalt bildenden Maschinenteile, entsprechend der bevorzugten Ausführungsform, nur mit Giesswalzen bezeichnet. Sinngemäss werden dadurch dort und im folgenden auch Bandgiessvorrichtungen mit umlaufenden Giessbändern und Raupenkokillen miterfasst.
  • Im Bereich des Walz- oder Giessspaltes befindet sich in Arbeitsposition zwischen den beiden Giesswalzen eine Düse, welche in der Regel am Maschinenrahmen festgelegt ist. Ein durch ein Giessrinnensystem gespeister Giesstrog, auch Schmelzeverteilungstrog genannt, leitet flüssiges Metall in die Düse. Diese Düse kann zwar zusammen mit ihrem Düsenhalter ein- und ausgebaut werden, die Zugänglichkeit ist aber, insbesondere durch einen Maschinenrahmen, stark behindert.
  • In der US-PS 4577672 (= FR,A, 2534500) wird eine Düseneinheit beschrieben, welche unabhängig von der übrigen horizontalen Bandgiessvorrichtung ist und eine genaue Einstellung der Düse in bezug auf den Giessspalt zulässt. Diese Düseneinheit ist auf einem Düsenbalken angeordnet, welcher auf einem Schlitten montiert ist, der mit einem Antrieb in Giessrichtung bewegbar ist. Die Düse kann auch in vertikaler Richtung verschoben werden. Die horizontale und die vertikale Bewegung haben eine Feineinstellung, welche ein exaktes Positionieren der Düse erlaubt. Dies ist insbesondere bei einem Düsenwechsel oder der Reinigung der Düse von Vorteil, sie kann dazu aus dem Bereich der Giesswalzen entfernt und nach den erforderlichen Arbeiten wieder exakt positioniert werden.
  • Obwohl die Lösung gemäss der US-PS 4577672 erhebliche Vorteile bringt, beinhaltet sie auch einige Nachteile. Vor einem Auswechseln oder einer Reinigung der Düse muss die Giessrinne angehoben oder seitlich weggeschwenkt werden, wobei die darin befindliche Metallschmelze bis zum Halteofen entleert werden muss. Während des Auswechselns oder des Reinigens der Düse erkaltet die gehobene oder weggeschwenkte leere Rinne. Vor der Wiederinbetriebnahme der Bandgiessvorrichtung muss nicht nur die Düse positioniert und die Rinne zurückgeschwenkt werden, es ist zusätzlich erforderlich, die Rinne vorzuwärmen. Dadurch entsteht ein Arbeitsunterbruch von insgesamt etwa 1-2 Stunden, was vor allem bei einer oder mehreren Wiederholungen des Auswechsel-oder Reinigungsvorgangs erheblich ins Gewicht fällt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche während des horizontalen Bandgiessens einen Düsenwechsel oder eine Düsenreinigung innerhalb einer deutlich unter einer Stunde liegenden Zeit erlauben. Dies bedeutet in der Praxis, dass eine Düse zur Reinigung praktisch immer ausgewechselt werden muss. Weiter bedeutet dies, dass für das Auswechseln oder Reinigen der Düse der notwendige Freiraum zu schaffen ist.
  • In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Metallzufuhr aus einer stationären Rinne in eine mobile Rinne und/oder in einen Schmelzeverteilungstrog der Düse auch während eines Unterbruchs des Giessens fortgesetzt wird. Spezielle Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
  • Dies bedeutet, dass bei einer auszuwechselnden oder zu reinigenden Düse vor deren Rückzug der Ausfluss von Metall unterbrochen wird. Dem Schmelzeverteilungstrog und einer mit diesem verbundenen mobilen Giessrinne dagegen wird weiter Metallschmelze zugeführt. Dies hat den erfindungswesentlichen Vorteil, dass die Rinne nicht abkühlt. Nach dem Auswechseln oder Reinigen der Düse in situ kann diese wieder positioniert und der Giessvorgang ohne weiteren Unterbruch fortgesetzt werden. Der Unterbruch liegt statt bei 1-2 Stunden nur bei etwa 10 Minuten, also einem kleinen Bruchteil des bisher notwendigen Zeitaufwands.
