DD283961A5

DD283961A5 - Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen duenner metallischer gegenstaende

Info

Publication number: DD283961A5
Application number: DD89330413A
Authority: DD
Inventors: Serge Heurtault
Original assignee: ��K@��@��@��@��@��@��@M��]k��
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1990-10-31
Also published as: FR2633852B1; DE68900449D1; EP0350345B1; JPH0263651A; ATE69565T1; ES2027455T3; FI86693C; FI86693B; FI893299A7; CN1039547A; AU608451B2; AU3675289A; EP0350345A1; ZA894772B; KR900001442A; US5083603A; GR3003868T3; FI893299A0; RU1774897C; BR8903329A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggieszen duenner metallischer Gegenstaende, wie Bleche oder Baender, wobei das geschmolzene Metall der gekuehlten Auszenwand einer rotierenden Hauptwalze (1) zugefuehrt wird und das fluessige Metall (7) auszerdem begrenzt wird von einer rotierenden Zusatzwalze * deren Durchmesser geringer als derjenige der Hauptwalze ist und die in einem Abstand zur Wand der Hauptwalze angeordnet ist, deren Groesze im wesentlichen gleich der Dicke des gegossenen Gegenstandes (10) ist. Die Zusatzwalze (3) wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit in Drehungen versetzt, die groeszer als diejenige der Hauptwalze (1) ist. Die Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens weist eine Antriebsanordnung (4, 5) fuer die Rotation der Zusatzwalze (3) auf eine Geschwindigkeit auf, die unabhaengig von der Geschwindigkeit der Hauptwalze ist. Figur{Verfahren; Stranggieszen; Bleche; Baender; gekuehlte Auszenwand; Hauptwalze; Zusatzwalze; Antriebsordnung; Geschwindigkeit}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die direkte Erzeugung von metallischen Bändern oder Blechen aus einem geschmolzenem Metall und insbesondere die Erzeugung von Bändern oder Blechen mit geringen oder sehr geringen Dicken, insbesondere aus Stahl, mittels der Stranggießtechnik auf eine zylindrische Walze.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine derartige Stranggießtechnik besteht darin, das geschmolzene Metall auf die gekühlte Außenwand einer sich drehenden Walzo zu gießen, wobei das Metall bei Berührung mit dieser Wand erstarrt und das derart gebildttb Band im Kontakt mit der Wand über einen Teil des Umfangs gehalten wird, um so weiter abzukühlen. Das geschmolzene Metall wird der Walzenwand üblicherweise über einen feuerfesten offenen Kanal zugeführt, dessen Ende mit der Wand bündig abschließt. Die sich drehende Walze nimmt aufgrund ihrer Bewegung das Metall mit, das aufgrund der Berührung zunehmend erstarrt.

Das geschmolzene Metall muß außerdem im oberen Abschnitt des Zufuhrkanals begrenzt werden. Dies kann erfolgen durch eine feuerfeste obere feststehende Wand, die am Kanal befestigt ist, wie es in der US-PS 42 74 471 beschrieben ist.

Diese Schrift lehrt außerdem die Verwendung einer gekühlten Zusatzwalze am Ende dieser oberen Wand, wobei diese Walze die Erstarrung der oberen Haut des Gegenstandes einleitet und dadurch dessen Dicke begrenzt.

Aus der EP-OS 0 198 669 ist ebenfalls die Verwendung einer Zusatzwalze zu diesem Zweck bekannt, die teilweise in das flüssige Metall eintaucht und dabei rotiert.

Es wurde jedoch festgestellt, daß Gegenstände, die mit diesem Verfahren erzeugt wurden, eine Oberfläche mit mangelhafter Qualität aufwiesen. Die Oberfläche ist nämlich körnig, wenn die Erstarrung ausschließlich ausgehend von der Gieß-Hauptwalze erfolgt und die Verwendung einer Zusatzwalze geringeren Durchmessers führt zu einer schuppenförmigen Oberfläche des Gegenstandes.

