CH695138A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Abdichtung eines Spaltes zwischen einer Rollenstirnseite und einer Seitenabdichtung an einer Rollen- Bandgiessmaschine. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung eines Spaltes  zwischen einer Rollenstirnseite und -einer Seitenabdichtung einer  Rollen-Bandgiessmaschine sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des  Verfahrens. 



   Es ist bekannt, an einer Zweirollen-Bandgiessmaschine zum Giessen  eines Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes, im Stirnseitenbereich  der Giessrollen Seitenabdichtungen vorzugsweise in Form von Keramikplatten    anzubringen. Zwischen der jeweiligen Rollenstirnseite und der  jeweiligen Seitenabdichtung wird ein Dichtspalt gebildet, dessen  Kapillarwirkung zur Abdichtung genutzt wird. Kleinste Schwankungen  im kapillaren Spalt können jedoch bewirken, dass der niederviskose,  flüssige Stahl in den Spalt eindringt, wodurch an der Schmalseite  des Stahlbandes Finnen entstehen, die die Gefahr einer unzulässigen  Abnützung an den Giessrollen und/oder an den Seitenabdichtungen mit  sich bringen und zudem auch Folgeschäden an den Walzen eines nachgeschalteten  Walzegerüstes verursachen können.

   Schäden können auch durch den möglichen  Austritt des flüssigen Stahles entstehen. Die Unregelmässigkeiten  an der Band-Schmalseite müssen durch Abschneiden der Ränder entfernt  werden, was nebst dem Zusatzaufwand die Ausbringung reduziert. 



   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren  der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zum Durchführen  des Verfahrens vorzuschlagen, durch welche die Gefahr des Austrittes  vom flüssigen Metall weitgehend eliminiert und die Bildung von Finnen  an der Schmalseite des Metallbandes vermieden wird. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen  des Anspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9 gelöst.                                                          



   Dadurch, dass erfindungsgemäss im Bereich des Spaltes ein elektrisches  Wirbelfeld erzeugt wird, derart, dass lokal ein Gradientenfeld entsteht  und die in der zu vergiessenden Metallschmelze erzeugten Wirbelströme  das Eindringen der Schmelze in den Spalt verhindern oder die Schmelze  aus dem Spalt zurückdrängen, wird die Kapillarwirkung im Dichtspalt  wirksam unterstützt, eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet und  infolge   dessen bessere Qualität der Giessbandkanten sowie eine  Reduktion des Verschnittes erreicht. Von besonderem Vorteil ist dabei  der relativ kleine Energieaufwand zur Erzeugung des lokalen Wirbelfeldes.                                                      



   Bevorzugte Weitergestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung  bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche. 



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.  Es zeigen:      Fig. 1 schematisch das erfindungsgemässe Abdichtungsprinzip  eines Spaltes zwischen einer Rollen-Stirnseite und einer Seitenabdichtung;     Fig. 2 schematisch die Anordnung einer Anzahl von entlang der  Rollenstirnseiten im Kokillenbereich einer Bandgiessmaschine angeordneten  Magnetelementen zur Erzeugung eines elektrischen Wirbelfeldes;     Fig. 3 eines der Magnetelemente nach Fig. 2 im Querschnitt entlang  der Linie A in einer ersten Ausführungsform;     Fig. 4 eines der  Magnetelemente nach Fig. 2 im Querschnitt entlang der Linie A in  einer zweiten Ausführungsform; und     Fig. 5 eines der Magnetelemente  nach Fig. 2 im Querschnitt entlang der Linie A in einer dritten Ausführungsform.  



   Fig. 1 zeigt eine Giessrolle 1 einer Zweirollen- Bandgiessmaschine  zum Giessen eines Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes, im  Teilschnitt. Diese Giessrolle 1 zusammen mit einer zweiten Rolle  2 ist schematisch auch in Fig. 2 angedeutet. Durch die beiden Giessrollen  1, 2 einer   seits und zwei im Stirnseitenbereich der Rollen 1, 2  angeordnete Seitenabdichtungen 3 anderseits wird ein Kokillenraum  für das flüssige Metall begrenzt. Zwischen den beiden, um horizontale  Drehachsen D (Fig. 1) drehbaren Rollen 1, 2 ist ein Durchgangsspalt  4 (Fig. 2) vorhanden, durch welchen das erzeugte Metallband weggeführt  wird. 



