EP0737117B1 - Verfahren und vorrichtung zum angiessen eines endabmessungsnahen metallbandes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum angiessen eines endabmessungsnahen metallbandes Download PDF

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EP0737117B1
EP0737117B1 EP95903251A EP95903251A EP0737117B1 EP 0737117 B1 EP0737117 B1 EP 0737117B1 EP 95903251 A EP95903251 A EP 95903251A EP 95903251 A EP95903251 A EP 95903251A EP 0737117 B1 EP0737117 B1 EP 0737117B1
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casting
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conveyor belt
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Wolfgang Reichelt
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • 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
    • B22D11/0631—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • 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 casting a metal belt close to its final dimensions onto a belt casting device provided with a melt receptacle and a conveyor belt, in which a metal melt, in particular made of steel, via a closable, pressurizable pouring chamber and connected via a siphon to a pressurizable main chamber a pouring nozzle flows out.
  • a metal melt in particular made of steel
  • a closable, pressurizable pouring chamber and connected via a siphon to a pressurizable main chamber a pouring nozzle flows out.
  • the invention has set itself the goal of demonstrating a method and the necessary device with which a safe displacement of the air is ensured during the start-up phase.
  • the invention achieves this aim with the features of claims 1 and 4, respectively.
  • the pouring nozzle is filled with liquid melt up to the shut-off located in the area of the mouth.
  • Shut-off devices which allow controlled opening are used, in such a way that at the beginning of the opening there is a slot across the entire width of the pouring nozzle.
  • the casting pressure is chosen so that the melt emerges at high speed during this first slit-shaped opening of the mouth of the pouring channel.
  • the air below the barrier is entrained. This entrainment of the extremely small amounts of air in the region of the mouth of the pouring nozzle is further promoted by the trumpet-like design of the inside of the pouring nozzle facing away from the metal receptacle.
  • the pressure resistance at the mouth of the nozzle increased by obstacles.
  • the elements used for this are preferably self-consuming so that they can later Do not hinder the casting operation.
  • Figure 1 shows schematically the start-up phase.
  • the casting vessel having a main chamber 11 and a pouring chamber 12 is empty, a shut-off element 21 in the pouring nozzle 14 is closed, and the conveyor belt 31 is stationary.
  • the main chamber 11 and the pouring chamber 12 are separated by a wall 13.
  • the casting vessel is filled with melt in such a way that the melt level in the pouring chamber 12 is raised by negative pressure P o and a differential melting level of ⁇ h A is set in the main chamber.
  • the differential level ⁇ h refers to the liquid metal level H that occurs during the casting operation on the conveyor belt or to the inside 16 of the pouring nozzle 14 inclined towards the conveyor belt 31.
  • the conveyor belt 31 is put into operation and the shut-off element 21 is opened in the form of a slot.
  • the liquid metal M emerges from the casting nozzle and is formed into a casting strand 5.
  • the shut-off element 21 is continuously opened during this start-up phase.
  • the differential melting level ⁇ h is reduced until it is brought to the operating level height ⁇ h G.
  • FIGS. 2 to 4 show the lower section of the pouring nozzle 14 with differently configured shut-off elements 21. Shown in section are the mouth 15 of the wall 17 facing away from the main chamber and of the wall 18 inclined towards the main chamber.
  • the inside 16 of the wall 17 is designed like a trumpet. It has a radius R that connects the approximately 45 ° inclined pouring nozzle to the side inclined parallel to the conveyor belt 31.
  • an element 41 is arranged on the wall 17. The element 41 serves to increase the pressure resistance and projects into the space between the conveyor belt 31 and the inside 16.
  • the shut-off element 21 is a knife gate valve 22 designed, which can be moved via a drive 29 is. In the closed position of the knife gate valve 22 this leans against a level 19 in the wall 18.
  • the shut-off element 21 is designed as a flap 23. This leans against a step 19 in the wall 18 in the closed position. In the open position, the flap 23 is pivoted into the wall 17 via a drive (not shown in further detail) such that a plate side forms a plane with the inside 16.
