DE60011474T2

DE60011474T2 - Giessen eines stahlbandes

Info

Publication number: DE60011474T2
Application number: DE60011474T
Authority: DE
Inventors: Andrew Glutz; Graham Minter
Original assignee: Castrip LLC
Current assignee: Castrip LLC
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: JP4763953B2; CO5290278A1; ATE268657T1; EP1251982A1; CA2390019C; US20020153124A1; DE60011474D1; BR0016974A; RU2002117288A; PE20010865A1; EP1251982A4; CN1414889A; CN1217758C; KR20020063905A; TW550126B; AU772735B2; US6776218B2; CA2390019A1; WO2001039914A1; AUPQ436299A0

Description

Technisches Feld
Diese Erfindung bezieht sich auf Strangguss von Stahlband in einem Bandgießwerk, insbesondere einem Doppelwalzen-Gießwerk.
In einem Doppelwalzen-Gießwerk wird geschmolzenes Metall zwischen ein Paar gegenläufig rotierende horizontale Gießwalzen eingeführt, die gekühlt werden, damit die Metallhüllen auf den sich bewegenden Walzenoberflächen erstarren und an dem Spalt dazwischen zusammengebracht werden, um ein erstarrtes Banderzeugnis herzustellen, das von dem Spalt zwischen den Walzen abwärts befördert wird. Der Begriff „Spalt" wird hierin bezüglich der allgemeinen Region verwendet, an der die Walzen am nächsten zusammen sind. Das geschmolzene Metall kann von einem Gießtiegel in ein kleineres Gefäß gegossen werden, von wo es durch einen Metallversorgungsausgießer fließt, der sich oberhalb des Spaltes befindet, um es in den Spalt zwischen Walzen zu leiten und so ein Gießbecken von geschmolzenem Metall zu bilden, das auf die Gießflächen der Walzen unmittelbar oberhalb des Spaltes gestützt ist und sich über die Länge des Spaltes erstreckt. Dieses Gießbecken ist üblicherweise begrenzt zwischen Seitenblechen oder Dämmen, die in gleitendem Eingriff mit den Endflächen der Walzen gehalten werden, um die beiden Enden des Gießbeckens gegen Ausfluss zu sperren, wenngleich alternative Wege, wie zum Beispiel elektromagnetische Sperren ebenfalls vorgeschlagen werden.
Während des Gießens des Bandstahles in einem Doppelwalzen-Gießerwerk verlässt das Band den Spalt bei sehr hoher Temperatur von vorgeschriebenen 1400°C und es erleidet eine sehr schnelle Abwalzung infolge der Oxidation bei so hohen Temperaturen. Diese Abwalzung führt zu einem signifikanten Verlust des Stahlerzeugnisses. Zum Beispiel können 3% eines 1,55 mm starken Bandes (typische Zunderstärke 35 Mikrometer) durch Oxidation verloren werden, währen das Band abkühlt. Außerdem bewirkt sie die Notwendigkeit das Band vor der weiteren Bearbeitung zu entrosten, um Oberflächen-Qualitätsprobleme wie eingewalzten Zunder zu vermeiden, und das verursacht einen signifikanten zusätzlichen Aufwand und Kosten. Zum Beispiel kann das heiße Bandmaterial direkt zu einem Walzwerk weitergeleitet werden, das in einer Linie mit dem Bandgießwerk liegt und von dort zu einem Auslauftisch, auf dem es bis zur Aufrolltemperatur abgekühlt wird, bevor es aufgerollt wird. Die Abwalzung des heißen Bandmateriales das aus dem Bandgießwerk hervorgeht schreitet jedoch so schnell voran, dass es notwendig wird eine Entrostungsanlage zu installieren, um das Material sofort zu entrosten, bevor es in das in einer Linie befindliche Walzwerk einfährt. Sogar in dem Fall wenn das Band ohne Warmwalzen bis auf Aufrolltemperatur abgekühlt ist, wird es generell notwendig sein, das Band zu entrosten, entweder bevor es aufgerollt wird oder in einem späteren Bearbeitungsvorgang.
