DE1268319B - Kuehlvorrichtung fuer Giessbaender - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2 -11/06

Nummer: 1268 319

Aktenzeichen: P 12 68 319.1-24
Anmeldetag: 16. März 1959

Auslegetag: 16. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für endlose Gießbänder an Stranggießmaschinen mit Leit- und Antriebswalzen für die elastischen, biegsamen Gießbänder, wobei mindestens eine der Leit- bzw. Antriebswalzen Umfangsnuten aufweist.

Bei einer derartigen bekannten Kühlvorrichtung ist vor der Leit- bzw. Antriebswalze ein Düsenbalken angeordnet, der Kühlflüssigkeit auf die Rückseite des Gießbandes sprüht, um einen Flüssigkeitsfilm zu erzeugen, der auch im Bereich der mit Umfangsnuten versehenen Leit- bzw. Antriebswalze aufrechterhalten wird.

Mit diesem Kühlprinzip wird schon ein gewisser Vorteil erreicht. Gegenüber den bis dahin bekannten Kühlvorrichtungen kann auch schon der gekrümmte Bereich des oberen Gießbandes unmittelbar am Einlauf in den ebenen Bereich gekühlt werden. Es ist jedoch nunmehr erkannt worden, daß gerade im Einlaufbereich eine äußerst hohe Wärmebelastung vorhanden ist. Um zu vermeiden, daß auch nur örtliche Übertemperaturen des Gießbandes bzw. der Gießbänder auftreten, muß ein gleichmäßiger dünner, äußerst schnell fließender Kühlmittelfilm aufrechterhalten werden. Die Reibung des Kühlmittelfilms an den Gießbändern und in den Umfangsnuten der Leitwalzen wirkt sich auf die hohe Geschwindigkeit des Kühlmittelfilms sehr nachteilig aus. Schon nach wenigen Zentimetern wird die Geschwindigkeit des Films derart herabgesetzt, daß es zu einem Flüssigkeitsstau kommt. Die Umfangsnuten in der Leitwalze füllen sich mit der Kühlflüssigkeit. Dies wiederum vergrößert die Reibung, was eine weitere Geschwindigkeitsverminderung zur Folge hat. Mit anderen Worten ist der Flüssigkeitsfilm auf der Rückseite des oberen Bandes unmittelbar hinter der Leitwalze am Einlauf in den ebenen Bereich zu dick und zu langsam, als daß eine ausreichende Kühlung gewährleistet werden könnte, obwohl sie gerade hier erforderlich wäre.

Man konnte sich nur dadurch helfen, die am Einlauf in den ebenen Bereich befindliche Leitwalze des oberen Gießbandes mit möglichst kleinem Durchmesser auszuführen und auch entsprechend den Umfangsbereich dieser Leitwalze, an welchem sich das obere Gießband anschmiegt, klein zu machen. Dies erforderte dementsprechend einen sehr spitzen Winkel zwischen oberem und unterem Gießband im Einlaufbereich. Die richtige ausgegebene Menge an flüssigem Metall pro Zeiteinteit ließ sich kaum kontrollieren.

Bei der bekannten Kühlvorrichtung ließ sich die Rückseite des unteren Gießbandes unmittelbar an Kühlvorrichtung für Gießbänder

Anmelder:

Hazelett Strip-Casting Corporation,

Burlington, Vt. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,

6000 Frankfurt, Schneckenhofstr. 27

Als Erfinder benannt:

Robert William Hazelett, Burlington, Vt;

Richard Hazelett, Rocky River, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. März 1958 (722 005)

der vorderen Umlenkwalze nur unvollkommen kühlen. Man verzichtete darauf, in der vorderen Umlenkrolle Umfangsnuten vorzusehen, da der Schmiegewinkel des unteren Bandes an der vorderen Umlenkwalz viel zu groß ist, als daß die Kühlflüssigkeit am Beginn des ebenen Bereiches des unteren Gießbandes noch eine ausreichende Geschwindigkeitsenergie haben könnte, um gegen die Schwerkraft am Gießband haftenzubleiben. Vielmehr würden sich die Umfangsnuten der Walze schon nach wenigen Zentimetern auf Grund der Reibung mit Flüssigkeit anfüllen, was mit einem weiteren Energieverlust durch verstärkte Reibung verbunden wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es, die der bekannten Kühlvorrichtung anhaftenden Nachteile zu vermeiden und insbesondere die Kühlung der Gießbänder im Einlaufbereich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Umfangsnuten der Leitwalze des oberen Gießbandes und/oder in Umfangsnuten der Leit- bzw. Antriebswalze des unteren Gießbandes Kühlmittelzuführrohre ortsfest angebracht sind, die derartige Auslässe besitzen, daß das Kühlmittel unter einem sehr spitzen Winkel auf die Rückseite der Bänder gespritzt wird.