  • a shaft 24 is provided as the shut-off element 21, which has a recess 25 which, according to the rotational position of the shaft 24, releases the pouring nozzle unhindered.
  • the walls 17 and 18 are for thermal purposes Adjust the same wall thickness.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes auf einer mit einem Schmelzenaufnahmegefäß und einem Transportband versehenen Bandgießeinrichtung, bei dem eine Metallschmelze, insbesondere aus Stahl, über eine verschließbare, in Unterdruck versetzbare und über einen Syphon mit einer unter Druck versetzbaren Hauptkammer verbundenen Eingießkammer über eine Gießdüse ausfließt.
Beim Angießen einer Bandgießeinrichtung zum Herstellen von endabmessungsnahen Metallbändern führen Lufteinschlüsse in der Gießdüse zu erheblichen Behinderungen des Gießbetriebes.
Aus EP 0 534 174 sind Verfahren und die dazu erforderlichen Vorrichtungen bekannt, die ein Verdrängen der Luft aus der Gießdüse und dem vorgeschalteten Bereich bewirken sollen. Hierbei wird einmal vorgeschlagen, im Schmelzeverteiler anfänglich einen Füllstand einzustellen, der maximal der Transportbandebene entspricht und beim Angießen einen solchen Füllstand einzustellen, der die Schmelze aus einer U-förmig gekrümmten Gießdüse verdrängt.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß im mittleren oberen Bereich der U-förmig nach unten gekrümmten Gießdüse sich Luft ansammelt. Dies führt im wesentlichen dazu, daß ein nichtkontrollierbarer Anfahrschwall auftritt, der ggf. ein Einfahren des Stranges verhindert.
In der gleichen Schrift wird daher auch noch vorgeschlagen, zwischen dem Schmelzeverteiler und der Gießdüse eine Eingießkammer vorzusehen und beim Angießen - bei gegenüber der Metallschmelze geschlossenem Einlauf der einem Saugheber nachgeschalteten Gießdüse - in der Eingießkammer einen Unterdruck aufzubauen und die Luft in der Gießdüse nach oben zu verdrängen.
Auch bei dieser Verfahrensweise lassen sich Behinderungen während des Angießens nicht vermeiden, da die aufsteigenden Luftblasen dem Metallschmelzestrom entgegensteigen.
Hierbei kommt es zu nicht kontrollierbaren Verengungen in Teilbereichen der Gießdüse, die wiederum nicht gewollten Einfluß auf die Ausbreitung der Metallschmelze auf dem Transportband bewirken.
In Kenntnis der bekannten Schwierigkeiten hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, ein Verfahren und die dazu erforderliche Vorrichtung aufzuzeigen, mit der ein sicheres Verdrängen der Luft während der Anfahrphase gewährleistet wird.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel jeweils mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4.
Vor dem Anfahren wird die Gießdüse bis zu der sich im Bereich der Mündung befindenden Absperrung mit Flüssigschmelze gefüllt. Es werden Absperrorgane, die ein gesteuertes Öffnen zulassen, eingesetzt, und zwar in der Weise, daß zu Öffnungsbeginn über die gesamte Breite der Gießdüse ein Schlitz vorhanden ist. Der Gießdruck wird dabei so gewählt, daß bei diesem ersten schlitzförmigen Öffnen der Mündung des Gießkanals die Schmelze mit hoher Geschwindigkeit austritt. Hierbei wird die unterhalb der Sperrung sich befindende Luft mitgerissen. Dieses Mitreißen der äußerst geringen Luftmengen im Bereich der Mündung der Gießdüse wird darüber hinaus begünstigt durch die trompetenartige Ausgestaltung der im Metallaufnahmegefäß abgewandten Innenseite der Gießdüse.
Es hat sich gezeigt, daß beim Einsatz von Vakuum im Bereich oberhalb der Gießdüse Luft bevorzugt dem ausfließenden Metall entgegenströmt. Es wird daher vorgeschlagen, diesen nicht gewollten Strömungsfaden der Luft weitgehendst zu behindern.
