DE3521778C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Metallstranges, insbesondere in Form eines Bandes oder Profils, bei dem schmelzflüssiges Metall aus einer insbesondere als Schlitzdüse ausgebildeten Düse auf die Kühlfläche von einem an der Düse mit engem Spalt vorbeibewegtem Kühlkörper aufgebracht wird.

Bei einem bekannten Gießverfahren dieser Art (EP-PS 0026812) bildet sich im Bereich der als Schlitzdüse ausgebildeten Düse eine keilförmige Erstarrungsfront aus. Damit während des Gießens kein schmelzflüssiges Metall unkontrolliert ausfließt, wird von vornherein der freie Spalt zwischen den Düsenlippen und der Kühlfläche des Kühlkörpers so klein gewählt, daß die Viskosität des schmelzflüssigen Metalls ausreicht, ein freies Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls durch den Spalt zu verhindern. Mit solchen Verfahren lassen sich Banddicken von 1/100 mm bis 1/10 mm herstellen. Für viele Anwendungsfälle ist diese Banddicke aber zu klein.

Eine weitere Schwierigkeit beim Herstellen von Bändern durch Gießen besteht darin, daß sich die Bänder nicht mit engen Dickentoleranzen herstellen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorichtung zum Herstellen eines Metallstranges, insbesondere eines Metallbandes durch Gießen zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, Stränge in engen Toleranzen und Bänder mit Bandstärken bis mindestens 1,6 mm Dicke in engen Dickentoleranzen bei nahezu beliebig großer Bandbreite herzustellen.

Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß unter Berücksichtigung der sich beim Angießen auf die bewegliche Kühlfläche des Kühlkörpers im Bereich der Düse keilförmig aufbauenden Erstarrungsfront und unter Anpassung der Geschwindigkeit der Kühlfläche der freie Spalt zwischen der auslaufseitigen Düsenlippe und gegebenenfalls den seitlichen Düsenlippen von einem ein unkontrolliertes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls verhindernden kleinen Anfangswert allmählich auf den dem gewünschten Strangmaß, insbesondere der Banddicke entsprechenden, ebenfalls ein unkontrolliertes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls verhindernden Endwert vergrößert wird.

Bei einem teilweise alternativen Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Berücksichtigung der sich beim Angießen auf den von unten nach oben bewegten Kühlflächenteil des Kühlkörpers im Bereich der Düse keilförmig aufbauenden Erstarrungsfront der Schmelzbadspiegel zwischen der Kühlfläche des Kühlkörpers und der seitlich neben dem Kühlkörper angeordneten Düse allmählich bis zur die Strangdicke bestimmenden auslaufseitigen Düsenlippe derart angehoben wird, daß, wenn der Schmelzbadspiegel die auslauf-seitige Düsenlippe erreicht, der freie Spalt zwischen der Erstarrungsfront und der auslaufseitigen Düsenlippe ausreichend klein ist, um ein unkontrolliertes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls zu verhindern.

Bei beiden Verfahren erfolgt das Vergrößern des Abstandes der auslaufseitigen Düsenlippe gegenüber dem Kühlkörper bzw. das allmähliche Anheben des Badspiegels in Abhängigkeit von der Erstarrungsfront. Dabei werden verschiedene Einflußgrößen, wie die gewünschte Strangdicke, die Düsenweite (lichter Abstand der beiden Düsenlippen) und die Geschwindigkeit der Kühlfläche berücksichtigt. Diese verschiedenen Einflußfaktoren sind im Erstarrungsgesetz miteinander verknüpft, wobei d = Strangdicke, w = Düsenweite in Bewegungsrichtung der Kühlfläche, v = Geschwindigkeit der Kühlfläche und A ein Proportionalitätsfaktor zwischen 0,1 und 0,8 sind.

Da bei der Erfindung vom Gießbeginn an das Erstarrungsgesetz berücksichtigt wird, ist gewährleistet, daß es nicht zu einem unkontrollierten bzw. unerwünschten Ausfließen von schmelzflüssigem Metall aus dem Bereich der Düse und der Kühlfläche kommt. Sofern auch nach dem Angießen die Geschwindigkeit der Kühlfläche des Kühlkörpers derart eingestellt wird, daß die Erstarrungsfront innerhalb der Düse bleibt, ist auch gewährleistet, daß der Strang bzw. das Band derart enge Toleranzen hat, die bei bekannten Verfahren nicht erreicht werden können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, mehrlagige, vorzugsweise kristallin erstarrende Bänder aus verschiedenen Metallen oder verschiedenen Metallegierungen herzustellen, deren Lagen besonders innig miteinander verbunden sind. Als Beispiele für solche Bänder werden Bimetallbänder, aber auch plattierte Bänder, das sind Bänder mit dünnen Deckschichten, genannt. Um solche Bänder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen, wird auf die kühlflächenabgewandte Oberfläche des gegossenen Metallbandes aus einer in Bewegungsrichtung der Kühlfläche unmittelbar vor der einen Düse angeordneten weiteren Düse in der gleichen Art wie aus der einen Düse schmelzflüssiges Metall aufgebracht. Dabei sollte das schmelzflüssige Metall aus der weiteren Düse auf das an der Oberfläche noch schmelzflüssige Metallband aus der ersten Düse aufgebracht werden. Auf diese Art und Weise lassen sich auch Bänder mit mehr als zwei Lagen herstellen.

