Verfahren zum Stranggiessen eines dünnen Bandes oder einer dünnen Bramme sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Beim Stranggießen eines dünnen Bandes (43) wird Metallschmelze (34) auf eine Trommeloberfläche (7) einer ersten Gießtrommel (1) aufgegossen, ein Gießspalt (25) mittels einer mit ihrer Trommeloberfläche in der Dicke (42) des Bandes (43) von der ersten Gießtrommel (1) distanziert angeordneten zweiten Gießtrommel (22) gebildet, wobei sich an der Trommeloberfläche der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22) Strangschalen (37, 39) ausbilden.
Um das Gießen von Bändern (43) in unterschiedlichen Dicken (42) zu ermöglichen, wird ein Sumpf (38) im Abstand vom Aufgießen der Metallschmelze (34) auf die Trommeloberfläche (7) der ersten Gießtrommel (1) gebildet, wird zwischen dem Sumpf (38) und dem Aufgießen auf der Trommeloberfläche (7) der ersten Gießtrommel (1) eine Strangschale vorbestimmter Dicke (45) gebildet und wird der Gießspalt (25) am Umfang der ersten Gießtrommel (1) in eine Stellung gebracht, in der die beiden an den Trommeloberflächen gebildeten Strangschalen (37, 39) in ihrer maximalen Dicke (44, 45) in Summe mindestens der Dicke (42) des gegossenen Bandes (43) bzw. der gegossenen Bramme entsprechen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen eines dünnen Bandes oder einer dünnen Bramme, insbesondere aus Stahl in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm, durch Aufgießen von Metallschmelze auf eine Trommeloberfläche einer ersten Gießtrommel, Bilden eines Gießspaltes mittels einer mit ihrer Trommeloberfläche in der Dicke des Bandes bzw. des Stranges von der ersten Gießtrommel distanziert angeordneten zweiten Gießtrommel, wobei sich an den Trommeloberflächen der ersten und zweiten Gießtrommel durch Kontakt mit der Metallschmelze und Bildung eines Sumpfes zwischen den beiden Geißtrommeln Strangschalen ausbilden, und Fördern der sich hierbei auf den Trommeloberflächen der beiden Gießtrommeln bildenden Strangschalen durch Rotation der ersten und zweiten Gießtrommel, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit
- zwei einen Gießspalt begrenzenden Gießtrommeln,
- einem um die Achse einer ersten Gießtrommel mittels einer Schwenkeinrichtung schwenkbaren Stützgestell, in dem die zweite Gießtrommel drehbar gelagert ist,
- einem an die erste Gießtrommel mit einer Ausgießschnauze anstellbaren Gefäß und
- den Gießspalt zwischen der ersten und zweiten Gießtrommel seitlich abdeckenden Begrenzungseinrichtungen.

[0002] Aus der EP-A - 0 154 250 sind ein Verfahren und eine Stranggießanlage dieser Art bekannt, mit der dünne Bänder bzw. dünne Brammen herstellbar sind. Die zweite Gießtrommel ist hierbei unmittelbar bei der Aufgießstelle der Schmelze auf die erste Gießtrommel vorgesehen, so daß der zwischen den Gießtrommeln entstehende flüssige Sumpf sich unmittelbar an der Aufgießstelle befindet. Die erste Gießtrommel ist entlang ihres Umfanges zusätzlich zur zweiten Gießtrommel von einer Reihe von Rollen umgeben, die für die Führung und Kühlung des gegossenen Stranges sorgen. Die Schmelzenzufuhr erfolgt hier an der sich aufwärts bewegenden Seite der sich drehenden ersten Gießtrommel. Der Strang weist über einen Großteil des Umfanges der ersten Gießtrommel noch einen flüssigen Kern auf. Die Erstreckung des flüssigen Kerns über die erste Gießtrommel bedingt eine aufwendige Konstruktion der bekannten Anlage, da der Strang in diesem Bereich besonders sorgfältig abgestützt und geführt werden muß.

[0003] Zudem besteht das Problem, daß an der sich aufwärts bewegenden Seite der ersten Gießtrommel für einen hinreichend großen ferrostatischen Druck gesorgt werden muß, um den innerhalb der Strangschale befindlichen Hohlraum mit flüssiger Schmelze gefüllt zu halten, insbesondere in dem sich aufwärts bewegenden Teil des Stranges. Dabei besteht die Gefahr eines Strangdurchbruches mit unkontrolliertem Austritt von Schmelze.