Ziel der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das obengenannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß Gegenstände mit einwandfreier Oberfläche, d. h. ohne die beschriebenen Nachteile, erhalten werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von einem Verfahren zum Stranggießen dünner Gegenstände, wie Bleche oder Bänder, wobei das geschmolzene Metall der gekühlten Außenwand einer rotierenden Hauptwalze zugeführt wird und das flüssige Metall außerdem begrenzt wird von einer rotierenden Zusatzwalze, deren Durchmesser gerinner als derjenige der Hauptwaize ist und die in einem Abstand zur Wand der Hauptwalze angeordnet ist, deren Größe im wesentlichen gleich der Dicke des gegossenen Gegenstandes ist, wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Zusatzwalze mit einer Geschwindigkeit in Drehungen versetzt wird, derart, daß ihre lineare Umfangsgeschwindigkeit größer ist als diejenige der Hauptwalze.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Geschwindigkeitsunterschied der Zusatzwalzen bezüglich der Hauptwalze 2 bis 20% und die vorteilhafterweise zwischen 6 und 10%.

Die Erfinder haben festgestellt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Oberflächenunregelmäßigkeiten, wie unebene oder schuppige Stellen, vermieden oder zumindest stark reduziert werden können.

Die Erfinder haben ferner festgestellt, daß die oben erwähnten Oberflächenfehler auf einer mangelhaften Beherrschung des Band- oder Blechweges zurückzuführen sind, und zwar unmittelbar nach der Engstelle zwischen Hauptwalze und Zusatzwalze, da der Gegenstand die Neigung auiweist, nicht mit der Hauptwalze in Kontakt zu bleiben, obwohl das für eine bestimmte Umfangsstrccke notwendig iöt, ausgehend von der Engstelle, um eine Berührungsgleichförmigkeit der unteren Fläche des Gegenstandes mit der Walze zu gewährleisten. Die Erfinder haben erkannt, daß es notwendig ist, den Weg des gi _υ ssenen Gegenstandes von der Engstelle aus exakt zu steuern, um den erforderlichen engen Kontakt mit der Hauptwalze sicherzustellen.

Es sei betont, daß die Verwendung einer Zusatzwalze oder mehreren Zusatzwalzen zur Führung des Gegenstandes, wie es in der US-PS 42 74 471 dargestellt ist, die obengenannten Schwierigkeiten nicht beseitigt, da selbst bei Annäherung dieser Walzen notwendigerweise ein gewisser Abstand zwischen der Berührungsstelle zwischen der ersten und der zweiten Walze besteht, wobei bei diesem Abstand die perfekte Kontakthaltung des Gegenstandes mit der Hauptwalze nicht gewährleistet ist.

Die Erfinder konnten anhand von Experimenten nachweisen, im Zusammenhang mit dem Gießen dünner Stahlbänder, daß das Band die natürliche Tendenz aufweist, sich von der Walzenwand nach der Engstello abzulösen, wobei dieser Effekt je nach den Gießbedingungen in größerem oder kleinerem Maß auftritt, selbst wenn das Band nach der Engstelle durch geeignete Anordnungen geführt wird.

Tatsächlich ist es so, daß in erster Linie die obere Haut des Gegenstandes die Neigung aufweist, nach der Engstelle mit der oberen Walze in Berührung zu verbleiben und demzufolge dazu neigt, die untere Haut von der Walze zu lösen.

Dabei haben die Erfinder festgestellt, daß der Drehantrieb der Zusatzwalze in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen der Hauptwalze und mit höherer linearer Umfangsgeschwindigkeit bezüglich zur letzteren einen praktisch perfekten Kontakt zwischen der unteren Fläche des Gegenstands und der Wand der Hauptwalze gewährleistet.

Es sei bemerkt, daß bei dieser Art des Gießens sich eine Art flüssiger Trichter bildet, der von den beiden erstarrenden Häuten eingeschlossen ist. Die untere Haut, deren Dicke vom Punkt der ersten Berührung des flüssigen Metalls mit der Walze zunimmt, bildet sich auf der Hauptwalze aus, während sich eine obere Haut auf gleiche Art und Weise bei Berührung mit der Zusatzwalze ausbildet. Es ist bekannt, daß die Anordnung des Bodens des flüssigen Trichters im wesentlichen auf Höhe der Engstelle erfolgen soll, um einerseits ein Einwalzen des Gegenstandes zu vermeiden sowie die daraus resultierende" starken Krafteinwirkungen auf Hauptwalze und Nebenwalze im Falle eines Trichterbodens vor der Engstelle, sowie andererseits eine Rißbildung zu vermeiden im Falle eines Trichterbodens nach der Engstelle.

