DE19740536A1 - Bandgießen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Gießen von Metallband. Sie ist speziell, aber nicht ausschließlich, auf das Gießen von Eisenmetallband anwendbar.

Bekannt ist, Metallband durch Stranggießen in einer Dop­ pelwalzen-Gießmaschine zu gießen. Schmelzflüssiges Metall wird zwischen ein Paar gegenläufig gedrehte waagerechte Gieß­ walzen eingeleitet, die so gekühlt werden, daß Metallschalen an den sich bewegenden Walzenflächen erstarren und am Spalt zwischen ihnen zusammengeführt werden, um ein erstarrtes Banderzeugnis herzustellen, das nach unten aus dem Spalt zwi­ schen den Walzen abgegeben wird. In der Verwendung hierin be­ zeichnet der Begriff "Spalt" den allgemeinen Bereich, an dem die Walzen einander am nächsten sind. Das schmelzflüssige Me­ tall kann aus einer Pfanne in einen kleineren Behälter gegos­ sen werden, aus dem es durch eine über dem Spalt angeordnete Metallabgabedüse fließt, um es in den Spalt zwischen den Wal­ zen zu leiten und dadurch ein Gießbad aus schmelzflüssigem Metall zu bilden, das auf den Gießflächen der Walzen unmit­ telbar über dem Spalt getragen wird. Dieses Gießbad kann zwi­ schen Seitenplatten oder -dämmen eingeschlossen sein, die in Gleiteingriff mit den Enden der Walzen gehalten werden.

Wenngleich Doppelwalzengießen mit einigem Erfolg auf Nichteisenmetalle angewendet wurde, die beim Abkühlen schnell erstarren, gab es Probleme bei der Anwendung der Technik auf das Gießen von Eisenmetallen, die hohe Erstarrungstemperatu­ ren haben und leicht Defekte bzw. Fehler erzeugen, die durch ungleichmäßiges Erstarren an den gekühlten Gießflächen der Walzen verursacht werden. Daher wurde der Gestaltung von Me­ tallabgabedüsen große Aufmerksamkeit mit dem Ziel zuteil, ei­ nen ungestörten gleichmäßigen Metallfluß zum Gießbad und in ihm zu erzeugen. Sowohl die US-A-5178205 als auch 5238050 of­ fenbaren Anordnungen, bei denen die Abgabedüse unter die Oberfläche des Gießbads verläuft und eine Einrichtung zur Verringerung der kinetischen Energie des schmelzflüssigen Me­ talls aufweist, das nach unten durch die Düse zu einem Schlitzauslaß am eingetauchten Unterseitenende der Düse fließt. In der Anordnung gemäß der Offenbarung in der US-A-5178025 wird die kinetische Energie durch einen Flußdiffusor mit mehreren Flußdurchgängen und einer über dem Diffusor an­ geordneten Ablenkplatte verringert. Unter dem Diffusor bewegt sich das schmelzflüssige Metall langsam und gleichmäßig durch den Auslaßschlitz in das Gießbad mit minimaler Störung nach außen. In der Anordnung gemäß der Offenbarung in der US-A-5238050 können schmelzflüssige Metallströme herabfallen und auf eine geneigte Seitenwandfläche der Düse in einem spitzen Aufprallwinkel so auf zutreffen, daß das Metall an der Seiten­ wandfläche haftet, um eine fließende Bahn zu bilden, die in einen Ausflußdurchgang gelenkt wird. Wiederum besteht das Ziel darin, einen sich langsam bewegenden gleichmäßigen Fluß aus der Unterseite der Abgabedüse zu erzeugen, um das Gießbad minimal zu stören.

Die JP-A-5-70537 der Nippon Steel Corporation offenbart ebenfalls eine Abgabedüse mit dem Ziel, einen sich langsam bewegenden gleichmäßigen Metallfluß in das Gießbad zu erzeu­ gen. Die Düse ist mit einer porösen Ablenkplatte/Diffusor versehen, um dem abwärtsfließenden schmelzflüssigen Metall kinetische Energie zu entziehen, das danach durch eine Reihe von Öffnungen in den Düsenseitenwänden in das Gießbad fließt.

Die Öffnungen sind so abgewinkelt, daß sie das einfließende Metall an den Walzengießflächen entlang in Längsrichtung des Spalts leiten. Insbesondere leiten die Öffnungen auf einer Düsenseite das einfließende Metall in Längsrichtung des Spalts in eine Richtung, und die Öffnungen auf der anderen Seite lenken das einfließende Metall in die andere Längsrich­ tung mit der Absicht, einen ungestörten gleichmäßigen Fluß an den Gießflächen entlang mit minimaler Störung der Badoberflä­ che zu erzeugen.

Von uns wurde festgestellt, daß eine Hauptursache für Fehler das verfrühte Erstarren von schmelzflüssigem Metall in den Bereichen ist, in denen die Badoberfläche auf die Gieß­ flächen der Walzen trifft und die allgemein als "Meniskus" oder "Meniskusbereiche" des Bads bekannt sind. In jedem die­ ser Bereiche fließt das schmelzflüssige Metall zur benachbar­ ten Gießfläche, und bei auftretender Erstarrung, bevor das Metall eine gleichmäßige Berührung mit der Walzenfläche her­ gestellt hat, erzeugt es leicht eine unregelmäßige Anfangs­ wärmeübertragung zwischen Walze und Schale mit der damit ein­ hergehenden Bildung von Oberflächenfehlern, z. B. Einsenkun­ gen, Riffelungen, Kaltschweißen oder Rissen.

