Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL STRIP IN A CONTINUOUS CASTING MACHINE WITH CASTING CYLINDERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/049888
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing a metal strip by continuously casting a molten bath between two casting cylinders (1, 2) of a continuous casting machine. According to said method, a surface current of the inclusions or impurities present on top of the bath is generated by injecting gas into the surface of the molten bath (4a). The injection of gas transports those inclusions or impurities laterally against the lateral seals (3). For this purpose, a device (25) is provided that has at least one gas channel (35, 36; 52) disposed above the surface of the molten bath (4a) and extending in the longitudinal direction of the casting cylinders (1, 2). Said channel has a number of outlet openings (46; 55) that are distributed across its entire length and that are directed downward at an angle and towards the next lateral seal (3). Said device makes it possible to keep the impurities from at least a larger part of the cast strip, thereby increasing purity of the strip.

Inventors:
MARTI HEINRICH (CH)
BARBE JACQUES (FR)
Application Number:
PCT/EP2002/013849
Publication Date:
June 19, 2003
Filing Date:
December 06, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
MAIN MAN INSPIRATION AG (CH)
MARTI HEINRICH (CH)
BARBE JACQUES (FR)
International Classes:
B22D11/06; B22D43/00; (IPC1-7): B22D11/06
Domestic Patent References:
WO2002083343A12002-10-24
Foreign References:
JP4197560A
JP60170562A
JP2001314946A
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 006 (M-445), 11. Januar 1986 (1986-01-11) & JP 60 170562 A (MITSUBISHI JUKOGYO KK), 4. September 1985 (1985-09-04) -& JP 60 170562 A (MITSUBISHI JUKOGYO KK) 4. September 1985 (1985-09-04)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2002, no. 03, 3. April 2002 (2002-04-03) -& JP 2001 314946 A (NIPPON STEEL CORP), 13. November 2001 (2001-11-13)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 529 (M-1332), 29. Oktober 1992 (1992-10-29) & JP 04 197560 A (NIPPON YAKIN KOGYO CO LTD), 17. Juli 1992 (1992-07-17)
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske Gross, Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes durch kontinuierli ches Abgiessen von Metallschmelze zwischen zwei Giessrollen (1, 2) ei ner Bandgiessmaschine, mit bei den Giessrollen (1, 2) im Stirnseitenbe reich angeordneten Seitenabdichtungen (3), wobei sich während dem Gie ssen eine Schmelzbadoberfläche (4a) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einblasen von Gas auf die Schmelzbadoberfläche (4a) eine Oberflä chenströmung wenigstens der auf der Schmelze befindlichen Einschlüsse bzw. Verunreinigungen erzeugt wird, derart, dass diese Einschlüsse bzw. Verunreinigungen seitwärts gegen die Seitenabdichtungen (3) hin geför dert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass derart gerichtete Gasstrahlen (30a ; 46a) erzeugt werden, dass die Einschlüsse bzw. Verunreinigungen in Richtung von den Giessrollen (1, 2) weg zur mittleren Ebene (E) des Schmelzbades (4) und zu den Seitenabdichtungen (3) hin bewegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Abweisung der Einschlüsse bzw. der Verunreinigungen eine zusätzliche Beeinflussung der Schmelzbadoberfläche (4a), insbesondere eine Verflachung derselben, durch das Einblasen von Gas erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass entlang der beiden Giessrollen (1, 2)nahe der Übergangskanten (K1, K2) zwischen der Schmelzbadoberfläche (4a) und den Giessrollen Oberflächendurch Gasstrahlen (45a) eine zur Schmelzbadoberfläche (4a) im wesentlichen senkrechte Schutzwand gebildet wird, die das An schwemmen der Einschlüsse bzw. Verunreinigungen an die Giessrollen Oberflächen verhindert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass als Gas ein auf 200°300°C erwärmtes Inertgas, vorzugsweise Argon oder Stickstoff, unter Druck auf die Schmelzbadoberfläche (4a) eingeblasen wird, wobei dieses Einblasen kontinuierlich, intermittierend und/oder pulsierend erfolgen kann.