EP0971804B1 - Verfahren und vorrichtung zum verhindern des kontaktes von sauerstoff mit einer metallschmelze beim giessen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verhindern des kontaktes von sauerstoff mit einer metallschmelze beim giessen Download PDF

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EP0971804B1
EP0971804B1 EP98909453A EP98909453A EP0971804B1 EP 0971804 B1 EP0971804 B1 EP 0971804B1 EP 98909453 A EP98909453 A EP 98909453A EP 98909453 A EP98909453 A EP 98909453A EP 0971804 B1 EP0971804 B1 EP 0971804B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
oxygen
fuel gas
chamber
combustion
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98909453A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0971804A1 (de
Inventor
Gerald Hohenbichler
Stefano Pellissetti
Romeo Capotosti
Riccardo Tonelli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Acciai Speciali Terni SpA
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Acciai Speciali Terni SpA
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Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH, Acciai Speciali Terni SpA filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0697—Accessories therefor for casting in a protected atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/003—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using inert gases

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing the contact of Oxygen with a molten metal during continuous casting, the Molten metal flows into and out of a casting space bounded by walls this emerges as a strand, and a device for performing the Procedure.
  • JP-A2 4-300049 describes a sealing device between two rotating in opposite directions Casting rolls and a cover in a two-roll casting process known by an inert gas supply and a fuel gas supply is interspersed.
  • the towards Casting rolls rotating in the melt bath are included in a first treatment step Inert gas purged, causing the entry of larger amounts of atmospheric oxygen to the Melting bath is prevented.
  • the fuel gas nevertheless entering the gap between the casting roll surface and the sealing device Proportion of atmospheric oxygen burned.
  • this solution does not do that Penetration of combustion gases and therefore not the complete penetration of Prevents oxygen in the melt room. Such complete combustion that none Residual oxygen content can not be guaranteed.
  • the invention aims at avoiding these disadvantages and difficulties and presents itself the task, a method of the type described above and a device for Continuous casting to create the contact of oxygen with a molten metal can be prevented and which completely prevent reoxidation, and indeed then when there is heavy wear on the between the casting space Walls existing columns comes.
  • the so-called laminar underlayer namely those adhering to the walls forming the casting space or entrained air layer and the introduction of combustion gases with residual oxygen to be avoided.
  • This object is achieved in a method of the type described in the introduction in that after burning the fuel gas on the thereby freed of oxygen An inert gas is applied to the casting roll surface.
  • combustion 1 to 50% is performed substoichiometrically.
  • Gaseous hydrocarbon such as methane, acetylene, etc. are advantageously used as fuel gas. or mixtures thereof or also forming gas, such as N2H2 mixed gases.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the oxygen is burned by means of gases and / or liquids which have a temperature between 0 and 300 ° C, preferably preheated, are used and further advantageously with a Pressure between 0.5 and 5 bar can be used. This is particularly advantageous Hydrocarbons.
  • Another preferred embodiment is characterized in that immediately adjacent to the zone of oxygen combustion on a wall delimiting the casting space the inert gas in a layer with a thickness of at least 0.5 mm, preferably at least 5 mm; and preferably with an inflow pressure between 0.6 and 1.5 times, preferably between 0.95 and 1.05 times atmospheric pressure versus Wall is streaming.
  • a device with which contact of oxygen with a molten metal during continuous casting of a metal strip, preferably steel strip, after the Two-roll casting can be prevented consists of two counter-rotating Casting rolls with parallel roll axes and two side dams together form a casting room for the absorption of molten metal and with a cover, which is arranged above the casting room and this upwards seals, as well as with a sealing device that prevents the entry of air along one of the Cover and the rotating casting rolls formed gap in the casting room is prevented by a fuel gas supply and an inert gas supply characterized in that the sealing device from an atmosphere side in the vicinity of the Gap between the rotating casting rolls and the cover hood burner, preferably gas burner, is formed and a between the cover and the burner Inert gas supply is arranged.
