NO171488B - Anordning ved kontinuerlig stoeping av metallbaand - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning ved kontinuerlig

støping av metallbånd som angitt i innledningen i krav 1.

Det er kjent en anordning med to valser hvor et par innvendige kjølevalser med horisontale akser og som dreier i motsatt retning i forhold til hverandre er anbrakt parallelt med hverandre og med en åpning derimellom, og hvor et metallbasseng er dannet på valsens periferiflater (de øvre halvdeler av de sylindriske flater i aksialretningene) over mellomrommet og smeltet metall i metallbassenget blir støpt kontinuerlig til et metallbånd gjennom mellomrommet mens det smeltede metall blir avkjølt av de roterende valsers periferiflater. Det har også blitt foreslått et slikt støpeutstyr med to valser for kontinuerlig støping av stål for å produsere stålbånd direkte fra smeltet stål.

Når stålbånd blir støpt kontinuerlig gjennom åpningen mellom et par valser er det nødvendig å ha et metallbasseng som et hellebasseng for smeltet metall på valseparets periferiflater over mellomrommet mellom dem for derved å helle smeltet metall kontinuerlig inn i metallbassenget for å holde det smeltede metalls nivå vesentlig konstant. For å danne metallbassenget er det alltid nødvendig med et par demninger som regulerer utstrømningen av smeltet metall langs valseaksene på valsenes periferiflate og som har flatene loddrett mot valseaksene. Disse demninger tjener også

vanligvis til å regulere bredden av det støpte bånd. I denne beskrivelse er disse demninger angitt som "sidesperrer". I tillegg til disse demninger anbrakt på venstre og høyre side kan et par fremre og bakre porter som har flatene langs valseaksene, monteres loddrett på sidesperrene på valseparets periferiflater for å danne et eskelignende metallbasseng med sidesperrene og den fremre og bakre port. Når valsene har tilstrekkelig stor radius er det ikke alltid nødvendig med den fremre og bakre port langs rulleaksene. I dette tilfelle kan valsenes periferiflater være tilstrekkelig til å danne den fremre og bakre port.

Det er kjent bevegelige sidesperrer som tvinger et endeløst metallbelte mot valseparets sider og som beveges i en hastighet som samsvarer med støpingen av båndet, og faste sidesperrer som har platelignende legemer av ildfast materiale festet til den venstre og høyre side av valsene. Med de sistnevnte, faste sidesperrer blir utstyrets konstruksjon enkel og styringen av driften ukomplisert sammenlignet med de førstnevnte bevegelige sidesperrer.

To forskjellige typer faste sidesperrer er kjent. En type er den hvor avstanden mellom det ildfaste materiale på begge sidesperrer som står mot hverandre, er mindre enn valsebredden (lengden av en valse fra den ene ende til den andre) og i den andre type er avstanden lik valsebredden. Ifølge den førstnevnte type er begge sidesperrer montert på valsenes periferiflater slik at bunnen av begge sidesperrer berører valsenes periferiflate på en glidende måte. Ifølge den sistnevnte type er sidesperrene fast slik at innerflaten på begge sidesperrer er i glidbar berøring med begge valsesidene (i denne beskrivelse er begge valsesider kalt valsenes sideflater), loddrett mot valseaksene, dvs. begge sidesperrer klemmer begge ender av rullene. I JP 130450/85, er det vist et eksempel på en fast sidesperre hvor sideflatene i valseparet ikke er anordnet i et plan men hvor valsene med samme lengde er anordnet i parallelle kryss (aksialt forskjøvet) slik at den ene valseside stikker frem i forhold til sideflaten i den andre valse, slik at den faste sidesperre glidbart berører den ene valses periferiflate og den andre valses sideflate.

I begge tilfeller vil en del av det smeltede metall i metallbassenget danne tynne skall på hver av de roterende valsers flate og deretter vil disse skall føres gjennom mellomrommet mellom valseparet mens de vokser sammen med dreiningen av valsene. På dette tidspunkt blir det stivnede skall presset (valset) på et sted nær den minste åpning mellom valsene og formes til et metallbånd av bestemt tykkelse. På grunn av klemmingen (valsingen) av det stivnede skall vil skallet ha tendens til å utvide seg i bredden nær valseåpningen. Følgelig vil endene av det støpte bånd anvende et stort trykk mot de faste sidesperrer og frembringer stor friksjon mellom endene av det bevegelige bånd og de faste sidesperrer.