  • Die Schmelzezufuhr wird während eines Unterbruchs des Giessens bevorzugt unverändert fortgesetzt. Damit kann das Giessen nach dem Unterbruch mit einer Metallschmelze von praktisch unveränderter Temperatur fortgesetzt werden.
  • Bei einer regeltechnisch durchaus möglichen Absenkung der pro Zeiteinheit zugeführten Schmelzemenge muss beim Wiederbeginn des Giessens mit einer zu niedrigen Temperatur der Metallschmelze gerechnet werden.
  • Während des Unterbruchs steigt das Metallniveau bei verschlossener Düse im Schmelzeverteilungstrog und einer zugeordneten mobilen Rinne kontinuierlich an, bis es vorzugsweise durch einen Ueberlauf oder durch eine Ablaufklappe abfliesst und in einem Auffangbehälter gesammelt wird. Von diesem zweckmässig isolierten Auffangbehälter kann das flüssige Metall wieder in den Schmelz- oder Halteofen zurückgeführt werden. Der Ueberlauf verhindert ein allseitiges, unkontrolliertes Ueberlaufens des Schmelzeverteilungstrogs und einer zugeordneten mobilen Rinne.
  • Eine aus dem Walzenraum zurückgezogene, defekte oder verstopfte Düse wird durch eine neue Düse mit gleichen geometrischen Dimensionen ersetzt oder an Ort und Stelle gereinigt, welches letztere in der Praxis allerdings nur in Ausnahmefällen möglich ist. Die neue oder gereinigte Düse wird reproduzierbar in exakt die gleiche Position zurückgefahren. Neben dieser ungewollten, den Giessvorgang kurz unterbrechenden Störung des Giessverfahrens kann die Düse auch gewollt ausgewechselt werden, wenn eine Programmänderung erfolgt, die eine andere Breite und/oder Dicke des gegossenen Bandes erfordert. In diesem Fall wird die Düse in eine programmgesteuerte, geänderte Position zurückgeführt.
  • Obwohl die Operationen zum Zurückziehen und/oder neuen Positionieren der Düse vollständig oder teilweise manuell erfolgen könnten, beispielsweise mit über ein Handrad betätigten Spindeln, insbesondere zur Feineinstellung, erfolgt das Zurückziehen und reproduzierbare oder vorausberechnete Positionieren der Düse vorzugsweise vollständig automatisiert. Beim mit einer Programmänderung verbundenen Düsenwechsel ist mit der vorausberechneten, neuen Positionierung zweckmässig eine gleichzeitige, programmgesteuerte Aenderung des Walzspalts verbunden, beispielsweise wie in der EP-A1 0309394 beschrieben.
  • Die mobile Rinne wird, neben einer allfälligen Höhenänderung, in Längsrichtung verschoben oder wenig in deren Längsrichtung verschoben und seitlich geschwenkt, z.B. um etwa 90°. Beim seitlichen Schwenken liegt die Drehachse im Bereich des Ausflusses der stationären Rinne, damit das ununterbrochen zugegebene schmelzflüssige Metall nicht daneben fliesst. Beim Rückzug wird die mobile Rinne zurerst wenig zurückgezogen und dann geschwenkt, beim neuen Positionieren zuerst geschwenkt und dann wenig vorgeschoben.
  • In einer modernen Bandgiessanlage können bevorzugt folgende Parameter, wenn nötig auch während des Betriebs, einzeln oder gleichzeitig programmgesteuert geändert werden:
    • Die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Metallschmelze, unter Verwendung von Schwimmern oder berührungslos arbeitenden Sensoren zur Niveaumessung.
    • Die Position der Düse über horizontale und vertikale spielfreie Führungen des Schlittens, unter Verwendung von linearen Längenmessern (Lineartransducern) oder verstellbaren Anschlägen.
    • Der Walzspalt zwischen den Giesswalzen, beispielsweise nach der erwähnten EP-A1 0309394.
    • Die Breite des gegossenen Metallbands durch Verschiebung von Seitenbegrenzern.