Hierzu wird der Druckwiderstand an der Mündung der Düse durch Hindernisse erhöht. Die hierzu eingesetzten Elemente sind vorzugsweise selbstverzehrend, so daß sie den späteren Gießbetrieb nicht behindern.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt.
Dabei zeigen die
  • Figur 1 das Schema des Anfahrens.
  • Figur 2 bis 4 die Form der Mündung der Gießdüse bei verschieden ausgestalteten Absperrelementen.
    • Die Figur 1 zeigt schematisch die Anfahrphase. Vor Gießbeginn ist das eine Hauptkammer 11 und eine Eingießkammer 12 aufweisende Gießgefäß leer, ein Absperrelement 21 in der Gießdüse 14 ist geschlossen, das Transportband 31 steht.
    Die Hauptkammer 11 und die Eingießkammer 12 sind durch einen Wall 13 getrennt. Kurz vor Gießbeginn wird das Gießgefäß mit Schmelze gefüllt, und zwar in der Weise, daß der Schmelzenspiegel in der Eingießkammer 12 durch Unterdruck Po angehoben wird und in der Hauptkammer ein Differenzschmelzpegel von ΔhA eingestellt wird. Der Differenzspiegel Δh nimmt Bezug auf den während des Gießbetriebes sich einstellenden Flüssigmetallspiegel H auf dem Transportband bzw. auf die dem Transportband 31 zugeneigte Innenseite 16 der Gießdüse 14.
    Zum Gießbeginn wird das Transportband 31 in Betrieb gesetzt und das Absperrelement 21 wird schlitzförmig geöffnet.In einem starken Schwall tritt das Flüssigmetall M aus der Gießdüse aus und wird zu einem Gießstrang 5 ausgeformt. Während dieser Anfahrphase wird das Absperrelement 21 kontinuierlich geöffnet. In Abhängigkeit von der dem Hauptgefäß zugeführten Metallmenge wird der Differenzschmelzspiegel Δh verringert, bis er auf die Betriebspiegelhöhe ΔhG geführt ist.
    Die Figuren 2 bis 4 zeigen den unteren Abschnitt der Gießdüse 14 bei verschieden ausgestalteten Absperrelementen 21. Dargestellt sind im Schnitt die Mündung 15 der der Hauptkammer abgewandten Wand 17 und der der Hauptkammer zugeneigten Wand 18. Die Innenseite 16 der Wand 17 ist trompetenartig ausgestaltet. Sie weist dabei einen Radius R auf, der die etwa 45° geneigte Gießdüse mit der parallel zum Transportband 31 zugeneigten Seite verbindet.
    Am Ende der Mündung 15 ist an der Wand 17 ein Element 41 angeordnet. Das Element 41 dient der Erhöhung des Druckwiderstandes und ragt in den Freiraum zwischen dem Transportband 31 und der Innenseite 16 hinein.
    In der Figur 2 ist das Absperrelement 21 als Plattenschieber 22 ausgestaltet, der über einen Antrieb 29 verschiebbar ist. In der geschlossenen Stellung des Plattenschiebers 22 lehnt sich diese gegen eine Stufe 19 in der Wand 18.
    In der Figur 3 ist das Absperrelement 21 als Klappe 23 ausgebildet. Diese lehnt sich in der geschlossenen Stellung gegen eine Stufe 19 in der Wand 18. In der geöffneten Stellung wird die Klappe 23 über einen nicht weiter dargestellten Antrieb soweit in die Wand 17 eingeschwenkt, daß eine Plattenseite mit der Innenseite 16 eine Ebene bildet.
    In der Figur 4 ist als Absperrelement 21 eine Welle 24 vorgesehen, welche eine Ausnehmung 25 aufweist, die entsprechend der Drehstellung der Welle 24 die Gießdüse unbehindert freigibt.
    In der Figur 4 besitzen die Wände 17 und 18 zwecks thermischer Anpassung die gleiche Wanddicke.

