DE10121365A1 - Casting of liquid metals, especially steel, comprises feeding liquid metal from feed container into casting container, applying low pressure over metal meniscus, and feeding liquid metal through outlet pipe into casting region - Google Patents
Casting of liquid metals, especially steel, comprises feeding liquid metal from feed container into casting container, applying low pressure over metal meniscus, and feeding liquid metal through outlet pipe into casting regionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von flüssi gen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, zwischen zwei mit ihren Dreh achsen parallel verlaufenden, mit Banddickenabstand angeordneten, gekühlten Rollen, die zwischen sich und Schmalseitenabdichtungen einen Eingießbereich und in Gießrichtung daran anschließend den Gießspalt bilden.The invention relates to a method and an apparatus for pouring liquid against metals, especially liquid steel, between two with their rotation cooled, parallel axes, arranged with strip thickness spacing Rolls that have a pouring area between them and narrow side seals and then form the casting gap in the casting direction.
Derartige Zwei-Rollen-Gießmaschinen sind bekannt (DE 33 36 092 C2). Bei sol chen Zwei-Rollen-Gießmaschinen wird das flüssige Metall aus einem Verteilerge fäß mittels eines Gießrohrs in den Eingießbereich der Rollen geleitet. Infolge der ungleichmäßigen Strömungsverteilung im Eingießbereich kommt es zu Badspie gelschwankungen und einer wellenförmigen Erstarrungslinie. Aus diesen ergeben sich eine unterschiedliche Erstarrungszeit und folglich ein ungleichmäßiges Tem peraturprofil und Dickenprofil über die Breite und Länge des gegossenen Metall bandes. Diese Unregelmäßigkeiten führen zu thermischen Spannungen und zu Schwierigkeiten im nachgeschalteten Walzprozess.Such two-roll casting machines are known (DE 33 36 092 C2). With sol Chen two-roll casting machines, the liquid metal from a distributor barrel into the casting area of the rollers by means of a pouring tube. As a result of Bad flow occurs in the pouring area gel fluctuations and a wavy solidification line. Result from these different solidification times and consequently an uneven temp profile and thickness profile across the width and length of the cast metal band. These irregularities lead to thermal stresses and to Difficulties in the downstream rolling process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere die wellenförmige Erstar rungslinie im Eingießbereich (Meniskusbereich) und die Badspiegelschwankungen zu vermeiden, so dass die aufgezeigten Probleme nicht mehr entstehen. The invention has for its object, in particular the wave-shaped star line in the pouring area (meniscus area) and the bath level fluctuations to be avoided so that the problems shown no longer arise.
Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs bezeichneten Zwei-Rollen-Gießma schine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das flüssige Metall aus einem oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter in einen mit diesem verbundenen, luftabgeschlossenen Ausgießbehälter geleitet wird, über dessen Metallspiegel ein Unterdruck eingestellt und aus dem das flüssige Metall durch zumindest ein Auslaufrohr an der Unterseite in den Eingießbereich geleitet wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Einleitung des Gießmetalls in den Eingieß bereich erreicht, so dass es zu keiner wellenförmigen Erstarrungslinie mehr kommt und Badspiegelschwankungen minimiert werden. Die Erstarrungszeiten sind demzufolge über den Gießquerschnitt praktisch gleich. Dementsprechend ist das Temperaturprofil über Länge und Breite des Metallbandes vergleichmäßigt. Die thermischen Spannungen werden deutlich verringert und die bisherigen Schwierigkeiten im nachgeschalteten Walzprozess werden zumindest erheblich vermindert.The task is performed in the two-roll casting machine described at the beginning Machine solved according to the invention in that the liquid metal from a Inlet container open at the top and exposed to atmospheric pressure this connected, air-sealed pouring container is passed over whose metal mirror set a negative pressure and from which the liquid metal passed through at least one outlet pipe on the underside into the pouring area becomes. This ensures a uniform introduction of the casting metal into the pouring area reached so that there is no longer a wavy solidification line comes and bath level fluctuations are minimized. The freezing times are therefore practically the same across the pouring cross-section. Is accordingly equalizes the temperature profile over the length and width of the metal strip. The thermal stresses are significantly reduced and the previous ones Difficulties in the subsequent rolling process are at least significant reduced.