Um das Problem des schnellen Rostens des Bandes, das aus dem Doppelwalzen-Bandgießwerk hervorgeht, zu behandeln, wird vorgeschlagen, das neu gebildete Band in einer abgedichteten Umschließung oder einer Reihe solcher Umschließungen einzuschließen, in denen eine Schutzatmosphäre aufrechterhalten wird, um Oxidation auf dem Band zu verhindern. Die Schutzatmosphäre kann durch Befüllen der abgedichteten Umschließung oder aufeinander folgender Umschließungen mit nicht oxidierenden Gasen hergestellt werden. Solche Gase können inerte Gase wie Stickstoff oder Argon sein oder Abgase von einem Kraftstoffbrenner.
Das US-Patent 5,762,126 eröffnet einen alternativen relativ preisgünstigen und energiesparenden Weg, die Sauerstoffaufnahme des Hochtemperatur-Bandes zu begrenzen. Das Band ist dazu bestimmt einen geschlossenen Raum zu durchlaufen, aus dem es durch die Bildung von Zunder Sauerstoff aufnimmt und der abgedichtet ist, um den Eintritt sauerstoffhaltiger Atmosphäre zu kontrollieren, wobei der Umfang der Zunderbildung kontrolliert wird. In diesem Arbeitsverfahren ist es möglich, schnell einen Beharrungszustand zu erreichen, in dem die Zunderbildung auf niedrige Pegel gebracht wird, ohne dass es notwendig ist, ein nicht oxidierendes oder reduzierendes Gas in die Umschließung einzubringen.
Wir haben nun bestimmt, dass eine im Wesentlichen nicht-sauerstoffhaltige Atmosphäre preisgünstig und effektiv in einer Umschließung für das heiße Stahlband hergestellt werden kann, durch Einführen von Wasser in einem feinen Nebelspray, um Dampf in der Umschließung zu erzeugen. Die Dampferzeugung erhöht das Gasvolumen in der Umschließung beträchtlich, um einen Atmosphärenüberdruck zu erzeugen, der im Wesentlichen den Eintritt von Luftatmosphäre verhindert. Er kann also einen höheren Pegel von Wasserstoffgas in der Umschließung erzeugen, um den Sauerstoffpegel in der Umschließung signifikant zu reduzieren und die Oxidationsrate des Bandes vermindern. Da die Gießwalzen nicht Wasser oder Dampf ausgesetzt werden können, ohne eine katastrophale Störung des Gießbeckens zu riskieren, ist es notwendig die Umschließung, in der Dampf erzeugt wird, von den kühlenden Walzen zu isolieren.
Offenlegung der Erfindung
Nach der Erfindung ist hier ein Verfahren für Strangguss von Stahlband bereitgestellt, das folgendes umfasst:

das Tragen eines Gießbeckens von geschmolzenem Stahl auf einer oder mehreren gekühlten Gießoberflächen;
das Bewegen der gekühlten Gießoberfläche oder Oberflächen, um ein erstarrtes Stahlband zu erzeugen, das sich vom Gießbecken weg bewegt;
das aufeinander folgende Hindurchführen des Bands durch erste und zweite Umschließungen, während es sich bewegt;
das Abdichten der ersten und zweiten Umschließungen, um den Eintritt von Umgebungsluft einzuschränken; und
das Einleiten von Wasser in die zweite Umschließung, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in die zweite Umschließung in Form eines feinen Nebels eingeleitet wird, um in der zweiten Umschließung Dampf zu erzeugen und damit einen Atmosphärenüberdruck in der Umschließung herzustellen, der im Wesentlichen den Eintritt von Umgebungsluft ausschließt und auch, um einen erhöhten Pegel von Wasserstoffgas zu erzeugen, der zu einer im Wesentlichen nicht oxidierenden Atmosphäre innerhalb der zweiten Umschließung beiträgt, und das erstarrte Band wird einem Warmwalzwerk zugeführt, in dem es warm gewalzt wird, sobald es erzeugt ist.

Das Band kann die erste Kammer bei einer Temperatur im Bereich von 1300°C bis 1150°C, vorzugsweise bei 1220°C, verlassen.
Die erste Kammer sollte von ausreichender Länge sein, um die Möglichkeit des Austritts von Wasserdampfschwaden in die Region unmittelbar oberhalb der Gießwalzen zu minimieren.
Das Wasser wird vorzugsweise durch einen oder mehrere feine Nebelzerstäuber eingebracht und auf eine Fläche des Stahlbandes geleitet, während es die zweite Umschließung durchläuft.
Noch spezieller wird das Wasser vorzugsweise durch einen oder mehrere Nebelzerstäuber eingebracht und nach unten auf die obere Fläche des Stahlbandes geleitet.