  • An advantageous design of the burner is given in that the burner from a Distance from the casting roll surface arranged, in the direction of the casting roll axis extending fuel gas chamber and with a feed line for fuel gas and at least one against the casting roll surface, preferably obliquely and opposite directed towards the direction of movement of the casting rolls against the roll surface Outlet opening for fuel gas is equipped.
  • the outlet opening for fuel gas can both be designed as a slot nozzle as well as a round nozzle.
  • Important for the complete Combustion of the atmospheric oxygen is that in front of the hood and the Casting roll formed gap is maintained a continuous flame front.
  • the outlet openings for the fuel gas open into a flame chamber open to the surface of the casting roll.
  • This also makes it possible to reduce fuel gas consumption, because of the Flame chamber and the casting roll surface a largely closed space is created, in which the inflow of air only through the gap between the wall the flame chamber and the casting roll surface is possible.
  • The is improved Effect of the flame chamber in that it is connected to an air supply and has a connection for a gas analyzer. With the air supply, a targeted Control of the combustion depending on that determined by the gas analyzer Flue gas composition possible.
  • the inert gas supply has a nozzle trained outlet opening, which is inclined against the casting roll surface, preferably and opposite to the direction of movement of the casting rolls against the casting roll surface is directed.
  • a nozzle trained outlet opening which is inclined against the casting roll surface, preferably and opposite to the direction of movement of the casting rolls against the casting roll surface is directed.
  • Fig. 1 shows a cross section through the two-roll casting machine with the invention Sealing device in two embodiments.
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 of the burner according to the invention with a Flame chamber.
  • the two-roll caster as shown schematically in section in FIG. 1, has two driven casting rolls 1, 2, the roll axes 3, 4 of which are arranged parallel to one another lie in a horizontal plane.
  • the two rotating in opposite directions in the direction of arrow 5, 6 Casting rolls 1, 2 are with an internal cooling, not shown, for the Casting roll jacket provided, which forms the casting roll surface 7.
  • On the face side, side dams 8 are sufficiently close to the casting rolls 1, 2 arranged. From the casting rolls 1, 2 and the side dams 8 is a Casting chamber 9 is formed, in which one, not shown Melt container or a distribution vessel by using a Outlet openings 11 provided feed nozzle 10 melt 20 is introduced.
  • the casting chamber 9 is upwards, opposite the casting rolls 1, 2 and opposite limited the side dams with a cover 13, the melt side has a refractory lining 14 to pre-melt the melt 20 Protect heat loss and protect against reoxidation from atmospheric oxygen.
  • a support device 15 for the cover 13 opposite one stationary frame 16 is adjustable with adjusting elements 17, a Desired minimum gap 18 between the cover 13 and the Casting rolls 1, 2 set.
  • the cover 13 is from the feed nozzle 10 enforced, with as little as possible between these two components Annular gap is provided, which may be covered by a seal becomes.
  • a gas burner 23 is arranged in front of these columns 18.
  • the Gas burner consists of one in the direction of the casting roll axis extending fuel gas chamber 24, is to a supply line 25 for fuel gas connected and has one directed against the casting roll surface Exit opening 26 for fuel gas.
  • the embodiment shown in FIG. 1 is the outlet opening 26 the fuel gas chamber 24 radially onto the casting roll surface 7 of the casting rolls 2 directed.
  • the embodiment is the outlet opening 26 from the combustion gas chamber 24 obliquely and opposite to the direction of movement of the casting roll surface 7 directed.
  • the outlet opening 26 is designed as a slot nozzle, wherein the slot-shaped outlet opening in the direction of the casting roll axis 4 extends.
  • the outlet opening 26 can of course also be made of several short slots arranged one behind the other, which are Lined up over the entire length of the casting roll. Alternatively round nozzles are also possible, these nozzles being of a large number adjacent holes in the surface of the casting roll opposite wall of the fuel gas chamber are formed.
  • FIG. 2 shows a detail of the burner already known from FIG. 1 23, wherein the outlet opening 26 from the combustion gas chamber 24 in a flame chamber 30 opens. Only in the flame chamber 30 by one U-shaped housing is formed, the fuel gases introduced to Inflammation brought and the imported oxygen burned.