Das flüssige Metall kann nach einem weiteren Schritt durch Regeln des Unter drucks im Ausgießbehälter geregelt in den Eingießbereich geleitet werden.After a further step, the liquid metal can be regulated by regulating the sub pressure in the pouring container are directed into the pouring area.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das flüssige Metall in den oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter über ein Vor ratsgefäß mit Stopfenregelung zugeführt wird. Dabei wird die Metallschmelze über ein Rohr in den Einlaufbehälter eingeleitet, so dass die Stopfenregelung im vor geschalteten Verteiler- oder Vorratsgefäß angeordnet sein kann.A further development of the invention is that the liquid metal in the Inlet tank open at the top and exposed to atmospheric pressure via a fore advice container with stopper control is fed. The molten metal is over a pipe is introduced into the inlet tank so that the stopper regulation in front switched distributor or storage vessel can be arranged.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Durchfluss des flüssigen Metalls durch den dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter über die ferrostatische Höhe des Spiegels des flüssigen Metalls geregelt wird. Dadurch entsteht eine zweite Regelungskomponente, indem sowohl über den Unterdruck im Ausgießbe hälter als auch über die Druckhöhe im Einlaufbehälter geregelt werden kann. It is also proposed that the flow of the liquid metal through the inlet tank exposed to atmospheric pressure via the ferrostatic Height of the level of the liquid metal is regulated. This creates one second control component, by using both the negative pressure in the pouring spout can be controlled as well as the pressure level in the inlet tank.
Dabei ist noch vorteilhaft, dass im Einlaufbehälter der Spiegel des flüssigen Me talls höher oder niedriger gehalten wird als im Ausgießbehälter.It is also advantageous that the level of the liquid me talls is kept higher or lower than in the pouring container.
Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass der Zufluss der Metallschmelze über eine Stopfenstangen-Regelung im Einlaufbehälter geregelt wird. Dadurch ergibt sich eine direkte Regelung des Volumenstroms von flüssigem Metall.Another development is that the inflow of the molten metal is regulated via a stopper rod control in the inlet container. Thereby there is a direct regulation of the volume flow of liquid metal.
Die Vorrichtung zum Gießen von Metallbändern, insbesondere von Stahlbändern, zwischen zwei mit ihren Drehachsen parallel verlaufenden, mit Banddickenab stand angeordneten, gekühlten Rollen, die zwischen sich und Schmalseitenab dichtungen einen Eingießbereich und in Gießrichtung daran anschließend den Gießspalt bilden, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass ein der Atmosphäre ausgesetzter Einlaufbehälter und ein mit diesem verbundener, luftdichter Ausgießbehälter vorgesehen sind, wobei der Ausgießbehälter über dem Schmelzenspiegel eine Unterdruckkammer bildet, an deren Unterseite zumindest ein Ausgussrohr vorgesehen ist.The device for casting metal strips, in particular steel strips, between two parallel with their axes of rotation, with strip thicknesses from stood arranged, cooled roles, between themselves and narrow sides seals a pouring area and then in the pouring direction Forming the casting gap, the object is achieved according to the invention in that a Inlet tank exposed to the atmosphere and a connected to it airtight pouring container are provided, the pouring container above the Melt level forms a vacuum chamber, at least on the underside a pouring spout is provided.
Zur gleichmäßigen Strömungsverteilung trägt dann nach anderen Vorteilen bei, dass das Ausgussrohr als zumindest eine Auslaufdüse mit flachem Querschnitt entsprechend einer vorgegebenen Metallband-Breite ausgeführt ist.Other advantages, then, contribute to the uniform flow distribution, that the spout as at least one outlet nozzle with a flat cross section is designed according to a predetermined metal strip width.
