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EP0961665B1 - Verfahren zum verhindern des kontaktes von sauerstoff mit einer metallschmelze - Google Patents

Verfahren zum verhindern des kontaktes von sauerstoff mit einer metallschmelze Download PDF

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Publication number
EP0961665B1
EP0961665B1 EP98910649A EP98910649A EP0961665B1 EP 0961665 B1 EP0961665 B1 EP 0961665B1 EP 98910649 A EP98910649 A EP 98910649A EP 98910649 A EP98910649 A EP 98910649A EP 0961665 B1 EP0961665 B1 EP 0961665B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
chamber
suction
inert gas
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98910649A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0961665A1 (de
Inventor
Gerald Hohenbichler
Stefano Pellissetti
Romeo Capotosti
Giuseppe Guasto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Acciai Speciali Terni SpA
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Acciai Speciali Terni SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH, Acciai Speciali Terni SpA filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Publication of EP0961665A1 publication Critical patent/EP0961665A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0961665B1 publication Critical patent/EP0961665B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0697—Accessories therefor for casting in a protected atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/003—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using inert gases

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing the contact of Oxygen with a molten metal during continuous casting, the Molten metal flows into and out of a casting space bounded by walls this emerges as a strand, and a device for performing the Procedure.
  • the invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and sets itself the task of a method of the type described above and a device for continuous casting, with which contact of oxygen can be prevented with a molten metal, which creates a Reoxidation completely prevented, etc. even if it becomes a strong one Wear on the existing between the walls forming the casting room Splitting is coming.
  • This task is carried out in a method of the type described in the introduction solved by penetrating through any gaps between the walls attempting and / or oxygen adhering to the walls is suctioned off.
  • a particularly efficient removal of the oxygen can be advantageous achieve in that the suction in several from the outside to the inside Casting chamber takes place behind successively arranged suction stages, whereby expedient suction with from level to level from outside to inside Casting chamber takes place decreasing pressure.
  • the suction pressure in the suction level closest to the casting chamber below 50 mbar, preferably below 10 mbar, set.
  • the inert gas is preferably converted in several from the outside to the inside Pouring chamber adjacent to inert gas stages against the wall blown.
  • the inert gas is expediently at a rate of at least 0.5 m / s, maximum 10 m / s, preferably with more than 2 m / s, on the wall inflated.
  • the casting chamber is moved into the Casting area newly entering wall areas of this wall before entering frees this adhering oxygen by sucking off the oxygen.
  • the Continuous casting is then advantageously carried out using the roll casting process, preferably in the Two-roll casting process, i.e. that also roll casting process with only one Casting roll, as described for example in EP-B - 0 040 072, for the The method according to the invention can be considered.
  • Chill molds with rigid walls are an advantage, e.g. when applying one Casting powder is not possible or would be too expensive.
  • a device with which contact of oxygen with a Metal melt can be prevented during continuous casting one of Walls of the pouring chamber is filled with molten metal and from which Casting chamber is a strand exits through a casting gap of the casting room characterized in that on any between adjacent walls existing gaps a suction device to penetrate through the gaps trying and / or for oxygen adhering to the walls is.
  • a device for the continuous casting of a metal strip preferably a steel belt with two counter-rotating casting rolls with parallel roller axes and two side dams
  • the together form a casting space for the absorption of molten metal and with a cover which is arranged above the casting chamber and this closes at the top, and with a sealing device that the Access of air along one of the hood and the rotating ones Casting roll formed gap in the casting room prevented
  • the Invention underlying object advantageously solved in that the Sealing device of at least one on the atmosphere side in the vicinity of the Gap between the rotating casting rolls and the cover arranged and extending parallel to the roller axis suction chamber is formed.
  • This sealing device works particularly effectively if it is used by several suction chambers arranged side by side in the circumferential direction of the casting rolls is formed. It is advantageous if each suction chamber has a Suction line with an assigned suction pump or a stage one multi-stage suction pump is connected. After a constructively simple Embodiment is the sealing device as a serial multi-chamber system educated. This measure increases the suction pressure in the direction of movement the casting rollers from suction chamber to suction chamber. By a appropriate adjustment of the number of suction chambers to the The peripheral speed of the casting rolls is a complete removal of the entrained air achievable.