  • In bezug auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Bandgiessvorrichtung eine stationäre Rinne mit einem durch einen einstellbaren Stopfen verschliessbaren, im Bereich des stirnseitigen Endes angeordneten Ausfluss und eine darunter auf einem Schlitten längsverschiebbar oder längsverschieb- und seitlich schwenkbar angeordnete, mobile Rinne mit einem über eine einstellbare Oeffnung abgetrennten Schmelzeverteilungstrog für die Düse umfasst, wobei der Ausfluss der stationären Rinne bei einer Längsverschiebung und/oder seitlichen Schwenkung der mobilen Rinne stets über dieser bleibt.
  • Mit diesem übereinanderliegenden Rinnensystem wird gewährleistet, dass das schmelzflüssige Metall auch nach dem Rückzug der Düse stets in die mobile Rinne mit dem Schmelzeverteilungstrog fliessen kann, womit ein Abkühlen verhindert wird.
  • Für die Messung des Metallniveaus in der stationären Rinne, der mobilen Rinne und dem Schmelzeverteilungstrog sind vorzugsweise mit einem Regler verbundene Niveaumessgeräte angeordnet, welche die programmgesteuerte Einstellung des Stopfens der stationären Rinne und der Oeffnung von der mobilen Rinne zum Schmelzeverteilungstrog erlauben. Bei einer auch während des Betriebs möglichen Aenderung der pro Zeiteinheit zugeführten Menge von Schmelze werden der Stopfen und die Oeffnung auf die programmierten Positionen eingestellt, und der Metallfluss durch laufende oder periodische Niveaumessungen kontrolliert.
  • Der Schlitten für die in Längsrichtung verschiebbare und höhenverstellbare Düse, welche an sich nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist auf einem Support bzw. Träger geführt, welcher spielfreie vertikale und horizontale Führung aufweist. Für die reproduzierende oder vorberechnet geänderte Positionierung der Düse sind vorzugsweise zwei Varianten vorgesehen:
    • Die Anordnung von linearen Längenmessern mit zugeordneten Regelkreisen und automatischen Schrittgebern.
    • Die Anordnung von manuell oder programmgesteuert einstellbaren Anschlägen zur Begrenzung der hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Verschiebung des Schlittens.
  • Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1 ein Layout einer Anlage zum horizontalen Bandgiessen,
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Giessdüse mit der Schmelzezufuhr nach dem bekannten Stand der Technik,
    • Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Giessdüse mit der Schmelzezufuhr gemäss der Erfindung,
    • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Metallzufuhr und einer Bandgiessvorrichtung in Arbeitsposition,
    • Fig. 5 eine teilweise aufgeschnittene Teilansicht einer Bandgiessvorrichtung in Arbeitsposition,
    • Fig. 6 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Bandgiessvorrichtung mit zurückgezogener Düse, und
    • Fig. 7 eine Variante des Ueberlaufs von Fig. 6.
  • Die in Fig. 1 im Prinzip dargestellte Anlage zum Bandgiessen deutet die wesentlichen Anlageteile und das hergestellte Metallband an. Die kippbaren Oefen 10, 12 können wahlweise als Giess- oder Warmhalteofen, letzterer auch kurz Halteofen genannt, eingesetzt werden, wobei jedoch immer einer der Oefen 10, 12 Giessofen, der andere Warmhalteofen ist.
  • Aus dem Warmhalteofen 10 oder 12 fliesst das schmelzflüssige Metall in ein Giessrinnensystem 14, welches vorerst zu einem Filtersystem 16 und dann zur horizontalen Bandgiessvorrichtung 18, auch Caster genannt, führt. Das wenigstens ein Filter umfassende Filtersystem 16 dient der Entfernung von gasförmigen Komponenten und/oder festen Partikeln. Die Bandgiessvorrichtung 18 umfasst zwei übereinander umlaufende Giessbänder oder Raupenkokillen, vorzugsweise jedoch zwei übereinander angeordnete Giesswalzen.