Besonders vorteilhaft ist zur gleichmäßigen Strömungsverteilung und Tempera turverteilung, dass die Auslaufdüse mit dem flachen Querschnitt eine Breite zwi schen 50% und 95% der maximalen Gießbreite aufweist.It is particularly advantageous for uniform flow distribution and tempera tur Distribution that the outlet nozzle with the flat cross-section a width between 50% and 95% of the maximum casting width.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Ausgießsystem aus mehreren, über die Gießbreite verteilt angeordneten Auslaufdüsen besteht. According to a further embodiment, it is provided that the pouring system is made of there are several outlet nozzles distributed over the casting width.
Eine weitere vorteilhafte Beeinflussung der Schmelzen- bzw. Temperaturvertei lung ergibt sich nach anderen Merkmalen daraus, dass die Strömungs- Querschnitte der einzelnen Auslaufdüsen unterschiedliche Breiten und/oder Formen an der Mündung aufweisen.Another advantageous influence on the melt or temperature distribution According to other characteristics, the flow results from the fact that the flow Cross sections of the individual outlet nozzles of different widths and / or Show shapes at the mouth.
Zur Vermeidung einer Reoxydation ist die Metallschmelze aus einem Zwischen behälter in den Einlaufbehälter mittels eines Rohrs einleitbar unter Aufgeben von Abdeckpulver auf die Schmelzenoberfläche.In order to avoid reoxidation, the molten metal is in between container can be introduced into the inlet container by means of a pipe while giving up Cover powder on the melt surface.
Für die Behandlung und Vorbereitung auf den Betrieb wird vorgeschlagen, dass der Einlaufbehälter und der Ausgießbehälter eine bauliche Einheit bilden. Eine weitere alternative Gestaltung sieht vor, dass im Einlaufbehälter an einer Verbindungsöffnung zum Ausgießbehälter eine Stopfenstangen-Regelung vorge sehen ist.For the treatment and preparation for the operation it is suggested that the inlet tank and the pouring tank form a structural unit. Another alternative design provides that one in the inlet container Connection opening to the pouring container featured a stopper rod control see is.
Nach anderen Merkmalen wird vorgeschlagen, dass oberhalb des Eingießbereichs zwischen den Rollen und den Schmalseitenabdichtungen zur Vermeidung von Reoxydation eine Inertgaskammer angeordnet ist.According to other features, it is suggested that above the pouring area between the rollers and the narrow side seals to avoid Reoxidation an inert gas chamber is arranged.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtun gen dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden und aufgrund deren das Verfahren beschrieben ist.In the drawing are exemplary embodiments of the device according to the invention gene shown, which are explained in more detail below and on the basis of which the Procedure is described.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung in einer grund sätzlichen Anordnung, Fig. 1 is a vertical cross-section through the apparatus in a basic sätzlichen arrangement,
Fig. 2 denselben senkrechten Querschnitt einer ersten alternativen Ausfüh rungsform für die Zuführung der Metallschmelze durch ein Schatten rohr mit Stopfenstangen-Regelung und Fig. 2 shows the same vertical cross section of a first alternative Ausfüh approximate shape for the supply of molten metal through a shadow pipe with plug control and
Fig. 3 denselben senkrechten Querschnitt einer zweiten alternativen Aus führungsform mit einer unmittelbar im Einlaufbehälter angeordneten Stopfenstangen-Regelung. Fig. 3 shows the same vertical cross section of a second alternative imple mentation form with a stopper rod control arranged directly in the inlet container.
