Dichtplatte zur Seitenabdichtung eines zwischen zwei Giessrollen einer Bandgiessmaschine gebildeten Giessspaltes
Die Erfindung betrifft eine Dichtplatte zur Seitenabdichtung eines zwischen zwei Giessrollen einer Bandgiessmaschine gebildeten Giessspaltes gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Beim Giessen mit angepressten Seitenabdichtplatten zeigen bekanntlich die Dichtplatten einen hohen Verschleiss. Gleichzeitig werden auch die Stirnseiten der Giessrollen abgenutzt. Dies hat den Nachteil, dass der benetzte Teil der jeweiligen Dichtplatte zwischen die Giessrollen wächst, was eine Bandbreiteveränderung (Verschmälerung der Bandbreite) mit sich bringt und zu undefi- nierten Verhältnissen führt. Besonders nachteilig sind Auswaschungen und Verschleiss im Kantenbereich der Giessrollen, die partielle Erstarrungen bzw. Finnen-Bildungen zur Folge haben. Die Dichtplatten werden in der Regel aus feuerfesten Materialien wie Bornitrid, SiALON mit Bornitrid oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt, die ausserordentlich teuer sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtplatte der eingangs genannten Art zu schaffen, die kostengünstig ist und dennoch ausreichende Lebensdauer mit möglichst kleiner Abnützung aufweist, und die die Herstellung eines Metallbandes mit gleichmässigen Seitenpartien ohne Finnen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Dichtplatte mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Dichtplatte bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Dadurch; dass erfindungsgemäss die Dichtplatte auf ihrer Abdichtseite' zumindest im Stirnseitenbereich der Giessrollen mit einem guten Gleit- und Abriebeigenschaften aufweisenden Material beschichtet ist, kann die Dichtplatte aus einem preiswerten feuerfesten Material oder aus einer hochtemperaturbestän- digen Legierung bestehen, oder aus zwei beispielsweise aus vorstehend genannten Materialien bestehenden Teilen zusammengesetzt sein, wodurch die Kosten für ein Seitenabdichtungspaar inkl. Wechsel, nötiges Vorheizen etc. erheblich gesenkt werden. Dennoch kann eine ausreichende Lebensdauer bis zur Aufbereitung bzw. Wiederverwendung (im Durchschnitt etwa 8 bis 20 h) im kontinuierlichen Giessbetrieb erreicht und die Abnützung der Dichtplatten minimal gehalten werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenabdichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Dichtplatte im vertikalen Längsschnitt;
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie ll-ll in Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenabdichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Dichtplatte im vertikalen Längsschnitt;
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4;
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie Vl-Vl in Fig. 5;
Fig. 7 eine Seitenabdichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Dichtplatte im vertikalen Längsschnitt;
Fig. 7ä eine Variante- zum Detail D nach- Fig. 7;
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie Vlll-Vlll in Fig. 7; und
Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX in Fig. 8.
In Fig.1 bis 3 ist eine Seitenabdichtung 10 für eine Rollen-Bandgiessmaschine gezeigt, die zur seitlichen Abdichtung eines zwischen zwei Giessrollen gebildeten Giessspaltes vorgesehen ist. Zwei zu beiden Stirnseiten der Giessrollen angeordnete Seitenabdichtungen 10 (auch Schmalseitenteile genannt) begrenzen den Giessspalt in seiner Länge. Die Giessrollen sind in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet und mit 1 , 2 bezeichnet. Die Seitenabdichtung 10 umfasst eine Dichtplatte 11 , die in einem mit einer Anstellvorrichtung 13 wirkverbundenen Halterahmen 12 untergebracht ist. Mittels der Anstellvorrichtung 13, die an sich bekannt ist und daher in ihrem Aufbau nicht näher beschrieben wird, ist der Halterahmen 12 mitsamt der Dichtplatte 11 in Längsrichtung der Giessrollen 1 , 2 verstellbar und dadurch die Dichtplatte 11 mit ihrer Abdichtseite 11 a an Stirnseiten der Giessrollen 1 , 2 positionierbar.
Die Dichtplatte 11 ist in einem behälterförmigen Teil (Containment) 16 des Halterahmens 12 untergebracht, der auf einer Stahlauflage 17 des Halterahmens 12 aufliegt und mit dieser verbunden, beispielsweise verschweisst ist. Die Stahlauflage 17 ist wiederum einerseits mit einem hinteren Rahmenteil 18 und anderseits mit den behälterförmigen Teil 16 umschliessenden und in seiner La- ge positionierenden Seitenteilen 20, 21 verbunden, vorzugsweise verschweisst. Sowohl der hintere Rahmenteil 18 als auch die Seitenteile 20, 21 des Halterahmens 12 sind mit Kühlkanälen 22, 23 bzw. 24, 25 (vgl. insbesondere Fig. 3) für ein Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser, versehen. Der Kühlwasser- Zulauf ist in Fig. 1 und 2 mit Pfeil E angedeutet, der Kühlwasser-Ablauf ist in Fig. 2 mit Pfeilen A bezeichnet.