  • the sealing device is in the defined distance from the surface of the casting roll and that of the Sealing device and the gap formed by the casting roll surface at least input and output side with contact seals, preferably Sealed brush or rubber lip seals.
  • At least one of the suction chambers is additionally equipped with an inert gas purge.
  • the device is improved in that between the cover and an inert gas supply is arranged in the suction device, this Inert gas supply as a vacuum chamber with one against the casting rolls directed opening is formed.
  • This Inert gas supply as a vacuum chamber with one against the casting rolls directed opening is formed.
  • the opening as a nozzle is advantageous formed obliquely against the casting roll surface and to the neighboring Suction chamber is inclined. This measure will Inert gas layer close to the roll is applied to the casting roll and thus a excellent protection against the ingress of oxygen and air. Will one Inert gas layer a few millimeters thick on the casting roll applied and an inert gas is used, which is heavier than air, so it is not necessary that the cover directly to the Inert gas supply and suction device connects.
  • the two-roll caster as shown schematically in Fig. 1 in section is shown, has two driven casting rolls 1, 2, the roller axes 3, 4 arranged parallel to one another in a horizontal one Level are arranged.
  • the two in opposite directions in the direction of arrow 5, 6 rotating casting rolls 1, 2 are with an internal cooling, not shown for the casting roll jacket, which forms the casting roll surface 7.
  • On the face side side dams 8 are sufficiently close to the casting rolls 1, 2 arranged. From the casting rolls 1, 2 and the side dams 8 is a Casting chamber 9 is formed, in which one, not shown Melt container or a distribution vessel by using a Outlet openings 11 provided feed nozzle 10 melt 20 is introduced, which forms a melt pool 12.
  • the casting chamber 9 is facing upwards the casting rolls 1, 2 and opposite the side dams 8 with a cover 13 limited, which has a refractory lining 14 on the melt side, around the melt 20 against excessive heat loss and against reoxidation to protect the atmospheric oxygen.
  • a support device 15 for the Cover 13 with a stationary frame 16 with Adjusting elements 17 is adjustable, a desired minimum gap 18 between the cover 13 and the casting rolls 1, 2 set.
  • the Cover 13 is penetrated by the feed nozzle 10, between them Components as small a gap as possible is provided, which if necessary is covered by a seal.
  • the melt to be cast 20 is continuously introduced into the casting chamber 9.
  • the melt to be cast 20 is continuously introduced into the casting chamber 9.
  • To the counter-rotating and cooled casting rolls 1, 2 are increasingly formed Stronger shells from the narrowest cross section between the Casting rollers are connected to form a band formed by the casting rollers.
  • the Thickness of the strip fed out by the casting rolls is the distance of the determined both casting rollers.
  • a sealing device formed by a suction chamber 24 23 on the atmosphere side in the vicinity of the gap 18 and at a short distance arranged from the casting roll surface 7.
  • the suction chamber 24 is for Casting roll surface 7 open and with a suction line 25 and one Suction pump, not shown, connected.
  • the suction chamber 24 is in easily from a U-profile open to the casting roll surface formed, which is parallel to the roller axis 3, 4 at a short distance extends from the casting roll surface over the entire length of the casting roll.
  • the gap between the suction chamber 24 and the casting roll surface 7 is included attached to the U-profile legs touching the casting roll surface 7 Seals 27 covered, preferably as a brush or Rubber lip seals are formed.
  • This as Serial multi-chamber system designed sealing device 23 allows it, the introduced air in several extraction stages with in To operate the casting roll direction of rotation gradually decreasing chamber pressure.
  • the pressure in the last suction chamber 31 in the direction of casting roll rotation is Achieving optimal air extraction to a value below 50 mbar, preferably below 10 mbar.
  • an inert gas supply 28 arranged, which is formed by a vacuum chamber 29 and one against the casting roll surface has directed opening 32.
  • a vacuum chamber 29 is formed by a vacuum chamber 29 and one against the casting roll surface has directed opening 32.
  • a supply line 30 for inert gas is connected to a supply line 30 for inert gas.
  • Vacuum chamber 29 formed in the same way as the suction chamber 24 and in order to avoid entry of false air, both are in one unit summarized.
