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EP1057557A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metall - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metall Download PDF

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Publication number
EP1057557A1
EP1057557A1 EP99810488A EP99810488A EP1057557A1 EP 1057557 A1 EP1057557 A1 EP 1057557A1 EP 99810488 A EP99810488 A EP 99810488A EP 99810488 A EP99810488 A EP 99810488A EP 1057557 A1 EP1057557 A1 EP 1057557A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
metal level
cup
mold
metal
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.)
Granted
Application number
EP99810488A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1057557B1 (de
Inventor
Gottfried Jungblut
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.)
Aluminium Rheinfelden GmbH
Original Assignee
Aluminium Rheinfelden GmbH
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 Aluminium Rheinfelden GmbH filed Critical Aluminium Rheinfelden GmbH
Priority to AT99810488T priority Critical patent/ATE273092T1/de
Priority to SI9930659T priority patent/SI1057557T1/xx
Priority to EP99810488A priority patent/EP1057557B1/de
Priority to DE59910202T priority patent/DE59910202D1/de
Publication of EP1057557A1 publication Critical patent/EP1057557A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1057557B1 publication Critical patent/EP1057557B1/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
    • B22D11/0602—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a casting wheel and belt, e.g. Properzi-process
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous casting of metal a strand by means of a casting machine with a closed one Cross-section with a mold forming an inlet and an outlet opening with constantly moving, cooled mold walls, with which method liquid metal is fed into and out of a pouring cup via a pouring spout the pouring cup and through a passage opening with training one depending on the metallostatic pressure in the mold pouring free meniscus into the opening of the mold and the strand solidifying in the casting mold emerges from the outlet opening, wherein the supply of liquid metal to the casting mold by a first setting of the metal level in the pouring cup and a second shot of the Metal level is regulated above the passage opening.
  • Known casting machines with a mold with a closed cross-section and with constantly migrating mold walls are, for example, the under the name Rotary known casting machines with a casting wheel and a circumferential steel band as mold walls for the production of metal bands made of aluminium.
  • the casting tape emerging from the casting machine is rolled in line to the desired final thickness and coiled. From such Metal strips produced are slugs, for example, by punching for tubes, cans and technical extrusion parts as well as circular blanks for pan bases manufactured.
  • the casting cup has an open discharge channel, in which a weir is additionally arranged with a passage opening is. Via a flap control upstream of the weir in the discharge channel can the metal level on the weir and thus the supply of liquid metal into the casting machine.
  • the regulation takes place, for example via a surface camera, which covers the surface of the liquid metal in front of the Measures the inlet opening, compares it with a target value and compares the actual value with the Flap position controls.
  • the invention is therefore based on the object of a method of the beginning to create the type with which the disadvantages mentioned avoided can be.
  • the task also includes creating a suitable one Casting machine.
  • the method according to the invention leads to the achievement of the object, that the passage opening is arranged in the casting cup and for adjusting the Metal level above the opening the metal level in the pouring cup changed becomes.
  • this is through the passage opening one of the mold walls running liquid metal free of an oxide skin.
  • the metallostatic pressure and thus the supply of liquid Metal placed in the casting machine within a wide range can be what a change in casting speed within of a larger area.
  • in the liquid metal before entering the mold set a substantially laminar flow.
  • the metal level above the passage opening is expediently dependent on the location of the mold in the area of the inlet opening forming free meniscus of liquid metal set.
  • the object is achieved according to the invention by a casting machine for the continuous casting of metal into a strand, with a closed cross section with an inlet and an outlet opening forming mold with constantly moving, cooled mold walls, with a pouring cup and a passage opening, with liquid Metal is fed to the casting cup via a pouring trough and out of the Giessbecher and through the passage opening with training one depending on the metallostatic pressure in the mold free meniscus is poured into the inlet opening of the mold and the strand solidifying in the casting mold emerges from the outlet opening, with a first control arrangement for setting the metal level in the casting cup and a second control arrangement for setting the metal level above the passage opening to regulate the supply of liquid metal for Mold.