Um den Sprühnebel zu erzeugen, wird das Wasser gewaltsam von einem Treibgas angetrieben, das durch eine oder mehrere Zerstäuberdüsen kommt.
Vorzugsweise ist das Treibgas ein inertes Gas, zum Beispiel Stickstoff.
Das Band kann von der ersten Umschließung zur zweiten Umschließung durch ein Paar Andruckwalzen gelangen. In diesem Fall werden die Andruckwalzen so betätigt, dass sie die Bandstärke um bis zu 5% reduzieren, und vorzugsweise um vorgeschriebene 2%.
Die erste und zweite Umschließung können zunächst, vor dem Beginn des Gießens des Bandes, mit einem inerten Gas, zum Beispiel Stickstoff, gereinigt werden, um den anfänglichen Sauerstoffgehalt in den Umschließungen zu reduzieren. Dieses Reinigen kann den anfänglichen Gehalt in den Umschließungen zum Beispiel um bis zu 5 bis 10% reduzieren.
Während des Gießens des Bandes kann die erste Umschließung laufend mit einem inerten Gas, zum Beispiel Stickstoff, befüllt werden. Alternativ kann der Sauerstoffgehalt in der ersten Umschließung auf einem Pegel unterhalb der Umgebungsatmosphäre gehalten werden durch die ständige Oxidation des durchlaufenden Bandes in der Art wie in US-Patent 5,762,126 offen gelegt.
Die Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zum Gießen des Stahlbandes zur Verfügung, die folgendes umfasst:

ein Paar üblicherweise horizontale Gießwalzen die einen Spalt dazwischen bilden;
ein Metall-Liefersystem, um geschmolzenen Stahl in den Spalt zwischen den Gießwalzen zu bringen, und ein auf den Walzen gestütztes Gießbecken aus geschmolzenem Stahl zu bilden;
ein Programmiersystem zum Kühlen der Gießwalzen;
ein Antriebssystem, um die Gießwalzen in gegensätzliche Richtungen in Rotation zu versetzen, und dabei ein Gießband zu erzeugen, das von dem Spalt nach unten befördert wird;
ein Bandführungs-Hilfsmittel, um das Band zu führen, das vom Spalt nach unten über einen Transitweg, der es vom Spalt wegführt, befördert wird;
eine erste Umschließung, um den Eintritt von Luftatmosphäre zu kontrollieren und das Band in mindestens einen Teil des Transitweges einzubetten;
eine zweite Umschließung, getrennt von der ersten Umschließung, auch abgedichtet gegen den Eintritt von Luftatmosphäre, und fähig das Band aufzunehmen nachdem es die erste Umschließung durchlaufen hat; und
ein Wasserzerstäubungs-Hilfsmittel, das betriebsbereit ist, das Wasser in der zweiten Umschließung zu zerstäuben;
dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserzerstäubungs-Hilfsmittel betriebsbereit ist, Wasser in die zweite Umschließung in Form eines feinen Nebels einzuleiten, um in der zweiten Umschließung Dampf zu erzeugen auch um damit einen erhöhten Pegel von Wasserstoffgas zu produzieren und zu einer im Wesentlichen nicht oxidierenden Atmosphäre in der zweiten Umschließung beizutragen, und es gibt ein Warmwalzwerk, das bereit ist, das Band warm zu walzen, sobald es erzeugt ist.

Vorzugsweise umfasst das Wasserzerstäubungs-Hilfsmittel eine oder mehrer Wassernebelzerstäuberdüsen, die in der zweiten Umschließung befestigt sind, und betriebsbereit sind, den Wassernebel auf die obere Fläche des Stahlbandes zu zerstäuben.
In einem bevorzugten Verfahren nach dieser Erfindung, wird das erstarrte Stahlband einem Warmwalz-Werk zugeführt, in der es warm gewalzt wird, sobald es erzeugt ist.