  • the Flame chamber 30 is to the casting roll surface 7 with a touching Lamellar seal protected against excessive air access.
  • the flame chamber 30 is connected to an air supply 31 and has a connection 32 for a gas analyzer.
  • the Inert gas supply 35 is constructive as a distance from the Casting roller surface 7 located inert gas chamber 36 and has an outlet opening 37 designed as a nozzle right half of the Fig. 1 embodiment shown radially on the Casting roll surface 7 and after in the left half of Fig. 1st embodiment shown obliquely and opposite to Direction of movement of the casting roll surface 7 directed.
  • the inert gas supply With the inert gas supply, the time after the combustion of the fuel gas a thin layer of inert gas on the surface of the casting roll Casting roller surface applied, with the penetration of Combustion gases in the casting chamber 9 is prevented.
  • a Layer thickness of at least 0.5 mm, preferably more than 5 mm is required.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Kontaktes von Sauerstoff mit einer Metallschmelze beim Stranggießen, wobei die Metallschmelze in einen von Wänden begrenzten Gießraum einströmt und aus diesem als Strang austritt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Stranggießen kommt es im Gießraum zur Ansammlung von Metallschmelze, die gegen Reoxidation und deren Badspiegel vor starker Wärmeabgabe durch Strahlung geschützt werden muß. Beim konventionellen Stranggießen wird zu diesem Zweck der Badspiegel mit Gießpulver oder mit einem Öl bedeckt.
Zum Gießen dünner Bänder sind verschiedene Gießverfahren bekannt, bei denen der Gießraum nicht von starren Wänden, sondern von einer sich mit dem Strang bewegenden Wand oder von mehreren sich mit dem Strang bewegenden Wänden gebildet ist, beispielsweise mit einer Raupenkette gemäß EP-A - 0 526 886 oder von eine Walze gemäß EP-A 0 568 211 oder EP-B - 0 040 072 oder von zwei sich gegenläufig bewegenden Gießwalzen gemäß US-A 4,987,949 oder EP-B - 0 430 841. Bei diesen Verfahren ist es nicht möglich, die Metallschmelze durch ein Gießpulver oder Öl zuverlässig gegen Reoxidation bzw. Wärmeabgabe zu schützen, wie dies bei Gießräumen bzw. Kokillen mit starren Wänden meist der Fall ist.
Aus der EP-B - 0 430 841 ist es bei einer Zweiwalzengießanlage bekannt, den Badspiegel durch Vorsehen einer Abdeckhaube vor zu starker Wärmeabgabe durch Strahlung und gegen Reoxidation zu schützen. Bei dieser Lösung hat sich jedoch herausgestellt, daß es an den Kontaktflächen zwischen Abdeckhaube und Gießwalzen sowohl an der Abdeckhaube als auch an den Gießwalzen zu starkem Verschleiß kommt und durch thermische Verformung der Bauteile der Durchtritt von Luft und damit von Sauerstoff durch Spalte zwischen den den Gießraum begrenzenden Wänden nicht verhindert werden kann. Es kommt zu einer Reoxidation der Schmelze mit allen Nachteilen.
Um den Durchtritt von Luft durch den Spalt zwischen Abdeckhaube und Gießwalzen zu minimieren, wird in der US-A 4,987,949 und der EP-A 0 714 716 vorgeschlagen, in einen definierten Spalt zwischen Abdeckhaube und Gießwalzen ein inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff oder Argon, einzublasen und so eine Sperre gegen eindringende Luft zu errichten. Diese Maßnahme reicht jedoch nicht aus, um den Zutritt von Luft in den Gießraum und damit zum Badspiegel restlos zu verhindern, sodaß einerseits nach wie vor an der Badoberfläche Metalloxide gebildet werden, die zu Fehlstellen im Inneren des Metallbandes führen. Andererseits werden an der Oberfläche der sich bildenden Strangschale Metalloxide gebildet bzw. diffundiert Sauerstoff in die Randschicht des Metallbandes und bildet dort Einschlüsse, was die Rißanfälligkeit steigert. Trotz der Inertgaszuführung wird in der sogenannten laminaren Unterschicht der Strömungsgrenzschicht die in der Mikrorauhigkeit der Walzenoberfläche anhaftenden Luft in den Gießraum eingeschleppt. Diese Unterschicht haftet in der Mikrorauhigkeit der Walzenoberfläche und läßt sich weder durch berührende gleitende Dichtungen noch durch berührungslose Dichtungen abstreifen.