Um bei der Herstellung solcher mehrlagigen Bänder Fehler an der Grenzschicht zwischen den Lagen zu verhindern, sollte die kühlflächenabgewandte Oberfläche des jeweils unteren Metallbandes vor oxydierenden Einflüssen bis zum Aufbringen des weiteren schmelzflüssigen Metalls geschützt werden.

Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung eines aus mehreren Teilstreifen bestehenden Bandes. Nach einer darauf gerichteten Ausgestaltung der Erfindung wird auf die bewegte Kühlfläche unmittelbar neben dem schmelzflüssigen Metall aus der einen Düse schmelzflüssiges Metall aus einer oder mehreren weiteren Düsen in der gleichen Weise wie aus der einen Düse derart aufgebracht, daß die aus den Düsen austretenden Metalle in ihrer schmelzflüssigen Phase im Bereich ihrer Grenzzone bzw. Grenzzonen zusammengeführt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich aber nicht nur mehrlagige Bänder aus verschiedenen Metallen oder Metallegierungen sondern auch besonders dicke Metallbänder aus gleichem Metall herstellen. Insbesondere ist es möglich, besonders dickes, amorphes Metallband herzustellen. Hierzu durchläuft beim Übereinandergießen von mehreren Lagen aus gleichem Metall nach dem Gießen einer jeden Lage das Band eine Kühlstrecke, bevor die nächste Lage aufgegossen wird. Bei dieser Ausgestaltung ist es wichtig, daß die einzelnen Lagen nicht zu dick sind, da sonst die für eine amorphe Erstarrung notwendige rasche Abkühlung trotz der vorgesehenen Kühlstrecken nicht stattfinden kann. Auf diese Art und Weise läßt sich über die Anzahl der Lagen ein verhältnismäßig dickes Band mit überwiegend amorpher Struktur herstellen.

Beim Übergießen von mehreren Lagen sollte im Bereich jeder Kühlstrecke die kühlflächenabgewandte Oberfläche der einzelnen Lagen unter einer Schutzgasatmosphäre stehen oder dieser Bereich zumindest teilevakuiert sein, damit sich keine störenden Grenzschichten zwischen den einzelnen Lagen bilden können.

Eine günstige Bemessung für die Länge der Kühlstrecke liegt beim 0,8-16fachen der Weite der jeweils vorgeordneten Düse in Bewegungsrichtung der Kühlfläche des Kühlkörpers.

Zur Herstellung besonders dicker Metallbänder eignet sich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß unter Verzicht auf die auslaufseitige Düsenlippe das schmelzflüssige Metall zwischen die bewegten Kühlflächen von zwei entsprechend der sich aufbauenden Erstarrungsfront in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbaren Kühlkörpern gegossen wird, wobei die Funktion der fehlenden auslaufseitigen Düsenlippe für das auf jeder Kühlfläche gegossene Band von der keilförmigen Erstarrungsfront des jeweils anderen Bandes ausgeübt wird.

Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann über den Abstand der beiden Kühlflächen und ihre Geschwindigkeit erreicht werden, daß kein schmelzflüssiges Metall unkontrolliert ausfließt. Durch Vergrößern des Abstandes unter Anpassung der Geschwindigkeit wird endlich die gewünschte Banddicke erhalten. Auch in diesem Fall verläßt das Band mit engen Toleranzen den Bereich der Kühlkörper. Bei diesem ausgestalteten Verfahren sind die beiden Lagen des Bandes besonders innig miteinander verbunden, da sie aus einem Schmelzbad geschaffen sind. Es ist aber auch möglich, mit diesem Verfahren Bänder aus verschiedenen Metallen herzustellen. In diesem Fall braucht lediglich der Spalt zwischen den beiden Kühlflächen aus verschiedenen Schlitzdüsen gespeist zu werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gießen von Metallsträngen in Form von Bändern oder Profilen, bestehend aus einer insbesondere als Schlitzdüse ausgebildeten Düse, die mit einem Vorratsbehälter für schmelzflüssiges Metall verbunden ist, und einem vor der Düse mit einem engen Spalt angeordneten und gegenüber der Düse bewegbaren Kühlkörper, auf dessen Kühlfläche, das aus der Düse austretende schmelzflüssige Metall auftragbar ist. Eine solche Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die bandauslaufseitige Düsenlippe in ihrem Abstand von der Kühlfläche des Kühlkörpers einstellbar ist. Vorzugsweise ist die Einstellbarkeit dadurch verwirklicht, daß die Düse um eine quer zur Laufrichtung der Kühlfläche und parallel zur Kühlfläche des Kühlkörpers verlaufende Achse schwenkbar ist. Bei dieser Lösung kann die Kühlfläche sowohl horizontal als auch gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet sein.