Das Band kann die zweite Umschließung verlassen bevor es in das Walzwerk einfährt und in diesem Fall kann die Umschließung ein Paar Andruckwalzen beinhalten, zwischen denen das Band durchläuft um die Umschließung zu verlassen. Jedoch wird bevorzugt, dass das Band in der zweiten Umschließung bleibt, während es in das Walzwerk einfährt. Das kann durch Abdichten der zweiten Umschließung an den Walzen oder durch ein Gehäuse des Walzwerkes geschehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Damit die Erfindung vollständiger erklärt werden kann, wird eine bestimmte Ausführungsform im Detail anhand der beigefügten Zeichnungen erklärt, in denen folgendes gilt:
1 ist ein vertikaler Querschnitt durch eine Stahlband gießende und walzende Einrichtung, konstruiert und arbeitend nach der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt wesentliche Komponenten eines Doppelwalzen-Gießwerkes, das in die Einrichtung eingebundenen ist und eine erste Heißband-Umschließung beinhaltet;
3 ist ein vertikaler Querschnitt durch das Doppelwalzen-Gießwerk;
4 ist ein Querschnitt durch die Endteile des Gießwerkes;
5 ist ein Querschnitt auf der Linie 5–5 in 4;
6 ist eine Ansicht auf die Linie 6–6 in 4; und
7 zeigt einen Abschnitt der dem Gießwerk nachgeschalteten Einrichtung, die eine zweite Bandumschließung und ein in einer Linie liegendes Walzwerk beinhaltet.
Detaillierte Darstellung der bevorzugten Ausführungsform
Die gezeigte gießende und walzende Einrichtung umfasst ein Doppelwalzen-Gießwerk, generell mit 11 bezeichnet, das ein Gussstahlband 12 produziert, welches einen Transitweg 10 durchläuft, über einen Führungstisch 13 zu einen Andruckwalzengerüst 14. Nach Verlassen des Andruckwalzengerüstes 14 läuft das Band weiter zu einem Warmwalzwerk 16, in dem es warm gewalzt wird um seine Stärke zu reduzieren. Das dadurch gewalzte Band verlässt das Walzwerk und läuft zu einem Auslauftisch 17, auf dem es mit Wasserdüsen 18 zwangsgekühlt werden kann und von dort zur Aufwickelhaspel 19.
Das Doppelwalzen-Gießwerk 11 umfasst ein Antriebsmaschinengestell 21, das ein Paar paralleler Gießwalzen 22 stützt, welche die Gießflächen 22a haben. Das geschmolzene Metall wird während des Gießvorgangs von einem Gießtiegel 23 über ein feuerfestes Gießtiegel-Auslaufblech 24 einem Zwischenbehälter 25 zugeführt und von dort gelangt es durch eine Metallzufuhrdüse 26 in den Spalt 27 zwischen den Gießwalzen 22. Das dadurch zum Spalt 27 beförderte heiße Metall bildet ein Becken 30 oberhalb des Spaltes, und dieses Becken ist am Ende der Walzen begrenzt durch ein Paar seitlicher Abschlussdämme oder Abschlussplatten 28, die an die abgestuften Enden der Walzen angelegt werden durch ein Paar Vorschubzylinder 31, die hydraulische Zylindereinheiten 32 beinhalten, welche mit den Seitenplattenhaltern 28A verbunden sind. Die Oberfläche des Beckens 30 (allgemein als „Meniskus"-Pegel bezeichnet) kann das untere Ende der Versorgungsdüse übersteigen, so dass das untere Ende der Versorgungsdüse in das Becken eingetaucht ist.
Die Gießwalzen 22 sind wassergekühlt, so dass die Hüllen auf den sich bewegenden Walzenoberflächen erstarren und bei Spalt 27 zusammen gebracht werden, um zwischen ihnen das erstarrte Band 12 zu produzieren, das vom Spalt zwischen den Walzen nach unten befördert wird.
Zu Beginn des Gießvorgangs wird ein kleines Stück mangelhaftes Band produziert, während sich die Gießbedingungen stabilisieren. Nachdem das Stranggießen im Gange ist, werden die Gießwalzen leicht auseinander bewegt und dann wieder zusammen gebracht, um das vordere Endstück des Bandes abzubrechen, in der Art wie in der australischen Patentanmeldung 27036/92 beschrieben, um ein makelloses Kopfstück des folgenden Gussbandes zu bilden. Das mangelhafte Material fällt in einen Schrottbehälter 33 der sich unter dem Gießwerk 11 befindet, und zu diesem Zeitpunkt wird ein schwingender Abschnitt 34, der normalerweise von einem Drehpunkt 35 zu einer Seite vom Gießwerkauslass herunter hängt, quer durch des Gießwerkauslass geschwenkt, um das makellose Ende des Gussbandes auf den Führungstisch 13 zu leiten, der es zu dem Andruckwalzengerüst 14 befördert. Der Abschnitt 34 wird dann in seine hängende Position zurückgezogen, um dem Band 12 zu erlauben, in einer Schleife unterhalb des Gießwerkes zu hängen, bevor es weiterläuft zu dem Führungstisch 13, wo es in eine Reihe von Führungswalzen 36 einrückt.