Ein Kühlmittelstau in den Umfangsnuten der Leitwalzen wird erfindungsgemäß vermieden. Das Kühlmittel tritt mit der sehr hohen Geschwindigkeit, unmittelbar benachbart dem zu kühlenden Bereich, aus den Mündungen aus und gelangt praktisch ohne Verzögerung auf die Rückseite des oder der Gieß-

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bänder. Hierin liegt der erhebliche Vorteil gegenüber tung ist dies deswegen nicht möglich, weil die frei der bekannten Kühlvorrichtung, bei der zwar die- fließende Kühlflüssigkeit wegen der Länge der durch selbe hohe Geschwindigkeit des Kühlmittels beim die Umfangsnuten der Leitwalze und der Rückseite anfänglichen Berühren der Rückseite des Gießbandes des Gießbandes gegebenen Kanäle und wegen der herrschen kann, dieser erste Berührungspunkt aber 5 starken Richtungsänderung einer solch großen Genicht annähernd so kühlungsbedürftig ist, wie der schwmdigkeitsverzögerung unterliegt, daß im BeBereich des Gießbandes nach Ablösen von der Leit- reich, wo sich das Gießband von der Leitwalze abwälze. Hier jedoch hat sich bei der bekannten Vor- löst, keine ausreichende Geschwindigkeit des Kühlrichtung die Kühlflüssigkeit schon stark verlangsamt, mittels mehr vorhanden sein würde, weswegen die Kühlwirkung erheblich schwächer ge- ίο Der Durchmesser der Leitwalze kann dank des worden ist, obwohl gerade hier die maximale Kühl- erfindungsgemäßen Kühlverfahrens beliebig groß gewirkung benötigt wird, wählt werden. Dies bringt den erheblichen Vorteil, Es ist zwar auch eine Gießvorrichtung bekannt, die daß stärkere Gießbänder verwendet werden können, an Stelle von elastisch biegsamen Gießbändern mit Da die zulässige Breite der Gießbänder eine Funktion einer großen Anzahl unelastischer, aneinanderhän- 15 der Stärke ist, können bei Verwendung der erringender Gießblöcke arbeitet, die hohl sind und deren dungsgemäßen Kühlvorrichtung auch erheblich brei-Innenflächen gekühlt werden. Das Kühlproblem ist tere Gießmaschinen gebaut werden, bei einer derartigen Raupenkette nicht von so ent- Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung bescheidender Bedeutung wie bei dünnen Gießbändern. stehen darin, daß die Kühlmittelzuführrohre geWegen der notwendigen Biegsamkeit der Bänder 20 krümmt sind, also der Krümmung der Leit- bzw. dürfen diese nur eine geringe Stärke aufweisen, stehen Antriebswalzen angepaßt sind, daß die Auslässe der andererseits aber unter sehr hohen Spannungen. Um Kühlmittelzuführrohre vor dem Übergang des geihnen die genügende Festigkeit zu geben, muß eine krümmten in den ebenen Bereich des Gießbandes extrem wirkungsvolle Kühlung verwendet werden. liegen, um durch die Zentrifugalkraft beim Entlang-Die Wärmebelastung der Gießbänder ist im Einlauf- 35 strömen des Kühlmittelfilms an der gekrümmten bereich am größten. Hier besitzt das zu gießende, ge- Gießbandfläche ein enges Anliegen des Films zu schmolzene Metall seine höchste Temperatur. Ab- gewährleisten, und daß am Auslauf des ebenen Gießkühlwärme und Erstarrungswärme müssen dem Me- bereiches angeordnete Umlenkwalzen Umfangsnuten tall entzogen werden. Das obere Gießband wird am aufweisen, um eine einwandfreie Abströmung des stärksten wärmebelastet, wenn es um die oberhalb 30 Kühlmittelfilms von den Gießbändern sicherzustellen, des Einlaufbereiches liegende Leitwalze herumgeht damit ein Flüssigkeitsstau vermieden wird, und sich von dieser ablöst. Hier muß die maximale An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungs-Kühlung vorgesehen werden. Dies läßt sich nur mit beispiel darstellt, sei die Erfindung näher erläutert, einem sehr dünnen, äußerst schnell fließenden freien, Es zeigt

d. h. der Atmosphäre ausgesetzten Film erzielen. Mit 35 F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Einlauf-

der Erfindung wird dies erreicht. bereiches der Gießmaschine,

Darüber hinaus erwärmt sich natürlich auch die F i g. 2 einen Längsschnitt durch das hintere Ende