Nach einer alternativen Lösung ist die Kühlfläche jedoch im Bereich der Düse gegenüber der Horizontalen geneigt, wobei die Weite der Düse (lichter Abstand der stranganfang- und strangauslaufseitigen Düsenlippen) in Laufrichtung der Kühlfläche in einem der Länge der keilförmigen Erstarrungsfront des Stranges entsprechenden Abstand angeordnet ist. Bei dieser Lösung wird das unkontrollierte Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls durch das allmähliche Anheben des Schmelzbadspiegels erreicht.

Schließlich ist Gegenstand der Erfindung eine abgewandelte Vorrichtung, die aus einer als Schlitzdüse ausgebildeten Düse, der von einem Vorratsbehälter schmelzflüssiges Metall zuführbar ist und einem bewegbaren Kühlkörper, auf dessen Kühlfläche das schmelzflüssige Metall auftragbar ist, besteht. Bei dieser Vorrichtung ist neben dem einen Kühlkörper ein weiterer Kühlkörper mit gleichsinnig bewegbarer Kühl­ fläche abstandsveränderbar angeordnet, dessen Kühlfläche mit der Kühlfläche des einen Kühlkörpers den Gießspalt bildet, dem von unten das schmelzflüssige Metall zuführbar ist. Die Kühlkörper sind vorzugsweise als Rollen ausgebildet.

Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich sowohl Stränge, insbesondere Bänder, aus über den Querschnitt gleichem Metall als auch zweilagige Bänder aus unterschiedlichen Metallen herstellen. Im letzteren Fall braucht dafür lediglich zwischen den Kühlflächen eine Trennwand angeordnet zu werden, die mit den beiden Kühlflächen zwei Eingänge für verschiedene schmelzflüssige Metalle bildet.

Vor allem beim Auftrag von schmelzflüssigem Metall auf eine von unten nach oben bewegte Kühlfläche oder beim Fördern von schmelzflüssigem Metall von unten in den von den Kühl­ körpern gebildeten Spalt ist es vorteilhaft, wenn an den seitlichen Düsenlippen vorstehende Ansätze vorgesehen sind.

Diese können zeitweise die Breite begrenzen, und dienen, wenn sie ausreichend weit vorgezogen sind, als Spritz­ schutz beim allmählichen Anheben des Schmelzbadspiegels zwischen den Kühlflächen des bzw. der Kühlkörper bzw. der Düse.

Um die bandauslaufseitige Düsenlippe, die entsprechen dem Erstarrungsgesetz für eine bestimmte Banddicke in einem bestimmten Abstand einzustellen ist, vor einer Überbe­ lastung bei ungenauer Einstellung der Geschwindigkeit der Kühlfläche zu schützen, kann sie einstellbar und gegen Überdruck ausweichbar gehalten sein.

Um aus einzelnen Lagen oder aus Streifen aufgebaute Bänder herzustellen, können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in Bewegungsrichtung der Kühlflächen zwei oder mehr Düsen eng hintereinander oder nebeneinander angeordnet sein.

Zur Herstellung von dickeren, aus Lagen aufgebauten Bändern mit amorpher Struktur, können im Gießspalt zwei oder mehr Düsenschlitze in Bewegungsrichtung der Kühlfläche mit Ab­ stand hintereinander angeordnet sein. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Düsenschlitzen sollte das 0,8 bis 16fache der Weite des jeweils vorgelagerten Düsenschlitzes betragen. Die Zwischenräume zwischen den parallelen Düsenschlitzen oderhalb des Bandes sollten mindestens teilevakuierbar oder mit einem Schutzgas beaufschlagbar sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich nicht nur ebene Bänder sondern auch profilierte Bänder oder profilierte Stangen herstellen. Eine dazu eingerichtete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die strang­ auslaufseitige Düsenlippe derart profiliert ist, daß sie mit der Kühlfläche des Kühlkörpers einen über die Bandbreite unterschiedlich weiten Spalt bildet, wobei die stranganfang­ seitige Düsenlippe entsprechend dem Profil der strangauslaufseitigen Düsenlippe in Bewegungsrichtung der Kühlfläche derart versetzt ist, daß im Bereich eines großen Spaltes die stranganfangseitige Düsenlippe von der strangauslaufseitigen Düsenlippe eine solche Weite (Abstand) in Laufrichtung der Kühlfläche als im Bereich eines kleinen Spaltes hat. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist gewährleistet, daß entsprechend dem Profil des hergestellten Gegenstandes sich eine Erstarrungsfront ausbreitet, die es ermöglicht, das Angießen ohne unkontrolliertes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls durchzuführen und auch das Profil in engen Grenzen herzustellen.