Die Dichtplatte 11 besteht aus einem feuerfesten Material, wobei es sich um einen graphithaltigen Kohlenstoff oderum eine-Mischung'aus 'SiG^, AliO_rZir- konoxyd und Graphit - ähnlich wie bei heutigen Giessrohren - handeln kann. Auf der Abdichtseite 11a ist sie mit einem Material beschichtet, welches gute Gleit- und Abriebeigenschaften aufweist, wie z.B. mit Bornitrid, SiALON oder dem als Dichtungsmaterial bei Gasturbinen bekannten Abradables. Die Beschichtung erfolgt durch Spritzen. Die Dicke der Schicht beträgt 0,1 bis 2 mm.
Die Dichtplatte 11 ist im behälterförmigen Teil 16 mit ihrer der Abdichtseite 11 a abgewandten Fläche auf drei Hartauflagen 28 abgestützt und vorzugsweise mittels an ihrem Umfang angeordneter, feuerfester Verkeilungselemente 29 festgehalten (diese Befestigungsart ermöglicht leichtes Einlegen und Herausdrücken der Dichtplatte 11 in den Halterahmen 12, d.h. ein rasches Auswechseln der Dichtplatte 11). Zwischen der Dichtplatte 11 und dem behälterförmigen Teil 16 ist eine Isolation 30 vorhanden.
Die erfindungsgemässe Beschichtung erlaubt, die Seitenabdichtungen 10 mit den Dichtplatten 11 beim Angiessen zum Einschleifen und danach in einzelnen Zeitabständen, z.B. alle 30 min bis 1 h, gegen die Giessrollen-Stirnseiten zu pressen, um diese anschliessend in einem Abstand von z.B. 0,05 bis 0,4 mm von den Stirnseiten zu positionieren. Dabei wird die Abnützung sowohl der Giessrollen-Stirnseiten und Giessrollen-Kanten als auch der Dichtplatten 11 minimal gehalten. Der vorstehend erwähnte Abstand ist erfahrungsgemäss tolerierbar, ohne dass eine Gefahr besteht, dass die Metallschmelze austritt. Allenfalls kann elektromagnetisch beispielsweise durch Erzeugen von Wirbel- strömen in der Metallschmelze dieser Gefahr entgegengewirkt werden (vgl. WO-A-03/024646).
Die Abdichtseite 11a kann über ihre ganze Fläche mit dem gleichen Material beschichtet sein. Es kann sich aber auch beispielsweise im benetzten Bereich um eine unterschiedliche Beschichtung handeln, zum Beispiel mit niedriger Benetzbarkeit, mit guten Isolationseigenschaften und Abnutzungswerten etc.
In Figr4 bis'θ" ist eine' Seiteήabdichtung' 10'"dargestellt,'di'e'mit"ein r aus einer' hochtemperaturbeständigen Legierung bestehenden Dichtplatte 31 ausgestattet ist. Die bezüglich der Seitenabdichtung 10 nach Fig. 1 bis 3 gleichbleibenden Teile sind in Fig. 4 bis 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der hochtemperaturbeständigen Legierung kann es sich um eine Ni-Cr-, Ni-Cr-Co-, Ni-Mo-, Ni-W-Legierung oder ähnliche Materialien handeln. Handelsüblich sind beispielsweise Legierungen INCONEL, INCOLOY oder NIMONIC. Zum Spannungsabbau ist die Dichtplatte 31 sowohl horizontal als auch vertikal geschlitzt (vgl. Schlitze 34, 35 nach Fig. 4 bzw. 6). Die Dichtplatte 31 ist mit einer Träger- platte 37 mittels Schrauben 38 verschraubt und zusammen mit dieser in den Halterahmen 12' eingesetzt. Allenfalls kann eine Isolationsplatte dazwischen gelegt werden.
Die Dichtplatte 31 ist wiederum auf ihrer Abdichtseite 31 a zumindest im Stirn- seitenbereich der Giessrollen 1 , 2 mit einem gute Gleit- und Abriebeigenschaften aufweisenden Material (Bornitrid, SiALON, Abradables etc.) beschichtet.