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Eingiessvorrichtung (6) für das kontinuierliche Abgiessen von Me tallschmelze zwischen zwei Giessrollen (1, 2) sowie zwei im Stirnseiten bereich der Giessrollen (1, 2) angeordnete Seitenabdichtungen (3) einer RollenBandgiessmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingiessvorrichtung (6) eine Vorrichtung (25) zur Abweisung der Ein schlüsse bzw. der Verunreinigungen zugeordnet ist, die mindestens einen oberhalb der Schmelzbadoberfläche (4a) angeordneten, in Längsrichtung der Giessrollen (1, 2) verlaufenden Gaskanal (35,36 ; 52) mit einer Anzahl von über seine Gesamtlänge verteilten, schräg nach unten und zu der nächstliegenden Seitenabdichtung (3) hin gerichteten Austrittsöffnungen (46 ; 55) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ober halb der Schmelzbadoberfläche (4a) zwei sich entlang der Giessrollen (1, 2) erstreckende, je einen Gaskanal bildende, längliche Hohlkörper (35, 36) angeordnet sind, die jeweils mit einer Anzahl von über die Gesamt länge verteilten, schräg nach unten in Richtung zur mittleren Ebene (E) des Schmelzbades (4) und zu der nächstliegenden Seitenabdichtung (3) hin gerichteten Austrittsöffnungen (46) versehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem vertikalen Giessrohrteil (10) der Eingiessvorrichtung (6) ober halb der Schmelzbadoberfläche (4a) eine Hülse (26) angeordnet ist, die eine ringförmige, zum Giessrohrteil (10) konzentrische Gaskammer (27) sowie eine Anzahl von aus der Gaskammer (27) schräg nach unten, in Richtung vom Giessrohrteil (10) weg und zu den Seitenabdichtungen (3) hin gerichteten Austrittsöffnungen (30) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hohlkörper (35,36) mit einer Anzahl von gleichmässig über seine Gesamtlänge verteilten, nach unten gerichteten Öffnungen (45) versehen ist, die in einer nahe der jeweiligen Übergangskante (K1, K2) Schmelzba doberfläche/GiessrollenOberfläche angeordneten, zur Schmelzbadober fläche (4a) im wesentlichen senkrechten Ebene liegen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein horizontaler, sich in Längsrichtung der Giessrollen (1, 2) erstreckender und in der mittleren Ebene (E) des Schmelzbades (4) angeordneter Giessrohrteil (11) mit seinem oberen Teil (51) aus dem Schmelzbad (4) hinausragt und in diesem aus dem Schmelzbad (4) hinausragenden Teil (51) den mit den schräg nach unten und zu den nächstliegenden Seitenab dichtung (3) gerichteten Austrittsöffnungen (55) versehenen Gaskanal (52) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Austrittsöffnungen (55) spiegelbildlich zur mittleren Ebene (E) des Schmelzbades (4) angeordnet sind, wobei nahe der Übergangskanten (Kl, K2) Schmelzbadoberfläche/GiessrollenOberfläche oberhalb der Schmelz badoberfläche (4a) sich entlang der Giessrollen (1, 2) erstreckende Gas leitungen (58) vorgesehen sind, die mit nach unten gerichteten, jeweils in einer zur Schmelzbadoberfläche (4a) im wesentlichen. senkrechten Ebene liegenden Austrittsöffnungen (45) versehen sind.
Description:
Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metallbandes an einer Rollen-Bandgiessmaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes durch kontinuierliches Abgiessen von Metallschmelze zwischen zwei Giessrollen einer Bandgiessmaschine, mit bei den Giessrollen im Stirn- seitenbereich angeordneten Seitenabdichtungen, wobei sich während dem Giessen eine Schmelzbadoberfläche bildet, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Beim Giessen eines Metallbandes in der eingangs genannten Art können auf der Schmelzbadoberfläche zwischen den Giessrollen eine Schicht von Schlacke bzw. von Verunreinigungen, Einschlüssen und Oxiden schwim- men. Es besteht die Gefahr, dass diese durch die unruhige Schmelzba- doberfläche gegen die Giessrollen gespült und mitgezogen werden, wo- durch Unregelmässigkeiten an der Bandoberfläche entstehen und die Bandqualität beeinträchtigt wird. Die Schlacke kann auch nachteiligerwei- se am in das Schmelzbad eingetauchten Giessrohr ankleben. Deswegen ist eine rechtzeitige Entfernung der Schlacke, z. B. durch einen auf der Schmelzbadoberfläche bewegten Skimmer, insbesondere bei längeren Giesszeiten unumgänglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens vorzuschlagen, die auch bei längeren Giesszeiten eine einfa- che und zuverlässige Entfernung respektive Kanalisierung der Einschlüsse bzw. Verunreinigungen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.