Bisherige Versuche zum Erzeugen eines sehr gleichmäßigen schmelzflüssigen Metallflusses in das Bad verschärften das Problem verfrühter Erstarrung in gewissen Maß durch Wegleiten des eintreffenden Metalls aus den Bereichen, in denen das Me­ tall zuerst erstarrt, um die Schalenflächen zu bilden, die schließlich die Außenflächen des resultierenden Bands werden. Dadurch ist die Metalltemperatur im Oberflächenbereich des Gießbads zwischen den Walzen viel niedriger als die des ein­ treffenden Metalls. Wird die Temperatur des schmelzflüssigen Metalls an der Badoberfläche im Meniskusbereich zu gering, treten sehr leicht Risse und "Meniskusmarken" auf (Marken auf dem Band, die durch den erstarrenden Meniskus verursacht werden, während der Badspiegel ungleichmäßig ist). Eine Möglichkeit, diesem Problem zu begegnen, war der Einsatz starker überhit­ zungswärme im eintreffenden Metall, so daß es im Gießbad ab­ kühlen kann, ohne Erstarrungstemperaturen zu erreichen, bevor es die Walzengießflächen erreicht.

In jüngster Zeit wurde jedoch erkannt, daß dem Problem verfrühter Erstarrung wirksamer durch Schritte begegnet wer­ den kann, die gewährleisten, daß das eintreffende schmelz­ flüssige Metall durch die Düse relativ schnell direkt in die Meniskusbereiche des Gießbads abgegeben wird. Dadurch wird die Tendenz zur verfrühten Erstarrung des Metalls minimiert, bevor es die Gießwalzenflächen berührt. Festgestellt wurde, daß dies eine weitaus wirksamere Möglichkeit zum Vermeiden von Oberflächenfehlern ist, als einen absolut stetigen Fluß im Bad vorzusehen, und daß ein bestimmter Schwankungsgrad der Badoberfläche tolerierbar ist, da das Metall nicht erstarrt, bevor es die Walzenfläche berührt. Beispiele für diesen An­ satz finden sich in der JP-A-64-5650 der Nippon Steel Corpo­ ration und unserer Australischen Patentanmeldung 60773/96.

Obwohl durch das Leiten von schmelzflüssigem Metall aus der Abgabedüse direkt in die Meniskusbereiche des Gießbads schmelzflüssiges Metall gegossen werden kann, das mit relativ geringer Überhitzungswärme zugeführt wird, ohne daß sich Oberflächenrisse bilden, können Probleme infolge der Bildung von als "Schlackenresten" bekannten festen Metallstücken in der Umgebung der das Bad einschließenden Seitenplatten oder -dämme auftreten. Verschärft werden diese Probleme durch re­ duzierte Überhitzungswärme des ankommenden schmelzflüssigen Metalls. Die Wärmeverlustrate aus dem Schmelzbad ist nahe den Seitendämmen am größten, hauptsächlich infolge zusätzlicher Wärmeleitung durch die Seitendämme zu den Walzenenden. Diese hohe lokale Wärmeverlustrate spiegelt sich in der Tendenz zur Bildung von "Schlackenresten" aus festem Metall in diesem Be­ reich wider, die auf eine beträchtliche Größe anwachsen und zwischen die Walzen fallen können, was Fehler im Band verur­ sacht. Da die Nettowärmeverlustrate nahe den Seitendämmen hö­ her ist, muß man die Wärmezufuhrrate zu diesen Bereichen er­ höhen, wenn Schlackenreste verhindert werden sollen. Vorge­ schlagen wurde bisher, einen erhöhten Metallfluß zu diesen "Tripelpunkt"-Bereichen durch Bereitstellen von Flußdurchgän­ gen im Ende der Kerndüse vorzusehen, um getrennte Metall­ flüsse zu den Tripelpunktbereichen zu leiten. Beispiele für solche Vorschläge finden sich in den US-A-4694887 und 5221511.