Vanligvis passer ildfaste materialer med utmerkede adiabatiske egenskaper for bruk i de faste sidesperrer, da det smeltede metall som kommer i berøring med sidesperrene må hindres fra å stivne på sidesperrenes flater. Slike adiabatiske, ildfaste materialer har generelt dårligere slitasjeegenskaper enn det stivnede metall og det kan bli ripet opp. Således kan de ildfaste materialer bli ødelagt av friksjonen nevnt ovenfor og skadene kan forårsake utbrytning av smeltet metall. Ifølge det ovennevnte system hvor sidesperrene er faste slik at begge valsers sideflater blir klemt, fremkommer det et mellomrom mellom valsenes sideflater og sidesperrenes innerflater som er i glidbar berøring med hverandre på grunn av press mot endene av båndet mens båndendene passerer gjennom valseåpningen, og deretter vil smeltet metall trenge inn i åpningene. Når dette problem oppstår kan ikke den kontinuerlige støping fortsette.

Et formål med denne oppfinnelse er å overvinne problemene ovenfor ved kontinuerlig støping med to valser forsynt med faste sidesperrer laget av ildfast materiale på venstre og høyre side av valseparet.

Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av de karakteristiske trekk angitt i den kjennetegnende del av krav 1. Forskjellige utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelsesformer og under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et perspektivriss som viser hoveddelene i en utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 er et perspektivriss som viser et eksempel på utformingen av en sidesperre av ildfast materiale på fig. 1, fig. 3 er et perspektivriss som viser sidesperrene på fig. 1 under betingelsen av at slipegraden er liten tidlig under støpingen, fig. 4 er et perspektivriss som viser sidesperren på fig. 1 under betingelsen av at slipegraden fortsetter under støpeprosessen, fig. 5 er et snittriss som viser støpingen med anordningen ifølge oppfinnelsen sett i et plan parallelt med det støpte bånd, og fig. 6 er et skjematisk snitriss som viser et annet eksempel på sidesperren sett i planet parallelt med det støpte bånd.

Under henvisning til fig. 1 er la, lb et par innvendig avkjølte valser som dreier i motsatt retning i forhold til hverandre (rotasjonsretningen for begge valser er vist ved piler) og anbrakt motstående hverandre med valseaksene holdt horisontalt. Henvisningstall 2 angår smeltet metall i et metallbasseng dannet av periferiflåtene R av valseparet la, lb og sidesperrene 3a, 3b. Det støpte bånd har henvisningstall 4.

Valseparet la, lb er innvendige avkjølte valser. Hvert eksempel vist i tegningene bruker vannavkjølte valser. Særlig er valseparet la, lb forsynt med kjølevannsbaner (ikke vist) på innsiden av tromlene som utgjør periferiflåtene R. Periferiflåtene R kan avkjøles til en bestemt temperatur ved at vann føres gjennom kjølevannsbanen. Kjølevann forsynes til og tømmes fra kjølevannsbanen på innsiden av periferiflåtene R gjennom valseakslene. Således består valseakselen av et dobbeltrør. Et innerrør tjener til forsyning av kjølevann og en rørbane som er dannet mellom det ytre og indre rør tjener til utløpsrør. I det indre av valsen er vannforsyningsrøret som er det indre rør, tilkoblet kjølevannsbanens innløp som er tilveiebrakt på innsiden av periferiflaten R. Rørbanen er tilkoblet kjølevannsutløpet. Når kjølevannet forsynes kontinuerlig fra en pumpe P til innerrøret ifølge utførelsen som vist på tegningen blir kjølevannet sirkulert gjennom kjølevannsbanen på innsiden av periferiflaten R og deretter tømt gjennom rørbanen. Kjølevannnsoperasjonen kan utføres kontinuerlig selv under drift av utstyret.

Sidesperrene 3a, 3b blir holdt av sidesperrenes metallhus 5a, 5b montert på utsiden av sidesperrene og beveget i støperetningen. Selve sidesperrene 3a, 3b er laget av ildfast materiale. Formen av disse sidesperrer er vist på fig. 2. En innerdel Wxav hele tykkelsen W samsvarer med tykkelsen av en del installert på periferiflaten R på rullen og den andre ytre tykkelse W2samsvarer med tykkelsen av en del installert ut fra valsens periferiflate som vist på fig. 2. Innertykkelsen Wxhar bunnflater 6, 6' med buede flater som samsvarer med valsenes periferiform la, lb og den ytre tykkelse W2er formet til deler 7, 7' som er i glidbar berøring med valsenes sideflater (vist ved symbolet S på fig. 1) la, lb og strekker seg til deler som er lengre ned enn nevnte bunnflater 6, 6'.