  • the casting machine is characterized in that the passage opening is arranged in the pouring cup and with the second control arrangement to adjust the metal level above the opening the metal level is changeable in the pouring cup.
  • the pouring cup can expediently be tilted about a tilting axis.
  • the passage opening can be used to form an essentially laminar flow to be configured as a nozzle, with a particularly preferred one Embodiment the nozzle over its length essentially one Mold wall is simulated.
  • the tilt axis is preferably arranged in the area of the nozzle tip and the Giessbecher is expediently in the area of the tilt axis with support rollers fitted.
  • the first control arrangement preferably includes for setting the metal level in the pouring cup a first distance measuring device for metal level measurement and the second control arrangement for setting the metal level above the Passage opening a second distance measuring device for determining the position of the free meniscus of the liquid metal in the area of the inlet opening of the Mold.
  • a casting machine 10 shown in FIG. 1 instructs a casting wheel 12 with one the circumferential groove 14 arranged on its circumference.
  • An endless circulation Steel strip 16 is on the edge areas 20, 22 of the peripheral surface of the casting wheel 12 guided guide roller 18 and covers the groove 14 over about half of the casting wheel circumference to form a casting mold 24 with a rectangular cross section.
  • the rectangular cross section of the Casting mold 24 results from the width b of the groove 14, for example 230 mm and the depth a of the groove 14 of, for example, 25 mm.
  • the casting wheel 12 rotates and synchronously with this the casting wheel 12 lying thereon Steel band 16, i.e.
  • the mold 24 has between an inlet opening 26 for liquid metal 28 and an outlet opening 30 for one in the Casting mold 24 solidified metal strip 32 continuously moving along through the groove 14 and the steel band 16 formed mold wall 34, 36.
  • the casting wheel 12 and the steel strip 16 are cooled with water. From time to time they will Surface of the steel strip 16 and the groove 14 of the casting wheel 12 with a Release agents - such as graphite - provided.
  • the supply of liquid metal 28 to the casting machine 10 takes place via a Casting channel 42, at the end of which a feed pipe protruding into the casting cup 40 44 for transferring the liquid metal 28 from the pouring spout 42 is provided in the pouring cup 40.
  • a plug rod 46 arranged plug 48 the cross section in the feed pipe 44 for setting the desired flow rate by appropriate Positioning of the plug 48 can be adjusted.
  • the lifting and lowering of the stopper takes place via a linkage articulated on the stopper rod 46 50 by a lever movement about an axis of rotation f by means of a with the threaded spindle 54 connected stepper motor 56.
  • the regulation of the metal level M in the pouring cup 40 takes place via a fixed, contactless distance measuring device, the metal level, for example, by means of a laser beam M measures and in the event of a deviation from a predefined setpoint a corresponding signal to the stepper motor 56 the position of the plug 48 in Supply pipe 44 changed until the actual value of the metal level M the Corresponds to the setpoint.
  • An alternative regulation of the metal level M comprises a float, whose vertical position is determined capacitively using a displacement sensor.
  • the supply of liquid metal 28 - for example aluminum - from the Pouring cup 40 into the casting mold is carried out via a slot die 38 Length I of, for example, 180 mm and a width s of, for example, 130 mm.
  • the nozzle 38 is fixed interchangeably on the casting cup 40.
  • the casting cup 40 has tab-shaped ends at its end remote from the nozzle 38 Brackets 60 arranged, which are connected to one another via a yoke 62 are.
  • This tilting device for the pouring cup 40 and its mode of operation are clearly evident from FIGS. 1 and 3.
  • FIGS. 1 and 2 there are 40 supports 70, 72 on the side of the casting cup with a first pair of opposing rollers 74, 76 in the area the tip of the nozzle 38 and a second pair facing each other and rollers 78, 80 set back relative to the first pair of rollers.