[0004] Aus der EP-B - 0 040 072 ist es bekannt, zur Erzeugung sehr dünner Bänder - mit amorpher Erstarrung des Metalles - das flüssige Metall mit einer Gießtrommel nur in einer Dicke in Kontakt kommen zu lassen, bei der eine sofortige Durcherstarrung der Metallschicht an der Gießtrommeloberfläche gesichert ist. Die Dicke hängt somit von der Umfangsgeschwindigkeit der Gießtrommel und von den metallurgischen Eigenschaften der Schmelze ab. Ein Band etwas größerer Dicke, also im Bereich zwischen 1 und 20 mm, würde eine zu starke Abkühlung bzw. eine zu lange Kühlstrecke bedingen, um eine sofortige Durcherstarrung sicherzustellen und ist daher mit einer Anlage dieser Art nicht herstellbar.

[0005] In der AT-B - 331.435 ist beschrieben, auf eine rotierende Gießtrommel Schmelze aufzubringen. Auch hierbei muß eine völlige Erstarrung des Metallstreifens an dem sich aufwärts bewegenden Teil der Gießtrommel unmittelbar nach Kontakt mit der Oberfläche der Gießtrommel eintreten. Hierdurch sind nur äußerst dünne Bänder aus Aluminium herstellbar. Die Dicke der Bänder ist weitgehend von der Tiefe des Schmelzenbades an der Übergangsstelle zur Trommeloberfläche abhängig.

[0006] Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs beschriebenen Arten zu schaffen, die das Herstellen eines Bandes in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm mit hoher Betriebssicherheit für unterschiedliche Metall- bzw. Stahlqualitäten und unterschiedliche Banddicken ermöglichen, wobei das Band genau die gewünschte Dicke aufweist.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sumpf im Abstand vom Aufgießen der Metallschmelze auf die Trommeloberfläche der ersten Gießtrommel gebildet wird, daß zwischen dem Sumpf und dem Aufgießen auf der Trommeloberfläche der ersten Gießtrommel eine Strangschale vorbestimmter Dicke gebildet wird und daß der Gießspalt am Umfang der ersten Gießtrommel in eine Stellung gebracht wird, in der die beiden an den Trommeloberflächen gebildeten Strangschalen in ihrer maximalen Dicke in Summe mindestens der Dicke des gegossenen Bandes bzw. der gegossenen Bramme entsprechen.

[0008] Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgießschnauze an der von der zweiten Gießtrommel abgewendeten Umfangsseite der ersten Gießtrommel anliegt.

[0009] Zur Einstellung unterschiedlicher Banddicken ist vorteilhaft die Lagerung der zweiten Gießtrommel im Stützgestell in Richtung zur und in Richtung von der Lagerung der ersten Gießtrommel mittels einer Stelleinrichtung bewegbar.

[0010] Die Schwenkeinrichtung umfaßt zweckmäßig eine am Stützgestell angreifende Schraubspindel.

[0011] Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung ein im Abstand von der Achse der ersten Gießtrommel am Stützgestell befestigtes elastisch verformbares Zugmittel umfaßt, das mittels eines Druckmittelzylinders betätigbar ist.

[0012] Zweckmäßig ist die Ausgießschnauze mit einem Überlaufwehr ausgestattet und ist das Niveau des Schmelzenspiegels im Gefäß in bezug auf das Überlaufwehr einstellbar.

[0013] Zur Einstellung einer gleichmäßigen Bandbreite sind vorteilhaft die Begrenzungseinrichtungen jeweils von einer seitlich an die Stirnseiten der Gießtrommeln mittels einer Stelleinrichtung anpreßbaren Platte gebildet.

[0014] Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Begrenzungseinrichtungen jeweils von einem gegen die Stirnseiten der Gießtrommeln mittels einer Andrückplatte anpreßbaren Endlos-Band gebildet, wobei zweckmäßig die Begrenzungseinrichtungen mit einer Kühlung versehen sind.

[0015] Zur Breitenverstellung des Gießspaltes ist vorteilhaft mindestens eine Begrenzungseinrichtung von einer den Trommeloberflächen der Gießtrommeln angepaßten und entlang dieser mittels einer Stelleinrichtung verschiebbaren Platte gebildet.

[0016] Bevorzugt ist das Stützgestell um etwa 80° unter Bewegung des Gießspaltes von der Horizontalen in eine hierzu etwa 80° geneigte Lage schwenkbar.