  • the vacuum chamber 29 is also for the same reason hermetically connected to the cover 13.
  • the Vacuum chamber 29 with a directed against the casting roll surface 7 Exit opening formed the vacuum chamber with the serial Multi-chamber system of the sealing device 23 into one structural unit is summarized and sealed against air access.
  • Inert gas is introduced into the vacuum chamber 29 in order to at the Casting roll surface 7 to build up a flow boundary layer of inert gas, through the gap 18 between the casting rolls 1, 2 and the cover 13 is introduced into the casting chamber 9 instead of the air.
  • the pressure in the vacuum chamber 29 is at least 10 mbar, preferably by more than 200 mbar, above the pressure of the upstream Suction device 23 is set.
  • FIG. 3 an embodiment is shown in which several Vacuum chambers 29, which have a common inert gas supply 28 are connected, within a connected to a suction line 25 Suction chamber 24 are arranged for the fresh air suction.
  • vacuum chamber 29a At the in Casting roller direction of rotation last and directly in front of the cover 13 positioned vacuum chamber 29a is in contrast to the upstream Vacuum chambers 29 the inert gas pressure to a value above that Atmospheric pressure set.
  • Last remnants of in the boundary layer on the casting roll surface 7 adhering atmospheric oxygen can be removed with the inert gas purge when the inert gas is blown directly against the casting roll surface 7 , the flow velocity to at least 0.5 m / s, preferably is set to more than 2 m / s. Flow velocities of more than 10 m / s bring no additional effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Kontaktes von Sauerstoff mit einer Metallschmelze beim Stranggießen, wobei die Metallschmelze in einen von Wänden begrenzten Gießraum einströmt und aus diesem als Strang austritt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Stranggießen kommt es im Gießraum zur Ansammlung von Metallschmelze, die gegen Reoxidation und deren Badspiegel vor starker Wärmeabgabe durch Strahlung geschützt werden muß. Beim konventionellen Stranggießen wird zu diesem Zweck der Badspiegel mit Gießpulver oder mit einem Öl bedeckt.
Zum Gießen dünner Bänder sind verschiedene Gießverfahren bekannt, bei denen der Gießraum nicht von starren Wänden, sondern von einer sich mit dem Strang bewegenden Wand oder von mehreren sich mit dem Strang bewegenden Wänden gebildet ist, beispielsweise von einer Raupenkette gemäß EP-A - 0 526 886 oder von einer Walze gemäß EP-A - 0 568 211 oder EP-B - 0 040 072 oder von zwei sich gegenläufig bewegenden Gießwalzen gemäß US-A - 4,987,949 oder EP-B - 0 430 841. Bei diesen Verfahren ist es nicht möglich, die Metallschmelze durch ein Gießpulver oder Öl zuverlässig gegen Reoxidation bzw. Wärmeabgabe zu schützen, wie dies bei Gießräumen bzw. Kokillen mit starren Wänden meist der Fall ist.
Aus der EP-B - 0 430 841 ist es bei einer Zweiwalzengießanlage bekannt, den Badspiegel durch Vorsehen einer Abdeckhaube vor zu starker Wärmeabgabe durch Strahlung und gegen Reoxidation zu schützen. Bei dieser Lösung hat sich jedoch herausgestellt, daß es an den Kontaktflächen zwischen Abdeckhaube und Gießwalzen sowohl an der Abdeckhaube als auch an den Gießwalzen zu starkem Verschleiß kommt und durch thermische Verformung der Bauteile der Durchtritt von Luft und damit von Sauerstoff durch Spalte zwischen den den Gießraum begrenzenden Wänden nicht verhindert werden kann. Es kommt zu einer Reoxidation der Schmelze mit allen Nachteilen.