Aus der JP-A2 4-300049 ist eine Abdichteinrichtung zwischen zwei gegenläufig rotierenden Gießwalzen und einer Abdeckhaube bei einem Zweiwalzengießverfahren bekannt, die von einer Inertgaszuführung und einer Brenngaszuführung durchsetzt ist. Die in Richtung zum Schmelzenbad rotierenden Gießwalzen werden hierbei in einem ersten Behandlungsschritt mit Inertgas gespült, wodurch der Zutritt von größeren Mengen von Luftsauerstoff zum Schmelzenbad verhindert wird. In einem weiteren Behandlungsschritt wird mit Brenngas der dennoch in den Spalt zwischen Gießwalzenoberfläche und Abdichteinrichtung eintretende Anteil an Luftsauerstoff zur Verbrennung gebracht. Mit dieser Lösung wird jedoch nicht das Eindringen von Verbrennungsgasen und damit auch nicht das restlose Eindringen von Sauerstoff in den Schmelzenraum verhindert. Eine derart vollständige Verbrennung, daß kein Restsauerstoffanteil zurückbleibt, kann nicht gewährleistet werden.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art sowie eine Vorrichtung zum Stranggießen zu schaffen, mit der ein Kontakt von Sauerstoff mit einer Metallschmelze verhindert werden kann und welche eine Reoxidation gänzlich verhindern, und zwar auch dann, wenn es zu einem starken Verschleiß an den zwischen den Gießraum bildenden Wänden vorhandenen Spalten kommt. Insbesondere soll es möglich sein, auch die sogenannte laminare Unterschicht, nämlich die an den den Gießraum bildenden Wänden anhaftenden bzw. mitgeschleppten Luftschicht zu entfernen und das Einschleppen von Verbrennungsgasen mit Restsauerstoffanteilen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß nach dem Verbrennen des Brenngases auf der hierdurch von Sauerstoff befreiten Gießwalzenoberfläche ein Inertgas aufgebracht wird.
Um auch geringste Sauerstoffmengen von der Metallschmelze fernzuhalten, wird zweckmäßig die Verbrennung stöchiometrisch oder unterstöchiometrisch - d.h. unter Sauerstoffmangel - durchgeführt, wobei vorzugsweise die Verbrennung 1 bis 50 % unterstöchiometrisch durchgeführt wird.
Als Brenngas werden vorteilhaft gasförmiger Kohlenwasserstoff, wie Methan, Acetylen, etc. oder Gemische davon oder auch Formiergas, wie N2H2-Mischgase, verwendet.
Um unterschiedlichen Betriebsbedingungen beim Stranggießen gerecht werden zu können, wird zwechmäßig eine Messung der chemischen Zusammensetzung der bei der Verbrennung gebildeten Gase und in Abhängigkeit des Ergebnisses eine Regelung oder Steuerung des Umsetzvorganges, beispielsweise durch Einstellung des Verhältnisses Brenngasmenge zu Menge eines für den Brennvorganges erforderlichen Sauerstoffes, durchgeführt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff mittels Gase und/oder Flüssigkeiten verbrannt wird, welche mit einer Temperatur zwischen 0 und 300 °C, vorzugsweise vorgewärmt, eingesetzt werden und weiters vorteilhaft mit einem Druck zwischen 0,5 und 5 bar eingesetzt werden. Hierzu eignen sich besonders vorteilhaft Kohlenwasserstoffe.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benachbart der Zone der Sauerstoffverbrennung an einer den Gießraum begrenzenden Wand das Inertgas in einer Schicht mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm; und vorzugsweise mit einem Anströmdruck zwischen dem 0,6- bis 1,5-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,95- und dem 1,05-fachen Atmosphärendruck gegen die Wand strömt.