Um profilierte Stangen oder Bänder herzustellen, kann auch in der Kühlfläche des Kühlkörpers ein Profil eingelassen sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert:

Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine schwenkbare Schlitzdüse oberhalb einer horizontal angeordneten, bewegbaren Kühlfläche eines Kühlkörpers im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche während des Angießens,

Fig. 2 die Schlitzdüse gemäß Fig. 1 nach dem Angießen,

Fig. 3 eine seitlich gegen eine vertikal angeordnete, bewegbare Kühlfläche eines Kühlkörpers gerichtete, nicht schwenkbare Schlitzdüse im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche während des Angießens,

Fig. 4 die Schlitzdüse gemäß Fig. 3 nach dem Angießen,

Fig. 5 die Schlitzdüse gemäß Fig. 4 mit seitlichen Ansätzen,

Fig. 6 die Schlitzdüse gemäß Fig. 5 im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 5,

Fig. 7 eine schwenkbare Schlitzdüse oberhalb einer horizontal angeordneten, bewegbaren Kühlfläche eines Kühlkörpers im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche mit bei Druck ausweichbarer auslaufseitiger Düsenlippe,

Fig. 8 die Schlitzdüse gemäß Fig. 7 im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 7,

Fig. 9 eine schwenkbare Düse oberhalb einer horizontal angeordneten, bewegbaren Kühlfläche eines Kühlkörpers mit zwei in Bewegungsrichtung der Kühlfläche hintereinander angeordneten, parallelen Düsenschlitzen im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche während des Angießens,

Fig. 10 die Schlitzdüsen gemäß Fig. 9 im Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 9,

Fig. 11 eine schwenkbare Schlitzdüse oberhalb einer horizontal angeordneten, bewegbaren Kühlfläche eines Kühlkörpers mit zwei nebeneinander angeordneten Düsenschlitzen im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche während des Angießens,

Fig. 12 die Schlitzdüse gemäß Fig. 11 im Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 11,

Fig. 13 eine schwenkbare Schlitzdüse oberhalb einer horizontal angeordneten, bewegbaren Kühlfläche eines Kühlkörpers mit drei in Bewegungsrichtung der Kühlfläche hintereinander angeordneten parallelen Düsenschlitzen im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche,

Fig. 14 eine Düse mit zwei Kühlflächen aufweisenden in einer horizontalen Ebene parallel nebeneinander angeordneten, drehbaren Kühlrädern im Querschnitt in Bewegungsrichtung der gegenüberliegenden Kühlflächen während des Angießen,

Fig. 15 die Düse gemäß Fig. 14 im Querschnitt in Bewegungsrichtung der gegenüberliegenden Kühlflächen nach dem Angießen,

Fig. 16 eine Düse mit zwei Kühlflächen aufweisenden, in einer horizontalen Ebene parallel nebeneinander angeordneten Kühlrädern im Querschnitt in Bewegungsrichtung der einander gegenüberliegenden Kühlflächen in einer zu Fig. 14 und 15 abgewandelten Ausführung,

Fig. 17 die Düse gemäß Fig. 16 im Querschnitt nach der Linie V-V der Fig 16,

Fig. 18 eine seitlich gegen eine vertikal angeordnete, bewegbare Kühlfläche eines Kühlkörpers gerichtete, nicht schwenkbare Schlitzdüse mit profilierter auslaufseitiger Düsenlippe im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche,

Fig. 19 die Schlitzdüse gemäß Fig. 18 in Draufsicht aus Richtung des Pfeils A,

Fig. 20 eine seitlich gegen eine vertikal angeordnete, bewegbare Kühlfläche eines Kühlkörpers gerichtete, nicht schwenkbare Düse mit profilierter auslaufseitiger Düsenlippe im Querschnitt in Bewegungsrichtung der Kühlfläche während des Angießens in einer zu Fig. 18 und 19 abgewandelten Ausführung und

