CH676337A5

CH676337A5 -

Info

Publication number: CH676337A5
Application number: CH2776/88A
Authority: CH
Inventors: Hans Gloor
Original assignee: Concast Standard Ag
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1991-01-15
Also published as: JPH03500390A; WO1990000946A1; EP0378626A1; US5025851A

Description

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CH 676 337 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Gies-sen dünner Bänder aus Metali oder Metalioxyden gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Es ist bekannt, metallische und metalloxydische Schmelzen mittels Giessrädern oder auf Giessbän-dern zu vergiessen. Je nach Legierung und Abkühlungsgeschwindigkeit der Schmelze kann eine kristalline oder amorphe Erstarrung erreicht werden. Solche Bänder mit Bandbreiten von weniger als 1 mm bis 200 mm und mehr können für verschiedenste Zwecke in der Chemie, Elektrotechnik etc. verwendet werden. Bezüglich der vergiessbaren Materialien, wie Metall- oder Metalloxydschmelzen sind praktisch keine Grenzen gesetzt.

Aus US-PS 4 281 706, die den Oberbegriff bildet, ist es bekannt, Giessräder mit vertikaler Rotationsachse zu verwenden. Eine Metallzuführung ist oberhalb der kreisförmigen Radscheibe angeordnet. Die mit der Kreisscheibe zusammenwirkende Giessdüse ist in einem definierten Neigungswinkel zur ebenen, waagrechten Kreisscheibenfläche bzw. zu leicht angeschrägten Kantenflächen der Kreisscheibe angeordnet. Der Auftreffwinkel der Schmelze und das Verhältnis zwischen der Giess-strahlbewegungsgeschwindigkeit sowie die Geschwindigkeit der rotierenden Fläche des Giessrades ist bei diesem Schmelzenspinnverfahren (Melt-Spinning) von besonderer Bedeutung. Die mit diesem Giessrad erzeugten Bänder sind spiralförmig und werden für Spiralbandpakete verwendet. Geradlinige Bänder können mit diesem Verfahren nicht gegossen werden.

Aus WO 8 802 288 ist es weiter bekannt, Giessräder mit horizontaler Rotationsachse zu verwenden und dabei anstelle des Schmelzenspinnverfah-rens die Schmelze mittels dem Giessrad aus einem eng definierten Spalt zwischen Düsenkörper und Giessradoberfläche herauszuziehen. Die dabei verwendeten Giessdüsen können mit Einspeisun-gen von oberhalb oder unterhalb der Austrittsöffnung der Giessdüse versehen sein. Bei beiden Ein-speisungsarten muss der Düsenzufluss vor der Giessdüse im Schmelzenzuführsystem umgelenkt werden, was die Düse verteuert und das Verfahren störanfälliger macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Glessen von Bändern weiter zu verbessern unter besonderer Beachtung der Metallzuführtechnik zum Giessrad und einer verbesserten Düsenkonstruktion.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Summe der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemässen Lösung kann das Giessen von Bändern weiter verbessert werden. Die Metallzuführung auf die im wesentlichen vertikal liegende Trommelmantelfläche des Giessrades ergibt neue Gestaltungsmöglichkeiten für Metallzuführsysteme und für Giessdüsen. Sie ermöglicht insbesondere im wesentlichen geradlinige Schmelzenzuführungen sowohl von oberhalb wie auch von unterhalb der Metallaustrittsöffnung der Giessdüse. Im weiteren kann dadurch Form und Art des Schmelzenbehälters bzw. der Metalleinspeisungen in den Schmelzenbehälter frei gestaltet werden. Mit dem erfindungsgemässen Zusammenwirken von Trommelmantelfläche des Giessrades und Giessdüse kann aber auch diese selbst vereinfacht werden. Dies führt zu einer grösseren Wirtschaftlichkeit des Giessverfahrens und einer erhöhten Betriebssicherheit.

Die vertikal liegende Trommelmantelfläche des Giessrades kann sowohl auf der Innenseite als auch auf der Aussenseite einer Trommel angeordnet sein. Eine einfache Düsenanordnung und Spaltkontrolle kann, gemäss einem Ausführungsbeispiel, erreicht werden, wenn die Metallaustrittsöffnung auf einen im wesentlichen zylindrischen Aussen-mantel der Trommel gerichtet ist.

Beim Herstellen sehr schmaler Bänder kann die Metallaustrittsöffnung der Giessdüse rund oder quadratisch ausgebildet sein, Zum Giessen von Metallbändern mit einer gegenüber der Dicke vielfachen Bandbreite ist es von Vorteil, wenn die Metallaustrittsöffnung der Giessdüse schlitzförmig vorgesehen ist und die Schlitzlänge im wesentlichen parallel zur Rotationsachse liegt.

Zusätzliche Vorteile sind erreichbar, wenn die Giessdüse rohrförmig ausgebildet ist und die Rohrlängsachse im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Trommelmantelfläche angeordnet ist. Dabei kann die Längsachse der schlitzförmigen Metallaustrittsöffnung parallel zur Rohrfängsachse in der Rohrmantelfläche angeordnet sein.