  • the first pair of rollers 74, 76 lies in the casting operation, the groove 14 delimiting Edge areas 20, 22 on the circumference of the casting wheel 12 and defined thus a turning or tilting axis t of the pouring cup during the above-mentioned Height adjustment of the pouring cup 40, i.e. when executing the Tilting movement.
  • the second pair of rollers set back from the first 78, 80 lies the edge regions 20, 22 of the casting wheel 12 at maximum lowering the pouring cup - for example during a pouring interruption - to protect the pouring cup from damage.
  • this is the height adjustment device coupled pouring cups 40 via push rods 84 guided in bearing blocks 82 to the casting wheel 12 and movable away from it.
  • the wall 88 of the pouring cup 40 which is adjacent to the nozzle 38, is close to the floor an opening slot 90 which merges into the slot 39 of the nozzle 38.
  • the metal level M is always set so that it is above the Opening slot 90 is.
  • the pouring cup 40 is removed at its nozzle 38 End raised by means of the threaded spindle 64, the metal level rises M on the front wall 88 above the opening slot 90, which is an increase the metallostatic pressure in the area of the opening slot 90 as well as at the tip of the nozzle 38, causing the flow rate of the liquid metal 28 in the nozzle 38 and thus the supply of liquid metal 28 increased in the mold 24.
  • Fig. 5 shows the pouring cup 40 in the tilted position with a high metal level M on the wall 88 the opening slot 90.
  • the upper edge 96 of the side walls 94 of the pouring cup 40 is V-shaped formed and at its lowest point with one shown in Fig. 4 Overflow channel 98 equipped. In casting operation with a maximum high metal level M on the wall 88 of the pouring cup 40 near the nozzle 38 is the upper edge 96 approximately parallel to the metal bath level.
  • a closable opening near the bottom 100 provided for emptying the pouring cup when the pouring is stopped.
  • the nozzle 38 is adapted in its longitudinal direction to the curvature of the casting wheel 12. This allows the metal level M in the casting cup 40 to be horizontal Position are kept as deep as possible, so that by the tilting movement of the Giessbechers 40 a maximum increase in the metal level M on the wall 88 can be set.
  • the width s of the nozzle 38 is smaller than the width b of the Groove 14. This leaves a nozzle not covered on both sides of the nozzle
  • the area in front of the inlet opening 26 of the mold 24 is freely accessible. In this Area forms the meniscus 29 of the flowing into the mold 24 liquid metal 28.
  • the tilting movement of the pouring cup 40 is dependent on the Casting speed by measuring the position of the liquid metal meniscus 29, which by means of a further distance measuring device 92 - for example one Area scan camera or a laser probe - determined and with a given Setpoint is compared. If the actual and target values differ, a corresponding signal of the stepper motor 66 with the threaded spindle 64 in motion set and the pouring cup 40 according to the required increase or Lowering of the metallostatic pressure raised or lowered. There the height movement of the pouring cup 40 through the control system for the meniscus 29 for a change in the distance between the distance measuring device 58 for the stopper control and the metal level M leads to this Distance change in the distance measuring device 58 is compensated accordingly or balanced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