Fig. 21 die Düse gemäß Fig 20 in Draufsicht aus der Richtung des Pfeils B.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist oberhalb eines als Band ausgebildeten, in horizontaler Richtung bewegten Kühlkörpers 1 eine Schlitzdüse 2 angeordnet, der aus einem nicht dargestellten Gießgefäß über eine nichtdargestellte Zuleitung schmelzflüssiges Metall zugeführt wird. Der Druck, mit dem das schmelzflüssige Metall der Schlitzdüse 2 zugeführt wird, kann über die Badspiegelhöhe im Gießgefäß oder durch ein das schmelzflüssiges Metall beaufschlagendes Druckgas bestimmt werden. Die Schlitzdüse 2 ist um einen im Bereich der bandanfangseitigen Düsenlippe 3 der Schlitzdüse 2 liegenden Drehpunkt 4 verschwenkbar, so daß unter Beibehaltung des Spaltes der bandanfangseitigen Düsenlippe 3 von der Kühlfläche des Kühlkörpers 1 der Spalt zwischen der Kühlfläche und der bandauslaufseitigen Düsenlippe 5 eingestellt werden kann.

Für das Angießen wird die Schlitzdüse 2 derart verschwenkt, daß die Spaltbreite im Bereich der beiden Düsenlippen 3, 5 ausreichend klein sind, um ein unkontrolliertes bzw. unerwünschtes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls zu verhindern. Wird nun auf die bewegte Kühlfläche des Kühlkörpers 1 schmelzflüssiges Metall aus der Schlitzdüse 2 gegossen, dann bildet sich eine keilförmige Erstarrungsfront 6. Durch kontrolliertes Verschwenken der Schlitzdüse 2 unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit der bewegten Kühlfläche und damit auch des gegossenen Bandes 7 wird die keilförmige Erstarrungsfront 6 im Bereich der Schlitzdüse 2 zunehmend steiler. Beim Verschwenken der Schlitzdüse ist darauf zu achten, daß der freie Spalt zwischen der bandauslaufseitigen Düsenlippe 5 und der Erstarrungsfront einen oberen Grenzwert nicht überschreitet, weil sonst der sich hier aufgrund der Viskosität des schmelzflüssigen Metalls bildende und diesen freien Spalt abdichtende Meniskus nicht ausreicht, das schmelzflüssige Metall zurückzuhalten.

Auf diese Art und Weise ist es möglich, unter Beachtung des Erstarrungsgesetzes Bänder praktisch beliebiger Breite und einer Dicke bis in den Millimeterbereich mit engen Dickentoleranzen durch Gießen herzustellen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 6 bewegt sich die Kühlfläche eines Kühlkörpers 8 in vertikaler Richtung von unten nach oben. Eine schlitzförmige Düse 9, die ebenfalls von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter mit schmelzflüssigem Metall gespeist wird, ist gegenüber der bewegten Kühlfläche des Kühlkörpers 8 so angeordnet, daß die untere Düsenlippe 10 von der Kühlfläche des Kühlkörpers einen ausreichend kleinen Abstand hat, um unter Ausnutzung der Viskosität des schmelzflüssigen Metalls ein unerwünschtes Ausfließen auszuschließen. Die bandauslaufseitige Düsenlippe 11 hat von der Kühlfläche des Kühlkörpers 8 einen Abstand, der der gewünschten Dicke des zu gießenden Bandes 12 entspricht.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 sind im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 an den seitlichen Düsenlippen schürzenartige Ansätze 13, 14 vorgesehen, die beim Angießen als Spritzschutz dienen.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 6 wird bei von unten nach oben bewegter Kühlfläche des Kühlkörpers 8 der Badspiegel 15 des schmelzflüssigen Metalls in dem Maße angehoben, wie die keilförmige Erstarrungsfront 16 wächst. Dabei wird darauf geachtet, daß der Spalt zwischen den seitlichen Düsenlippen und der keilförmigen Erstarrungsfront 16 des Bandes 8 bis zum Erreichen der bandauslaufseitigen Düsenlippe 11 unterhalb einer oberen Toleranzgrenze bleibt, bei der gewährleistet ist, daß kein schmelzflüssiges Metall seitlich ausfließt.

Während mit der Düse des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 das Gießverfahren praktisch lageunabhängig durchgeführt werden kann, ist das Gießverfahren mit Düsen nach den Ausführungsbeispielen 3 bis 6 an eine gegenüber der Horizontalen geneigten Bewegungsrichtung der Kühlfläche gebunden, bei der das gegossene Band entgegen der Schwerkraft mehr oder weniger steil bergauf gerichtet die Düse verläßt.

Nach dem Angießen wird die Geschwindigkeit der bewegten Kühlfläche so gewählt, daß es auch dann nicht zu einem unkontrollierten Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls kommt. Deshalb wird die Geschwindigkeit so gewählt, daß die keilförmige Erstarrungsfront innerhalb der Düse liegt.