Rohrförmige Feuerfestteile, insbesondere Rohre mit rundem Querschnitt, sind in verschiedenen Feuerfestqualitäten als Normteile erhältlich. Um eine preisgünstige Herstellung solcher rohrförmiger Giessdüsen zu erreichen, können solche rohrförmige Normteile an einem Rohrende verschlossen und am andern Rohrende in einen Schmelzenbehälter eingetaucht werden. Die Giessdüse kann dabei vom Schmelzenbehälter vollständig getrennt angeordnet sein. Eine Bohrung bzw. ein Schlitz kann als Düsenöffnung für den Metallaustritt im Rohrmantel angebracht werden. Soll die Schmelze von unterhalb der Metallaustrittsöffnung der Düse zugeführt werden, so kann, gemäss einer zusätzlichen Ausführungsform, die rohrförmige Giessdüse in einen Druckbehälter eintauchen.

Wenn die Giessdüse einen rohrförmigen runden Querschnitt aufweist, ist es von Vorteil, im Bereich der Metallaustrittsöffnung die äussere Rohrmantelfläche der Düse zur Erzielung einer bestimmten Spaltkonfiguration abzuflachen.

Im nachfolgenden soll anhand von Figuren der Gegenstand der Erfindung weiter erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht auf eine Giess-einrichtung für schmale Bänder,

Fig. 2 eine schematische Ansicht auf ein weiteres Beispiel einer Giesseinrichtung,

Fig. 2A eine Ansicht auf die Schnittlinie A-A der Fig. 2 und

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein weiteres Beispiel einer Giesseinrichtung.

In Fig. 1 ist mit 2 ein Giessrad zum Giessen dün-

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ner Bander dargestellt. Das Giessrad 2 hat eine im wesentlichen vertikale Rotationsachse 3. Eine Metallzuführung 4 verbindet einen Metallvorratsbehälter 5 mit einer Giessdüse 6, deren Metallaustrittsöffnung 7 auf eine rotierende Kühlfläche des Giessrades 2 gerichtet ist. Als Kühlfläche dient eine im wesentlichen vertikal liegende Trommelmantelfläche 8, und zwischen der Metallaustrittsöffnung 7 und der Trommelmantelfläche 8 ist ein Spaltabstand A von weniger als 1 mm vorgesehen.

Der zylindrische Trommelaussenmantel 8 kann eine um wenige Grad geneigte Rotationsachse aufweisen. Mit 10 ist das vom Giessrad 2 abgelöste Metallband dargestellt.

In Fig. 2 und 2A ist eine trichterförmige Metallzuführung 14 mit einer rohrförrnigen Giessdüse 16 verbunden. Eine schlitzförmige Metallaustrittsöffnung 17 ist auf die Trommelmantelfläche 8 des Giessrades 2 gerichtet. Es versteht sich von selbst, dass entweder die ganze Giesseinrichtung oder die mit Pfeil 19 dargestellte Schmelzenzuführung in den Zuführtrichter 14 in einem Vakuumgehäuse oder in einer Schutzgasatmosphäre angeordnet sein können.

Die Länge 18 der schlitzförmigen Metallaustrittsöffnung 17 und die Metallzuführrichtung 23 in der Giessdüse 16 bis kurz vor der Metallaustrittsöffnung 17 ist im wesentlichen parallel zur Rotationsachse 3. Auch eine Rohrlängsachse 20 der Giessdüse 16 ist quer zur Bewegungsrichtung 21 der Trommelmantelfläche 8 angeordnet. Eine Breite 11 der schlitzförmigen Austrittsöffnung 17 beträgt dabei das 5- bis 50-fache, vorzugsweise das 10- bis 30-fache, der Solldicke des zu giessenden Bandes. Die rohrförmige Giessdüse 16 ist allseitig um die Metallaustrittsöffnung 17 abgeflacht, sodass sich eine Fläche 12 bildet. Diese kann konkav sein und mit dem Radius des Giessrades 2 übereinstimmen.

In Fig. 3 sind Rotationsachsen 3' und 3' ' gegenüber der vertikalen Rotationsachse 3 leicht geneigt. Das Giessrad ist dabei im wesentlichen zylinderförmig. Eine runde, rohrförmige Metallzufuhrung 30 ist an einem Ende als Giessdüse 37 ausgebildet und mit einem Schlitz 31 als Metallaustrittsöffnung versehen. Oberhalb des Schlitzes 31 ist das Rohrende mit einem Deckel 32 verschlossen. Für eine rasche Entlüftung bei Giessbeginn ist eine Entlüftungsöffnung 45 angebracht. Als Einspeisung ist ein heizbares Gefäss 33 mit Heizelementen 34 vorgesehen. Mit einem entsprechend ausgebildeten Deckel 35 ist das Gefäss 33 druckdicht verschlossen. Dieser Deckel 35 dient in diesem Beispiel als Aufhängung für die Metallzuführung 30, die Giessdüse 37 und das Gefäss 33 an einer Haltevorrichtung 36. Die Haltevorrichtung 36 wird so nahe wie möglich an die Metallaustrittsöffnung 31 der Giessdüse 37 angeordnet, damit der Spaltabstand A genau eingehalten werden kann. Er kann 0,05-0,5 mm, vorzugsweise 0,1-0,3 mm, betragen. Im Bereich des Spaltabstandes A wird bei runden Giessdüsen 37 der Düsenmantel beidseits der schlitzförmigen Metallaustrittsöffnung 31 abgeflacht.