Das Doppelwalzen-Gießwerk kann von der Art sein, wie in einigen Details der erteilten australischen Patente 631728 und 637548 und der US-Patente 5,184,668 und 5,277,243 dargestellt und beschrieben, und es kann Bezug genommen werden auf diese Patente hinsichtlich entsprechender Konstruktionsdetails, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
Zwischen den Gießwalzen und dem Andruckwalzengerüst 14 ist das neu gebildete Stahlband eingeschlossen in eine erste Umschließung, generell als 37 bezeichnet, die einen abgedichteten Raum 38 festlegt. Die Umschließung 37 wird durch eine Anzahl einzelner Wandabschnitte gebildet, die an verschiedenen Dichtungsverbindungen zusammengefügt sind, um eine beständige Umschließungswand zu bilden. Diese beinhalten einen Wandabschnitt 41, der in dem Doppelwalzen-Gießwerk gebildet wird, um die Gießwalzen und einen Wandabschnitt 42 zu umschließen, der sich unterhalb von Wandabschnitt 41 nach unten erstreckt, um in die obere Kante von Schrottbehälter 33 einzugreifen, wenn der Schrottbehälter in Betriebsposition ist, so dass der Schrottbehälter Teil der Umschließung wird. Der Schrottbehälter und Umschließungswandabschnitt 42 können durch eine Dichtung 43 verbunden sein, die aus einem Seil aus Keramikfasern gebildet ist und in eine Nut in der oberen Kante des Schrottbehälters eingepasst ist und in Flachdichtungen 44 eingreifen, die in das untere Ende von Wandabschnitt 42 eingepasst sind. Schrottbehälter 33 kann auf einem Laufwagen 45 befestigt sein, ausgerüstet mit Rädern 46, die auf den Schienen 47 laufen, wobei der Schrottbehälter nach dem Gießvorgang in eine Schrottentladeposition bewegt werden kann. Die Schraubenwindeneinheiten 40 sind betriebsbereit, um den Schrottbehälter von dem Laufwagen 45 zu heben, wenn er in Betriebsposition ist, so dass er nach oben gegen den Umschließungswandabschnitt 42 gedrückt wird und die Dichtung 43 zusammendrückt. Nach einem Gießvorgang werden die Windeneinheiten 40 gelöst, um den Schrottbehälter auf den Laufwagen 45 abzusenken und ihn zu befähigen, in die Schrottentladeposition bewegt zu werden.
Die Umschließung 37 beinhaltet ferner einen Wandabschnitt 48, der über dem Führungstisch 13 angeordnet ist, und mit dem Rahmen 49 des Andruckwalzengerüstes 14 verbunden ist, das ein Paar Andruckwalzen 50 einschließt, gegen welche die Umschließung durch die Gleitdichtungen 60 abgedichtet ist. Folglich verlässt das Band die Umschließung 38 indem es zwischen dem Paar Andruckwalzen 50 durch läuft, und es läuft sofort in eine zweite Umschließung, generell als 61 bezeichnet, durch die das Band weiter in das Warmwalzwerk 16 läuft.
Die meisten der Umschließungswandabschnitte können mit Schamottsteinen ausgekleidet sein, und der Schrottbehälter 33 kann entweder mit Schamottsteinen oder einem gießfähigen feuerfesten Belag ausgekleidet sein. Alternativ können alle oder Teile der Umschließungswände von wassergekühlten Metallplatten gebildet werden.
Der Umschließungswandabschnitt 41, der die Gießwalzen umgibt, wird gebildet von den Seitenplatten 51, die mit Kerben 52 ausgestattet sind, die so geformt sind, dass sie bequem die Seitendammplattenhalter 28A aufnehmen können, wenn die Seitendammplatten 28 von den Zylindereinheiten 32 gegen die Enden der Walzen gedrückt werden. Die An schlüsse zwischen den Seitenplattenhaltern 28A und den Umschließungswandabschnitten 51 sind durch die Gleitdichtungen 53 abgedichtet, um die Dichtheit der Umschließung aufrecht zu erhalten. Die Dichtungen 53 können durch ein Seil aus Keramikfasern gebildet werden.