Unsere vorgenannte Australische Patentanmeldung 60773/96 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen schmelzflüssiges Metall in einem oder mehreren freifallenden Strömen in die Unterseite des Kerndüsentrogs abgegeben wird, der an der Unterseite geschlossen und mit Seitenöffnungen versehen ist, durch die das schmelzflüssige Metall aus der Düse in ein Gießbad in die Umgebung der Gießbadoberfläche fließt. Bei dieser Anordnung wurden die Seitenöffnungen in der Düse in einer Höhe ausgebildet, die in einem gewissen Ab­ stand über dem Boden des Düsentrogs liegt, und das System wurde so gestaltet, daß es mit einer wesentlichen Druckhöhe bzw. Säule von schmelzflüssigem Metall im Düsentrog arbeitet, die auf einen Pegel über den Seitenöffnungen und im wesentli­ chen über dem Pegel der Gießbadoberfläche außerhalb des Trogs steigt. Obwohl diese Anordnung zufriedenstellend betrieben wurde, wurde festgestellt, daß die im Düsentrog angesammelte schmelzflüssige Metallsäule gegenüber senkrechten Schwingun­ gen empfindlich ist, die durch die Aufprallwirkung der fal­ lenden schmelzflüssigen Metallströme auf der Metalloberfläche im Trog verursacht werden. Außerdem kommt es zum Mitreißen von Luft und anderem Gas in der angesammelten schmelzflüssi­ gen Metallsäule, und in Kombination mit dem Schwingeffekt er­ gibt sich daraus, daß es sehr schwierig ist, einen stetigen Fluß durch die Seitenöffnungen zu erreichen, und daß im Gieß­ bad erhebliche Turbulenz vorhanden ist. Die Erfindung stellt eine verbesserte Düsenanordnung bereit, durch die ein stabi­ lerer schmelzflüssiger Metallfluß in das Gießbad und folglich eine geringere Turbulenz im Bad gegeben sein können.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Gießen von Metall­ band mit den folgenden Schritten vorgesehen:
Einleiten von schmelzflüssigem Metall zwischen ein Paar gekühlte Gießwalzen über eine längliche Metallabgabedüse, die zwischen den Walzen über dem Spalt angeordnet ist und an ihm entlang verläuft, um ein Gießbad aus schmelzflüssigem Metall zu bilden, das über dem Spalt getragen wird und an den Enden des Spalts durch badeinschließende Endverschlüsse einge­ schlossen ist, und
Drehen der Walzen, um ein erstarrtes Band zu gießen, das nach unten aus dem Spalt abgegeben wird;
wobei die Unterseite des Düsentrogs mit einem Boden ver­ sehen ist und schmelzflüssiges Metall veranlaßt wird, aus dem Trog in das Gießbad durch Düsenseitenöffnungen zu fließen, die an den Unterseitenecken des Trogs gebildet sind, um einen schmelzflüssigen Metallabgang aus dem Trog am Boden des Trogs vorzusehen, und schmelzflüssiges Metall zum Trog in einer Reihe von freifallenden Strömen geführt wird, die direkt auf den Trogboden auftreffen, um sich nach außen über den Trogbo­ den und durch die Düsenöffnungen auf der Düsenbodenebene in das Gießbad in gegenläufig gerichteten Strahlströmen aufzufä­ chern.

Vorzugsweise verlaufen die Düsenseitenöffnungen an ihren Auslaßenden unter die Ebene des Düsenbodens.

Vorzugsweise haben die Düsenseitenöffnungen die Form länglicher Schlitze, die an den Unterseitenecken des Trogs entlang in längs beabstandeten Intervallen verlaufen.

Vorzugsweise ist ferner der Boden des Trogs mit längs beabstandeten Aussparungen versehen, die zu den Seitenöffnun­ gen benachbart sind, so daß die Seitenöffnungen als Fort­ setzungen der Aussparungen im Boden gebildet sind.

Die Aussparungen können nach außen und unten von einem Mittelbereich des Trogbodens zu den Seitenauslässen an jeder Seite der Düse entlang abfallen.

Ferner stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Gießen von Metallband vor, die aufweist: ein Paar parallele Gießwal­ zen, die einen Spalt zwischen sich bilden, eine längliche Me­ tallabgabedüse, die über dem Spalt angeordnet ist und an ihm entlang zwischen den Gießwalzen verläuft, zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Spalt und einen Verteiler, der über der Abgabedüse angeordnet ist, zur Zufuhr von schmelz­ flüssigem Metall zur Abgabedüse in einer Reihe von freifal­ lenden Strömen, wobei die Metallabgabedüse einen nach oben öffnenden länglichen Trog aufweist, der in Längsrichtung des Spalts verläuft, um schmelzflüssiges Metall aus dem Verteiler aufzunehmen, die Unterseite des Trogs mit einem Boden verse­ hen ist, auf den die freifallenden schmelzflüssigen Metall­ ströme auftreffen sollen, und die Abgabedüse mit Seitenöff­ nungen versehen ist, die an den Unterseitenecken des Trogs angeordnet sind, um einen direkten Abgang des auftreffenden schmelzflüssigen Metalls aus dem Trog am Boden des Trogs vor­ zusehen.

Ferner sieht die Erfindung eine feuerfeste Düse zur Ab­ gabe von schmelzflüssigem Metall in ein Gießbad einer Doppel­ walzen-Gießmaschine vor, wobei die Düse einen länglichen, oben offenen Trog aufweist, um schmelzflüssiges Metall aufzu­ nehmen, und der Trog durch einen Düsenboden geschlossen ist, und wobei die Düse mit Seitenöffnungen versehen ist, die an den Unterseitenecken des Trogs angeordnet sind, um einen Ab­ gang von schmelzflüssigem Metall aus dem Trog am Boden des Trogs vorzusehen.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein spezielles Verfahren und eine spezielle Vorrichtung näher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Doppelwalzen-Bandstranggießmaschine, die er­ findungsgemäß aufgebaut ist und arbeitet;

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch wichtige Kom­ ponenten der Gießmaschine von Fig. 1 mit einer erfindungsge­ mäß aufgebauten Metallabgabedüse;

Fig. 3 einen weiteren senkrechten Querschnitt durch wichtige Komponenten der Gießmaschine quer zum Schnitt von Fig. 2;

Fig. 4 einen vergrößerten quer verlaufenden Quer­ schnitt durch die Metallabgabedüse und benachbarte Teile der Gießwalzen;

Fig. 5 einen Seitenaufriß eines Halbsegments der Metall­ abgabedüse;

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Düsensegment von Fig. 5;

Fig. 7 einen längs verlaufenden Querschnitt durch das Abgabedüsensegment;

Fig. 8 eine Perspektivansicht des Abgabedüsensegments;

Fig. 9 eine umgekehrte Perspektivansicht des Düsenseg­ ments;

Fig. 10 einen quer verlaufenden Querschnitt durch das Abgabedüsensegment an der Linie 10-10 in Fig. 5;

Fig. 11 einen Querschnitt an der Linie 11-11 in Fig. 7; und

Fig. 12 einen Querschnitt an der Linie 12-12 in Fig. 7.