Bevorzugte Weitergestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand ab- hängiger Ansprüche.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der dafür vorgesehenen Vor- richtung kann die Schlacke auf eine einfache Art und Weise zu den Sei- tenabdichtungen hin gedrängt werden, wo sie dann im Bereich der Ban- denden erstarrt und später in einfacher Weise weggesäumt oder allenfalls beseitigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen rein schematisch : Fig. 1 zwei Giessrollen einer Rollen-Bandgiessmaschine mit einem Me- tallschmelzbad dazwischen, mit einem Teil einer Eingiessvorrich- tung, und mit einer oberhalb des Schmelzbades angeordneten Vor- richtung zur Schlakenabweisung ; Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 im Längsschnitt, einem Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 entsprechend ; Fig. 3 die Vorrichtung zur Schlackenabweisung von unten gesehen ; Fig. 4 einen mit A bezeichneten Abschnitt aus Fig. 2 im vergrösserten Massstab ; Fig. 5 einen mit C bezeichneten Abschnitt aus Fig. 1 im vergrösserten Massstab ; Fig. 6 einen Schnitt durch die Vorrichtung zur Schlackenabweisung nach Linie VI-VI in Fig. 2 ; und

Fig. 7 einen unteren Teil der Eingiessvorrichtung im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt schematisch zwei um horizontale Achsen drehbare Giessrollen 1, 2, deren Drehrichtungen mit D1, D2 bezeichnet sind. Zur Erzeugung ei- nes Metallbandes wird zwischen die beiden Giessrollen 1, 2 und zwei im Stirnseitenbereich der Giessrollen 1, 2 angeordnete Seitenabdichtungen 3 (vgl. Fig. 2) über eine Eingiessvorrichtung 6 aus einem Behälter 5 das flüssige Metall eingegossen. Der Behälter 5, die Eingiessvorrichtung 6 und ein eine Kühlung 8 umfassender, die Giessrollen 1, 2 sowie die Sei- tenabdichtungen 3 umschliessender Gehäusekasten 7 sind in Fig. 1 und 2 nur angedeutet.

Das Schmelzbad ist in Fig. 1 und 2 mit 4, seine Oberfläche mit 4a be- zeichnet. Das erzeugte Metallband wird durch einen Durchgangsspalt 9 zwischen den beiden, gekühlten Giessrollen 1, 2 in Pfeilrichtung B nach Fig. 1 weggeführt. Die Austrittsebene des Metallbandes entspricht der mittleren Ebene E des Schmelzbades 4, in der auch die Eingiessvorrich- tung 6 liegt. Die Übergangskanten Giessrollenoberfläche/Schmelzbad- oberfläche sind mit Kl, K2 bezeichnet (Fig. 1 und 5 bis 7).

Die Eingiessvorrichtung 6 umfasst in an sich bekannter Weise einen vom Behälterboden nach unten wegragenden, vertikalen Giessrohrteil 10 sowie einen an diesem befestigten horizontalen, kastenförmigen Giessrohrteil 11 ; der letztere ist in Fig. 2 angedeutet und in einer möglichen Ausfüh- rungsform auch in Fig. 7 im Querschnitt gezeigt. Der horizontale Giessrohrteil 11 erstreckt sich praktisch über die Gesamtlänge der Giessrollen 1, 2 bis zu den Seitenabdichtungen 3 und weist zwei aus Fig.

7 ersichtliche Längskanäle 15,16 auf, von denen der untere Längskanal 15 mit einer zentralen Einlassöffnung 17 des vertikalen Giessrohrteiles 10

verbunden ist. Die in diesen unteren Längskanal 15 einfliessende Schmel- ze wird vorerst über seine gesamte Länge verteilt, bevor sie über eine An- zahl von die beiden Längskanäle 15,16 verbindenden, in gleichmässigen Abständen verteilten Öffnungspaaren 17 in den oberen Längskanal 16 ge- langt, aus dem sie dann durch schräg nach oben, zum Umfang der beiden Giessrollen 1, 2 hin, gerichtete Öffnungen bzw. Öffnungspaare 19 austritt.

Diese Öffnungen bzw. Öffnungspaare 18 sind-gleich wie die Verbin- dungsöffnungen 17-gleichmässig über die Gesamtlänge des oberen Längskanals 16 verteilt, und die Schmelze fliesst in annähernd gleichen Mengen gleichmässig, über die ganze Länge verteilt, aus diesen Öffnun- gen 18 heraus. Im unteren Längskanal 15 können dabei vorteilhafterweise allenfalls in der Schmelze befindliche Feststoffpartikel abgelagert werden.

Erfindungsgemäss ist nun der Eingiessvorrichtung 6 eine Vorrichtung 25 zur Schlackenabweisung zugeordnet, wie im folgenden beschrieben wird.