Die Zylindereinheiten 32 erstrecken sich nach außen durch den Umschließungswandabschnitt 41 und an diesen Stellen ist die Umschließung durch die Dichtungsplatten 54 abgedichtet, die eingepasst in die Zylindereinheiten sind, um in den Umschließungswandabschnitt 41 einzugreifen, wenn die Zylindereinheiten in Betrieb sind um die Seitenplatten gegen die Enden der Walzen zu drücken. Die Vorschubzylinder 31 bewegen auch die feuerfesten Schlitten 55, die durch den Betrieb der Zylindereinheiten 32 bewegt werden, um die Einschübe 56 im Himmel der Umschließung zu schließen, durch welche die Seitenplatten zunächst in die Umschließung und in die Halter 28A zur Anwendung auf die Walzen eingesetzt waren. Der Himmel der Umschließung wird umschlossen von dem Zwischenbehälter, den Seitenplattenhaltern 28A und den Schlitten 55, wenn die Zylindereinheiten in Betrieb sind um die Seitendammplatten gegen die Walzen zu legen. Auf diese Weise ist die gesamte Umschließung 37 vor dem Gießvorgang abgedichtet um den abgedichteten Raum 38 herzustellen.
Die zweite Bandumschließung 61 dient einer Erweiterung der ersten Umschließung 37, in der das Band in einer Atmosphäre gehalten werden kann bis es weiterfährt zum Warmwalzwerk 16, das eine Reihe von Durchgangswalzen 62 enthält um das Band horizontal durch die Umschließung weiter zu führen zu den Arbeitswalzen 63 des Warmwalzwerkes 16, die zwischen zwei größeren Zusatzwalzen 64 angeordnet sind. Die Umschließung 61 ist an einem Ende gegen die Andruckwalzen 50 durch die Gleitdichtungen 65 abgedichtet, und an ihrem anderen Ende ist sie gegen die Arbeitswalzen 63 des Walzwerks 16 durch die Gleitdichtungen 66 abgedichtet. Die Gleitdichtungen 65 und 66 könnten durch rotierende Dichtwalzen ersetzt werden, die jeweils auf dem Band in der Nähe der Andruckwalzen und Reduzierwalzen laufen.
Die Umschließung 61 ist ausgerüstet mit einem Paar Wasserzerstäuberdüsen 67 und 68, die jeweils betriebsbereit sind, einen feinen Nebel von Wassertröpfchen nach unten auf die Oberfläche des Stahlbandes zu sprühen, wenn es die Umschließung durchläuft. Die Zerstäuberdüse 67 ist unmittelbar unterhalb des Andruckwalzengerüstes 14 im Dach der Umschließung 61 befestigt. Die Düse 68 befindet sich am anderen Ende der Umschließung 61, unmittelbar vor dem Walzwerk 16. Die Düsen können handelsübliche Nebelzerstäuberdüsen sein, die mit einem Treibgas arbeiten um ein feines Wasserspray zu produzieren. In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann das Treibgas ein inertes Gas wie Stickstoff sein. In einer typischen Einstellung der Düsen wird unter Stickstoff mit einem Druck von ca. 400 kPa gearbeitet. Das Wasser kann mit einem Druck von ca. 100–500 kPa zugeführt werden, ohne dass der Wasserdruck kritisch ist. Die Düsen sind so eingestellt, dass sie einen gleichmäßigen Sprühfilm über die Breite des Bandes produzieren.
Bei Betrieb des dargestellten Gießwerkes können die beiden Umschließungen 37 und 61, vor Beginn des Gießens, zunächst mit Stickstoffgas gereinigt werden. Unmittelbar vor dem Gießen werden die Wasserzerstäuber in Betrieb gesetzt, so dass sobald das heiße Band durch die Kammer 61 läuft, Dampf in der Kammer erzeugt wird, um einen Atmosphärenüberdruck zu produzieren, der den Eintritt von Luftatmosphäre verhindert. Während des Gießens kann die erste Umschließung 37 weiter mit Stickstoff versorgt werden, um eine im Wesentlichen inerte Atmosphäre aufrecht zu erhalten. Alternativ kann die Versorgung mit Stickstoff nach Beginn des Gießens beendet werden. Zunächst wird das Band den gesamten Sauerstoff von dem Umschließungsraum 38 aufnehmen, um eine dicke Zunderschicht auf dem Band zu bilden. Die Dichtung von Raum 38 regelt jedoch den Eintritt sauerstoffhaltiger Atmosphäre unterhalb der Sauerstoffmenge, die das Band aufnehmen könnte. Daher wird nach einer Anlaufphase der Sauerstoffgehalt in der Umschließung 38 aufgebraucht bleiben, und damit die Verfügbarkeit von Sauerstoff zur Oxidation des Bandes begrenzt. Auf diese Weise ist die Bildung von Zunder geregelt, ohne die Notwendigkeit, die Stickstoffzufuhr für den Umschließungsraum 38 aufrecht zu erhalten.