[0017] Für größere Banddicken ist zweckmäßig zwischen der Ausgießschnauze und dem Scheitel der ersten Gießtrommel ein Induktor angeordnet bzw. zwischen dem Scheitel der ersten Gießtrommel und dem Gießspalt ein Induktor angeordnet.

[0018] Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer Stranggießanlage und Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 zeigen. Fig. 3 zeigt ein Detail der Fig. 1.

[0019] Die Stranggießanlage weist eine mit einer nicht dargestellten Innenkühlung versehene erste Gießtrommel 1, die um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagert und mittels eines Antriebes 3 in Richtung des Pfeiles 4 antreibbar ist, auf. Die Lagerung der Achse 2 an der Gießbühne 5 erfolgt über an der Gießbühne 5 drehbar gelagerte Stützrollen 6.

[0020] An jeder der beiden Stirnseiten 8, 9 der ersten Gießtrommel 1 greift ein Stützgestell 10 an, das mittels Lager 11 um die Achse 2 der ersten Gießtrommel 1 verschwenkbar ist. Das Stützgestell 10 weist an jeder Stirnseite 8, 9 der ersten Gießtrommel 1 liegende und sich radial von der Achse 2 der ersten Gießtrommel 1 weg erstreckende Rahmen 12 auf, die jeweils in ein scheibenförmiges, konzentrisch zur ersten Gießtrommel 1 angeordnetes Endstück 13, das jeweils auf zwei der Stützrollen 6 aufliegt, übergehen. Die Rahmen 12 sind mittels Querträger 12′ miteinander starr zu dem Stützgestell 10 verbunden. An jedem Endstück 13 greift außenseitig ein flexibles Zugmittel an, beispielsweise ein Band 14 oder ein Seil, welches über eine an der Gießbühne 5 drehbar gelagerte Umlenkrolle 15 geführt ist und mit seinem Ende an einer Kolbenstange 16 eines Druckmittelzylinders 17 befestigt ist. Der Druckmittelzylinder 17 ist an der Gießbühne 5 angelenkt. Bei Beaufschlagung dieses Druckmittelzylinders 17 kann somit das Stützgestell 10 mit den Rahmen 12 um die Achse 2 der ersten Gießtrommel 1 bis in die in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellte Position verschwenkt werden.

[0021] Um diese Schwenkbewegung zu unterstützen, ist je Rahmen 12 eine Gewindespindel 18 vorgesehen, die mit einem Ende am Rahmen 12 angreift. Zum Antrieb der Gewindespindel 18 dient eine gelenkig an der Gießbühne 5 angeordnete, von der Gewindespindel 18 durchsetzte Mutter 19, die mittels eines Schneckenantriebes 20 antreibbar ist.

[0022] Die Rahmen 12 der Stützgestelle 10 dienen zur Aufnahme je einer Lagerung 21 einer zweiten Gießtrommel 22, wobei diese Lagerungen 21 mittels Druckmittelzylinder 23, die jeweils am endseitigen Querhaupt 24 der Rahmen 12 abgestützt sind, in Richtung zur ersten Gießtrommel 1 bzw. entgegengesetzt verschiebbar sind. Hierdurch ist es möglich, einen Gießspalt 25 vorbestimmter Größe zwischen den beiden Gießtrommeln 1 und 22 einzustellen.

[0023] An die sich bei Drehung der ersten Gießtrommel 1 aufwärts bewegende Trommeloberfläche 7 der ersten Gießtrommel 1 ist knapp unterhalb des Scheitels 26 eine Ausgießschnauze 27 eines Verteilers 28 anstellbar. In den Verteiler 28 mündet ein Tauchrohr 29 einer oberhalb des Verteilers 28 in Stellung gebrachten Gießpfanne 30. Der Verteiler 28 und die Ausgießschnauze 27 sind mit feuerfestem Material 31 ausgekleidet. Die Ausgießschnauze 27 ist mit einem Überlaufwehr 32 ausgestattet.

[0024] Das Niveau 33 der im Verteiler 28 eingegossenen Metallschmelze 34 liegt in Höhe 35 des Überlaufwehrs 32, so daß ein dünner Film 36 von Metallschmelze 34 über das Überlaufwehr 32 auf die Trommeloberfläche 7 der ersten Gießtrommel 1 fließt. An der Gießtrommel 1 kommt es zu einer Erstarrung eines Teiles der Metallschmelze, wobei sich eine über den Umfang der Gießtrommel zunehmend dicker werdende Strangschale 37 bildet. Ein Teil der noch flüssigen Metallschmelze fließt bis in den von den beiden Gießtrommeln 1 und 22 gebildeten Gießspalt 25 und bildet dort infolge Materialstaus einen flüssigen Sumpf 38.