Um den Durchtritt von Luft durch den Spalt zwischen Abdeckhaube und Gießwalzen zu minimieren, wird in der US-A - 4,987,949 und der EP-A - 0 714 716 vorgeschlagen, in einen definierten Spalt zwischen Abdeckhaube und Gießwalzen ein inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff oder Argon einzublasen und so eine Sperre gegen eindringende Luft zu errichten. Diese Maßnahme reicht jedoch nicht aus, um den Zutritt von Luft in den Gießraum und damit zum Badspiegel restlos zu verhindern, so daß einerseites nach wie vor an der Badoberfläche Metalloxide gebildet werden, die zu Fehlstellen im Inneren des Metallbandes führen. Andererseits werden an der Oberfläche der sich bildenden Strangschale Metalloxide gebildet bzw. diffundiert Sauerstoff in die Randschicht des Metallbandes und bildet dort Einschlüsse, was die Rißanfälligkeit steigert. Trotz der Inertgaszuführung wird in der sogenannten laminaren Unterschicht der Strömungsgrenzschicht die in der Mikrorauhigkeit der Walzenoberfläche anhaftende Luft in den Gießraum eingeschleppt. Diese Unterschicht haftet in der Mikrorauhigkeit der Walzenoberfläche und läßt sich weder durch berührende gleitende Dichtungen noch durch berührungslose Dichtungen abstreifen.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art sowie eine Vorrichtung zum Stranggießen, mit der ein Kontakt von Sauerstoff mit einer Metallschmelze verhindert werden kann, zu schaffen, welche eine Reoxidation gänzlich verhindert, u.zw. auch dann, wenn es zu einem starken Verschleiß an den zwischen den den Gießraum bildenden Wänden vorhandenen Spalten kommt. Insbesondere soll es möglich sein, auch die sogenannte laminare Unterschicht der an den den Gießraum bildenden Wänden anhaftenden bzw. mitgeschleppten Luftschicht zu entfernen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß über allfällige Spalte zwischen den Wänden einzudringen versuchender und/oder an den Wänden anhaftender Sauerstoff abgesaugt wird.
Eine besonders effiziente Entfernung des Sauerstoffs läßt sich vorteilhaft dadurch erzielen, daß das Absaugen in mehreren von außen nach innen zum Gießraum hin hintereinander angeordneten Absaugstufen erfolgt, wobei zweckmäßig das Absaugen mit von Stufe zu Stufe von außen nach innen zum Gießraum hin abnehmendem Druck erfolgt.
Hierbei wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Absaugdruck in der dem Gießraum nächstliegenden Absaugstufe unter 50 mbar, vorzugsweise unter 10 mbar, eingestellt.
Um einen Druckausgleich gegenüber dem Gießraum sicherzustellen, wird zweckmäßig unmittelbar benachbart zur dem Gießraum nächstliegenden Absaugzone an einer den Gießraum begrenzenden Wand ein Inertgas gegen die Wand strömen gelassen, wobei vorteilhaft der Druck des Inertgases um mindestens 10 mbar, vorzugsweise um mehr als 200 mbar, über dem Druck der benachbarten Absaugstufe liegt.
Vorzugsweise wird das Inertgas in mehreren von außen nach innen zum Gießraum hin benachbart angeordneten Inertgasstufen gegen die Wand geblasen.
Zweckmäßig wird das Inertgas mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 m/s, maximal 10 m/s, vorzugsweise mit mehr als 2 m/s, auf die Wand aufgeblasen.
Bei einem Gießverfahren, bei dem mindestens eine Wand gegenüber dem Gießraum bewegt wird, werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in den Gießraum neu eintretende Wandbereiche dieser Wand vor dem Eintrten von an diesen anhaftendem Sauerstoff durch Absaugen des Sauerstoffes befreit. Das Stranggießen erfolgt dann vorteilhaft im Walzgießverfahren, vorzugsweise im Zweiwalzengießverfahren, d.h., daß auch Walzgießverfahren mit nur einer Gießwalze, wie beispielsweise in der EP-B - 0 040 072 beschrieben, für das erfindungsgemäße Verfahren in Frage kommen. Selbstverständlich läßt sich auch das erfindungsgemäße Verfahren beim Gießen einer Metallschmelze auf einem beliebigen bewegten Kühlkörper, beispielsweise einer Raupenkette gemäß der DE-A - 36 02 594, anwenden. Unter Umständen ist es auch für Kokillen mit starren Wänden von Vorteil, z.B., wenn das Aufbringen eines Gießpulvers nicht möglich ist oder zu aufwendig wäre.