  • Das gegossene Metallband 20 wird im vorliegenden Fall über eine nicht dargestellte Tänzerrolle durch eine Schereneinheit 22 mit einer Bandführung zu einer Haspel 24 geführt. Insbesondere bei einer Bandgiessvorrichtung mit umlaufenden Giessbändern oder Raupenkokillen wird das gegossene Metallband 18 vor dem Einlauf in die Schereneinheit 22 warm abgewalzt.
  • Schliesslich ist ein Steuerpult 26 mit einem Prozessor angedeutet, welcher die Messwerte aller Anlageteile registriert, die Ist- mit den Sollwerten vergleicht, die Stellorgane der Anlageteile steuert und Daten speichert, auswertet und darstellt.
  • In Fig. 2 ist das stirnseitige Ende des Giessrinnensystems 14 in Richtung der Bandgiessvorrichtung 18 (Fig. 1), ein Schmelzeverteilungstrog 28 und eine Düse 30 in Arbeitsposition nach dem bekannten, üblichen Stand der Technik dargestellt. In der Arbeitsposition, welche in Fig. 2 dargestellt ist, fliesst das schmelzflüssige Metall durch einen geregelt verschliessbaren Ausfluss 32 in den Schmelzeverteilungstrog 28. Die nicht dargestellte Oeffnung zwischen dem Schmelzeverteilungstrog 28 und der Düse 30 ist ebenfalls verschliessbar.
  • Muss der Giessvorgang wegen defekter oder verstopfter Düse 30 unterbrochen werden, kann diese beispielsweise gemäss der US-PS 4577672 aus dem Bereich der Giesswalzen gefahren werden. Dazu muss das Endstück des Giessrinnensystems 14 angehoben und/oder zur Seite geschwenkt werden, wobei das schmelzflüssige Metall entleert wird.
  • Fig. 3 zeigt die Fig. 2 entsprechenden Bauteile der vorliegenden Erfindung, wobei die Düse 30 ebenfalls in Arbeitsposition ist. Das Ende des üblichen Giessrinnensystems 14 in Richtung der Düse 30 ist weder anhebbar noch zur Seite schwenkbar ausgebildet und wird als stationäre Rinne 34 bezeichnet. Unterhalb dieser stationären Rinne 34 ist eine mobile Rinne 36 angeordnet, welche mit der Düse 30 in Längsrichtung L zurückgeführt werden kann. Der Ausfluss 32 der stationären Rinne 34 bleibt dabei stets oberhalb der mobilen Rinne 36. Diese ist in bezug auf den Querschnitt gleich gross oder, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, etwas kleiner als die stationäre Rinne 34 ausgebildet. Es wird darauf geachtet, dass der Schmelzebehandlungstrog 38, auch "Head box" genannt, und die mobile Rinne 36 ein möglichst kleines Volumen haben.
  • Zwischen der mobilen Rinne 36 und dem Schmelzeverteilungstrog 28 ist eine geregelt verschliessbare Oeffnung angeordnet, welche später im Detail dargestellt ist.
  • Die perspektivische Darstellung gemäss Fig. 4 zeigt eine Bandgiessvorrichtung 18 mit einem einmündenden Giessrinnensystem 14, das mit schmelzflüssigem Metall 15 gefüllt ist. Die Bandgiessvorrichtung 18 ist im gezeigten Beispiel ständerlos ausgebildet, wie dies z.B. in der US-PS 4567933 näher beschrieben wird. Die Halterahmen 38, 40 für die Giesswalzen 42, 44 sind über eine Vorspanneinrichtung 46 miteinander verbunden. Die Giesswalzen 42, 44 sind innengekühlt, wobei das Kühlmedium über Schläuche 48 zu - bzw. abgeführt wird. Weiter werden die Giesswalzen 42, 44 von Einzelmotoren 50, 52, welche synchronisiert sind, angetrieben.
  • Die unter der stationären Rinne 34 angeordnete, in Fliessrichtung der Schmelze 15 bzw. der Längsrichtung L verschiebbare mobile Rinne 36 umfasst auch den Schmelzeverteilungstrog 28 gleichen Querschnitts, welcher durch eine mit einer nicht sichtbaren, geregelt verschliessbaren Oeffnung versehene Scheidewand 54 abgetrennt ist.