Som vist på fig. 1 er det på ytterflåtene av de ilfaste sidesperrer 3a, 3b som er formet som vist på fig. 2, montert hus 5a, 5b for sidesperren som dekker hele ytterflåtene for å gripe sidesperrene 3a, 3b. I dette tilfelle er bunnflatene 6, 6' som er buet av den tykke del Wx, i berøring med valsenes periferiflater R, la, lb, og innerflåtene 7, 7' på den tykke del W2er i glidbar berøring med valsenes la, lb sideflater S. Sidesperrenes hus 5a, 5b er båret av flere avstivere 8 med skruer gjennom muttere 9 festet til husets side. Hver avstiver 8 dreies rundt sin egen akse for å bevege sidesperrenes hus 5a, 5b i støperetningen. Således vil sidesperrene 3a, 3b under drift av utstyret bli senket sammen med bunnflaten 6, 6' og slipt av de roterende valsers periferiflater R. Sidesperrehusene 5a, 5b er fortrinnsvis festet til sidesperrene 3a, 3b ved grenseflaten mellom begge hus og sidesperrer ved bruk av lim eller annet festemiddel. Således vil sidesperrenes ildfaste materiale som har generell lav strekkstyrke bli forsterket. For kontinuerlig senking av sidesperrenes hus 5a, 5b ved drift av utstyret anvendes fortrinnsvis en mekanisme som beveger sidesperrehusene 5a, 5b nedover. Imidlertid kan et bevegelsesutstyr for gjentatt senkning og stopping, eller et utstyr for senkning med litt svingning, anvendes om nødvendig. I alle tilfeller er senkehastigheten for sidesperren fortrinnsvis styrt i samsvar med signalet for senkning av sidesperren eller bredden av det støpte bånd.

På den annen side er deler av periferiflåtene R på rullene som er i glidbar berøring med bunnflatene 6, 6' på sidesperrene fortrinnsvis formet til grove flater 10 (fig. 1) med slipeevne. Disse delers grovhet og hårdhet bør velges i samsvar med materialer og senkehastigheten for sidesperren. Den grove flate er fortrinnsvis laget ved hjelp av smergelpolering, sandblåsing, innsprøyting av smeltet metall, etc. Enhver fremgangsmåte vil kunne brukes som gir høy slipeevne og liten slitasje. Dessuten kan minst én børste 11 monteres på en omkrets av hver grove flate 10 for glidbar berøring med delen 10 på valsenes la, lb grove flater for derved å hindre delene 10 på de grove flater fra å tilstoppes med slipestøv. I stedet for børsten 11 kan det brukes en

støvsuger som renser delene 10 på de grove flater.

Selv om de ildfaste materialer brukt i sidesperrene 3a, 3b må være adiabatiske må de også ha tilfredsstillende slitasjeegenskaper for bruk med denne oppfinnelse. Dette på grunn av at bunnflatene 6, 6' må slipes av de grove flater 10 på periferiflåtene og dessuten bør sidesperrene fortrinnsvis være laget av et slikt materiale som lett kan slipes av enden av det stivnede skall eller det støpte bånd. Passende materialer som kan brukes for sidesperrene er adiabatisk mursten, keramiske fiberplater, bornitrid (BN), etc. som har bedre slipeevne. I utstyret vist på fig. 1 kan hele sidesperrene 3 som vist på fig. 2 være laget av ildfaste materialer som inneholder hovedsakelig bornitrid.