Die veranschaulichte Gießmaschine weist einen Hauptma­ schinenrahmen 11 auf, der auf dem Fabrikfußboden 12 steht. Der Rahmen 11 stützt einen Gießwalzenwagen 13, der waagerecht zwischen einer Montagestation 14 und einer Gieß­ station 15 beweglich ist. Der Wagen 13 trägt ein Paar paral­ lele Gießwalzen 16, denen schmelzflüssiges Metall in einem Gießvorgang aus einer Pfanne 17 über einen Verteiler 18 und eine Abgabedüse 19 zugeführt wird. Die Gießwalzen 16 sind wassergekühlt, so daß Schalen an den sich bewegenden Walzen­ flächen erstarren und am Spalt zwischen ihnen zusammengeführt werden, um ein erstarrtes Banderzeugnis 20 am Spaltauslaß herzustellen. Dieses Erzeugnis wird zu einer normalen Haspel 21 geführt und kann anschließend zu einer zweiten Haspel 22 überführt werden. Ein Aufnahmebehälter 23 ist am Maschinen­ rahmen benachbart zur Gießstation angeordnet, und schmelz­ flüssiges Metall kann in diesen Aufnahmebehälter über einen Überlaufausguß 24 am Verteiler abgeleitet werden.

Der Walzenwagen 13 weist einen Wagenrahmen 31 auf, der durch Räder 32 auf Schienen 33 angeordnet ist, die an einem Teil des Hauptmaschinenrahmens 11 entlang verlaufen, wodurch der Walzenwagen 13 insgesamt zur Bewegung auf den Schienen 33 angeordnet ist. Der Wagenrahmen 31 trägt ein Paar Walzenwie­ gen 34, in denen die Walzen 16 drehbar angeordnet sind. Der Wagen 13 ist auf den Schienen 33 durch Betätigung einer dop­ peltwirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 39 beweg­ lich, die zwischen einer Antriebsklammer 40 am Walzenwagen und dem Hauptmaschinenrahmen verbunden ist, um so betätigt werden zu können, daß sie den Walzenwagen zwischen der Monta­ gestation 14 und der Gießstation 15 und umgekehrt bewegt.

Die Gießwalzen 16 werden gegenläufig über Antriebswellen 41 durch einen Elektromotor und ein Getriebe gedreht, die am Wagenrahmen 31 befestigt sind. Die Walzen 16 haben Kupferbe­ grenzungswände, die mit einer Reihe von längs verlaufenden und über den Umfang beabstandeten Wasserkühldurchgängen aus­ gebildet sind, denen Kühlwasser durch die Walzenenden aus Wasserzufuhrleitungen in den Walzenantriebswellen 41 zuge­ führt wird, die mit Wasserzufuhrschläuchen 42 über Drehstopf­ buchsen 43 verbunden sind. Normalerweise können die Walzen etwa 500 mm Durchmesser und bis zu 2 m Länge haben, um ein bis zu 2 m breites Banderzeugnis herzustellen.

Die Pfanne 17 hat einen völlig herkömmlichen Aufbau und wird über ein Joch 45 an einem Deckenlaufkran gehalten, wo­ durch sie von einer Flüssigmetall-Aufnahmestation in Position gebracht werden kann. Die Pfanne ist mit einer Stopfenstange 46 versehen, die durch einen Servozylinder betätigt werden kann, damit schmelzflüssiges Metall aus der Pfanne durch eine Auslaßdüse 47 und eine feuerfeste Abdeckung 48 in den Vertei­ ler 18 fließen kann.

Der Verteiler 18 ist als breite Schale aus einem feuer­ festen Material ausgebildet, z. B. einem tonerdereichen Gieß­ material mit Opferauskleidung. Eine Seite des Verteilers nimmt schmelzflüssiges Metall aus der Pfanne auf und ist mit dem zuvor erwähnten Überlauf 24 versehen. Die andere Seite des Verteilers ist mit einer Reihe längs beabstandeter Me­ tallauslaßöffnungen 52 versehen. Zum Befestigen des Vertei­ lers am Walzenwagenrahmen 31 trägt der untere Teil des Ver­ teilers Befestigungsklammern 53, die mit Öffnungen zum Auf­ nehmen von Raststiften 54 am Wagenrahmen versehen sind, um den Verteiler genau in Stellung zu bringen.

Die Abgabedüse 19 ist in zwei identischen Halbsegmenten aus einem feuerfesten Material ausgebildet, z. B. Tonerdegra­ phit, die endweise gehalten werden, um die vollständige Düse zu bilden. Fig. 5 bis 11 zeigen den Aufbau der Düsensegmente, die auf dem Walzenwagen durch eine Befestigungsklammer 60 ge­ tragen werden, wobei die oberen Teile der Düsensegmente mit nach außen vorspringenden Seitenflanschen 55 gebildet sind, die auf dieser Befestigungsklammer zu liegen kommen.