  • Die mobile Rinne 36 mit dem Schmelzeverteilungstrog 28 ist auf einem Schlitten 56 abgestützt, welcher in Längsrichtung L horizontale, seitliche Führungsleisten 58 aufweist. Diese sind in entsprechenden, nicht dargestellten Nuten eines Supports 60 spielfrei verschiebbar.
  • Der Support 60 ist in vertikaler Richtung höhenverstellbar, was aus Fig. 4 nicht ersichtlich ist. Weiter ist dieser Support 60 von verhältnismässig geringem horizontalen Querschnitt, insbesondere in Längsrichtung L, sodass bei zurückgezogener mobiler Rinne 36 im Bereich der Giesswalzen 42, 44 möglichst viel Freiraum entsteht. Dies ist insbesondere bei einer Aussenkühlung der Walzen von Bedeutung.
  • Mit einem nicht dargestellten, durch einen Pfeil 61 angedeuteten Mechanismus an sich bekannter Bauart ist der Support 60 seitlich schwenkbar. Die mobile Rinne 36 mit dem Schmelzeverteilungstrog 28 ist um einen beliebigen Winkel schwenkbar, nachdem die mobile Rinne 36 zur Erhaltung des notwendigen Freiraums wenig in Längsrichtung L zurückgezogen oder bevor sie wieder wenig vorgeschoben wird.
  • In Fig. 5 sind von der eigentlichen Bandgiessvorrichtung 18 (Fig. 1, 2) nur noch die Giesswalzen 42, 44, welche einen Walzspalt w bilden, dargestellt. Die vom Schmelzeverteilungstrog 28 entfernbare Düse 30 ist in den Zwischenraum zwischen den Giesswalzen 42, 44 eingeführt, also in Arbeitsposition, und wird von einer Düsenhalterung 62 gestützt.
  • Die in den Walzspalt w geleitete Schmelze 15 kann, falls die Düse 30 zurückgezogen werden muss, durch Absenken eines Schiebers 64 unterbrochen werden.
  • Der in der Fliessrichtung F der Schmelze 15 hinterste Teil der mobilen Rinne 36 bildet den Schmelzeverteilungstrog 28, welcher durch eine Scheidewand 64 mit einer Oeffnung 66 abgetrennt ist. Diese Oeffnung ist mittels einer Klappe 68 mit einem endständigen, kegelstumpfförmigen Zapfen 70 geregelt verschliessbar. Die Schwenkbewegung der Klappe 68 ist mit einem Pfeil 76 angedeutet. Das Metallniveau 72 in der mobilen Rinne 36 liegt deshalb höher als das Metallniveau 74 im Schmelzeverteilungstrog 28.
  • Das durch den Ausfluss 32 von der stationären Rinne 34 in die mobile Rinne 36 übertretende schmelzflüssige Metall 15 wird mittels eines Stopfens 78 geregelt, welcher in Richtung des Pfeils 80 in vertikaler Richtung verschiebbar ist.
  • Sowohl die stationäre Rinne 34 als auch die mobile Rinne 36 und der Schmelzeverteilungstrog 28 sind mit einer refraktären Isolationsschicht 82 ausgekleidet.
  • Das Metallniveau 84 der stationären Rinne 34 wird wie die Metallniveaus 72, 74 der mobilen Rinne 36 und des Schmelzeverteilungstrogs 28 mit der Einfachheit halber nicht dargestellten Schwimmern oder berührungslos arbeitenden Sensoren kontrolliert. Beide Verfahren sind an sich bekannt. Die erzeugten Signale sind proportional zur Höhenlage des Schwimmers bzw. zur Distanz zwischen Sensor und Metalloberfläche. Diese Signale werden aufgearbeitet und auf einen Prozessor oder Computer übertragen, wo die Betätigung von Stellorganen ausgelöst wird, welche die Metallzufuhr entsprechend den gemessenen Metallniveaus 72, 74, 84 steuern. Solche Stellorgane sind beispielsweise der Stopfen 78 und die Klappe 68.