Während der Experimente haben die Erfinder festgestellt, daß ein Umfangsgeschwindigkeitsunterschied der Zusatzwalze zur Hauptwalze von weniger als 2% nicht ausreicht, um aufgrund der höheren Geschwindigkeit der oberen Haut bezüglich der unteren Haut mittels mechanischer Kopplung zwischen den beiden Häuten am Boden des flüssigen Trichters ein Anliegen des Gegenstandes nach unten in Richtung zur Hauptwalze hin zu gewährleisten.

Wird andererseits für eine gleiche Geschwindigkeit der Hauptwalze und für eine gleiche Gegenstandsdicke ein erheblicher Geschwindigkeitsunterschied gewählt, d. h. von grrßer als ungefähr 20%, so kann der Fall auftre*on, daß sich der Boden des flüssigen Trichters zu weit durch die Engstelle hindurchschiebt, und zwar aufgrund einer zu dünnen Haut, die sich auf der oberen Zusatzwalze ausbildet. Dies bedeutet, daß die beiden Häute keinen g Jten gegenseitigen Kontakt mehr aufweisen und demzufolge auch nicht mehr dem gemeinsamen Weg folgen können.

Es sei betont, daß der relative Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Walzen nicht gleichzeitig zu einer entsprechenden höheren Geschwindigkeit der oberen Haut des Gegenstandes bezüglich seiner unteren Haut führt. Es gibt nämlich einen gewissen Gleiteffekt der Zusatzwalze auf der oberen Haut, der dazu neigt, diese in Abfuhrrichtung des Gegenstandes zu schieben. Dieser Gleiteffekt wächst mit zunehmendem Geschwindigkeitsunterschied, wobei gleichzeitig die Schiebewirkung auf die öl ere Haut zunimmt. Es ist jedoch klar, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der oberen Züsatzwalze und der sich auf ihr ausbildenden Haut nicht nur von der höheren Geschwindigkeit abhängt, sondern auch von anderen Parametern, die das mechanische Anhaften zwischen der Walze und der oberen Haut des Gegenstandes beeinflussen, wie z. B. der Zustand der Oberfläche der Walze, die Rauhigkeit, die Reinheit usw.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Eine derartige Vorrichtung zum Stranggießen von dünnen Gegenständen weist eine rotierende Hauptwalze auf, deren AuUb.T.vsp.d gekühlt ist sowie einen Zufuhrkanal für geschmolzenes Metall zu dieser Walzenwand und eine gekühlte Zusatzwalze, die parallel zur Hauptwalze angeordnet ist und in einem Abstand von ihr, der im wesentlichen gleich der υ erzielenden Dicke des Gegenstandes ist, wobei die Zusatzwalze wenigstens teilweise den oberen Abschnitt des Endes zu Zufuhrkanals verschließt.

Erfindungsgemäß weist nun die Vorrichtung eine Antriebsanordnung für die Rotation der Zusatzwalze auf, die ihr eine von der Geschwindigkeit der Hauptwalze unabhängig einstellbare Geschwindigkeit verleiht, um so die lineare Umfangsgeschwindigkeit der Zusatzwalze auf einen Wert steuern zu können, der größer als derjenige der linearen Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwalze ist.

Ausführungsbeispiele

Weitere Vorteile und Eigenschaften gemäß der Erfindung gehen im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiele hervor.

In der einzigen Figur ist schematisch eine Stranggießanlage für dünne Stahlbänder dargestellt.

Die Anlage weist eine Hauptwalze 1 auf, die in Richtung des Pfeiles F1 in Drehungen versetzt wird mittels eines Motors 2. Die Drehgeschwindigkeit kann einstellbar sein, um so an die verschiedenen Gießbedingungen angepaßt zu werden. Die Walze 1 weist eine Außenwand 11 auf, die in herkömmlicher Weise z.B. mittels innen zirkulierenden Kühlfluids gekühlt wird.