Jedes Düsenhalbsegment ist allgemein so als Trog ausge­ bildet, daß die Düse 19 einen nach oben öffnenden Einlaßtrog 61 bildet, um schmelzflüssiges Metall aufzunehmen, das nach unten aus den Öffnungen 52 des Verteilers fließt. Der Trog 61 ist zwischen Düsenseitenwänden 62 und Endwänden 70 ausgebil­ det und kann zwischen seinen Enden durch die beiden flachen Endwände 80 der Düsensegmente als quer unterteilt betrachtet werden, die in der vervollständigten Düse zusammengeführt sind. Die Unterseite des Trogs ist durch einen waagerechten Unterboden 63 verschlossen, der mit den Trogseitenwänden 62 an abgeschrägten Unterseitenecken 81 zusammentrifft. An die­ sen Unterseitenecken ist die Düse mit einer Reihe von Seiten­ öffnungen in Form von längs beabstandeten länglichen Schlit­ zen 64 versehen, die in regelmäßigen Längsabständen an der Düse entlang angeordnet sind. Die Schlitze 64 sind so posi­ tioniert, daß sie einen schmelzflüssigen Metallabgang aus dem Trog in der Ebene des Trogbodens 63 vorsehen. Benachbart zu den Schlitzen ist der Trogboden mit Aussparungen 83 versehen, die nach außen und unten von der Bodenmitte zu den Schlitzen abfallen, und die Schlitze setzen sich als Verlängerungen der Aussparungen 83 zu Schlitzauslässen 84 fort, die in den abge­ schrägten Unterseitenecken 81 der Düse unter der Ebene der Bodenoberseite 85 angeordnet sind.

Die Außenenden der Düsensegmente sind mit Tripelpunkt-Gießendausbildungen versehen, die allgemein mit 87 bezeichnet sind und nach außen über die Düsenendwand 70 hinaus verlau­ fen. Jede Endwandausbildung 87 bildet ein kleines, oben offe­ nes Reservoir 88 zum Aufnehmen von schmelzflüssigem Metall aus dem Verteiler, wobei dieses Reservoir vom Haupttrog der Düse durch die Endwand 70 getrennt ist. Das obere Ende 89 der Endwand 70 liegt niedriger als die Oberkanten des Trogs und die Außenteile des Reservoirs 88 und kann als Wehr dienen, damit ein Rückfluß von schmelzflüssigem Metall in den Haupt­ düsentrog aus dem Reservoir 88 erfolgen kann, wenn das Reser­ voir überfüllt ist, was später näher erläutert wird.

Das Reservoir 88 ist als flache Schale mit einem flachen Boden 91, geneigten Innen- und Seitenflächen 92, 93 und einer gekrümmten aufrechten Außenfläche 94 geformt. Ein Paar Tri­ pelpunkt-Gießdurchgänge 95 verläuft von diesem Reservoir seitlich nach außen knapp über der Ebene des Bodens 91, um sich mit Tripelpunkt-Gießauslässen 96 in den Unterseiten der Düsenendausbildungen 87 zu verbinden, wobei die Auslässe 96 nach unten und innen abgewinkelt sind, um schmelzflüssiges Metall in die Tripelpunktbereiche des Gießbads abzugeben.

Schmelzflüssiges Metall fällt aus den Auslaßöffnungen 52 des Verteilers in einer Reihe freifallender senkrechter Strö­ me 65 in das untere Teil des Düsentrogs 61 herab. Aus diesem Reservoir fließt schmelzflüssiges Metall durch die Seitenöff­ nungen 64 aus, um ein Gießbad 68 zu bilden, das über dem Spalt 69 zwischen den Gießwalzen 16 getragen wird. Das Gieß­ bad ist an den Enden der Walzen 16 durch ein Paar Seitenver­ schlußplatten 56 eingeschlossen, die gegen die Enden 57 der Walzen gehalten werden. Die Seitenverschlußplatten 56 sind aus dauerhaftem feuerfestem Material hergestellt, z. B. aus Bornitrid. Sie sind in Plattenhaltern 82 angeordnet, die durch Betätigung eines Paars hydraulischer Zylindereinheiten 83 beweglich sind, um die Seitenplatten in einen Eingriff mit den Enden der Gießwalzen zu bringen und Endverschlüsse für das schmelzflüssige Metallgießbad zu bilden.

Beim Gießvorgang wird der Metallfluß gesteuert, um das Gießbad auf einem solchen Pegel zu halten, daß das untere En­ de der Abgabedüse 19 in das Gießbad eingetaucht ist und die zwei Reihen waagerecht beabstandeter Seitenöffnungen 64 der Abgabedüse unmittelbar unter der Gießbadoberfläche angeordnet sind. Das schmelzflüssige Metall fließt durch die Öffnungen 64 in zwei seitlich nach außen gerichteten Strahlströmen in die allgemeine Umgebung der Gießbadoberfläche, um auf die Kühlflächen der Walzen in unmittelbarer Umgebung der Badober­ fläche aufzutreffen. Dadurch wird die Temperatur des zu den Meniskusbereichen des Bads geführten schmelzflüssigen Metalls maximiert, wobei festgestellt wurde, daß dies die Bildung von Rissen und Meniskusmarken auf der Schmelzbandoberfläche stark verringert.