Fig. 3 viser innerflaten av sidesperren ifølge oppfinnelsen tidlig i støpeperioden. Sideendene av det stivnede skall formet på overflatene av de to innvendig avkjølte valser vil berøre innerflåtene av sidesperrene ved det nivå som er vist ved symbolene a,a' på tegningen og ført sammen ved punkt A. En del smeltet metall i metallbassenget blir nemlig avkjølt på overflaten av hver valse og deretter herdet til tynne skall. Deretter vil stivnede skall vokse og slutte seg sammen med hverandre med dreininger av valsen. Når de sammensluttede skall blir rullet til en bestemt tykkelse med støpt bånd gjennom valsenes åpning vil endene av skallene bli presset sammen for å utvide seg i bredden. Den tidlige utforming av sidesperren (før sidesperren blir slipt under driften av utstyret) blir bestemt slik at sammenløpet a (herdingens fullføringspunkt) for de stivnede skall er plassert nær de nedre kanter 13 av sidesperrene innenfor rullens bredde (Wxpå fig. 1). Ved støpingen kan sammenløpet A bli flyttet til en stilling A' over stillingen for den nedre kant 13 på grunn av variasjon i støpekravene. I dette tilfelle vil de tilsvarende deler av det ildfaste materiale bli slipt av den breddemessige utvidelse av båndet (metallbåndet som er herdet etter å ha passert sammenløpet A) dannet ved rulling av valsen. Med mindre sidesperrene blir senket under slike forhold øker båndbredden gradvis. Når båndbredden overskrider valsebredden blir den overskridende del av båndet formet til en slik form at enden av båndet vil ligne et hundeben og svulme i deler, og hvis støpingen fortsetter vil sidesperrrene bli ødelagt og føre til utbrytning av smeltet metall. Da sidesperrene senkes med en bestemt hastighet ifølge oppfinnelsen vil andre flater på sidesperrene etter hvert senkes selv om nevnte overskridende deler blir slipt av plateendene. Derfor vil metallbånd med en bestemt platebredde alltid bli støpt uten at disse situasjoner oppstår. Fig. 4 viser innerflaten på sidesperren når sidesperren er vesentlig senket i løpet av støpingen. Selv om bunnflatene 6, 6' og de nedre kanter 13 blir slipt av de grove flater 10 på valsene og sideendene av det støpte bånd, og stillingene deres blir flyttet oppover i forhold til de tidligere stillinger vist på fig. 3, blir de nedre kanter 13 slipt til en noe skrå stilling av det stivnede skall eller båndende. Innerflaten 15 på delene med ildfast materiale som stikker frem fra valsebredden vil bli avdekket ved de nedre deler av de nedre kanter 13, slik at disse deler tjener til å hindre smeltet metall fra å lekke ut. Selv om bunnflatene 6, 6' og de nedre kanter 13 blir slipt av, vil imidlertid sideendene av det stivnede skall også berøre sidesperrene ved et nivå vist ved a, a<1>på tegningen mens de sluttes sammen ved punkt A. Fig. 5 viser skjematisk fremgangsmåten for støpin-gen som samsvarer med fig. 4. Som vist også på fig. 5 kan de nedre kanter 13 holdes i stillingene over den smaleste åpning (ved midtnivået for valseakselen 15) mellom valseparet, ved å flytte (senke) sidesperrene med makt nedover samtidig som de nedre kanter 13 blir slipt til en skrå form. Derved vil bånd-endenes 14 utvidelse i bredden som passerer gjennom sammen-

løpet (herdepunktet) A for det herdede skall, bli holdt til-bake. Hvis sidesperrene blir justert til visse faste stillin-

ger uten å senke dem vil det være klart at innerflatene på sidesperrene etter hvert vil bli slipt av skallet og båndendene 14 som utvider seg i bredden ved den smaleste åpning, og even-tuelt vil det smeltede metall lekke fra sidesperredelene som blir slipt når båndbredden overskrider valsebredden. Dette oppstår ikke bare i tilfellet med ildfaste materialer med tilfredsstillende slitasjeegenskaper, men også i tilfelle med alminnelige ild faste materialer. Når ildfaste materialer med gode slitasje-

egenskaper blir brukt, kan sprekker oppstå og føre til enda farligere situasjoner.

I motsetning til den vanlige oppfatning med å bruke ildfaste materialer med gode slitasjeegenskaper, bruker denne oppfinnelse sidesperrer laget av ildfaste materialer som kan slipes. Deretter vil sidesperrene tvinges nedover til å slipe de ildfaste materialer. Følgelig kan stabil støping utføres uten de ovennevnte problemer ved å bruke en slik senkehastighet at bunnflatene 6, 6' på sidesperrene berører valsenes periferif later, og innerflatene (vesentlig nær de nedre kanter 13)

på sidesperrene berører skallet, og den støpte båndende blir slipt mens formen holdes lik disse bunn- og innerflater av sidesperrene, især ved å anvende en slik senkehastighet at slipehastigheten for skallet og båndendene nær de nedre kanter 13 ikke overskrider slipehastigheten for bunnflatene 6, 6' på sidesperrene, dvs. ved å tillate at sidesperrene senkes slik at den sistnevnte hastighet blir høyere enn den førstnevnte hastighet. For å oppnå denne støping er det videre nødvendig

at sidesperrene installeres i en slik stilling at minst en del av sidesperrens tykkelse er innenfor valsens bredde.

Når sidesperrene blir senket i en riktig hastighet ifølge oppfinnelsen, kan de nedre kanter 13 på sidesperren innta den normale stilling for å opprettholde formen på de nedre kanter. Når de tidligere avlange sidesperrer således blir senket kan stabil støping utføres i en lang periode. I dette tilfelle blir båndbredden konstant fra begynnelsen til slutten av operasjonen. Selv om senkehastigheten for sidesperrene ikke kan spesifiseres på grunn av forskjeller i støpe-kravene, er en senkehastighet på 50 mm/min. eller mindre generelt passende.