Die Schlitzdüse nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur dadurch, daß die bandauslaufseitige Düsenlippe 17 an Federelementen 18, 19 derart abgestützt ist, daß sie bei einem einen Grenzwert des auf sie vom gegossenen Band ausgeübten Druckes ausweicht. Die Düsenlippe 17 kann durch in der Zeichnung nicht dargestellte Einstellschrauben oder Stellkeile einstellbar gestaltet sein, so daß es möglich ist, die Banddicke einzustellen. Die Düse gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 und 10 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig 1 und 2 nur darin, daß zwei Schlitzdüsen 19, 20 dicht hintereinander und parallel zueinander in einer schwenkbaren Einheit ausgebildet sind. Das aus den beiden Schlitzdüsen 19, 20 austretende schmelzflüssige Metall wird in der schmelzflüssigen Phase am Ende der Erstarrungsfront im Bereich der ersten Schlitzdüse 19 zusammengeführt, so daß es mit einer solchen Düse möglich ist, zweilagiges Bandmaterial herzustellen, das in der Grenzzone der beiden Lagen innig miteinander verbunden ist.

Das Ausführungsbeispiel der Fig 11 und 12 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 und 2 darin, daß zwei Schlitzdüsen 21, 22 eng nebeneinander angeordnet und in einer verschwenkbaren Einheit ausgebildet sind. Das schmelzflüssige Metall wird im Bereich der gemeinsamen mittleren Düsenlippe in der schmelzflüssigen Phase zusammengeführt. Mit diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, ein aus zwei nebeneinanderliegenden Streifen bestehendes Band herzustellen, dessen beide Streifen an ihren benachbarten Rändern innig miteinander verbunden sind.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 13 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 und 2 darin, daß der Düsenschlitz durch zwei quer zur Bewegungsrichtung der Kühlfläche verlaufende Stege 23, 24 in drei Einzelschlitze 25, 26, 27 unterteilt ist. Während sich im Bereich der Teilschlitze 25, 26, 27 eine keilförmige Erstarrungsfront ausbildet, findet in den Bereichen der Stege 23, 24 eine weitere Abkühlung der hier bereits ganz erstarrten Lagen statt. Im Bereich der Stege 23, 24 werden die Lagen über Kanäle 28, 29 mit Schutzgas beaufschlagt. Die Länge der Kühlstrecken a 1, a 2 sollte das 0,8 bis 16fache der Weite b 1, b 2 des jeweils vorgelagerten Düsenschlitzes 25, 26 betragen.

Mit einer derart ausgebildeten Mehrfachdüse lassen sich dicke, amorph erstarrte Metallbänder aus einzelnen, verhältnismäßig dünnen Lagen aufbauen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 15 und 16 besteht das Besondere darin, daß ein Gießspalt, in den von unten aus einer Düse 30 schmelzflüssiges Metall eingeführt wird, von zwei Kühlrädern 31, 32 gebildet wird, die in einer horizontalen Ebene parallel nebeneinander angeordnet sind und im Bereich des Gießspaltes gleichsinnig umlaufen. Der gegenseitige Abstand der Kühlräder 31, 32 und damit die lichte Weite des Gießspaltes sind einstellbar.

Dieses Ausführungsbeispiel wirkt wie zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Schlitzdüsen, bei denen unter Verzicht auf eine körperliche bandauslaufseitige Düsenlippe die beiden Erstarrungsfronten der beiden auf den Kühlrädern 31, 32 gegossenen Lagen des Bandes die Funktion der bandauslaufseitigen Düsenlippe übernehmen. Um beim Angießen ein seitliches Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls zu verhindern, wird unter Beachtung der sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Kühlflächen der Kühlräder 31, 32 aufbauenden Erstarrungsfronten die Weite des Gießspaltes von einem kleinen Anfangswert auf den Endwert vergrößert, der der gewünschten Banddicke entspricht, so daß es nicht zu einem unerwünschten Ausfließen von schmelzflüssigem Metall kommt. Dieses Ausführungsbeispiel basiert auf dem Prinzip des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 16 und 17 unterscheidet sich von dem der Fig. 14 und 15 dadurch, daß der Gießspalt nicht aus einer Düse sondern aus zwei Düsen 33, 34 gespeist wird. Mit diesem Ausführungsbeispiel lassen sich zweilagige Bänder aus verschiedenen Metallen, also Bimetallbänder herstellen. Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 und 10 werden auch in diesem Fall die Metalle der beiden Lagen in der schmelzflüssigen Phase zusammengeführt. Ähnlich dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 kann an den Seiten ein schürzenartiger Spritzschutz 35 vorgesehen sein. Ein solcher Spritzschutz kann selbstverständlich auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 14 und 15 vorgesehen sein.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 18 bis 21 ist die bandauslaufseitige Düsenlippe 36, 37 profiliert. Die Düsenlippe 36, 37 hat also über die Breite der Düse einen unterschiedlichen Abstand zur Kühlfläche. Damit sich unter Berücksichtigung dieses Profils eine Erstarrungsfront ausbilden kann, die ein unkontrolliertes Ausfließen schmelzflüssigen Metalls verhindert, ist die jeweilige Düsenweite in Bewegungsrichtung der Kühlfläche gesehen in Abhängigkeit von der jeweiligen Banddicke gestaltet, d.h., daß bei kleiner Banddicke und damit auch geringem Abstand der Düsenlippe von der Kühlfläche die Düsenweite klein ist und bei großer Banddicke und damit auch großem Abstand der Düsenlippe von der Kühlfläche die Düsenweite groß ist. In Fig. 20 links ist das Profil der Düsenlippe in Draufsicht dargestellt.