Auf dem vertikalen, sich nach unten bis in den Schmelzbad 4 hinein er- streckenden und mit der Einlassöffnung 17 in den unteren Längskanal 15 des horizontalen Giessrohrteiles 11 mündenden Giessrohrteil 10 ist ober- halb des Schmelzbades 4 eine aus einem hitzebeständigen Material beste- hende Hülse 26 befestigt, die mit einer insbesondere aus Fig. 4 und 5 er- sichtlichen, ringförmigen, zum vertikalen Giessrohrteil 10 konzentrischen Gaskammer 27 versehen ist, in welche eine Gaszufuhrleitung 28 (Fig. 2,3 und 4) mündet. Als Gas wird vorzugsweise Inertgas (Argon, Stickstoff oder ein Gemisch), auf ca. 200-300°C erwärmt, unter leichtem Druck zu- geführt, wobei dieses Einblasen kontinuierlich, intermittierend oder pul- sierend erfolgen kann. Ein die Gaskammer 27 nach unten begrenzender, ringförmiger Boden 29 der Hülse 26 ist mit einer Anzahl von schräg nach unten und in Richtung vom vertikalen Giessrohrteil 10 weg, zu den Sei-

tenabdichtungen 3 hin, gerichteten, kleinen Öffnungen 30 versehen, aus welchen das Gas in mit 30a bezeichneten Strahlen auf die Schmelzba- doberfläche 4a geblasen wird (vgl. Fig. 2,3, 4 und 5). Gegebenenfalls sind je drei Öffnungen 30 den beiden Seitenabdichtungen 3 zugewandt.

Oberhalb der Schmelzbadoberfläche 4a sind ferner zwei sich entlang der Giessrollen 1, 2 bzw. der Übergangskanten K1, K2 (Giessrollenoberflä- che/Schmelzbadoberfläche) erstreckende längliche Hohlkörper 35,36 an- geordnet, die beispielsweise über eine Versteifung 37 (oder mehrere Ver- steifungen) miteinander bzw. mit der Hülse 26 verbunden sind. Das Innere der Hohlkörper 35,36 bildet Gaskanäle, in welche über je eine Gaszu- fuhrleitung 41,42 wiederum unter Druck Gas zugeführt und durch in den Hohlkörpern 35,36 (bzw. in Bodenteilen 35b, 36b derselben, vgl. Fig. 5 und 6) vorhandene Öffnungen 45,46 (Fig. 2,5 und 6) auf die Schmelzba- doberfläche 4a geblasen wird. Dabei weist jeder Hohlkörper 35,36 (bzw. jeder Bodenteil 35b, 36b) eine Anzahl von gleichmässig über die Ge- samtlänge verteilten, nach unten gerichteten Öffnungen 45 auf, aus denen mit 45a bezeichnete Strahlen austreten, die in einer zur Schmelzbadober- fläche 4a im wesentlichen senkrechten Ebene liegen und die Schmelzba- doberfläche 4a in der Nähe der Übergangskanten Kl, K2 erreichen. Wie erwähnt, sind diese Öffnungen 45 über die Gesamtlänge der Hohlkörper 35,36 verteilt, also auch im der Hülse 26 benachbarten, mittleren Bereich vorhanden. Ausserdem ist jeder Hohlkörper 35,36 mit einer weiteren An- zahl von schräg nach unten in Richtung zur mittleren Ebene E des Schmelzbades 4 und gleichzeitig zu der jeweils nächstliegenden Seitenab- dichtung 3 hin gerichteten Austrittsöffnungen 46 versehen, die jedoch nur über einen Teil der Gesamtlänge gleichmässig verteilt sind und in dem mittleren, der Hülse 26 benachbarten Bereich ausbleiben. Die aus diesen Austrittsöffnungen 46 auf die Schmelzbadoberfläche 4a geblasenen

Gasstrahlen sind in Fig. 2,4 und 6 mit 46a bezeichnet. Auch in Fig. 3 ist angedeutet, wie diese Strahlen 46a die Schmelzbadoberfläche 4a berühren.