Erfindungsgemäß ward das schmelzflüssige Metall veran­ laßt, aus dem untersten Teil des Düsentrogs 61 durch die Dü­ senseitenöffnungen 64 allgemein in der Ebene des Trogbodens zu fließen. Das Metall tritt in das Gießbad in jeweils entge­ gengesetzt gerichteten Strahlströmen unmittelbar unterhalb der Badoberfläche ein, um auf die Gießwalzenflächen in den Meniskusbereichen des Bads aufzutreffen. Die Auslaßschlitze 64 sind so dimensioniert, daß sie einen Durchfluß vorsehen, durch den das Metall direkt in das Bad fließen kann, ohne daß sich eine wesentliche Metallsäule im Düsentrog ansammelt. Folglich treffen die herabfallenden schmelzflüssigen Metall­ ströme 65 direkt auf die Oberseite 85 des Düsenbodens 63 auf, um sich nach außen über den Boden und über die Bodenausspa­ rungen 83 in die Schlitzauslässe 64 aufzufächern. Zur Ver­ stärkung dieser Umwandlung von kinetischer Energie sind zur auswärts gerichteten Auffächerbewegung des Metalls die Aus­ laßöffnungen 52 des Verteilers in Düsenlängsrichtung gegen­ über den Düsenseitenöffnungen 64 versetzt, so daß die herab­ fallenden Ströme 65 auf den Düsenboden an Stellen zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Seitenöffnungen 64 auftref­ fen. Damit treffen sie auf die flachen Bereiche des Bodens 97 auf, die zwischen den Aussparungen 83 angeordnet sind. Fest­ gestellt wurde, daß das System so betrieben werden kann, daß es ein Gießbad bildet, das auf einen nur knapp über der Un­ terseite der Abgabedüse liegenden Pegel steigt, so daß die Gießbadoberfläche nur knapp über dem Boden des Düsentrogs und auf dem gleichen Pegel wie das Metall im Trog liegt. Unter diesen Umständen lassen sich sehr stabile Badbedingungen er­ halten, und sind die Auslaßschlitze in ausreichendem Maß nach unten abgewinkelt, kann eine unbewegte Badoberfläche erhalten werden. Durch Variieren der Auswärts- und Abwärtsneigung der Seitenöffnungen der Länge der Düse nach können unbewegte Be­ reiche geschaffen werden, in denen der Badpegel durch Kameras oder andere Sensoren überwacht werden kann, während andere Teile des Bads turbulenter sind, um die Wärmeübertragung in den Meniskusbereichen zu verstärken.

Durch Variieren der Neigung der Düsenseitenauslässe kann auch eine stärkere Turbulenz in den Mittelbereichen der Düse im Vergleich zu Bereichen an den beiden Enden der Düse er­ zeugt werden, was bewirkt, daß Schlacke auf der Badoberfläche zu den Badenden verdrängt wird, so daß sie sich vorzugsweise an den Bandkanten absetzt, die in einem nachfolgenden Vorgang zum Beschneiden der Seiten abgeschnitten werden. Dazu kann sich die Auswärts- und Abwärtsneigung der Seitenöffnungen zu­ nehmend von flachen Winkeln im Mittelbereich der Düse zu steileren Winkeln zu den Düsenenden hin ändern. Diese Anord­ nung ist am günstigsten zur Verwendung mit Düsen, die mit Tripelpunkt-Gießendausbildungen versehen sind, da das Tripel­ punktgießen Schlacke von den Seitendammplatten fernhält.

Wichtig ist zu beachten, daß die Düsenseitenschlitze 64 an den Innenenden der beiden Düsensektionen vorgesehen sind. Dies gewährleistet eine ausreichende schmelzflüssige Metall­ abgabe in das Bad in der Umgebung der mittleren Unterteilung in der Düse und vermeidet die Bildung von Schlackenresten in diesen Badbereichen.

Die Tripelpunkt-Gießreservoirs 88 nehmen schmelzflüssi­ ges Metall aus den beiden äußersten Strömen 65 auf, die aus dem Verteiler 18 herabfallen. Die Ausrichtung der beiden äu­ ßersten Löcher 52 im Verteiler ist so, daß jedes Reservoir 88 einen einzelnen Strom aufnimmt, der auf den flachen Boden 91 unmittelbar außerhalb der abfallenden Seitenfläche 92 auf­ trifft. Der Aufprall des schmelzflüssigen Metalls auf dem Bo­ den 88 bewirkt, daß sich das Metall nach außen über den Boden und nach außen durch die Tripelpunkt-Gießdurchgänge 95 zu den Auslässen 96 auffächert, die nach unten und innen geneigte flüssige Metallstrahlen erzeugen, die über die Flächen der Seitendämme und an den Kanten der Gießwalzen entlang zum Spalt gerichtet sind. Das Tripelpunktgießen erfolgt mit le­ diglich einem flachen und breiten schmelzflüssigen Metallbad in jedem der Tröge 88, wobei die Höhe dieses Bads durch die Höhe des oberen Endes 89 der Wand 70 begrenzt ist. Ist das Reservoir 88 gefüllt, kann schmelzflüssiges Metall über das Wandende 89 zurück in den Hauptdüsentrog fließen, so daß das Wandende als Wehr dient, um die Tiefe des Metallbads im Tri­ pelpunkt-Gießzufuhrreservoir 88 zu steuern. Die Badtiefe ist mehr als ausreichend, um die Tripelpunkt-Gießdurchgänge zu versorgen und den Fluß mit einer konstanten Druckhöhe auf­ recht zu erhalten, wodurch ein sehr gleichmäßiger Flüssigme­ tallfluß durch die Tripelpunkt-Gießdurchgänge erreicht wird. Am wichtigsten ist dieser gesteuerte Fluß für die ordnungsge­ maße Ausbildung der Bandkantenteile. Zu starker Fluß durch die Tripelpunkt-Durchgänge kann zu Ausbauchung in den Band­ kanten führen, während zu geringer Fluß Schlackenreste und "Schlangenei"-Fehler im Band erzeugt.