Parallel zur Hauptwalze und in einem Abstand zu ihr, der im wesentlichen gleich der gewünschten Dicke des herzustellenden metallischen Bandes 10 ist, ist eine Zusatzwalze 3 angeordnet. Die Außenwand der Zusatzwalze wird ebenfalls gekühlt. Die Walze 3 wird in Richtung des Pfeiles F2 durch einen Motor 4 in Drehungen versetzt, wobei ihre Geschwindigkeit über eine Steueranordnung 5 einstellbar ist.

Die Zusatzwalze 3 wird bezüglich der Hauptwalzo 1 in einem Winkelbereich α zwischen 0 und 45° bezüglich dor Senkrechten angeordnet.

Mit der Hauptwalze 1 ist ein Zufuhrkanal 6 für das flüssige Metall aus feuerfestem Material vorbunden. Ein minimales Spiel wird zwischen dem Ende 61 dieses Kanals und der Zylinderwand vorgesehen, um deren Abnutzung zu verhindern sowie einen Austritt von flüssigem Metall zu vermeiden.

Mit der Walze 3 ist ferner eine obere Wand 62 des Kanals verbunden, die jedoch dann nicht erforderlich ist, wenn dafür gesorgt wird, daß die Oberfläche des flüssigen Metalls 7 sich nicht bis zu einem Punkt oberhalb der Zusatzwalze erstreckt.

Mit 8 ist ein Abstreifer bezeichnet, der in der Nähe der Hauptwalze lan derjenigen Stelle vorgesehen ist, wo das erstarrte Band 10 sich von der Walze entfernt, um abgeführt zu werden.

Beispielsweise kann das Band 10 bei einer Experimentieranlage eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweisen, die Hauptwalze 1 einen Durchmesser von 660 mm und die Zusatzwalze 3 einen Durchmesser von 200 mm. Diese Werte stellen nur Beispiele dar und es sei betont, daß auch andere Durchmesser verwendet werden können. Das Durchmesserverhältnis zwischen Hauptwalze und Zusatzwalze ist aiso veränderlich. Vorzugsweise ist jedoch der Durcl .messer der Zusatzwalze kleiner als derjenige der Hauptwalze.

Während des Gießens werden die Hauptwalze und die Zusatzwalze in Drehungen versetzt. Das flüssige Metall 7 wird dem Kanal 6 zugeführt, wobei die Oberfläche des flüssigen Metalls auf einer Höhe gehalten wird, die vorteilhafterweise geringfügig unterhalb der Achse der Zusatzwalze liegt.

Die lineare Umfangsgeschwindigkeit der Zusatzwalze 3 wird derart gesteuert, daß sie größer als diejenige der Hauptwalze 1 ist.

Der Geschwindigkeitsunterschied liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 6 bis 10%, kann jedoch auch zwischen 2 und 20% liegen.

Bei Berührung mit den gekühlten Wänden der Walzen 1 und 3 erstarrt das geschmolzene Metall 7 und bildet auf jeder der gekühlten Oberflächen eine erstarrte Haut, deren Dicke in Gießrichtung zunimmt. Im Falle des beschriebenen Beispiels weist die Zusatzwalze 3 einen geringeren Durchmesser als die Hauptwalze 1 auf. Die Außenwände der Hauptwalze und der Zusatzwalze bestehen aus gleichem Material (z. B. aus Kupfer), wobei die Kühlvorgänge derart gesteuert werden, daß die Bedingungen für den Wärmeaustausch auf den beiden Oberflächen ähnlich sind. Aufgrund dieser Tatsache und weil im gegebenen Ausführungsbeispiel die Länge bis zur Engstelle der gebogenen Berührungsfläche des gegossenen Metalls mit der Zusatzwalze 3 kleiner ist als die entsprechende Länge mit der Hauptwalze 1 und weil die lineare Umfangsgeschwindigkeit der Zusatzwalze 3 größer ist als diejenige der Hauptwalzo 1, i&t die Berührungsdauer des gegossenen Metalls mit der Wand der Zusatzwalze kleiner als die Berührungsdauer mit der Hauptwalze. Dies bedeutet, daß die sich auf der Hauptwalzo 1 ausbildende Haut 10' eine größere Dicke aufweist als diejenige 10", die sich auf der Zusatzwalze 3 ausbildet. Die beiden Häute (oder Schichten) 10' und 10" verbinden sich im wesentlichen auf Höhe der Engstelle zwischen Hauptwalze und Zusatzwalze.