Die Kühlung der Seitenabdichtung 10' entspricht der voranbeschriebenen Lösung, wobei diese so eingestellt wird, dass die Temperatur des Legirungsmate- rials bzw. der Beschichtung ca. 700° bis 1100° beträgt.
Bei dieser Lösung wird in Kauf genommen, dass im Bereich der benetzten Fläche zwischen den Giessrollen an der beschichteten Dichtplatte 31 eine limitierte Erstarrung stattfinden kann. Durch Veränderung des Abstandes zwischen den Giessrollen in vertikaler Richtung bei gleichzeitiger Bewegung der Rollen und des Materials nach unten oder durch Einperlen von Inertgas durch Beschichtungsporen gelangen jedoch allfällige Erstarrungsansätze in das Material (Schmelze). Mit den vorstehend erwähnten Massnahmen könnte auch Grau- guss oder hochfester Stahl als Material für die Dichtplatte 31 in Frage kommen.
Eine Seitenabdichtung 10" mit einer weiteren Variante einer erfindungsgemässen Dichtplatte 41- ist in Fig. 7 bis 9 dargestellt.-Die
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ist aus zwei Teilen 42, 43 zusammengesetzt, die gemeinsam im behälterförmigen Teil 16 des Halterahmens 12 untergebracht und vorzugsweise mittels der Verkeilungselemente 29 festgehalten werden. Der erste, den benetzten Bereich abdecken- de Teil 42 besteht - ähnlich wie die Dichtplatte 11 nach Fig. 1 bis 3 - aus einem feuerfesten Material und ist mit einer dazwischenliegenden Isolation 44 im Halterahmen 12 gehalten. Der zweite Teil 43 besteht - ähnlich wie die Dichtplatte 31 nach Fig. 3 bis 6 - aus einer hochtemperaturbeständigen Legierung (z.B. Nr- Cr-Co, Ni-Cr, Ni-Mo, Ni-W), einem Grauguss, hochfestem Stahl etc. und kann allenfalls auch mit dazwischenliegender Isolation (in Fig. 7 und 9 ist keine Isolationsplatte dargestellt) im Halterahmen 12 bzw. seinem Teil 16 festgehalten werden. Beide Teile 42, 43 können wiederum auf der Abdichtseite 41 a mit der gleichen oder auch mit unterschiedlicher Beschichtung versehen sein.
Der zweite Teil 43 der Dichtplatte 41 weist eine Art „Schnauzform" mit zwei sich entlang der Giessrollen Stirnseiten erstreckenden und unten zu einem gemeinsamen mittleren Bereich 43m zusammenlaufenden Schenkeln 43s, zwischen welche der erste Teil 42 von oben hineinragt. Dabei kann der erste Teil 42 in seinem untersten Bereich abgerundet oder eine horizontale oder schräge unte- re Trennfläche aufweisen, wobei die unterste Trennlinie oder Trennfläche 46 (Fig. 7 und 8) zwischen den beiden Dichtplatten-Teilen 42, 43 oberhalb eines sogenannten Kusspunktes liegt, in welchem die beiden an der jeweiligen Giessrollen- Oberfläche teilweise erstarrten Schichten zusammenlaufen. Der erste Teil 42 überlappt auch vorzugsweise die Giessrollen-Stirnseiten radial um einen Betrag von bis zu 4,0 mm, so dass nicht nur im benetzten Bereich, sondern auch entlang der Rollenkanten und über dem Kusspunkt ein relativ kleiner Wärmefluss zustande kommt, und keine Auswaschungen bzw. Ausbrechungen entstehen. Die genaue Rollenkanten-Kontur kann auch durch übergreifende Beschichtung der beiden Dichtplatten-Teile 42, 43 verwischt werden.
Wie in Fig. 7a angedeutet, kann der erste Teil 42 auf einer Absatzfläche 47 des zweiten' Teiles '43 aufliegen; wobei der -zweite Teil -43 - ine - hinterer halterah- menseitige Auflage 48 für den ersten Teil 42 bildet.
Insbesondere bei Verwendung von feuerfesten Dichtplatten oder Dichtplatten- Teilen (erste und dritte Variante) mit vorgesetzten Isolationsplatten werden diese vor dem Giessprozes vorgeheizt. Bei Verwendung der aus hochtemperaturbeständigen Legierungen bestehenden Dichtplatten oder Dichtplatten-Teilen (zweite und dritte Variante, eventuell aber auch bei der ersten Variante) kommt induktive, oder Widerstands-Beheizung vor und während des Giessprozess in Betracht.