Die Unterseiten 98 der Tripelpunkt-Gießausbildungen 87 sind über die Gießbadoberfläche hinaus erhöht, um eine Abküh­ lung der Badoberfläche im Tripelpunktbereich zu verhindern. Außerdem sind die Unterseiten 98 nach außen und oben geneigt. Dies ist wünschenswert, um zu verhindern, daß eine Ansammlung von Schlacke oder anderen Verunreinigungen zu Verstopfungen unter den Enden der Düse führt. Solche Verstopfungen können dazu führen, daß aus dem Gießbad entweichende Gase und Dämpfe blockiert werden und es zu Explosionsgefahr kommt.

Die veranschaulichte Vorrichtung wurde lediglich als Beispiel vorgeschlagen, und die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des Aufbaus dieser Vorrichtung beschränkt. Ins­ besondere ist es für die Erfindung nicht ausschlaggebend, daß die Abgabedüse mit Tripelpunkt-Gießendausbildungen versehen ist, und der Metallfluß in die Tripelpunktbereiche des Bads könnte durch einfache Endöffnungen in der Düse auf die in der Australischen Patentanmeldung 60773/96 beschriebene Weise er­ folgen. Natürlich braucht die Düse nicht in mehreren Segmen­ ten ausgebildet zu sein, und möglich wäre, eine Düse als ein­ zelnen feuerfesten Körper auszubilden.

Claims (28)

1. Verfahren zum Gießen von Metallband mit den folgenden Schritten:
Einleiten von schmelzflüssigem Metall zwischen ein Paar gekühlte Gießwalzen (16) über eine längliche Metallabga­ bedüse (19), die über einem Spalt (69) zwischen den Walzen (16) angeordnet ist und an ihm entlang verläuft, um ein Gießbad (68) aus schmelzflüssigem Metall zu bilden, das über dem Spalt (69) getragen wird und an den Enden des Spalts durch badeinschließende Endverschlüsse (56) ein­ geschlossen ist, und
Drehen der Walzen (16), um ein erstarrtes Band (20) zu gießen, das nach unten aus dem Spalt (69) abgegeben wird;
dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Düsen­ trogs (61) mit einem Boden (63) versehen ist und schmelzflüssiges Metall veranlaßt wird, aus dem Trog (61) in das Gießbad (68) durch Düsenseitenöffnungen (64) zu fließen, die an den Unterseitenecken des Trogs (61) gebildet sind, um einen schmelzflüssigen Metallabgang aus dem Trog an dem Boden des Trogs vorzusehen, und schmelzflüssiges Metall in den Trog (61) in einer Reihe von freifallenden Strömen (65) geführt wird, die direkt auf den Trogboden (63) auftreffen, um sich nach außen über den Trogboden und durch die Düsenöffnungen (64) in der Düsenbodenebene in das Gießbad (68) in gegenläufig gerichteten Strahlströmen aufzufächern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Düsenseitenöffnungen (64) an ihren Auslaß­ enden unter die Ebene des Düsenbodens (63) verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß die Düsenseitenöffnungen (64) die Form von länglichen Schlitzen haben, die an den Un­ terseitenecken (81) des Trogs entlang in längs beabstan­ deten Intervallen verlaufen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die freifallenden Ströme (65) von schmelzflüs­ sigem Metall am Trog (61) entlang beabstandet sind, um in Längsrichtung des Trogs gegenüber den Düsenseitenöff­ nungen (64) versetzt zu sein und auf den Düsenboden (63) an Stellen zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Sei­ tenöffnungen (64) aufzutreffen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß der Boden (63) des Trogs mit längs beabstandeten Aussparungen (83) versehen ist, die zu den Seitenöffnungen (64) benachbart sind, so daß die Seitenöffnungen (64) als Fortsetzungen der Aussparungen (83) in dem Boden gebildet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Aussparungen (83) nach außen und unten von einem Mittelbereich des Trogbodens zu den Seitenausläs­ sen (64) an jeder Seite der Düse entlang abfallen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß der Trogboden (63) zwischen den längs beabstandeten Aussparungen (83) flach ist und die freifallenden Ströme (65) von schmelzflüssigem Me­ tall auf die flachen Teile des Bodens (63) zwischen den Aussparungen (83) auftreffen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner da­ durch gekennzeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) von der Düse nach außen und unten geneigt sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswärts- und Abwärtsneigung der Seitenöff­ nungen (64) der Länge der Düse nach variiert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswärts- und Abwärtsneigung der Seitenöff­ nungen (64) zunehmend von relativ flachen Winkeln in dem Mittelbereich der Düse zu steileren Winkeln zu den Enden der Düse hin variiert.