Eine Vorrichtung, mit der ein Kontakt von Sauerstoff mit einer Metallschmelze beim kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes, vorzugsweise Stahlbandes, nach dem Zweiwalzengießverfahren verhindert werden kann, besteht aus zwei gegenläufig rotierenden Gießwalzen mit parallel nebeneinanderliegenden Walzenachsen und zwei Seitendämmen, die zusammen einen Gießraum für die Aufnahme von schmelzflüssigem Metall bilden und mit einer Abdeckhaube, die oberhalb des Gießraumes angeordnet ist und diesen nach oben abschließt, sowie mit einer Abdichteinrichtung, die den Zutritt von Luft entlang eines von der Abdeckhaube und den rotierenden Gießwalzen gebildeten Spaltes in den Gießraum verhindert, einer Brenngaszuführung und einer Inertgaszuführung, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichteinrichtung von einen atmosphärenseitig in Nahbereich des Spaltes zwischen den rotierenden Gießwalzen und der Abdeckhaube angeordneten Brenner, vorzugsweise Gasbrenner, gebildet ist und zwischen der Abdeckhaube und dem Brenner eine Inertgaszuführung angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Brenners ist dadurch gegeben, daß der Brenner aus einer im Abstand von der Gießwalzenoberfläche angeordneten, sich in Richtung der Gießwalzenachse erstreckenden Brenngaskammer besteht und mit einer Zuführleitung für Brenngas und mindestens einer gegen die Gießwalzenoberfläche, vorzugsweise schräg und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießwalzen gegen die Walzenoberfläche gerichteten Austrittsöffnung für Brenngas ausgestattet ist. Die Austrittsöffnung für Brenngas kann sowohl als Schlitzdüse als auch als Runddüse ausgebildet sein. Wichtig für die vollständige Verbrennung des Luftsauerstoffes ist es, daß vor dem von der Abdeckhaube und der Gießwalze gebildeten Spalt eine durchgehende Flammenfront aufrechterhalten wird.
Um die Verbrennung gezielt steuern zu können, ist es von Vorteil, daß die Austrittsöffnungen für das Brenngas in eine zur Gießwalzenoberfläche offenen Flammenkammer münden. Dadurch ist zusätzlich eine Reduzierung des Brenngasverbrauches möglich, da durch die Flammenkammer und die Gießwalzenoberfläche ein weitgehend geschlossener Raum geschaffen wird, in den der Zufluß von Luft nur mehr durch den Spalt zwischen der Wand der Flammenkammer und der Gießwalzenoberfläche möglich ist. Verbessert wird die Wirkung der Flammenkammer dadurch, das sie mit einer Luftzuführung verbunden ist und einen Anschluß für ein Gasanalysegerät aufweist. Mit der Luftzuführung wird eine gezielte Steuerung der Verbrennung in Abhängigkeit von der vom Gasanalysegerät ermittelten Rauchgaszusammensetzung möglich.
Nach einer besonderen Ausführungsform weist die Inertgaszuführung eine als Düse ausgebildete Austrittsöffnung aus, die gegen die Gießwalzenoberfläche, vorzugsweise schräg und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießwalzen gegen die Gießwalzen-oberfläche gerichtet ist. Durch diese Maßnahme wird eine walzennahe Inertgasschicht auf die Gießwalze aufgebracht und so ein hervorragender Schutz vor Sauerstoff- bzw. Luftzutritt erzeugt. Wird eine Inertgasschicht von einigen Millimetern Stärke auf der Gießwalze aufgebracht und ein Inertgas verwendet, welches schwerer als Luft ist, so ist es nicht notwendig, daß die Abdeckhaube unmittelbar an die Inertgaszuführung und den Brenner anschließt.