    Claims (9)

    1. Verfahren zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes (S) auf einer mit einem Schmelzaufnahmegefäß (11,12) und einem Transportband (31) versehenen Bandgießeinrichtung, bei dem eine Metallschmelze, insbesondere aus Stahl, über eine verschließbare, in Unterdruck versetzbare und über einen Syphon mit einer unter Druck versetzbaren Hauptkammer (11) verbundenen Eingießkammer (12) über eine Gießdüse (14) auf das Transportband (31) ausfließt,
      gekennzeichnet durch folgende Schritte:
      a) vor Gießbeginn wird die dem Transportband (31) zugewandte Mündung der Gießdüse (14) verschlossen,
      b) anschließend werden die Hauptkammer (11) und die Eingießkammer (12) mit Flussigmetall gefüllt, wobei Differenzpegel ΔhA und ΔhG auf einen Wert von ΔhA/ΔhG > 5 in der Hauptkammer bezogen auf den im stationären Betriebszustand auf dem Transportband (31) vorhandenen flüssigen Metallspiegels eingestellt werden,
      c) zum Gießbeginn wird die Gießdüse (14) auf der dem Hauptgefäß (11) zugeneigten Seite schlitzförmig so geöffnet, daß die abwärts gerichtete Gießgeschwindigkeit des Flüssigmetalls größer ist als die Auftriebsgeschwindigkeit der in der Schmelze eindringenden Gasblasen,
      d) bei gleichzeitigen kontinuierlichen Öffnen der Gießdüse (14) bis zur völligen Freigabe des Mündungsbereiches wird der Differenzschmelzpegel ΔhG in der Hauptkammer auf einen Wert geringfügig oberhalb des Flüssigmetallspiegels H auf dem Transportband nach dem Saugheberprinzip abgesenkt.
    2. Verfahren zum Angießen nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß in der Eingießkammer (12) ein Unterdruck erzeugt wird.
    3. Verfahren zum Angießen nach Anspruch 2 oder 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß zumindest während des Angießens an der Düsenmündung (14) in Gegenfließrichtung zum Flüssigmetall der Druckwiderstand erhöht wird.
    4. Einrichtung zum Bandgießen eines endabmessungsnahen Metallbandes (S), die ein Transportband (31) und ein aus einer Hauptkammer (11) und einer Eingießkammer (12), die ein den Zugang zug Gießdüse (14) verschließendes Absperrelement besitzt, bestehendes Metallaufnahmegefäß aufweist zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Gießdüse (14) etwa 45° geneigt und im Bereich der Mündung (15) auf der der Hauptkammer (11) abgewandten Innenseite (16) trompetenartig ausgestaltet ist und
      daß in der Nähe der Mündung (15) der Gießdüse (14) ein schlitzförmig offenbares Absperrelement (21) vorgesehen ist.
    5. Einrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Absperrelement (21) ein Plattenschieber (22) ist.
    6. Einrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Absperrelement (21) eine um eine seitlich angeordnete Achse schwenkbare Klappe (23) ist.
    7. Einrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Absperrelement (21) aus einer drehbaren Welle (24) aufgebaut ist, die im Bereich des Gießkanals eine mindestens die halbe Wellenquerschnittsfläche umfassende Ausnehmung 25 aufweist.
    8. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß am Ausgang der Mündung 15 der der Hauptkammer 11 abgewandten Wand 17 ein Element 41 vorgesehen ist, das den Druckwiderstand in Gegenflußrichtung des Flüssigmetalls M erhöht.
    9. Einrichtung nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Druckerhöhungselement 41 aus thermisch aufzehrbarem Material, z.B. niedrigschmelzendem Metall, aufgebaut ist.
    EP95903251A 1993-12-27 1994-12-14 Verfahren und vorrichtung zum angiessen eines endabmessungsnahen metallbandes Expired - Lifetime EP0737117B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE4344953 1993-12-27
    DE4344953A DE4344953C2 (de) 1993-12-27 1993-12-27 Verfahren und Vorrichtung zum Angießen eines endabmessungsnahen Metallbandes
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    Publication Number Publication Date
    EP0737117A1 EP0737117A1 (de) 1996-10-16
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