Eine, wie in den Zeichnungen dargestellte, Doppelwalzen- Gieß- und Walzeinrichtung war umfangreich in Betrieb, und der Probelauf wurde sowohl mit als auch ohne den Betrieb der Wasserzerstäuber 67 und 68 durchgeführt. Eine Gasentnahme der Atmosphäre in Kammer 61 hat gezeigt, dass der Betrieb der Wasserzerstäuber eine merkliche Reduzierung des Sauerstoffgehaltes und einen sehr signifikanten Anstieg des Wasserstoffgehaltes bewirkt, wie die folgenden Ergebnisse veranschaulichen:
Der bedeutende Anstieg des Wasserstoffpegels in der Umschließung 61 und die damit verbundene merkliche Reduzierung des Sauerstoffgehaltes reduziert die Zunderbildung drastisch. Der erhöhte Wasserstoffpegel kann durch das Aufknacken oder Umwandeln der Wassermoleküle unter den hohen Temperaturbedingungen in der Umschließung erklärt werden. Die Überlegung ist die, dass der Sauerstoff den Wassermolekülen im Band entzogen wird durch die Oxidation beim anfänglichen Passieren des Bandes durch die Umschließung, um eine signifikante Menge Wasserstoff zu erzeugen. Die folgende Oxidation des Bandes wird unterdrückt durch den Wasserstoff und den Atmosphärenüberdruck in der Kammer, der den Eintritt von Luftatmosphäre begrenzt, aber ausreichend ist, den Wasserstoffgehalt in der Umschließung aufrecht zu erhalten, und um eine sehr dünne Zunderauflage auf dem Band zu produzieren, die sich beim warm walzen als wünschenswert erwiesen hat, um ein Festfahren der Walzen zu vermeiden. Es hat sich gezeigt, dass die sehr dünne Zunderauflage, die in der extrem feuchten Atmosphäre der Umschließung 61 produziert wird, ein stark haftendes Schmiermittel erspart, das Walzenverschleiß und Betriebsschwierigkeiten des Walzwerks minimiert.

Claims

Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahlband, umfassend: das Tragen eines Schmelzsumpfs (casting pool) von geschmolzenem Stahl auf einer oder mehreren gekühlten Gießoberflächen; das Bewegen der gekühlten Gießoberfläche bzw. Oberflächen, um ein verfestigtes Stahlband zu erzeugen, das sich vom Schmelzsumpf weg bewegt; das aufeinander folgende Hindurchführen des Bands durch erste und zweite Umschließungen (enclosure), wenn es sich bewegt; das Abdichten der ersten und zweiten Umschließungen, um den Eintritt von Umgebungsluft einzuschränken; und das Einleiten von Wasser in die zweite Umschließung, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in die zweite Umschließung in Form eines feinen Nebels eingeleitet wird, um in der zweiten Umschließung Dampf zu erzeugen und damit einen atmosphärischen Höchstdruck (superatmospheric pressure) in der Umschließung herzustellen, der im Wesentlichen den Eintritt von Umgebungsluft ausschließt und auch, um einen erhöhten Pegel von Wasserstoffgas zu erzeugen, der zu einer im Wesentlichen nicht oxidierenden Atmosphäre innerhalb der zweiten Umschließung beiträgt, und dadurch, dass das verfestigte Band direkt einer Warmwalzstraße zugeführt wird, in der es warmgewalzt wird, sobald es erzeugt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Band die erste Kammer bei einer Temperatur im Bereich von 1300 °C bis 1150 °C verlässt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Wasser durch eine oder mehrere feine Vernebler-Vorrichtungen eingeleitet wird, die auf eine Seite des Stahlbands hin ausgerichtet sind, wenn es die zweite Umschließung durchquert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Wasser durch eine oder mehrere feine Vernebler-Vorrichtungen eingeleitet wird, die nach unten auf die Oberseite des Stahlbands hin ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zum Erzeugen des Sprühnebels das Wasser mit Gewalt von einem Treibgas durch eine oder mehrere Sprühnebel-Düsen getrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Treibgas ein inertes Gas ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Treibgas Stickstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Band von der ersten Umschließung zur zweiten Umschließung durch ein Paar Abziehwalzen geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Abziehwalzen betätigt werden, um die Banddicke um bis zu 5% zu reduzieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ersten und zweiten Umschließungen zunächst mit einem trägen Gas ausgeblasen (purged) werden, bevor der Gießvorgang des Bands beginnt, um auf dieses Weise den anfänglichen Sauerstoffgehalt innerhalb der Umschließungen zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ausblasen den anfänglichen Sauerstoffgehalt innerhalb der Umschließungen bis zwischen 5% bis 10% reduziert.