Eine Vorrichtung, mit der ein Kontakt von Sauerstoff mit einer Metallschmelze beim Stranggießen verhindert werden kann, wobei ein von Wänden begrenzter Gießraum mit Metallschmelze gefüllt ist und aus dem Gießraum ein Strang über einen Gießspalt des Gießraumes austritt, ist dadurch gekennzeichnet, daß an allfälligen zwischen benachbarten Wänden vorhandenen Spalten eine Absaugeinrichtung für über die Spalte einzudringen versuchenden und/oder für an den Wänden anhaftenden Sauerstoff vorgesehen ist.
Bei einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes, vorzugsweise eines Stahlbandes, mit zwei gegenläufig rotierenden Gießwalzen mit parallel nebeneinanderliegenden Walzenachsen und zwei Seitendämmen, die zusammen einen Gießraum für die Aufnahme von schmelzflüssigem Metall bilden und mit einer Abdeckhaube, die oberhalb des Gießraumes angeordnet ist und diesen nach oben abschließt, sowie mit einer Abdichteinrichtung, die den Zutritt von Luft entlang eines von der Abdeckhaube und den rotierenden Gießwalzen gebildeten Spaltes in den Gießraum verhindert, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe vorteilhaft dadurch gelöst, daß die Abdichteinrichtung von mindestens einer atmospährenseitig im Nahbereich des Spaltes zwischen den rotierenden Gießwalzen und der Abdeckhaube angeordneten und sich parallel zur Walzenachse erstreckenden Absaugkammer gebildet ist.
Besonders effektiv wirkt diese Abdichteinrichtung, wenn sie von mehreren nebeneinander in Umfangsrichtung der Gießwalzen angeordneten Absaugkammern gebildet ist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn jede Absaugkammer über eine Absaugleitung mit einer zugeordneten Absaugpumpe oder einer Stufe einer mehrstufigen Absaugpumpe verbunden ist. Nach einer konstruktiv einfachen Ausführungsform ist die Abdichteinrichtung als serielles Mehrkammersystem ausgebildet. Durch diese Maßnahme nimmt der Saugdruck in Bewegungsrichtung der Gießwalzen von Absaugkammer zu Absaugkammer ab. Durch eine entsprechende Abstimmung der Anzahl der Absaugkammern auf die Umfangsgeschwindigkeit der Gießwalzen ist eine vollständige Entfernung der mitgeschleppten Luft erzielbar.
Nach einer verbesserten Ausführungsform ist die Abdichteinrichtung im definierten Abstand zur Gießwalzenoberfläche angeordnet und der von der Abdichteinrichtung und der Gießwalzenoberfläche gebildete Spalt zumindest eingangs- und ausgangsseitig mit berührenden Dichtungen, vorzugsweise Bürsten- oder Gummilippendichtungen abgedichtet. Dadurch wird der Luftzutritt bereits vor der ersten Absaugkammer weitgehend auf die mit der Grenzschicht mitgeschleppte Luft begrenzt.
Nach einer anderen Ausführungsform ist zumindest eine der Absaugkammern zusätzlich mit einer Inertgasspülung ausgestattet.
Verbessert wird die Einrichtung dadurch, daß zwischen der Abdeckhaube und der Absaugeinrichtung eine Inertgaszuführung angeordnet ist, wobei diese Inertgaszuführung als Unterdruckkammer mit einer gegen die Gießwalzen gerichteten Öffnung ausgebildet ist. Vorteilhaft ist die Öffnung als Düse ausgebildet, die schräg gegen die Gießwalzenoberfläche und zur benachbarten Absaugkammer geneigt gerichtet ist. Durch diese Maßnahme wird eine walzennahe Inertgasschicht auf die Gießwalze aufgebracht und so ein hervorragender Schutz vor Sauerstoff- bzw. Luftzutritt erzeugt. Wird eine Inertgasschicht von einigen Millimetern Stärke auf der Gießwalze aufgebracht und ein Inertgas verwendet, welches schwerer als Luft ist, so ist es nicht notwendig, daß die Abdeckhaube unmittelbar an die Inertgaszuführung und Absaugeinrichtung anschließt.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Vorrichtung und des Verfahrens zum Gießen eines Metallbandes in mehreren Ausführungsformen:
  • Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Zweiwalzengießanlage mit einer Abdichteinrichtung nach einer ersten Ausführungsform;
  • Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichteinrichtung;
  • Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abdichteinrichtung.