Eine Giessmaschine zum kontinuierlichen Giessen von Metall (28) zu einem Strang (32) weist eine Giessform (24) mit einem geschlossenen Querschnitt mit einer Eintritts (26)- und einer Austrittsöffnung (30) mit stetig mitwandernden, gekühlten Formwandungen auf. Flüssiges Metall (28) wird über eine Giessrinne (42) einem Giessbecher (40) zugeführt und aus dem Giessbecher sowie durch eine Durchtrittsöffnung (90) hindurch unter Ausbildung eines sich in Abhängigkeit vom metallostatischen Druck in der Giessform (24) einstellenden freien Meniskus (29) in die Eintrittsöffnung (26) der Giessform (24) gegossen und der in der Giessform erstarrende Strang (32) tritt aus der Austrittsöffnung (30) aus. Die Giessmaschine weist eine erste Regelanordnung (58) zur Einstellung des Metallstandes (M) im Giessbecher (40) und eine zweite Regelanordnung (92) zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) zur Regelung der Zufuhr von flüssigem Metall (28) zur Giessform (24) auf. Die Durchtrittsöffnung (90) ist im Giessbecher (40) angeordnet und mit der zweiten Regelanordnung (92) zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) ist der Metallstand (M) durch Kippen des Giessbechers um eine Kippachse (t) veränderbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metall zu einem Strang mittels einer Giessmaschine mit einer einen geschlossenen Querschnitt mit einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung bildenden Giessform mit stetig mitwandernden, gekühlten Formwandungen, bei welchem Verfahren flüssiges Metall über eine Giessrinne einem Giessbecher zugeführt und aus dem Giessbecher sowie durch eine Durchtrittsöffnung hindurch unter Ausbildung eines sich in Abhängigkeit von metallostatischen Druck in der Giessform einstellenden freien Meniskus in die Eintrittsöffnung der Giessform gegossen wird und der in der Giessform erstarrende Strang aus der Austrittsöffnung austritt, wobei die Zufuhr von flüssigem Metall zur Giessform durch eine erste Einstellung des Metallstandes im Giessbecher und eine zweite Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung geregelt wird.
Bekannte Giessmaschinen mit einer Giessform mit geschlossenem Querschnitt und mit stetig mitwandernden Formwandungen sind beispielsweise die unter der Bezeichnung Rotary bekannten Giessmaschinen mit einem Giessrad und einem umlaufenden Stahlband als Formwandungen zur Herstellung von Metallbändern aus Aluminium. Das aus der Giessmaschine austretende Gussband wird in Linie auf die gewünschte Enddicke gewalzt und aufgehaspelt. Aus derart hergestellten Metallbändern werden beispielsweise durch Ausstanzen Butzen für Tuben, Dosen und technische Fliesspressteile sowie Ronden für Pfannenböden hergestellt.
Zur Vermeidung von Abdichtungsproblemen in der Giessmaschine wird das flüssige Metall unter Bildung eines freien Flüssigmetallmeniskus vor der Eintrittsöffnung der Giessform auf eine Formwandung gegossen und darauf geachtet, dass der Flüssigmetallmeniskus immer vor der Eintrittsöffnung liegt. Bei den vorbekannten Giessmaschinen hat der Giessbecher eine offene Auslaufrinne, in welcher zusätzlich ein Wehr mit einer Durchtrittsöffnung angeordnet ist. Über eine in der Auslaufrinne dem Wehr vorgeschaltete Klappenregelung kann der Metallstand am Wehr und damit die Zufuhr von flüssigem Metall in die Giessmaschine geregelt werden. Die Regelung erfolgt beispielsweise über eine Flächenkamera, welche die Fläche des flüssigen Metalls vor der Eintrittsöffnung misst, mit einem Sollwert vergleicht und den Istwert über die Klappenstellung regelt.
Der Nachteil der vorbekannten Systeme mit offenem Flüssigmetallzulauf liegt darin, dass trotz des Wehrs in der Auslaufrinne die Bildung von neuen Oxidhäuten nicht verhindert werden kann. Diese Oxidhäute reissen von Zeit zu Zeit ab, werden vom strömenden Metall mitgerissen und führen im Endprodukt als harte Partikel oder infolge einer erhöhten Wasserstoffaufnahme als Blasen zu Fehlstellen und damit zu Ausschuss.