Vorteilhaft ist es, wenn zwischen Brenner und Inertgaszuführung eine Dichtung, vorzugsweise eine Lamellendichtung, vorgesehen ist.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Vorrichtung und des Verfahrens zum Gießen eines Metallbandes in mehreren Ausführungsformen:
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Zweiwalzengießanlage mit der erfindungsgemäßen Abdichteinrichtung in zwei Ausführungsformen.
Fig.2 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 des erfindungsgemäßen Brenners mit einer Flammenkammer.
Die Zweiwalzengießanlage, wie sie in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellt ist, weist zwei angetriebene Gießwalzen 1, 2 auf, deren parallel zueineander angeordnete Walzenachsen 3, 4 in einer horizontalen Ebene liegen. Die beiden gegenläufig in Pfeilrichtung 5, 6 rotierenden Gießwalzen 1, 2 sind mit einer nicht dargestellten Innenkühlung für den Gießwalzenmantel versehen, der die Gießwalzenoberfläche 7 bildet. Stirnseitig sind Seitendämme 8 hinreichend nahe an den Gießwalzen 1, 2 angeordnet. Von den Gießwalzen 1, 2 und den Seitendämmen 8 wird ein Gießraum 9 gebildet, in welchen von einem nicht dargestellten Schmelzenbehälter oder einem Verteilergefäß durch eine mit Austrittsöffnungen 11 versehene Zufuhrdüse 10 Schmelze 20 eingebracht wird. Der Gießraum 9 ist nach oben, gegenüber den Gießwalzen 1, 2 und gegenüber den Seitendämmen mit einer Abdeckhaube 13 begrenzt, die schmelzenseitig eine feuerfeste Auskleidung 14 aufweist, um die Schmelze 20 vor zu großen Wärmeverlusten und gegen Reoxidation aus dem Luftsauerstoff zu schützen. Mit einer Trageinrichtung 15 für die Abdeckhaube 13, die gegenüber einem stationären Gestell 16 mit Einstellelementen 17 justierbar ist, wird ein gewünschter minimaler Spalt 18 zwischen der Abdeckhaube 13 und den Gießwalzen 1, 2 eingestellt. Die Abdeckhaube 13 ist von der Zufuhrdüse 10 durchsetzt, wobei zwischen diesen beiden Bauteilen ein möglichst geringer Ringspalt vorgesehen ist, der gegebenenfalls von einer Dichtung abgedeckt wird.
Mit einer Zweiwalzengießanlage dieser Konfiguration ist es möglich, ein dünnes Metallband, insbesondere ein Stahlband im Dickenbereich von 1 mm bis 12 mm zu gießen, wobei die zu vergießende Schmelze 20, wie eingangs beschrieben, kontinuierlich in den Gießraum 9 eingebracht wird. An den gegensinnig rotierenden und gekühlten Gießwalzen 1, 2 bilden sich zunehmend stärker werdende Strangschalen aus, die im engsten Querschnitt zwischen den Gießwalzen zu einem von den Gießwalzen geformten Band verbunden werden. Die Dicke des von den Gießwalzen ausgeförderten Bandes wird vom Abstand der beiden Gießwalzen zueinander bestimmt.