    • Die Zweiwalzengießanlage, wie sie in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellt ist, weist zwei angetriebene Gießwalzen 1, 2 auf, deren parallel zueinander angeordnete Walzenachsen 3, 4 in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Die beiden gegenläufig in Pfeilrichtung 5, 6 rotierenden Gießwalzen 1, 2 sind mit einer nicht dargestellten Innenkühlung für den Gießwalzenmantel versehen, der die Gießwalzenoberfläche 7 bildet. Stirnseitig sind Seitendämme 8 hinreichend nahe an den Gießwalzen 1, 2 angeordnet. Von den Gießwalzen 1, 2 und den Seitendämmen 8 wird ein Gießraum 9 gebildet, in welchen von einem nicht dargestellten Schmelzenbehälter oder einem Verteilergefäß durch eine mit Austrittsöffnungen 11 versehene Zufuhrdüse 10 Schmelze 20 eingebracht wird, die einen Schmelzensumpf 12 bildet. Der Gießraum 9 ist nach oben, gegenüber den Gießwalzen 1, 2 und gegenüber den Seitendämmen 8 mit einer Abdeckhaube 13 begrenzt, die schmelzenseitig eine feuerfeste Auskleidung 14 aufweist, um die Schmelze 20 vor zu großen Wärmeverlusten und gegen Reoxidation aus dem Luftsauerstoff zu schützen. Mit einer Trageinrichtung 15 für die Abdeckhaube 13, die gegenüber einem stationären Gestell 16 mit Einstellelementen 17 justierbar ist, wird ein gewünschter minimaler Spalt 18 zwischen der Abdeckhaube 13 und den Gießwalzen 1, 2 eingestellt. Die Abdeckhaube 13 ist von der Zufuhrdüse 10 durchsetzt, wobei zwischen diesen Bauteilen ein möglichst geringer Spalt vorgesehen ist, der gegebenenfalls von einer Dichtung abgedeckt wird.
    Mit einer Zweiwalzengießanlage dieser Konfiguration ist es möglich, ein dünnes Metallband, insbesondere ein Stahlband, im Dickenbereich von 1 mm bis 12 mm zu gießen, wobei die zu vergießende Schmelze 20, wie eingangs beschrieben, kontinuierlich in den Gießraum 9 eingebracht wird. An den gegensinnig rotierenden und gekühlten Gießwalzen 1, 2 bilden sich zunehmend stärker werdende Strangschalen aus, die im engsten Querschnitt zwischen den Gießwalzen zu einem von den Gießwalzen geformten Band verbunden werden. Die Dicke des von den Gießwalzen ausgeförderten Bandes wird vom Abstand der beiden Gießwalzen bestimmt.
    Um den Zutritt von Luft entlang eines von der Abdeckhaube 13 und den rotierenden Gießwalzen 1, 2 gebildeten Spalten 18 in den Gießraum zu verhindern, ist eine von einer Absaugkammer 24 gebildete Abdichteinrichtung 23 atmosphärenseitig im Nahbereich des Spaltes 18 und im geringen Abstand von der Gießwalzenoberfläche 7 angeordnet. Die Absaugkammer 24 ist zur Gießwalzenoberfläche 7 offen und mit einer Absaugleitung 25 sowie einer nicht dargestellten Absaugpumpe verbunden. Die Absaugkammer 24 ist in einfacher Weise von einem zur Gießwalzenoberfläche offenen U-Profil gebildet, welches sich parallel zur Walzenachse 3, 4 im geringen Abstand von der Gießwalzenoberfläche über die gesamte Gießwalzenlänge erstreckt. Der Spalt zwischen Absaugkammer 24 und der Gießwalzenoberfläche 7 ist mit an den U-Profilschenkeln befestigten die Gießwalzenoberfläche 7 berührenden Dichtungen 27 abgedeckt, die vorzugsweise als Bürsten- oder Gummilippendichtungen ausgebildet sind.