Ein weiterer Nachteil dieser offenen Flüssigmetallzufuhr liegt in der durch das Wehr und den offenen Einlauf verursachten turbulenten Strömung, die ihrerseits zu Gaseinschlüssen im Gussband und demzufolge zu Blasen oder Lunkern am Endprodukt führen kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die erwähnten Nachteile vermieden werden können. Zur Aufgabe gehört auch die Schaffung einer geeigneten Giessmaschine.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt bezüglich des Verfahrens, dass die Durchtrittsöffnung im Giessbecher angeordnet und zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung der Metallstand im Giessbecher verändert wird.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist das durch die Durchtrittsöffnung auf eine der Formwandungen auslaufende flüssige Metall frei von einer Oxidhaut. Hinzu kommt, dass der metallostatische Druck und damit die Zufuhr von flüssigem Metall in die Giessmaschine innerhalb eines grösseren Bereiches eingestellt werden kann, was eine Veränderung der Giessgeschwindigkeit innerhalb eines grösseren Bereiches ermöglicht.
Bei einer ersten Verfahrensvariante zur Veränderung des Metallstandes im Giessbecher wird dieser gekippt.
Bei einer zweiten Verfahrensvariante wird die Zufuhr von flüssigem Metall aus der Giessrinne verändert.
Bei einer bevorzugten Verfahrensführung wird im flüssigen Metall vor Eintritt in die Giessform eine im wesentlichen laminare Strömung eingestellt.
Der Metallstand über der Durchtrittsöffnung wird zweckmässigerweise in Abhängigkeit von der Lage des sich im Bereich der Eintrittsöffnung der Giessform ausbildenden freien Meniskus des flüssigen Metalls eingestellt.
Bezüglich der Giessmaschine wird die Aufgabe erfindungsgemäss gelöst durch eine Giessmaschine zum kontinuierlichen Giessen von Metall zu einem Strang, mit einer einen geschlossenen Querschnitt mit einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung bildenden Giessform mit stetig mitwandernden, gekühlten Formwandungen, mit einem Giessbecher und einer Durchtrittsöffnung, wobei flüssiges Metall über eine Giessrinne dem Giessbecher zugeführt und aus dem Giessbecher sowie durch die Durchtrittsöffnung hindurch unter Ausbildung eines sich in Abhängigkeit vom metallostatischen Druck in der Giessform einstellenden freien Meniskus in die Eintrittsöffnung der Giessform gegossen wird und der in der Giessform erstarrende Strang aus der Austrittsöffnung austritt, mit einer ersten Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes im Giessbechers und einer zweiten Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung zur Regelung der Zufuhr von flüssigem Metall zur Giessform. Die Giessmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Durchtrittsöffnung im Giessbecher angeordnet ist und mit der zweiten Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung der Metallstand im Giessbecher veränderbar ist.
Zweckmässigerweise ist der Giessbecher um eine Kippachse kippbar.
Zur Ausbildung einer im wesentlichen laminaren Strömung kann die Durchtrittsöffnung zu eine Düse ausgestaltet sein, wobei bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform die Düse über ihre Länge im wesentlichen einer Formwandung nachgebildet ist.
Die Kippachse ist bevorzugt im Bereich der Düsenspitze angeordnet und der Giessbecher ist im Bereich der Kippachse zweckmässigerweise mit Auflagerollen ausgestattet.
Bevorzugt umfasst die erste Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes im Giessbecher ein erstes Abstandsmessgerät zur Metallstandsmessung und die zweite Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung eine zweites Abstandsmessgerät zur Bestimmung der Lage des freien Meniskus des flüssigen Metalls im Bereich der Eintrittsöffnung der Giessform.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Giessmaschine;
  • Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den Giessbecher der Giessmaschine von Fig. 1;
  • Fig. 3 einen Querschnitt durch die Giessmaschine von Fig. 1 nach deren Linie A-A;
  • Fig. 4 einen Querschnitt durch die Giessmaschine von Fig. 1 nach deren Linie B-B;
  • Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Teil der Giessmaschine von Fig. 1 mit gekipptem Giessbecher.