Nach diesem Prinzip lassen sich sehr unterschiedlich profilierte und Stränge gießen, wobei immer gewährleistet ist, daß es nicht zu einem unerwünschten Ausfließen von schmelzflüssigem Metall kommt und die Profile sehr maßgenau sind.

Claims (25)

1. Verfahren zum Herstellen von Metallsträngen in Form von Bändern oder Profilen, bei dem schmelzflüssiges Metall aus einer insbesondere als Schlitzdüse ausgebildeten Düse auf die Kühlfläche mit von einem an der Düse mit engem Spalt vorbeibewegten Kühlkörper aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung der sich beim Angießen auf die bewegte Kühlfläche des Kühlkörpers im Bereich der Düse keilförmig aufbauenden Erstarrungsfront und unter Anpassung der Geschwindigkeit der Kühlfläche der freie Spalt zwischen der auslaufseitigen Düsenlippe und gegebenenfalls den seitlichen Düsenlippen von einem ein unkontrolliertes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls verhindernden kleinen Anfangswert allmählich auf den der gewünschten Strangdicke entsprechenden, ebenfalls ein unkontrol­ liertes Ausfließen verhindernden Endwert vergrößert wird.

2. Verfahren zum Herstellen von Metallsträngen in Form von Bändern oder Profilen, bei dem schmelzflüssiges Metall aus einer insbesondere als Schlitzdüse ausgebildeten Düse auf die Kühlfläche von einem an der Düse mit engem Spalt vorbeibewegten Kühlkörper aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung der sich beim Angießen auf den von unten nach oben bewegten Kühlflächenteil des Kühl­ körpers im Bereich der Düsenlippe keilförmig auf­ bauenden Erstarrungsfront der Schmelzbadspiegel zwischen der Kühlfläche des Kühlkörpers und der seitlich neben dem Kühlkörper angeordneten Düse allmählich bis zur die Strangdicke bestimmenden auslaufseitigen Düsenlippe derart angehoben wird, daß, wenn der Schmelzbadspiegel die auslaufseitige Düsenlippe erreicht, der freie Spalt zwischen der Erstarrungsfront und der auslaufseitigen Düsenlippe ausreichend klein ist, um ein unkontrolliertes Ausfließen des schmelzflüssigen Metalls zu verhindern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die kühlflächenabgewandte Oberfläche des gegossenen Metallbandes aus einer in Bewegungsrichtung der Kühlfläche unmittelbar vor der einen Düse angeordneten weiteren Düse in der gleichen Art wie aus der einen Düse schmelzflüssiges Metall aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall aus der weiteren Düse auf das an der Oberfläche noch schmelzflüssige Metallband aus der einen Düse aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlflächenabgewandte Oberfläche des einen Metall­ bandes vor oxidierenden Einflüssen bis zum Aufbringen des weiteren schmelzflüssigen Metalls geschützt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die bewegte Kühlfläche unmittelbar neben dem schmelz­ flüssigen Metall aus der einen Düse schmelzflüssiges Metall aus einer oder mehreren weiteren Düsen in der gleichen Art wie aus der einen Düse derart aufgebracht wird, daß die aus den beiden Düsen austretenden Metalle in ihrer schmelzflüssigen Phase im Bereich ihrer Grenz­ zonen zusammengeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ver­ schiedene Metalle zusammengeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übereinandergießen von mehreren Lagen nach dem Gießen einer jeden Lage das Band eine Kühlstrecke durchläuft, bevor die nächste Lage aufgegossen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder Kühlstrecke die kühlflächenabgewandte Oberfläche der jeweiligen Lage unter einer Schutzgas­ atmosphäre gehalten wird oder dieser Bereich zumindest teilevakuiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kühlstrecke das 0,8 bis 16fache der Weite der vorgeordneten Düse in Bewegungsrichtung der Kühl­ fläche des Kühlkörpers beträgt.