Um den Zutritt von Luft entlang eines von der Abdeckhaube 13 und den rotierenden Gießwalzen 1, 2 gebildeten Spalten 18 in den Gießraum zu verhindern, ist ein Gasbrenner 23 vor diesen Spalten 18 angeordnet. Der Gasbrenner besteht aus einer sich in Richtung der Gießwalzenachse erstreckenden Brenngaskammer 24, ist an eine Zuführleitung 25 für Brenngas angeschlossen und weist eine gegen die Gießwalzenoberfläche gerichtete Austrittsöffnung 26 für Brenngas auf. Nach der in der rechten Bildhälfte der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Austrittsöffnung 26 aus der Brenngaskammer 24 radial auf die Gießwalzenoberfläche 7 der Gießwalzen 2 gerichtet. Nach der in der linken Bildhälfte der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Austrittsöffnung 26 aus der Brenngaskammer 24 schräg und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießwalzenoberfläche 7 gerichtet. Die Austrittsöffnung 26 ist als Schlitzdüse ausgebildet, wobei sich die schlitzförmige Austrittsöffnung in Richtung der Gießwalzenachse 4 erstreckt. Die Austrittsöffnung 26 kann selbstverständlich auch aus mehreren hintereinander angeordneten kürzeren Schlitzen bestehen, die sich aneinandergereiht über die ganze Gießwalzenlänge erstrecken. Alternativ sind auch Runddüsen möglich, wobei diese Düsen von einer großen Zahl nebeneinander angeordneter Bohrungen in der der Gießwalzenoberfläche gegenüberliegenden Wand der Brenngaskammer gebildet sind.
In Fig. 2 ist in einem Ausschnitt der bereits aus Fig. 1 bekannte Brenner 23 dargestellt, wobei die Austrittsöffnung 26 aus der Brenngaskammer 24 in eine Flammenkammer 30 mündet. Erst in der Flammenkammer 30, die von einem U-förmigen Gehäuse gebildet ist, werden die eingeleiteten Brenngase zur Entzündung gebracht und der eingeschleppte Sauerstoff verbrannt. Die Flammenkammer 30 ist zur Gießwalzenoberfläche 7 mit einer berührenden Lamellendichtung gegen zu starken Luftzutritt geschützt. Die Flammenkammer 30 ist mit einer Luftzuführung 31 verbunden und weist einen Anschluß 32 für ein Gasanalysegerät auf.
Zwischen der Abdeckhaube 13 und dem Brenner 23 ist eine Inertgaszuführung 35 angeordnet und zu einer gemeinsamen Baueinheit verbunden, womit die Möglichkeit für einen Falschluftzutritt von dieser Seite ausgeschlossen ist und auch eine unabhängige Justierung der Inertgaszuführung 35 und des Brenners 23 in bezug auf die Gießwalzenoberfläche entfällt. Die Inertgaszuführung 35 ist konstruktiv als eine sich im Abstand von der Gießwalzenoberfläche 7 befindende Inertgaskammer 36 ausgebildet und besitzt eine als Düse gestaltete Austrittsöffnung 37. Sie ist nach der in der rechten Bildhälfte der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform radial auf die Gießwalzenoberfläche 7 und nach der in der linken Bildhälfte der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform schräg und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießwalzenoberfläche 7 gerichtet.
Mit der Inertgaszuführung wird zeitlich nach dem Verbrennen des Brenngases auf der Gießwalzenoberfläche eine dünne Inertgasschicht auf die Gießwalzenoberfläche aufgebracht, mit der das Eindringen von Verbrennungsgasen in den Gießraum 9 verhindert wird. Hierfür wird eine Schichtdicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 5 mm benötigt. Optimale Bedingungen ergeben sich, wenn der Anströmdruck des Inertgases auf einen Wert zwischen dem 0,6- bis 1,5-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,95- und 1,05-fachen Atmosphärendruck eingestellt ist.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Verhindern des Kontaktes von Sauerstoff mit einer Metallschmelze (20) beim Stranggießen nach dem Zweiwalzengießverfahren, wobei die Metallschmelze in einen von Wänden (1, 2, 13) begrenzten Gießraum einströmt und aus diesem als Strang austritt, wobei über allfällige Spalte (18) zwischen den Wänden (1, 2, 13) einzudringen versuchender und/oder an den Wänden (1, 2) anhaftender Sauerstoff unter Bildung einer für die Metallschmelze (20) unschädlichen Verbindung verbrannt wird, wobei eine von vorzugsweise vorgewärmten Brenngas gebildete Flamme direkt mit einer Wand (1, 2) des Gießraums in Kontakt gelangt und unmittelbar benachbart der Verbrennungszone des Sauerstoffs an einer den Gießraum begrenzenden Wand ein Inertgas gegen die Wand