   Die Rollen 1, 2 bestehen gemäss Fig. 1 jeweils aus einem Basismaterial  5, vorzugsweise Kupfer, und sind mit einer Oberflächenschicht 6 aus  einem verschleissfesten Material versehen. Beim Material der Seitenabdichtungen  3 handelt es sich in der Regel um Keramik. 



   Wie in Fig. 1 in vergrössertem Massstab dargestellt ist, ist zwischen  einer ringförmigen Rollenstirnseite 7 der Rolle 1 und der entsprechenden  Seitenabdichtung 3 ein Dichtspalt 10 vorhanden. Damit kein flüssiges  Metall in diesen Dichtspalt 10 eindringt (und dadurch Finnen an der  Schmalseite des Metallbandes entstehen) oder sogar aus diesem Dichtspalt  10 austritt, wird nicht nur die Kapillarwirkung in diesem Dichtspalt  10 genutzt, sondern zusätzlich erfindungsgemäss ein elektrisches  Wirbelfeld erzeugt, derart, dass im Bereich des Dichtspaltes 10 lokal  ein Gradientenfeld entsteht, das in Fig. 1 schematisch angedeutet  und mit 13 bezeichnet ist, und das eine dem Eindringen des flüssigen  Metalls in den Dichtspalt 10 entgegenwirkende Kraft zur Folge hat.                                                             



   Zur Erzeugung des lokalen elektrischen Wirbelfeldes sind im Bereich  des Kokillenraumes 5 bzw. des jeweiligen Dichtspaltes zwischen jeder  Rollenstirnseite 7 und der betreffenden Seitenabdichtung 3 mehrere  Magnetelemente 15 nacheinander über den entsprechenden Rollenumfang  verteilt angeordnet. Die Magnetelemente 15 sind ortsfest angeordnet  und vor   zugsweise an den Seitenabdichtungen 3 fixiert, so dass  sie beim Rollenwechsel zusammen mit den Seitenabdichtungen 3 mittels  eines in der Zeichnung nicht dargestellten Manipulators in einfacher  Weise entfernt werden können. Der Aufbau einzelner Magnetelemente  15 ist aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich, wobei selbstverständlich ausser  diesen drei dargestellten Ausführungsvarianten auch andere Ausgestaltungen  möglich wären. 



   Erfindungsgemäss werden mit Vorteil die einzelnen über den jeweiligen  Rollenumfang von oben bis nach unten, zum Durchgangsspalt 4 hin aufgeteilten  Magnetelemente 15 modular aneinandergereiht. Sie decken hierbei annähernd  die gesamte Länge der Seitenabdichtung 3 ab, welche entlang der jeweiligen  Giessrolle 1, 2 verläuft. 



   Beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zwei untersten,  in unmittelbarem Bereich des Durchgangsspaltes 4 angeordneten Magnetelemente  15', 15'' beider Rollen 1, 2 je zu einem zusammengefasst. Die einzelnen,  entsprechend geeignet konstruierten Magnetelemente 15 werden vorzugsweise  mit unabhängig regulierbaren Speisungen ausgerüstet, wobei die unabhängige  Regulierung je nach Prozessanforderungen und Druckhöhe erfolgt. Vorzugsweise  werden die in gleicher Höhe (d.h. im gleichen Abstand vom Durchgangsspalt  4) vor der Stirnseite beider Rollen 1, 2 angeordneten, einander gegenüberliegenden  Magnetelemente 15 jeweils gemeinsam angesteuert. 