    Nach einer weiteren Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Absaugeinrichtung 23 von mehreren nebeneinander in Umfangsrichtung der Gießwalzen 1, 2 angeordneten Absaugkammern 24 gebildet und jede Absaugkammer ist über eine zugeordnete Absaugleitung 25 mit je einer Stufe einer nicht dargestellten mehrstufigen Absaugpumpe verbunden. Diese als serielles Mehrkammersystem ausgebildete Abdichteinrichtung 23 ermöglicht es, die eingeschleppte Luft in mehreren Absaugstufen mit in Gießwalzendrehrichtung stufenweise abnehmenden Kammerdruck zu betreiben. Der Druck in der in Gießwalzendrehrichtung letzten Absaugkammer 31 ist zur Erzielung einer optimalen Luftabsaugung auf einen Wert unter 50 mbar, vorzugsweise unter 10 mbar, eingestellt.
    In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist zusätzlich zwischen der Absaugkammer 24 und der Abdeckhaube 13 eine Inertgaszuführung 28 angeordnet, die von einer Unterdruckkammer 29 gebildet ist und einen gegen die Gießwalzenoberfläche gerichtete Öffnung 32 aufweist. Zusätzlich ist sie mit einer Zufuhrleitung 30 für Inertgas verbunden. Im Detail ist die Unterdruckkammer 29 gleichermaßen wie die Absaugkammer 24 ausgebildet und um Falschluftzutritt zu vermeiden, sind beide in einer Baueinheit zusammengefaßt. Aus gleichem Grund ist auch die Unterdruckkammer 29 luftdicht mit der Abdeckhaube 13 verbunden.
    In der Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Unterdruckkammer 29 mit einer gegen die Gießwalzenoberfläche 7 gerichteten Austrittsöffnung ausgebildet, wobei die Unterdruckkammer mit dem seriellen Mehrkammersystem der Abdichteinrichtung 23 zu einer Baueinheit zusammengefaßt und gegen Luftzutritt abgedichtet ist.
    Inertgas wird in die Unterdruckkammer 29 eingebracht, um an der Gießwalzenoberfläche 7 eine Strömungsgrenzschicht aus Inertgas aufzubauen, die durch den Spalt 18 zwischen den Gießwalzen 1, 2 und der Abdeckhaube 13 anstelle der Luft in den Gießraum 9 eingebracht wird. Hierzu genügt es, wenn der Druck in der Unterdruckkammer 29 um mindestens 10 mbar, vorzugsweise um mehr als 200 mbar, über dem Druck der vorgelagerten Absaugeinrichtung 23 eingestellt wird.
    In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der mehrere Unterdruckkammern 29, die mit einer gemeinsamen Inertgaszuführung 28 verbunden sind, innerhalb einer mit einer Absaugleitung 25 verbundenen Absaugkammer 24 für die Frischluftabsaugung angeordnet sind. Bei der in Gießwalzendrehrichtung letzten und direkt vor der Abdeckhaube 13 positionierten Unterdruckkammer 29a wird im Gegensatz zu den vorgeordneten Unterdruckkammern 29 der Inertgasdruck auf einen Wert über dem Atmosphärendruck eingestellt.
    Letzte Reste des in der Grenzschicht an der Gießwalzenoberfläche 7 anhaftenden Luftsauerstoffes können mit der Inertgasspülung entfernt werden, wenn das Inertgas direkt gegen die Gießwalzenoberfläche 7 geblasen wird, wozu die Anströmgeschwindigkeit auf mindestens 0,5 m/s, vorzugsweise auf mehr als 2 m/s, eingestellt wird. Anströmgeschwindigkeiten von mehr als 10 m/s bringen keinen zusätzlichen Effekt.

    Claims (21)

    1. Verfahren zum Verhindern des Kontaktes von Sauerstoff mit einer Metallschmelze (20) beim Stranggießen, wobei die Metallschmelze (20) in einen von Wänden (1, 2, 13) begrenzten Gießraum einströmt und aus diesem als Strang austritt, dadurch gekennzeichnet, daß über allfällige Spalte (18) zwischen den Wänden (1, 2, 13) einzudringen versuchender und/oder an den Wänden (1, 2) anhaftender Sauerstoff abgesaugt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen in mehreren von außen nach innen zum Gießraum hin hintereinander angeordneten Absaugstufen erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen mit von Stufe zu Stufe von außen nach innen zum Gießraum hin abnehmendem Druck erfolgt.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugdruck in der dem Gießraum nächstliegenden Absaugstufe unter 50 mbar, vorzugsweise unter 10 mbar, eingestellt wird.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benachbart zur dem Gießraum nächstliegenden Absaugzone an einer den Gießraum begrenzenden Wand (1, 2) ein Inertgas gegen die Wand (1, 2) strömen gelassen wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Inertgases um mindestens 10 mbar, vorzugsweise um mehr als 200 mbar, über dem Druck der benachbarten Absaugstufe liegt.