  • Die strichpunktierten Linien deuten die Lage der zurückgezogenen Düse 30 mit der mobilen Rinne 36 und dem Schlitten 56 an.
  • Zum exakten Positionieren der Düse 30 ist neben der Horizontal-auch eine Vertikaleinstellung in Richtung des Pfeils 86 notwendig. Der Support 60 des Schlittens 56 ist über eine vertikale Führung 88 verschiebbar. Selbstverständlich erfolgen in modernen Anlagen sowohl die horizontale als auch die vertikale Verschiebung programmgesteuert, beispielsweise unter Verwendung von Lineartransducern oder verstellbaren Anschlägen bekannter Bauart, wobei - in Fig. 5 nicht dargestellt - in der Regel die Möglichkeit einer manuellen Feineinstellung besteht.
  • Der Support 60 wird von einem Sockel 90 getragen, welcher im Boden 92 fest verankert ist.
  • Die mobile Rinne 36 hat einen Ablauf 94 für die Entfernung des schmelzflüssigen Metalls nach Beendigung des Giessvorgangs, welcher bis etwa 10 Tage dauern kann.
  • In Fig. 6 ist eine auf einer Sockelplatte 96 angeordnete Bandgiessvorrichtung 18 dargestellt, von welcher die Halterahmen 38, 40, die Giesswalzen 42, 44 und die Vorspanneinrichtung 46 angedeutet sind.
  • Die mobile Rinne 36 mit dem Schmelzeverteilungstrog 28 und der daran lösbar befestigten Düse 30 sind zurückgezogen, der Schieber 64 ist geschlossen.
  • Die mobile Rinne 36 und der Schmelzeverteilungstrog 28 sind durch eine schwenkbare Klappe 98, welche eine regelbare Oeffnung bildet, getrennt. Weiter ist im Schmelzeverteilungstrog 28 ein das Metallniveau 74 kontrollierender Schwimmer 100 angedeutet.
  • In der in Fig. 6 dargestellten Stellung der Düse 30 ist der Giessvorgang unterbrochen. Das schmelzflüssige Metall 15 wird jedoch in gleicher Menge pro Zeiteinheit über die stationäre Rinne 34 zugeführt. Die Metallniveaus 72, 74 in der mobilen Rinne 36 und dem Schmelzeverteilungstrog steigen an, weil die Düse mit dem Schieber 64 verschlossen ist. Ein Ueberlauf 102 verhindert, dass die Metallschmelze 15 unkontrolliert über den Rand der mobilen Rinne 36 und des Schmelzeverteilungstrogs 28 fliesst. Ein Rohr 104 leitet die ausfliessende Metallschmelze 15 in einen Auffangbehälter 106. Selbstverständlich ist im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 ebenfalls ein Ueberlauf ausgebildet, dieser wird jedoch aus Uebersichtlichkeitsgründen nur in Fig. 6 gezeigt.