   Wie aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist, umfasst jedes Magnetelement  15 einen lamellierten, aus im Wesentlichen L-förmigen Blechen zusammengesetzten  oder nach einem Sinterverfahren hergestellten Eisenkörper 16 sowie  eine diesem zugeordnete Spule 17. Mit diesen wird ein magnetisches  Wechselfeld im Frequenzbereich von 300 bis 3000 kHz erzeugt. Dieses  Wechsel   feld verursacht die Bildung von elektrischen Wirbelströmen,  die den flüssigen Stahl (oder ein anderes, elektrisch leitendes Metall)  durchsetzen und - wie bereits erwähnt - dem Eindringen desselben  in den Dichtspalt 10 lokal entgegenwirken. Die über den jeweiligen  Walzenumfang von oben bis nach unten aufgeteilten Magnetelemente  15 stossen sozusagen aneinander. In bevorzugter Ausführung weist  der jeweilige Eisenkörper 16 in Umfangsrichtung der Rolle 1 bzw.

    2 gesehen im Spulenbereich 16s die halbe Länge auf, und die L-förmigen  Bleche sind im Spulenbereich überlappt geschichtet, wodurch über  die Gesamtlänge in Feldrichtung des -Eisenkörpers 16 der gleiche  Querschnitt wie innerhalb der Spule 17 entsteht. 



   Der Eisenkörper 16 ist in seinem oberen Bereich 16o von aussen an  der Seitenabdichtung 3 abgestützt und in nicht näher dargestellter  Weise fixiert. Ein unterer Bereich 16u ist mit einem vorderen, sich  nach oben zum Dichtspalt 10 hin erstreckenden -Eisenkörper-Bereich  16v verbunden. Zur Verstärkung der Gradientenbildung des elektrischen  Wirbelfeldes im aktiven Luftspalt zwischen den Eisenkörperteilen  16o, 16v bzw. im Dichtspalt 10 ist in der Walzenstirnseite 7 eine  Feldführung 20 eingebaut, die durch einen ferromagnetischen, lamellierten  oder gesinterten Ring oder durch ein oder mehrere Ringsegmente gebildet  ist. Eine obere Fläche 18 des Eisenkörper-Bereichs 16v verläuft parallel  zu einer Fläche 19 der Feldführung 20 bzw. der Rollenstirnseite 7,  wodurch beispielsweise ein schräg verlaufender Teil 10' des Dichtspaltes  10 gebildet wird. 



   Innerhalb des Eisenkörpers 16 sind vorzugsweise Kupferplatten 22,  23 angeordnet, die ebenfalls die Gradientenbildung des elektrischen  Wirbelfeldes 13 beeinflussen und das Streufeld in Richtung des Dichtspaltes  10 abdrängen. Gegebenenfalls sind zwei Kupferplatten 22, 23 vorhanden.  Diese sind gleichzeitig als Kühlelemente vorgesehen. 



     Wie aus dem Vergleich der Fig. 3 bis 5 hervorgeht, können die  Eisenkörper 16, die Seitenabdichtungen 3, die Feldführungen 20 und  die Kupferplatten 22, 23 verschiedene Querschnittsformen bzw. Dimensionen  aufweisen. Geeignete Feldführungen könnten auch in Seitenabdichtungen  3 eingebaut werden (anstatt an der Rollenstirnseite 7 oder zusätzlich  dazu). Fig. 5 zeigt, dass die Gradientenbildung im Dicht-spaltbereich  durch Änderung des Luftspaltes mittels Anordnung von weiteren, zusätzlichen  Schrägflächen 24 bzw. 25 am Eisenkörper 16 zusätzlich optimiert werden  kann. 



   Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen  ausreichend dargetan. Sie könnte jedoch noch in weiteren Varianten  veranschaulicht sein. So könnte zum Beispiel die Anzahl der vorgesehenen  Magnetelemente 15 pro Reihe variiert werden, d.h. es könnten im Prinzip  auch nur eines oder auch mehr als elf (wie dargestellt) solcher vorgesehen  sein. 