[0025] An der Trommeloberfläche der zweiten Gießtrommel 22 bildet sich ebenfalls eine Strangschale 39, die durch Drehen der zweiten Gießtrommel 22 in zur ersten Gießtrommel 1 entgegengesetzter Drehrichtung und gleicher oder geringfügig abweichender Umfangsgeschwindigkeit mittels eines Antriebes 40 zum Gießspalt 25 bewegt wird. Der Gießspalt 25 entspricht in seiner Dicke 41 der Dicke 42 des abgezogenen Bandes 43. Die Lage des Gießspaltes 25 und die Kühlung der Gießtrommeln (auch die zweite Gießtrommel kann mit einer Innenkühlung versehen sein) werden so gewählt, daß die Dicken 44, 45 der an den Gießtrommeln 1 und 22 gebildeten Strangschalen 37, 39 an der Stelle des Gießspaltes 25 in Summe mindestens der Dicke 42 des abgezogenen Bandes 43 entsprechen. Hierdurch wird sichergestellt, daß sich innerhalb des abgezogenen Bandes 43 kein flüssiger Kern mehr befindet und eine Abstützung des Bandes 43 nach Abziehen von den Gießtrommeln 1 und 22 nur zu dessen Führung notwendig ist.

[0026] Eine seitliche Begrenzung des Gießspaltes 25 kann, wie in Fig. 2 an der linken Bildhälfte veranschaulicht, durch eine im Bereich des Gießspaltes 25 an die Stirnflächen der Gießtrommeln 1 und 22 anpreßbare, gegebenenfalls gekühlte Platte 46 verwirklicht sein, die an jeweils einer Stirnseite beider Gießtrommeln 1 und 22 schleifend anliegt. Ein Anpreßzylinder 47 zum Anpressen der Platte 46 an die Stirnseiten ist an dem Rahmen 12 des Stützgestelles 10 gelenkig befestigt.

[0027] Eine in Fig. 2 in der rechten Bildhälfte dargestellte Ausführungsform zur seitlichen Begrenzung des Gießspaltes weist ein umlaufendes endloses Band 48 auf, welches mit einer Andrückplatte 49 im Bereich des Gießspaltes 25 an die Stirnseiten der Gießtrommeln 1 und 22 angepreßt wird. Das Band 48 läuft etwa mit der Umfangsgeschwindigkeit der Gießtrommeln 1 und 22 um. Hierdurch wird ein allzu starkes Schleifen zwischen den Stirnseiten der Gießtrommeln 1 und 22 und der Begrenzungseinrichtung vermieden. Eine Kühleinrichtung 50 für das Band ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Umlaufrollen 51 des Bandes 48 sind am Rahmen 12 des Stützgestelles 10 befestigt.

[0028] Es ist für den Betrieb der Stranggießanlage wesentlich, daß die Lage des Stützgestelles 10 bzw. dessen Rahmen 12 so eingestellt wird, daß die Dicken der an den Oberflächen der Gießtrommeln gebildeten Strangschalen 37, 39 im Gießspalt 25 in Summe mindestens der Dicke 42 des fertigen Bandes 43 entsprechen. Um dies für unterschiedliche Banddicken und Metalle und Metallegierungen bzw. Gießgeschwindigkeiten sicherzustellen, sind die Rahmen 12, wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien veranschaulicht, mit ihrer Längsachse 52 um etwa 80° gegenüber der Horizontalen neigbar, d.h. die Verbindungsebene der Achsen der beiden Gießtrommeln 1 und 22 ist von der Horizontalebene bis in eine etwa 80° hierzu geneigte Lage verbringbar.

[0029] Um ein synchrones Mitbewegen von Metallschmelze 34 mit der auf der Oberfläche der ersten Gießtrommel 1 erstarrten Strangschale 37 sicherzustellen, können im Inneren der ersten Gießtrommel 1 Induktoren 53 angeordnet sein, die dann zweckmäßig ortsfest vorgesehen sind und je nach der Länge, über die sich die flüssige Metallschmelze 34 über die Oberfläche der ersten Gießtrommel erstreckt, in Betrieb setzbar sind.