Die Zuführung 30 mit der Giessdüse 37 kann kurz vor Giessbeginn in den Schmelzenbehälter 33 eingetaucht und beispielsweise auch getrennt von diesem aufgehängt werden. Zur Einleitung des

Giessvorganges wird über eine Gaszuführung 38 Druck oberhalb des Metallbades erzeugt, der dieses In die Giessdüse 37 hochpresst. Über eine nicht dargestellte Metallzuleitung kann der Schmelzenbehälter 33 während des Giessbetriebes mit Schmelze laufend versorgt werden.

Während des Giessvorganges wird die Schmelze mit einem Druck P in die rohrförmige Düse 37 in Richtung des Pfeils 39 hochgepresst und kurz vor der Schlitzöffnung 31 um etwa 90 Grad gemäss Pfeil 40 umgelenkt. Im Spaltabstand A zwischen der Austrittsöffnung 31 und der Trommelmantelfläche 8 wird die zufliessende Schmelze von der Ausfliessrich-tung in der Austrittsöffnung 31 nochmals in die Bandabzugsrichtung 41 umgelenkt. Durch die rasche Erstarrung auf der Trommelmantelfläche 8 tropft überraschenderweise im definierten Spalt A keine Schmelze nach unten. Auch ist das Band an der oberen und unteren Kante 42 bzw. 43 von gleicher Qualität und gleich in der Dicke.

Der Spaltabstand A wird in der Regel bei kleinen Bandbreiten parallel eingestellt. Es ist aber denkbar, dass der Spaltabstand A für die Herstellung grosser Bandbreiten, insbesondere bei vertikalen Giessrohren, die von unten gespiesen sind, ungleich gewählt werden kann. Er kann sich z.B. nach oben vergrössern. Ebenso kann die Breite 11 (Fig. 2A) der schlitzförmigen Metallaustrittsöffnung über die Länge 18 (Fig. 2A) ungleich gewählt werden, um Banddickenvariationen zu steuern, oder um Kantenausbildungen zu optimieren.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Giessen dünner Metallbänder, bestehend aus einem Giessrad (2) mit Im wesentlichen vertikaler Rotationsachse (3), einer Metallzuführung (4) mit einer Giessdüse (6), wobei die Giessdüse (6) mit ihrer Metallaustrittsöffnung (7) auf eine rotierende Kühlfläche (8) des Giessrades (2) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (7) der Giessdüse (6) auf eine im wesentlichen vertikal liegende Trommelmantelfläche (8) des Giessrades (2) gerichtet ist und zwischen der Metallaustrittsöffnung (7) der Giessdüse (6) und der Trommelmantelfläche (8) ein Spaltabstand (A) von weniger als 1 mm vorgesehen Ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessdüse (6) auf einen im wesentlichen zylindrischen Aussenmantel (8) der Trommel (2) gerichtet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallaustrittsöffnung (17) der Giessdüse (16) schlitzförmig vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallzuführrichtung (23) in der Giessdüse (16) im wesentlichen parallel zur Rotationsachse (3) liegt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessdüse (16) rohrförmig ausgebildet ist und die Rohrlängsachse

(20) im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung

(21) der Trommelmantelfläche (8) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3-5,

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dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der schlitzförmigen Metallaustrittsöffnung (17, 31) quer zur Bewegungsrichtung (21,41) der Trommelmantelfläche (8) liegt,

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Giessdüse (16,37) an einem Rohrende einen Verschluss und eine Entlüftungsöffnung (45) aufweist und mit dem andern Rohrende mit einer Einspeisung (14, 33) für flüssiges Metall verbunden ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Giessdüse (16, 37) einen runden Querschnitt aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Rohrmantelfläche der Giessdüse (16, 37) im Bereich der Metallaustrittsöffnung (17,31) abgeflacht ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (11) der schlitzförmigen Austrittsöffnung (17) das 5- bis 50-fache, vorzugsweise das 10- bis 30-fache, der Dicke des zu giessenden Bandes beträgt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltabstand (A) zwischen der Giessdüse (16, 37) und der Trommelmantelfläche (8) des Giessrades (2) 0,05-0,5 mm, vorzugsweise 0,1-0,3 mm, beträgt.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Giessdüse (37) vom Schmelzenbehälter (33) getrennt ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Giessdüse (37) in ein als Druckbehälter ausgebildetes Vorratsgefäss (33) eintaucht.

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