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei das Ausblasgas Stickstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei während des Gießens des Bands die erste Umschließung kontinuierlich mit trägem Gas beschickt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei während des Gießvorgangs des Bands der Sauerstoffgehalt in der ersten Umschließung auf einem niedrigeren Pegel als derjenige der umgebenden Atmosphäre gehalten wird durch die kontinuierliche Oxidation des Bands, das hindurchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Warmwalzwerk an dem Ausgang der zweiten Umschließung angeordnet ist und diese Umschließung so abschließt, dass das Band warmgewalzt wird, sobald es die zweite Umschließung verlässt.
Vorrichtung zum Gießen von Stahlband, umfassend: ein Paar von im Allgemeinen horizontalen Gießwalzen (22), die zwischen ihnen einen Spalt bilden; Metallzuführmittel (24, 25, 26) zum Zuführen von geschmolzenem Stahl in den Spalt (27) zwischen den Gießwalzen (22), um einen Schmelzsumpf (30) von geschmolzenem Stahl zu bilden, der auf den Walzen getragen wird; Mittel zum Abkühlen der Gießwalzen (22); Mittel zum Drehen der Gießwalzen (22) in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen, um dadurch ein gegossenes Band (12) zu erzeugen, das von dem Spalt (27) nach unten weitergeführt wird; Bandführungsmittel (13), um das von dem Spalt (27) nach unten geführte Band über eine Übergangsbahn (transit path) zu führen, die es von dem Spalt wegführt; eine erste Umschließung (37) zum Begrenzen des Bands während der gesamten Übergangsbahn, wobei die Umschließung abgedichtet ist, um den Eintritt von Umgebungsluft zu kontrollieren; eine zweite Umschließung (61) zum Aufnehmen des Bands, nachdem es die erste Umschließung (37) durchquert hat, wobei die zweite Umschließung ebenfalls abgedichtet ist, um den Eintritt von Umgebungsluft zu kontrollieren; und Wassersprühmittel (67, 68), die betriebsfähig sind, Wasser in die zweite Umschließung (61) zu sprühen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassersprühmittel (67, 68) betriebsfähig sind, Wasser in die zweite Umschließung (61) in der Form eines feinen Nebels einzuleiten, um so innerhalb der zweiten Umschießung Dampf zu erzeugen und auch, um einen erhöhten Pegel von Wasserstoffgas zu erzeugen, der zu einer im Wesentlichen nicht oxidierenden Atmosphäre innerhalb der zweiten Umschließung (61) beiträgt, und dadurch, dass ein Warmwalzwerk (16) so angeordnet ist, dass das Band direkt warmgewalzt wird, sobald es erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Wassersprühmittel (67, 68) eine oder mehrere Wassernebel-Sprühdüsen umfassen, die innerhalb der zweiten Umschließung (61) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Sprühdüsen (67, 68) so angeordnet sind, dass Wassernebel auf eine Oberseite des Stahlbands gesprüht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die ersten und zweiten Umschließungen (37, 61) voneinander durch ein Paar von Abziehwalzen (50) getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Abziehwalzen (50) betriebsfähig sind, um die Banddicke zu reduzieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei das Warmwalzwerk (16) an dem Ausgang der zweiten Umschließung (61) angeordnet ist und diese Umschließung so abdichtet, dass das Band (12) warmgewalzt wird, sobald es die zweite Umschließung verlässt.