Ansprüche

1. Verfahren zum Stranggießen eines dünnen Bandes (43) oder einer dünnen Bramme, insbesondere aus Stahl in einer Dicke zwischen 1 und 20 mm, durch Aufgießen von Metallschmelze (34) auf eine Trommeloberfläche (7) einer ersten Gießtrommel (1), Bilden eines Gießspaltes (25) mittels einer mit ihrer Trommeloberfläche in der Dicke (42) des Bandes (43) bzw. des Stranges von der ersten Gießtrommel (1) distanziert angeordneten zweiten Gießtrommel (22), wobei sich an den Trommeloberflächen der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22) durch Kontakt mit der Metallschmelze (34) und Bildung eines Sumpfes (38) zwischen den beiden Gießtrommeln (1, 22) Strangschalen (37, 39) ausbilden, und Fördern der sich hierbei auf den Trommeloberflächen der beiden Gießtrommeln bildenden Strangschalen (37, 39) durch Rotation der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22), dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf (38) im Abstand vom Aufgießen der Metallschmelze (34) auf die Trommeloberfläche (7) der ersten Gießtrommel (1) gebildet wird, daß zwischen dem Sumpf (38) und dem Aufgießen auf der Trommeloberfläche (7) der ersten Gießtrommel (1) eine Strangschale vorbestimmter Dicke (45) gebildet wird und daß der Gießspalt (25) am Umfang der ersten Gießtrommel (1) in eine Stellung gebracht wird, in der die beiden an den Trommeloberflächen gebildeten Strangschalen (37, 39) in ihrer maximalen Dicke (44, 45) in Summe mindestens der Dicke (42) des gegossenen Bandes (43) bzw. der gegossenen Bramme entsprechen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit
- zwei einen Gießspalt (25) begrenzenden Gießtrommeln (1, 22),
- einem um die Achse (2) einer ersten Gießtrommel (1) mittels einer Schwenkeinrichtung (17, 19) schwenkbaren Stützgestell (10), in dem die zweite Gießtrommel (22) drehbar gelagert ist,
- einem an die erste Gießtrommel (1) mit einer Ausgießschnauze (27) anstellbaren Gefäß (28) und
- den Gießspalt (25) zwischen der ersten und zweiten Gießtrommel (1, 22) seitlich abdeckenden Begrenzungseinrichtungen (46, 48),
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgießschnauze (27) an der von der zweiten Gießtrommel (22) abgewendeten Umfangsseite der ersten Gießtrommel (1) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (21) der zweiten Gießtrommel (22) im Stützgestell (10) in Richtung zur und in Richtung von der Lagerung (11) der ersten Gießtrommel (1) mittels einer Stelleinrichtung (23) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung eine am Stützgestell (10) angreifende Schraubspindel (18) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung ein im Abstand von der Achse (2) der ersten Gießtrommel (1) am Stützgestell (10) befestigtes elastisch verformbares Zugmittel (14) umfaßt, das mittels eines Druckmittelzylinders (17) betätigbar ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgießschnauze (27) mit einem Überlaufwehr (32) ausgestattet ist und das Niveau (33) des Schmelzenspiegels im Gefäß (28) in bezug auf das Überlaufwehr (32) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtungen jeweils von einer seitlich an die Stirnseiten der Gießtrommeln (1, 22) mittels einer Stelleinrichtung (47) anpreßbaren Platte (46) gebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtungen jeweils von einem gegen die Stirnseiten der Gießtrommeln (1, 22) mittels einer Andrückplatte (49) anpreßbaren Endlos-Band (48) gebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Begrenzungseinrichtung von einer den Trommeloberflächen (7) der Gießtrommeln (1, 22) angepaßten und entlang dieser mittels einer Stelleinrichtung (47) verschiebbaren Platte (46′) gebildet ist.

10.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtungen (46, 48) mit einer Kühlung (50) versehen sind.

11.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgestell (10) um etwa 80° unter Bewegung des Gießspaltes (25) von der Horizontalen in eine hierzu etwa 80° geneigte Lage schwenkbar ist.

l2.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgießschnauze (27) und dem Scheitel (26) der ersten Gießtrommel (1) ein Induktor (53) angeordnet ist.

13.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Scheitel (26) der ersten Gießtrommel (1) und dem Gießspalt (25) ein Induktor (53) angeordnet ist.

Zeichnung