11. Vorrichtung zum Gießen von Metallband mit einem Paar pa­ rallelen Gießwalzen (16), die einen Spalt (69) zwischen sich bilden, einer länglichen Metallabgabedüse (19), die über dem Spalt (69) angeordnet ist und an ihm entlang zwischen den Gießwalzen (16) verläuft, zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in den Spalt (69) und einem Ver­ teiler (18), der über der Abgabedüse (19) angeordnet ist, zur Zufuhr von schmelzflüssigem Metall in die Abga­ bedüse (19) in einer Reihe von freifallenden Strömen (65), wobei die Metallabgabedüse (19) einen nach oben öffnenden länglichen Trog (61) aufweist, der in Längs­ richtung des Spalts (69) verläuft, um schmelzflüssiges Metall aus dem Verteiler (18) aufzunehmen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterseite des Trogs (61) mit ei­ nem Boden (63) versehen ist, auf den die freifallenden Ströme (65) aus schmelzflüssigem Metall auftreffen sol­ len, und die Abgabedüse (19) mit Seitenöffnungen (64) versehen ist, die an den Unterseitenecken (81) des Trogs angeordnet sind, um einen direkten Abgang des auftref­ fenden schmelzflüssigen Metalls aus dem Trog an dem Bo­ den (63) des Trogs vorzusehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düsenseitenöffnungen (64) an ihren Auslaßenden unter die Ebene des Düsenbodens (63) verlau­ fen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenseitenöffnungen (64) die Form von länglichen Schlitzen haben, die an den Unterseitenecken (81) des Trogs entlang in längs beab­ standeten Intervallen verlaufen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (18) so ausge­ bildet ist, daß die freifallenden Ströme (65) aus schmelzflüssigem Metall an beabstandeten Stellen am Trog entlang abgegeben werden, um in Längsrichtung des Trogs gegenüber den Düsenseitenöffnungen (64) versetzt zu sein.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (63) des Trogs (61) mit längs beabstandeten Aussparungen (83) versehen ist, die zu den Seitenöffnungen (64) benachbart sind, so daß die Seitenöffnungen (64) als Fortsetzungen der Aus­ sparungen (83) in dem Boden gebildet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparungen (83) nach außen und unten von einem Mittelbereich des Trogbodens zu den Seitenaus­ lässen (64) an jeder Seite der Düse entlang abfallen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenboden (63) zwischen den längs beabstandeten Aussparungen (83) flach ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) von der Düse nach außen und unten geneigt sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswärts- und Abwärtsneigung der Sei­ tenöffnungen (64) der Länge der Düse nach variiert.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswärts- und Abwärtsneigung der Sei­ tenöffnungen (64) zunehmend von relativ flachen Winkeln in dem Mittelbereich der Düse zu steileren Winkeln zu den Enden der Düse hin variiert.

21. Feuerfeste Düse zur Abgabe von schmelzflüssigem Metall in ein Gießbad einer Doppelwalzen-Gießmaschine, wobei die Düse einen länglichen, oben offenen Trog (61) auf­ weist, um schmelzflüssiges Metall aufzunehmen, und da­ durch gekennzeichnet, daß der Trog (61) durch einen Dü­ senboden (63) geschlossen und die Düse mit Seitenöffnun­ gen (64) versehen ist, die an den Unterseitenecken (81) des Trogs angeordnet sind, um einen Abgang von schmelz­ flüssigem Metall aus dem Trog an dem Boden des Trogs vorzusehen.

22. Feuerfeste Düse nach Anspruch 21, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düsenseitenöffnungen (64) an ihren Auslaßenden unter die Ebene des Düsenbodens (63) verlau­ fen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenseitenöffnungen (64) die Form von länglichen Schlitzen haben, die an den Unterseitenecken (81) des Trogs (61) entlang in längs beabstandeten Intervallen verlaufen.

24. Feuerfeste Düse nach einem der Ansprüche 21 bis 23, fer­ ner dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (63) des Trogs (61) mit längs beabstandeten Aussparungen (83) versehen ist, die zu den Seitenöffnungen (64) benachbart sind, so daß die Seitenöffnungen als Fortsetzungen der Aussparun­ gen in dem Boden gebildet sind.

25. Feuerfeste Düse nach Anspruch 24, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparungen (83) nach außen und unten von einem Mittelbereich des Trogbodens zu den Seitenaus­ lässen (64) an jeder Seite der Düse entlang abfallen.

26. Feuerfeste Düse nach einem der Ansprüche 21 bis 25, fer­ ner dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenöffnungen (64) von der Düse nach außen und unten geneigt sind.

27. Feuerfeste Düse nach Anspruch 26, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswärts- und Abwärtsneigung der Sei­ tenöffnungen (64) der Länge der Düse nach variiert.

28. Feuerfeste Düse nach Anspruch 27, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswärts- und Abwärtsneigung der Sei­ tenöffnungen (64) zunehmend von relativ flachen Winkeln in dem Mittelbereich der Düse zu steileren Winkeln zu den Enden der Düse hin variiert.