Eine in Fig. 1 dargestellte Giessmaschine 10 weist ein Giessrad 12 mit einer an dessen Umfang angeordneten umlaufenden Nut 14 auf. Ein endlos umlaufendes Stahlband 16 wird über eine auf den Randbereichen 20, 22 der Umfangfläche des Giessrades 12 aufliegende Umlenkrolle 18 geführt und deckt die Nut 14 über etwa der Hälfte des Giessradumfanges unter Bildung einer Giessform 24 mit rechteckförmigem Querschnitt ab. Der rechteckförmige Querschnitt der Giessform 24 ergibt sich aus der Breite b der Nut 14 von beispielsweise 230 mm und der Tiefe a der Nut 14 von beispielsweise 25 mm. Im Giessbetrieb dreht sich das Giessrad 12 und synchron hierzu das dem Giessrad 12 aufliegende Stahlband 16, d.h. die Giessform 24 weist zwischen einer Eintrittsöffnung 26 für flüssiges Metall 28 und einer Austrittsöffnung 30 für ein in der Giessform 24 erstarrtes Metallband 32 stetig mitwandernde, durch die Nut 14 und das Stahlband 16 gebildete Formwandung 34, 36 auf. Das Giessrad 12 und das Stahlband 16 werden mit Wasser gekühlt. Von Zeit zu Zeit werden die Oberfläche des Stahlbandes 16 sowie die Nut 14 des Giessrades 12 mit einem Trennmittel - beispielsweise Graphit - versehen.
Die Zufuhr von flüssigem Metall 28 zur Giessmaschine 10 erfolgt über eine Giessrinne 42, an deren Ende ein in den Giessbecher 40 einragendes Zuleitungsrohr 44 zur Überführung des flüssigen Metalls 28 aus der Giessrinne 42 in den Giessbecher 40 vorgesehen ist. Mittels eines am Ende einer Stopfenstange 46 angeordneten Stopfens 48 kann der Querschnitt im Zuleitungsrohr 44 zur Einstellung der gewünschten Durchflussmenge durch entsprechende Positionierung des Stopfens 48 eingestellt werden. Das Heben und Senken des Stopfens erfolgt über ein an der Stopfenstange 46 angelenktes Gestänge 50 durch eine Hebelbewegung um eine Drehachse f mittels eines mit der Gewindespindel 54 verbundenen Schrittmotors 56. Die Regelung des Metallstandes M im Giessbecher 40 erfolgt über eine ortsfeste, berührungslose Abstandsmesseinrichtung, die beispielsweise mittels eines Laserstrahls den Metallstand M misst und bei Abweichung zu einem vorgegebenen Sollwert über ein entsprechendes Signal an den Schrittmotor 56 die Lage des Stopfens 48 im Zuleitungsrohr 44 so lange verändert, bis der Istwert des Metallstandes M dem Sollwert entspricht.
Eine alternative Regelung des Metallstandes M umfasst einen Schwimmer, dessen vertikale Position kapazitiv über einen Wegaufnehmer bestimmt wird.
Die Zufuhr von flüssigem Metall 28 - beispielsweise Aluminium - aus dem Giessbecher 40 in die Giessform erfolgt über eine Breitschlitzdüse 38 einer Länge I von beispielsweise 180 mm und einer Breite s von beispielsweise 130 mm. Die Düse 38 ist am Giessbecher 40 auswechselbar festgelegt.