Mit diesen gegen die Seitenabdichtungen 3 hin gerichteten Gasstrahlen 46a wird eine leichte Oberflächenströmung auf der Schmelzbadoberfläche 4a erzeugt, und dabei die an der Oberfläche 4a des Schmelzbades 4 schwimmenden Verunreinigungen und Oxide zu den beiden Seitenab- dichtungen 3 hin gedrängt, wo sie dann entweder in nicht näher darge- stellter Weise beseitigt werden, oder im Bereich der Bandenden erstarrt und später in einfacher Weise diese seitlichen Enden des gegossenen Ban- des weggesäumt werden. Auch die aus den Hülsenöffnungen 30 austreten- den und gegen die Seitenabdichtungen 3 hin gerichteten Gasstrahlen 30a unterstützen diese Schlackenabweisung und verhindern ausserdem (zu- sammen den zu beiden Seiten der Hülse 26 wirkenden Gasstrahlen 45a) in vorteilhafter Weise das Anhaften bzw. Ankleben von Schlacke am vertikalen Giessrohrteil 10.

Dadurch, dass die schräg nach unten gerichteten, die Schlackenabweisung zu den Seitenabdichtungen 3 hin bewirkenden Gasstrahlen 46a auch zu der mittleren Ebene E des Schmelzbades 4 hin gerichtet sind, wird in be- sonders bevorzugten Weise dem Anschwemmen der Schlacke an den Giessrollen-Oberflächen entgegengewirkt. Zur Verhinderung dieses An- schwemmens insbesondere infolge einer Wellenbildung auf der Schmelz- badoberfläche 4a wird jedoch erfindungsgemäss durch die nahe der Über- gangskanten Kl, K2 in einer senkrechten Ebene auf die Schmelzbadober- fläche 4a gerichteten Gasstrahlen 45a eine Art Schutzwand gebildet bzw. eine Wellenblockierung realisiert.

Neben dem Effekt der Schlackenabweisung kann durch das erfindungsge- mässe Einblasen von Gas auch eine positive Beeinflussung der Schmelz- badoberfläche 4a, z. B. ihre Verflachung bzw. Beruhigung, erreicht wer- den.

In einer bevorzugten Weise kann auch die Eingiessvorrichtung 6 selber Gasöffnungen bzw. Gaskanäle aufweisen, aus denen Gas derart ausgebla- sen wird, dass eine die Schlackenabweisung bewirkende und/oder die Schmelzbadoberfläche 4a beeinflussende Oberflächenströmung entsteht.

So kann beispielsweise-wie in Fig. 7 dargestellt-der horizontale Giessrohrteil 11 einen oberen, aus dem Schmelzbad 4 hinausragenden Teil 51 aufweisen, der mit einem parallel zu den Längskanälen 15,16 für die Schmelze verlaufenden Gaskanal 52 versehen ist. Der obere Teil 51 weist ferner mehrere über die Gesamtlänge des Giessrohrteiles 11 verteilte, paarweise und spiegelbildlich zur mittleren Ebene E des Schmelzbades 4 angeordnete Gasaustrittsöffnungen 55 auf, die vom Gaskanal 52 schräg nach unten zu der Schmelzbadoberfläche 4a und zu den Giessrollen 1, 2 hin gerichtet sind. Durch die aus diesen Austrittsöffnungen 55 austreten- den Gasstrahlen 55a kann die Schmelzbadoberfläche 4a an den durch den Schmelzaustritt (Öffnungen 18) beeinflussten Stellen sozusagen geglättet werden. Die bereits erwähnten, nach unten gerichteten Gasstrahlen 45a vor den Übergangskanten Kl, K2 schützen wiederum die Giessrollenober- flächen vor dem Anschwemmen der Schlacke. Durch Schrägorientierung der Austrittsöffnungen 55 in Richtung zur jeweils nächstliegenden Seiten- abdichtung 3 hin könnten auch die hier austretenden Gasstrahlen 55a zu der erfindungsgemässen Schlackenentfernung beitragen. Diese könnten sogar die aus den Hohlkörpern 35,36 austretenden, schrägen, gegen die Seitenabdichtungen 3 hin gerichteten Gasstrahlen 46a ersetzen, so dass anstelle der Hohlkörper 35,36 lediglich einfache Gasleitungen 58 mit

nach unten gerichteten Austrittsöffnungen 45 zum Schutz der Giessrollen- oberflächen eingesetzt werden könnten, wie in Fig. 7 angedeutet.

Es wäre auch möglich, die erfindungsgemässe, durch Einblasen von Gas bewerkstelligte Schlacken-bzw. Einschlussabweisung zu den Seitenab- dichtungen hin mit einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur elektro- magnetischen Erzeugung von Oberflächenströmung in der Schmelze zu kombinieren, die den Gegenstand einer früheren Patentanmeldung (CH- Patentgesuch Nr. 2001 1716/01) bilden. Beispielsweise könnte das Weg- weisen der Schlacke von den Giessrollenoberflächen elektromagnetisch erfolgen.