Das Verfahren zum Gießen von flüssigen Metallen, im Ausführungsbeispiel von flüssigem Stahl (Fig. 1 bis 3), erfolgt zwischen zwei mit ihren Drehachsen 3 und 4 parallel verlaufenden, mit Banddickenabstand angeordneten, gekühlten Rollen 1 und 2. Die beiden Rollen 1 und 2 bilden zwischen sich und Schmalseitenabdich tungen einen Einlauftrichter 5 und dieser im kontinuierlichen Betrieb einen Ein gießbereich 6. In der Ebene der Drehachsen 3 und 4 ist ein formatbestimmender Gießspalt 7. Aus dem Gießspalt 7 tritt ein weitgehend durcherstarrtes Gießband 8 aus.The method for casting liquid metals, in the exemplary embodiment of liquid steel ( FIGS. 1 to 3), takes place between two cooled rolls 1 and 2, which run parallel to one another with their axes of rotation 3 and 4 and are arranged with a strip thickness spacing. The two rollers 1 and 2 form between themselves and narrow side seals an inlet funnel 5 and this in continuous operation a pouring area 6th In the plane of the axes of rotation 3 and 4 there is a casting gap 7 which determines the format. A largely solidified casting belt 8 emerges from the casting gap 7 .
Das flüssige Metall gelangt aus einem Behälter 9 über ein in einen oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter 10 in einen mit diesem ver bundenen, luftabgeschlossenen Ausgießbehälter 11, über dessen Schmelzen spiegel 12 ein Unterdruck geregelt eingestellt wird. Die Regelung der Schmelzen strömung durch ein Auslaufrohr 13 erfolgt über die Regelung des Unterdrucks. Dadurch strömt die Metallschmelze geregelt in den Eingießbereich 6.The liquid metal passes from a container 9 into an open to the top, exposed to atmospheric pressure inlet container 10 in a ver connected with this, air-sealed pouring container 11 , via the melting mirror 12, a negative pressure is adjusted regulated. The regulation of the melt flow through an outlet pipe 13 takes place via the regulation of the negative pressure. As a result, the molten metal flows into the pouring area 6 in a controlled manner.
Eine alternative Gestaltung der Gießmaschine zeigt Fig. 2. Dort wird die Metall schmelze aus dem Behälter 9 in ein Vorratsgefäß 14 und von dem Rohr 14a in den oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter 10 unter Zwischenschaltung einer Stopfenstangen-Regelung 15 zugeführt. Die ferrostati sche Höhe 16 regelt hier in Verbindung mit dem Unterdruck im Eingießbehälter 11 den Durchfluss der Metallschmelze. Hierbei ist im Einlaufbehälter 10 der Spiegel der Metallschmelze niedriger als der Schmelzenspiegel 12 im Ausgießbehälter 11.An alternative design of the casting machine is shown in FIG. 2. There, the metal melt is fed from the container 9 into a storage vessel 14 and from the pipe 14a into the inlet container 10 , which is open at the top and is exposed to atmospheric pressure, with the interposition of a stopper rod control 15 . The ferrostatic cal 16 regulates the flow of the molten metal in connection with the negative pressure in the pouring container 11 . Here, the level of the molten metal in the inlet container 10 is lower than the level of the melt 12 in the pouring container 11 .
Der der Atmosphäre ausgesetzte Einlaufbehälter 10 und der mit diesem verbun dene, luftdichte Ausgießbehälter 11 sind durch eine Zwischenwand 17 voneinan der getrennt. Der Ausgießbehälter 11 bildet über den dortigen Schmelzenspiegel 12 eine Unterdruckkammer 18, an deren Unterseite 18a das Auslaufrohr 13 ange bracht ist.The inlet container 10 exposed to the atmosphere and the airtight pouring container 11 connected to it are separated from one another by an intermediate wall 17 . The pouring container 11 forms over the melt level 12 there a vacuum chamber 18 , on the underside 18 a, the outlet pipe 13 is introduced.