Walze selbst, wie auch das obere Gießband vor der der oberen Hälfte der Gießmaschine,

Berührung der am Einlaufbereich liegenden Leitwalze Fig. 3 einen Längsschnitt des Einlaufbereiches in

eine schnelle, starke Temperaturerhöhung erfährt. 40 vergrößertem Maßstab,

Dem trägt die Erfindung Rechnung, indem auch F i g. 4 einen Längsschnitt durch das Austrittsende

schon die um die Leitwalzen laufenden Band- des in einer Umfangsnut der Antriebswalze des unte-

abschnitte mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden, ren Gießbandes liegenden Zuführrohres,

da die Kühlmittelrohre in den Umfangsnuten der F i g. 5 einen Querschnitt durch das in der Um-

Leitwalze bzw. Leitwalzen liegen. Diese Rohre 45 fangsnut der Antriebswalze gemäß F i g. 4 liegenden

können — je nachdem, von welchem gekrümmten Zuführrohres und

Abschnitt anfangend das Gießband gekühlt werden F i g. 6 einen Ausschnitt der hinteren Umlenkwalze soll — mehr oder weniger weit um den Umfang der des oberen Gießbandes mit Darstellung deren Umentsprechenden Walze herumgehen. Das Gießband fangskontur.

wird von den zwischen den Nuten befindlichen ring- 50 Das obere Gießband 20 läuft im Einlaufbereich B förmigen Stegen getragen. um eine Umlenk- bzw. Antriebswalze 44 herum und Mit der Erfindung wird ein weiterer erheblicher ist dann geradlinig in dem ebenen Gießbereich geVorteil erreicht. Die wesentlich verbesserte Kühlung führt und läuft an dessen Ende um die Umlenkrolle des oberen Gießbandes am Einlaufbereich gestattet 78 (F i g. 2) herum. Das untere Gießband 22 ist um es, den Durchmesser der am Einlaufbereich liegenden 55 eine vordere Antriebswalze 80 herumgeführt, wird Leitwalze zu vergrößern. Desgleichen wird der dann im Einlauf^undjGießbereich durch Stützwalzen Schmiegewinkel des oberen Gießbandes vergrößert, 86 abgestützt üncfist am Ende des Gießbereiches um so daß das obere Gießband unter einem Winkel von Aie Umlenkwalze 82 herumgeführt. Beiden Gießfast 90° in Richtung des unteren ebenen Gießbarides' bändern 20, 22 sind im Gießbereich Kühlmittelzuläuft. Hierdurch ist es erstmals möglich, das zu gie- 60 und -abfuhreinrichtungen 25 zugeordnet, die in beßende Metall bis zum Eintritt in den Gießbereich stimmten Längsabständen voneinander liegen und je genau zu verfolgen. Fehler, die durch unrichtiges eine gewisse Schicht des Flüssigkeitsfilms von der Führen des Metalls oder durch unrichtige Ausfluß- Rückseite des Bandes mittels Abstreiflippen 92 abmenge pro Zeiteinheit entstehen, werden sofort be- nehmen und die abgenommene Menge durch Düsenmerkt. Die Ausschußquote liegt daher sehr niedrig. 65 balken 90 wieder ergänzen, wobei durch die Zufuhr Dieser Vorteil kann nur durch die erheblich ver- jedoch gleichzeitig kälteres Kühlmittel mit höherer besserte Kühlung des oberen Gießbandes im Einlauf- Geschwindigkeit zugeführt wird, um sowohl die Kühlbereich erzielt werden. Mit der bekannten Vorrich- wirkung als auch die Bewegungsenergie zu erhöhen.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, weist die vordere Umlenkwalze 44 für das obere Gießband 20 Umfangsnuten 152 auf, in die sich Kühlmittelzufuhrrohre 158 hineinerstrecken, die mittels eines Haltebleches 160 genau in den Umf angsnuten 152 gehalten werden und an ihren hinteren Enden bei 159 an einen Kühlwasserbehälter 154 angeschlossen sind, der sich etwa über die gesamte Breite der Umlenkwalze 44 erstreckt. Auf diese Weise läßt sich das obere Gießband 20 auf seiner Rückseite schon im Einlaufbereich B, in welchem das flüssige Metall aus einem Behälter 2 einläuft, wirksam kühlen, so daß auch nur örtliche Überhitzungen des Gießbandes 20 sicher vermieden werden.