Selv om det her er blitt beskrevet et eksempel på sidesperrer med en tykkelse innenfor valsebredden og den andre del av tykkelsen på utsiden av valsebredden, kan oppfinnelsen også brukes i et utstyr hvor hele sidesperrens tykkelse faller innenfor valsebredden. Fig. 6 viser dette eksempel. Som vist

med pilen i dette tilfelle, er sidesperrene 3a, 3b tilveiebragt for å bøye seg nedover og sidesperrene 3a, 3b er naturligvis laget av ildfaste materialer med tilfredsstillende slitasjeegen--skaper.

Oppfinnerne betjente utstyret ifølge denne oppfinnelse vist på fig. 1, som følger:

1 tonn smeltet SUS304 rustfritt stål ble støpt av

et støpeutstyr for kontinuerlig støping, med to valser, som besto av innvendig vannavkjølte valser laget av ståltromler med en dimensjon på 400 mm i diameter x 300 mm bredde. BN (bor nitrid) ble brukt for materialet på sidesperren og senkehastigheten ble innstilt til 10 mm/min. Dimensjonen på sidesperren var 150 mm bredde x 300 mm lengde x 20 mm tykkelse og den frem-springende mengde til rullebredden (vist med tykkelsen W, på

fig. 2) ble satt til 10 mm. Videre ble åpningen mellom valsene satt til 2 mm. Valsens periferiflate ble polert av nr. 40 smergel bare 10 mm innover fra breddeenden og den andre del ble be-arbeidet av en 3-S dreiebenk. Som resultat ble stabil støping oppnådd og båndbredden ble oppretthold ved omtrent 290 mm fra begynnelsen til enden av operasjonen. Formen av båndenden var god. Sidesperrene ble senket stabilt og slipt jevnt av valsene. De nedre kantender 13 av sidesperrene ble videre slipt jevnt av båndenden. Hele støpetiden var 8 minutter uten unormal skade på sidesperrene etter støpingen.

Claims (3)

1. Anordning ved kontinuerlig støping av metallbånd, hvor to innvendige kjølevalser (la, lb) som dreier i motsatt retning i forhold til hverandre og med horisontale akser er anbragt motstående hverandre, og to sidesperrer (3a, 3b) er anbragt med avstand fra hverandre en strekning som omtrent svarer til bredden av støpebåndet (4) for å danne et metallbasseng (2) på periferif låtene av de to valser (la, lb), for derved å støpe metallbåndet kontinuerlig fra det smeltede metall i metallbassenget (2) gjennom åpningen mellom de to valser (la, lb), KARAKTERISERT VED at: sidesperrene (3a, 3b) er anbragt slik at i det minste et parti av bunnflatene av sidesperrene (3a, 3b) berører periferif låtene av valsene (la, lb) for på den måten å tillate et parti eller hele tykkelsen av sidesperren (3a, 3b) å ligge på periferiflaten av valsene (la, lb), bunnflatene av sidesperrene (3a, 3b) som berører i det minste periferiflåtene av valsene under støpingen er laget av ildfaste materialer med tilfredsstillende slitasjeegenskaper, en mekanisme er tilveiebragt for å mate sidesperrene (3a, 3b) i støperetningen med en forutbestemt hastighet, og periferiflatepartiet av valsene (la, lb) som berører sidesperrene er dannet med en grov overflate (10) som har slipeegenskaper slik at matemekanismens bevegelse av sidesperrene (3a, 3b) skjer ved slitasjen av sidesperrene (3a, 3b) som slipes av den grove overflate (10).

2. Anordning ved kontinuerlig støping av metallbånd ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at et parti av tykkelsen av sidesperrene (3a, 3b) berører valsenes (la, lb) periferiflater på deres bunnflater (6, 6')/det andre parti av tykkelsen av sidesperrene (3a, 3b) rager utover fra valsebredden, sidesper-rearealet av det utover ragende tykkelsesparti er, sett i valsenes (la, lb) aksielle retning, større enn arealet av det førstnevnte parti som berører periferflaten av valsene (la, lb), og den innvendige overflate av sidesperrene (3a, 3b) i det fremragende tykkelsesparti berører valsenes (la, lb) sideflate.

3. Anordning ved kontinuerlig støping av metallbånd ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at sidesperrene (3a, 3b) støttes av sidesperremantler (5a, 5b) montert for å dekke sidesperrenes (3a, 3b) utvendige overflater, idet sidesperremantlene (5a, 5b) er forbundet med matemekanismen (8).