  • Fig. 7 entspricht im wesentlichen Fig. 6, der Ueberlauf 102 ist jedoch, wie dies bevorzugt der Fall ist, im Bereich des Schmelzeverteilungstrogs 28 angeordnet, Das überfliessende Metall 15 fliesst über eine Rinne 103 in einen isolierten Auffangbehälter 106, welcher auch verschlossen ausgebildet sein kann.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Zuführen einer Metallschmelze (15), insbesondere einer Schmelze aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer auf einem Schlitten (56) horizontal verschiebbaren und höhenverstellbaren Düse (30) in den einstellbaren Walzspalt (w) zweier Giesswalzen (42,44) einer horizontalen Bandgiessvorrichtung (18), wobei die Speisung der Düse (30) zu deren Auswechseln oder Reinigung unterbrochen, und der Schlitten (56) aus dem Bereich der Giesswalzen (42,44) entfernt und wieder zurückgeführt wird,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Metallzufuhr aus einer stationären Rinne (34) in eine mobile Rinne (36) und/oder in einen Schmelzeverteilungstrog (28) der Düse (30) auch während eines Unterbruchs des Giessens fortgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzezufuhr während eines Unterbruchs des Giessens in einer unveränderten Durchflussmenge fortgesetzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze (15) während eines Unterbruchs des Giessens nach dem Ansteigen der Metallniveaus (74,72) im Schmelzeverteilungstrog (28) und einer zugeordneten mobilen Rinne (36) durch einen Ueberlauf (102) oder durch eine Ablaufklappe in eine Rinne (103) oder ein Rohr (104) abfliesst und vorzugsweise in einem Auffangbehälter (106) gesammelt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (30) nach dem Auswechseln oder Reinigen programmgesteuert in dieselbe oder, auch gekoppelt mit einer Aenderung des Walzspalts (w) der Giesswalzen (42,44) und/oder der Breite des Metallbands (20), in eine vorausberechnete, andere Position zurückgefahren wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Menge an Metallschmelze (15), die Position der Düse (30), der Walzspalt (w) zwischen den Giesswalzen (42,44) und/oder die Breite des Metallbands (20) wenn nötig ohne Betriebsunterbruch programmgesteuert geändert wird/werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Rinne (36) in deren Längsrichtung (L) verschoben oder wenig in deren Längsrichtung (L) verschoben und seitlich geschwenkt wird, wobei beim Schwenken die vertikale Drehachse im Bereich des Ausflusses (32) der stationären Rinne (34) liegt.
  7. Bandgiessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    sie eine stationäre Rinne (34) mit einem durch einen einstellbaren Stopfen (78) verschliessbaren, im Bereich des stirnseitigen Endes angeordneten Ausfluss (32) und eine darunter auf einem Schlitten (56) längsverschiebbar oder längsverschieb- und seitlich schwenkbar angeordnete, mobile Rinne (36) mit einem über eine einstellbare Oeffnung (66) abgetrennten Schmelzeverteilungstrog (28) für die Düse (30) umfasst, wobei der Ausfluss (32) der stationären Rinne (34) bei einer Längsverschiebung und/ oder seitlichen Schwenkung der mobilen Rinne (36) stets über dieser bleibt.
  8. Bandgiessvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der stationären Rinne (34), der mobilen Rinne (36) und dem Schmelzeverteilungstrog (28) mit einem Regler verbundene Niveaumessgeräte (100) für das schmelzflüssige Metall (15) angeordnet sind, welche die programmgesteuerte Einstellung des Stopfens (78) und der Oeffnung (66) in der Scheidewand (54) erlauben.
  9. Bandgiessvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die programmgesteuert einstellbare Oeffnung (66) zwischen der mobilen Rinne (36) und dem zugeordneten Schmelzeverteilungstrog (28) durch einen Schieber, eine Klappe (98) oder eine Scheidewand (54) mit einer auf ein Rundloch (66) einwirkenden Klappe (68) mit einem kegelstumpfförmigen Zapfen (70) gebildet ist.
  10. Bandgiessvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der mobilen Rinne (36) gleich gross oder kleiner ist als der Querschnitt der stationären Rinne (34), wobei sowohl die stationäre als auch die mobile Rinne (34,36) bevorzugt eine refraktäre Isolationsschicht (82) aufweisen.
  11. Bandgiessvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Rinne (36), vorzugsweise benachbart der Düse (30), oder der Schmelzeverteilungstrog (28) einen Ueberlauf (102), vorzugsweise mit einer/einem zu einem isolierten Auffangbehälter (106) führenden Rinne (103) oder Rohr (104), aufweist.
  12. Bandgiessvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (60) des Schlittens (56) mit spielfreien horizontalen und vertikalen Führungen (58,88) lineare Längenmesser, mit zugeordneten Regelkreisen und automatischen Vorschub- bzw. Rückstellsystemen für die reproduzierende oder vorgegeben geänderte Positionierung der Düse (30), umfasst.
  13. Bandgiessvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger des Schlittens mit spielfreien horizontalen und vertikalen Führungen (58,88) manuell oder programmgesteuert einstellbare Anschläge für die reproduzierende oder vorgegeben geänderte Positionierung der Düse (30) aufweist.
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