Es sei jedoch betont, daß es keine exakte Grenze zwischen den Häuten und dem flüssigen Metall gibt, da das Metall kontinuierlich vom flüssigen über einen zähflüssigen in den festen Zustand übergeht. Die Anordnung dieses Bereichs kann beeinflußt werden durch Einstellung der Umdrehungsgeschwindigkeiten der Hauptwalze und der Zusatzwalze oder durch Einwirkung auf die Kühlintensität auf die Wände sowohl der Hauptwalze als auch der Zusatzwalze. Wünschenswert ist dabei ein Gegenstand, dessen gesamter Querschnitt nach der Engstelle erstarrt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung führen zu einem Gegenstand, wie Band oder Blech, mit ausgezeichneter Oberfläche, ohne die früher festgestellten Fehlstellen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das nur beispielhaft beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

So kann man z. B. einen einzigen Antriebsmotor sowohl für die Hauptwalze als auch für die Zusatzwalze verwenden, wobei zwischen diesen ein Getriebe eingeschaltet werden kann und auch die Gießgeschwindigkeit kann zwischen einigen 10 Metern pro Minute und einigen 100 Metern pro Minute eingestellt werden. Auch kann der Relativabstand zwischen Hauptwalze und Zusatzwalze veränderbar sein und der Winkel zwischen ihnen einen beliebigen Wert einnehmen.

Der Geschwindigkeitsunterschied kann als Funktion der Gießbedingungen, der Abkühlbedingungen für die Hauptwalze und die Zusatzwalze, die Art und den Zustand deren Oberflächen sowie eventueller Schmiermittel eingestellt werden.

Selbstverständlich ist das Verfahren auch zum Gießen anderer Metalle als Stahl geeignet.

Claims

1. Verfahren zum Stranggießen dünner Gegenstände, wie Bleche oder Bänder, wobei das geschmolzene Metall der gekühlten Außenwand einer rotierenden Hauptwalze zugeführt wird und das flüssige Metall außerdem beg^renzt wird von einer rotierenden Zusatzwalze, deren Durchmesser geringer als derjenige der Hauptwalze ist und die in einem Abstand zur Wand dor Hauptwalze angeordnet ist, dessen Größe im wesentlichen gleich der Dicke des gegossenen Gegenstandes ist und wobei die Geschwindigkeiten der Hauptwalze (1) und der Zusatzwalze (3) derart geregelt worden, daß der Boden des Flüssigkeitstrichters sich im wesentlichen auf Höhe der Engstelle zwischen der Hauptwalze und der Zusatzwalze befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwalze (3) mit einer Geschwindigkeit in Drehungen versetzt wird, derart, daß ihre lineare Umfangsgeschwindigkeit größer als diejenige der Hauptwalze (1) ist.

2. Verfahren nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß der

Umfangsgeschwindigkeitsunterschied der Zusatzwalze (3) zu derjenigen der Hauptwalze (1)2 bis 20% beträgt.

3. Vorrichtung zum Stranggießen dünner Gegenstände, mit einer rotierenden Hauptwalze, deren Außenwand gekühlt ist, mit einem Zufuhrkanal für geschmolzenes Metall zu dieser Walzenwand und mit einer gekühlten Zusatzwalze, die parallel zur Hauptwalze angeordnet ist, in einem Abstand von ihr, der im wesentlichen gleich der zu erzielenden Dicke des Gegenstandes ist, wobei die Zusatzwalze wenigstens teilweise den oberen Abschnitt des Endes des Zufuhrkanals verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Antriebsanordnung für die Rotation der Zusatzwalze (3) aufweist, die ihr eine von der Geschwindigkeit der Hauptwalze (1) unabhängig einstellbare Geschwindigkeit verleiht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwalze (3) bezüglich der Hauptwalze (1) in einem Winkelbereich α zwischen 0 und 45° bezüglich der Senkrechten angeordnet ist.