Die vordere Antriebswalze 80 für das untere Gießband 22 weist, wie aus F i g. 5 hervorgeht, Umf angsnuten 165 auf, in denen Kühlmittelzuführrohre 164 ortsfest angeordnet sind, jedoch so, daß sie die rotierende Walze 80 nicht berühren. Die Kühlmittelzuführrohre 164 tragen an ihren vorderen Enden Einsätze 166, aus denen Kühlmittelstrahlen 167 unter einem spitzen Winkel in Richtung der Bewegung des Gießbandes 22 gegen deren Rückseite gerichtet werden. Sämtliche Kühlmittelzuführrohre 164 sind an einen Flüssigkeitsverteilerkasten 162 angeschlossen. Mit den die Rückseite des oberen Trums des unteren Gießbandes 22 beaufschlagenden Kühlmittelstrahlen 167 läßt sich das untere Gießband 62 in dem thermisch höchst beanspruchten Einlauf bereich B sehr wirksam kühlen, so daß auch hier überhöhte Temperaturen des Gießbandes vollkommen vermieden werden.

Um zu vermeiden, daß die mit hoher Geschwindigkeit an den Rückseiten der Gießbänder 20,22 strömenden Flüssigkeitsfilme sich zum Ende hin allmählieh verlangsamen und damit einen Stau der Kühlmittelströmung hervorrufen, sind die beiden hinteren Umlenkwalzen 78 und 82 der Gießbänder 20, 22 mit Umfangsnuten versehen, wobei diejenigen der oberen Walze78 mit 171 bezeichnet worden sind (Fig. 6). Zwischen den Umfangsnuten 171 bleiben Stege 170 stehen, die das Gießband führen. Der Flüssigkeitsfilm ist mit 186 bezeichnet. Aus F i g. 6 ist zu ersehen, daß wegen der schmal gehaltenen Stege 170 praktisch keine ungünstige Beeinflussung (Stau) der Flüssigkeitsströmung eintritt. Die Flüssigkeit wandert an der Rückseite des oberen Gießbandes 20 um die Walze herum nach oben, wird dann in einen Kanal 176 mit Oberwand 178, deren Hinterkante als Abstreiflippe wirkt, Vorderwand 181, Schrägwänden 179, 180, die ein unerwünschtes Rückströmen der Flüssigkeit aus dem Kanal 176 verhindern, mit darunter angeordneten Abströmschächten 182, 184, geführt. Die ganze Auffangeinrichtung 174 bildet eine bauliche Einheit und weist noch an ihrem vorderen oberen Ende eine gebogene Fläche 182' auf, die von der Vorderkante der Oberwand 178 nicht abgestreifte Flüssigkeitströpfchen auffängt und zurückleitet. Die in den Schächten 182, 184 gesammelte Flüssigkeit wird zu dem Vorratsbehälter zurückgeführt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung für endlose Gießbänder an Stranggießmaschinen mit Leit- und Antriebswalzen für die elastischen, biegsamen Gießbänder, wobei mindestens eine der Leit- bzw. Antriebswalzen Umfangsnuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Umfangsnuten (152) der Leitwalze (44) des oberen Gießbandes (20) und/oder in Umfangsnuten (165) der Leitbzw. Antriebswalze (80) des unteren Gießbandes (22) Kühlmittelzuführrohre (158,164) ortsfest angebracht sind, die derartige Auslässe besitzen, daß das Kühlmittel unter einem sehr spitzen Winkel auf die Rückseite der Bänder gespritzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführrohre (158,164) gekrümmt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe der Kühlmittelzuführrohre (158, 164) vor dem Übergang des gekrümmten in den ebenen Bereich des Gießbandes (20; 22) liegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslauf des ebenen Gießbereiches angeordnete Umlenkwalzen (78, 82) Umfangsnuten (171) aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 553 709;
britische Patentschrift Nr. 711 942;
schweizerische Patentschrift Nr. 295 745.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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