11. Verfahren nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verzicht auf die auslaufseitige Düsenlippe das schmelz­ flüssige Metall zwischen die bewegten Kühlflächen von zwei entsprechend der sich aufbauenden Erstarrungs­ fronten im gegenseitigen Abstand einstellbaren Kühl­ körpern gegossen wird, wobei die Funktion der fehlenden Düsenlippe für das auf jeder Kühlfläche gegossene schmelzflüssige Metall von der Erstarrungsfront des jeweils anderen Bandes ausgeübt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf die beiden Kühlflächen aus parallel zueinander ange­ ordneten Schlitzdüsen verschiedene Metalle aufge­ bracht und in ihrer schmelzflüssigen Phase mit ihren Erstarrungsfronten zusammengeführt werden.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gießen von Metallsträngen in Form von Bändern und Profilen nach Anspruch 1, bestehend aus einer insbesondere als Schlitzdüse ausgebildeten Düse, der von einem Vorrats­ behälter schmelzflüssiges Metall zuführbar ist, und einem vor der Düse mit engem Spalt angeordneten und gegenüber der Düse bewegbaren Kühlkörper, auf dessen Kühlfläche das aus der Düse austretende schmelzflüssige Metall auftragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auslaufseitige Düsenlippe (5) in ihrem Abstand von der Kühlfläche des Kühlkörpers (1) einstellbar ist.

14. Vorichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) um eine parallel zur Kühlfläche des Kühlkörpers (1) und quer zu deren Bewegungsrichtung verlaufende Achse (3) schwenkbar ist.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gießen von Metallsträngen in Form von Bändern oder Profilen nach Anspruch 2, bestehend aus einer insbesondere als Schlitzdüse ausgebildeten Düse, der von einem Vorratsbehälter schmelzflüssiges Metall zuführbar ist, und einem vor der Düse mit einem engen Spalt ange­ ordneten und gegenüber der Düse bewegbaren Kühlkörper, auf dessen Kühlfläche das aus der Düse austretende schmelzflüssige Metall auftragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfläche des Kühlkörpers (8) im Bereich der Düse (9) gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist, wobei die Weite der Düse (lichter Abstand) der strang­ anfang- und strangauslaufseitigen Düsenlippe (10, 11) in einem der Länge der keilförmigen Erstarrungsfront des zu gießenden Stranges (12) entsprechenden Abstand angeordnet ist.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gießen von Bändern nach Anspruch 11, bestehend aus einer als Schlitzdüse ausgebildeten Düse, der von einem Vorrats­ behälter schmelzflüssiges Metall zuführbar ist, und einem bewegbaren Kühlkörper, auf dessen Kühlfläche das schmelzflüssige Metall auftragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem einen Kühlkörper (31) ein zweiter Kühlkörper (32) mit gleichsinnig bewegbarer Kühlfläche abstandsveränderbar angeordnet ist, dessen Kühlfläche mit der Kühlfläche des einen Kühlkörpers (31) den Gießspalt bildet, dem von unten das schmelzflüssige Metall zuführbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (31, 32) als Rollen ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gießspalt schmelzflüssiges Metall aus zwei parallel zueinander angeordneten Düsenschlitzen (33, 34) speisbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9, 33, 34) an ihren seitlichen Düsenlippen vor­ stehende Ansätze (13, 14, 35) als Spritzschutz auf­ weist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die strangauslaufseitige Düselippe (17) gegenüber Druck ausweichbar gelagert ist.

21. Vorichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Kühlfläche zwei oder mehr Düsen (19, 20, 25, 26, 27; 21, 22) eng hinter- oder nebenein­ ander angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Gießspalt zwei oder mehr Düsenschlitze (25, 26, 27) in Bewegungsrichtung der Kühlfläche hintereinander und parallel zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Düsenschlitzen das 0,8 bis 16fache der Weite des jeweils vorgelagerten Düsenschlitzes beträgt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Düsenschlitzen (25, 26, 27) Zwischen­ räume oberhalb des Bandes vorgesehen sind, die teil­ evakuierbar oder mit einem Schutzgas beaufschlagbar sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die strangauslaufseitige Düsenlippe (36, 37) derart profiliert ist, daß sie zur Kühlfläche des Kühlkörpers (38, 39) einen über die Strangbreite unterschiedlich weiten Spalt bildet, und die stranganfangseitige Düsen­ lippe (40, 41) entsprechend dem Profil der strangaus­ laufseitigen Düsenlippe (36, 37) in Bewegungsrichtung der Kühlfläche des Kühlkörpers (38, 39) derart versetzt ist, daß im Bereich eines großen Spaltes die strang­ anfangseitige Düsenlippe (40, 41) von der strangaus­ laufseitigen Düsenlippe (36, 37) einen größeren Abstand als im Bereich eines kleinen Spaltes hat.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche des Kühlkörpers ein Profil eingelassen ist.