   Der jeweilige Spalt 10 zwischen der Rollenstirn-seite 7 und der Seitenabdichtung  3 kann entweder durch ein gegenseitiges Positionieren oder durch  eine beabstandete Anordnung der beiden gebildet sein.

Claims (14)

1. Verfahren zur Abdichtung eines Spaltes zwischen der Stirnseite einer Giessrolle (1, 2) und einer Seitenabdichtung (3) einer Rollen-Bandgiessmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Spaltes (10) ein elektrisches Wirbelfeld erzeugt wird, derart, dass lokal ein Gradientenfeld (13) entsteht und die in der zu vergiessenden Metallschmelze erzeugten Wirbelströme das Eindringen von Schmelze in den Spalt (10) verhindern oder die Schmelze aus dem Spalt (10) zurückdrängen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Wirbelfeld durch ein magnetisches Wechselfeld mit einem Frequenzbereich zwischen 300 Hz und 3000 kHz erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Wirbelfeld durch mindestens ein vor der Rollenstirnseite angeordnetes Magnetelement (15) erzeugt wird.

4.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Wirbelfeld durch eine Anzahl von im Kokillenbereich (5) der Bandgiessmaschine entlang der jeweiligen Rollenstirnseite (7) angeordneten, an der Seitenabdichtung (3) angebrachten Magnetelementen (15) erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetelemente (15) modular aufgeteilt und mit unabhängig regulierbaren Speisungen ausgerüstet sind, wobei die Regulierung je nach Prozessanforderungen und Druckhöhe erfolgt.

6.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnung von Feldführungen (20) in Form von ferromagnetischen, lamellierten oder gesinterten Elementen an der Rollenstirnseite (7) und/oder an der Seitenabdichtung (3) die Gradientenbildung des elektrischen Wirbelfeldes im Bereich des Spaltes (10) optimiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Feldführungen (20) in der Rollenstirnseite eingebaute ferromagnetische Ringe oder Ringsegmente verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnung von Kupferplatten (22, 23) im Innern eines Magnetelementen-Eisenkörpers (16) die Gradientenbildung des elektri schen Wirbelfeldes beeinflusst wird, wobei die Kupferplatten (22, 23) gleichzeitig als Kühlelemente vorgesehen sind.

9.

Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens ein Magnetelement (15), welches eine Spule (17) sowie einen einen aktiven Luftspalt bildenden Eisenkörper (16) umfasst, wobei der Eisenkörper (16) derart angeordnet ist, dass im aktiven Luftspalt im Bereich des Spaltes (10) zwischen der Rollenstirnseite (7) und der Seitenabdichtung (3) ein Gradientenfeld erzeugt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (15) an der Seitenabdichtung (3) angebracht ist.

11. Vorrichtung nach Ansprach 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des zu erzeugenden Gradientenfeldes und zur Kühlung im Innern des Eisenkörpers (16) Kupferplatten (22, 23) angeordnet sind.

12.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (10) zwischen der Rollenstirnseite (7) und der Seitenabdichtung (3) entweder durch ein gegenseitiges Positionieren oder durch eine beabstandete Anordnung der Rolle zur Seitenabdichtung (3) gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Kokillenbereich (5) der Rollen-Bandgiessmaschine entlang der jeweiligen Rollenstirnseite (7) eine Anzahl von aneinandergereihten Magnetelementen (15) angeordnet ist, wobei die in gleicher Höhe vor der Stirnseite beider Rollen (1, 2) angeordneten, einander gegenüberliegenden Magnetelemente (15) jeweils gemeinsam ansteuerbar sind.

14.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Kokillenbereich (5) der Rollen-Bandgiessmaschine entlang der jeweiligen Rollenstirnseite (7) eine Anzahl von aneinandergereihten Magnetelementen (15) angeordnet ist, wobei die in unmittelbarem Bereich eines zwischen den beiden Rollen (1, 2) vorhandenen Durchgangsspaltes (4) angeordneten Magnetelemente (15', 15'') je zu einem zusammengefasst sind.