Das Auslaufrohr 13 kann als Auslaufdüse mit flachem Querschnitt ausgeführt sein. Vorzugsweise ist die Auslaufdüse mit einem flachen Querschnitt ausgebil det, der eine Breite zwischen 50% und 95% der maximalen Gießbreite aufweist. Es können auch über die Gießbreite mehrere einzelne Auslaufdüsen verteilt an geordnet sein. Die Strömungsquerschnitte der einzelnen Auslaufdüsen können unterschiedliche Breite und/oder Form aufweisen. In der Unterdruckkammer 18 wird der Unterdruck über ein an eine Unterdruckleitung 20 angeschlossenes Ventil 21 und eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe eingestellt bzw. gesteuert.The outlet pipe 13 can be designed as an outlet nozzle with a flat cross section. The outlet nozzle is preferably configured with a flat cross section, which has a width between 50% and 95% of the maximum casting width. Several individual outlet nozzles can also be arranged over the pouring width. The flow cross sections of the individual outlet nozzles can have different widths and / or shapes. In the vacuum chamber 18 , the vacuum is set or controlled via a valve 21 connected to a vacuum line 20 and a vacuum pump (not shown).
Weiterhin können der Einlaufbehälter 10 und der Ausgießbehälter 11 eine bauli che Einheit 22 bilden.Furthermore, the inlet container 10 and the pouring container 11 can form a structural unit 22 .
Im Einlaufbehälter 10 (Fig. 3) kann ebenso an einer Verbindungsöffnung 23 zum Ausgießbehälter 11 eine Stopfenstangen-Regelung 15 eingesetzt werden. Dazu gelangt die Schmelze aus dem Behälter 9 in den Einlaufbehälter 10, durch die Verbindungsöffnung 23 in den Ausgießbehälter 11 mit der Unterdruckkammer 18. Der Unterdruck in der Unterdruckkammer 18 wird durch eine Vakuumpumpe über das Ventil 21 und die Unterdruckleitung 20 geregelt, so dass die Schmelze, vom Einlaufbehälter 10 durch die Zwischenwand 17 getrennt, den Schmelzenspiegel 12 einnimmt. Die Schmelze strömt dadurch unter geregeltem Druck in den Ein gießbereich 6 und den Einlauftrichter 5 zwischen den Rollen 1 und 2 und verläßt die Rollen 1, 2 als Gießband 8. Der Einlaufbehälter 10 und der Ausgießbehälter 11 können auch hier über die Unterseite 18a verbunden eine bauliche Einheit 22 bil den. In the inlet container 10 ( FIG. 3), a plug rod control 15 can also be used at a connection opening 23 to the pouring container 11 . For this purpose, the melt passes from the container 9 into the inlet container 10 , through the connection opening 23 into the pouring container 11 with the vacuum chamber 18 . The vacuum in the vacuum chamber 18 is controlled by a vacuum pump via the valve 21 and the vacuum line 20 , so that the melt, separated from the inlet container 10 by the intermediate wall 17 , takes up the melt level 12 . The melt thus flows under controlled pressure into the casting area 6 and the inlet funnel 5 between the rollers 1 and 2 and leaves the rollers 1 , 2 as a casting belt 8th The inlet container 10 and the pouring container 11 can also be connected via the underside 18 a to a structural unit 22 bil.
11
Rolle
role
22
Rolle
role
33
Drehachse
axis of rotation
44
Drehachse
axis of rotation
55
Einlauftrichter
feed hopper
66
Eingießbereich
pouring
77
Gießspalt
casting gap
88th
Gießband
casting belt
99
Behälter
container
1010
Einlaufbehälter
fill tank
1111
Ausgießbehälter
Ausgießbehälter
1212
Schmelzenspiegel
melt surface
1313
Auslaufrohr
outlet pipe
1414
Vorratsgefäß
Storage jar
1414
a Rohr
a pipe
1515
Stopfenstangen-Regelung
Stopper rods control
1616
Druckhöhe
pressure head
1717
Zwischenwand
partition
1818
Unterdruckkammer
Vacuum chamber
1818
a Unterseite
a bottom
2020
Unterdruckleitung
Vacuum line
2121
Ventil
Valve
2222
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Verbindungsöffnung
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2001
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Legal Events
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