strömen gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verbrennen des Brenngases auf der hierdurch von Sauerstoff befreiten Gießwalzenoberfläche ein Inertgas aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung stöchiometrisch oder unterstöchiometrisch durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung 1 bis 50 % unterstöchiometrisch durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenngas gasförmiger Kohlenwasserstoff, wie Methan, Acetylen etc. oder Gemische davon oder auch Formiergas, wie N2H2-Mischgases, verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der chemischen Zusammensetzung der bei der Verbrennung gebildeten Gase und in Abhängigkeit des Ergebnisses eine Regelung oder Steuerung des Umsetzvorganges, beispielsweise durch Einstellung des Verhältnisses Brenngasmenge zu Menge eines für den Brennvorgang erforderlichen Sauerstoffes, durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff mittels Gase und/oder Flüssigkeiten verbrannt wird, welche mit einer Temperatur zwischen 0 und 300°C, vorzugsweise vorgewärmt, eingesetzt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase bzw. Flüssigkeiten mit einem Druck zwischen 0,5 und 5 bar eingesetzt werden.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benachbart der Zone der Sauerstoffverbrennung an einer den Gießraum begrenzenden Wand das Inertgas in einer Schicht mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm, und vorzugsweise mit einem Anströmdruck zwischen dem 0,6- bis 1,5-fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,95-und dem 1,05-fachen Atmospäendruck gegen die Wand strömt.
  10. Vorrichtung zum Verhindern des Kontaktes von Sauerstoff mit einer Metallschmelze beim kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes, vorzugsweise Stahlbandes, nach dem Zweiwalzengießverfahren, mit zwei gegenläufig rotierenden Gießwalzen (1, 2) mit parallel nebeneinanderliegenden Walzenachsen (3, 4) und zwei Seitendämmen (8), die zusammen einen Gießraum (9) für die Aufnahme von schmelzflüssigem Metall bilden und mit einer Abdeckhaube (13), die oberhalb des Gießraumes (9) angeordnet ist und diesen nach oben abschließt, sowie mit einer Abdichteinrichtung, die den Zutritt von Luft entlang eines von der Abdeckhaube (13) und den rotierenden Gießwalzen (1, 2) gebildeten Spaltes (18) in den Gießraum (9) verhindert, sowie einer Zuführleitung (25) für Brenngas und einer Inertgaszuführung (35), dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichteinrichtung von einem atmosphärenseitig im Nahbereich des Spaltes (18) zwischen den rotierenden Gießwalzen (1, 2) und der Abdeckhaube (13) angeordneten Brenner (23), vorzugsweise Gasbrenner, gebildet ist und zwischen der Abdeckhaube (13) und dem Brenner (23) eine Inertgaszuführung (35) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (23) aus einer im Abstand von der Gießwalzenoberfläche (7) angeordneten, sich in Richtung der Gießwalzenachse (3, 4) erstreckenden Brenngaskammer (24) besteht und mit einer Zuführleitung (25) für Brenngas und mindestens einer gegen die Gießwalzenoberfläche (7), vorzugsweise schräg und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießwalzen (1, 2) gegen die Gießwalzenoberfläche (7) gerichteten Austrittsöffnung (26) für Brenngas ausgestattet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (26) für Brenngas als Schlitzdüse ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (26) fiir Brenngas als Runddüse ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (26) für das Brenngas in eine zur Gießwalzenoberfläche (7) offenen Flammenkammer (30) münden.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammemkammer (30) mit einer Luftzuführung (31) verbunden ist und einen Anschluß (32) für ein Gasanalysegerät aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgaszuführung (35) eine als Düse ausgebildete Austrittsöffnung (37) aufweist, die gegen die Gießwalzenoberfläche (7), vorzugsweise schräg und entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießwalzen gegen die Gießwalzenoberfläche gerichtet ist.
  17. Vocrichturig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Brenner (23) und Inertgaszuführung (35) eine Dichtung, vorzugsweise eine Lamellendichtung, vorgesehen ist.
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