    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas in mehreren von außen nach innen zum Gießraum hin benachbart angeordneten Inertgasstufen gegen die Wand geblasen wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 m/s, maximal 10 m/s, vorzugsweise mit mehr als 2 m/s, auf die Wand (1, 2) aufgeblasen wird.
    9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wand (1, 2) gegenüber dem Gießraum bewegt wird und in den Gießraum neu eintretende Wandbereiche dieser Wand (1, 2) vor dem Eintreten von an diesen anhaftendem Sauerstoff durch Absaugen des Sauerstoffes befreit werden.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stranggießen im Walzgießverfahren, vorzugsweise Zweiwalzen-Gießverfahren, durchgeführt wird.
    11. Vorrichtung zum Verhindern des Kontaktes von Sauerstoff mit einer Metallschmelze beim Stranggießen, wobei ein von Wänden begrenzter Gießraum mit Metallschmelze gefüllt ist und aus dem Gießraum ein Strang über einen Gießspalt des Gießraumes austritt, dadurch gekennzeichnet, daß an allfälligen zwischen benachbarten Wänden vorhandenen Spalten eine Absaugeinrichtung für über die Spalte einzudringen versuchenden und/oder für an den Wänden anhaftenden Sauerstoff vorgesehen ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, zum kontinuierlichen Gießen eines Metallbandes, vorzugsweise Stahlbandes, mit zwei gegenläufig rotierenden Gießwalzen (1, 2), mit parallel nebeneinanderliegenden Walzenachsen (3, 4) und zwei Seitendämmen (8), die zusammen einen Gießraum (9) für die Aufnahme von schmelzflüssigem Metall bilden und mit einer Abdeckhaube (13), die oberhalb des Gießraumes (9) angeordnet ist und diesen nach oben abschließt, sowie mit einer Abdichteinrichtung (23), die den Zutritt von Luft entlang eines von der Abdeckhaube (13) und den rotierenden Gießwalzen (1, 2) gebildeten Spaltes (18) in den Gießraum (9) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichteinrichtung (23) von mindestens einer atmospährenseitig im Nahbereich des Spaltes (18) zwischen den rotierenden Gießwalzen (1, 2) und der Abdeckhaube (13) angeordneten und sich parallel zur Walzenachse erstreckenden Absaugkammer (24) gebildet ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Abdichteinrichtung (23) von mehreren nebeneinander in Umfangsrichtung der Gießwalzen angeordneten Absaugkammern (24) gebildet ist.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Absaugkammer (24) über eine Absaugleitung (25) mit einer zugeordneten Absaugpumpe oder einer Stufe einer mehrstufigen Absaugpumpe verbunden ist.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichteinrichtung (23) als serielles Mehrkammersystem ausgebildet ist.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichteinrichtung (23) im definierten Abstand zur Gießwalzenoberfläche (7) angeordnet ist und der von der Abdichteinrichtung und der Gießwalzenoberfläche gebildete Spalt (18) zumindest eingangs- und ausgangsseitig mit berührenden Dichtungen (27), vorzugsweise Bürsten- oder Gummilippendichtungen abgedichtet ist.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Absaugkammern (24) zusätzlich mit einer Inertgasspülung ausgestattet ist.
    18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdeckhaube (13) und der Absaugkammer (24) eine Inertgaszuführung (28) angeordnet ist.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgaszuführung (28) als Unterdruckkammer (29) mit einer gegen die Gießwalzenoberfläche gerichteten Öffnung (32) ausgebildet ist.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) als Düse ausgebildet ist, die schräg gegen die Gießwalzenoberfläche und zur benachbarten Absaugkammer (24) geneigt gerichtet ist.
    21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Absaugkammer (24) und Abdeckhaube (13) eine Lamellendichtung angeordnet ist.
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