Am Giessbecher 40 sind an seinem der Düse 38 entfernten Ende laschenförmige Halterungen 60 angeordnet, die über ein Joch 62 miteinander verbunden sind. Eine Gewindespindel 64 mit vertikal liegender Spindelachse z durchdringt das Joch 62, welches beim Drehen der Gewindespindel 64 durch einen auf einem ortsfesten Rahmen 68 aufgesetzten Schrittmotor 66 in der Höhe verstellbar ist. Diese Kippvorrichtung für den Giessbecher 40 sowie deren Funktionsweise sind aus den Fig. 1 und 3 klar ersichtlich.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind seitlich am Giessbecher 40 Träger 70, 72 mit einem ersten Paar einander gegenüberliegender Rollen 74, 76 im Bereich der Spitze der Düse 38 und einem zweiten Paar einander gegenüberliegenden und gegenüber dem ersten Rollenpaar zurückversetzten Rollen 78, 80 festgelegt. Das erste Rollenpaar 74, 76 liegt im Giessbetrieb den die Nut 14 begrenzenden Randbereichen 20, 22 am Umfang des Giessrades 12 auf und definiert damit eine Dreh- oder Kippachse t des Giessbechers während der oben erwähnten Höhenverstellung des Giessbechers 40, d.h. bei Ausführung der Kippbewegung. Das zweite, gegenüber dem ersten zurückversetzte Rollenpaar 78, 80 liegt den Randbereichen 20, 22 des Giessrades 12 bei maximalem Absenken des Giessbechers - beispielsweise während eines Giessunterbruchs - zum Schutz des Giessbechers vor Beschädigungen auf.
Wie aus den Fig. 1 und 5 ersichtlich, ist der an die Höhenverstelleinrichtung gekoppelte Giessbecher 40 über in Lagerböcken 82 geführte Schubstangen 84 an das Giessrad 12 heran und von diesem weg verfahrbar.
Die der Düse 38 benachbarte Wand 88 des Giessbechers 40 weist in Bodennähe einen Öffnungsschlitz 90 auf, der in den Schlitz 39 der Düse 38 übergeht. Der Metallstand M ist im Giessbetrieb immer so eingestellt, dass er über dem Öffnungschlitz 90 liegt. Wird der Giessbecher 40 an seinem der Düse 38 entfernten Ende mittels der Gewindespindel 64 angehoben, so steigt der Metallstand M an der Vorderwand 88 über dem Öffnungsschlitz 90 an, was eine Erhöhung des metallostatischen Druckes im Bereich des Öffnungsschlitzes 90 sowie an der Spitze der Düse 38 zur Folge hat, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Metalls 28 in der Düse 38 und damit die Zufuhr von flüssigem Metall 28 in die Giessform 24 erhöht. Fig. 5 zeigt den Giessbecher 40 in gekippter Stellung mit hohem Metallstand M an der Wand 88 über dem Öffnungsschlitz 90.
Der obere Rand 96 der seitlichen Wände 94 des Giessbechers 40 ist V-förmig ausgebildet und an seinem tiefsten Punkt mit einer aus Fig. 4 ersichtlichen Überlaufrinne 98 ausgestattet. Im Giessbetrieb mit maximal hohem Metallstand M an der Düse 38 nahen Wand 88 des Giessbecher 40 liegt der obere Rand 96 gemäss Fig. 5 etwa parallel zum Metallbadspiegel. In einem der seitlichen Wände des Giessbechers 40 ist in Bodennähe eine verschliessbare Öffnung 100 zur Entleerung des Giessbechers bei Giessabbruch vorgesehen.
Die Düse 38 ist in ihrer Längsrichtung der Krümmung des Giessrades 12 angepasst. Dadurch kann der Metallstand M im Giessbecher 40 in horizontaler Lage maximal tief gehalten werden, so dass durch die Kippbewegung des Giessbechers 40 eine maximale Erhöhung des Metallstandes M an der Wand 88 eingestellt werden kann.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Breite s der Düse 38 kleiner als die Breite b der Nut 14. Dadurch bleibt beidseits der Düse ein von dieser nicht abgedeckter Bereich vor der Eintrittsöffnung 26 der Giessform 24 frei zugänglich. In diesem Bereich bildet sich der Meniskus 29 des in die Giessform 24 einströmenden flüssigen Metalls 28 aus.
Die Kippbewegung des Giessbechers 40 erfolgt in Abhängigkeit von der Giessgeschwindigkeit durch Messung der Lage des Flüssigmetallmeniskus 29, die mittels einer weiteren Abstandsmesseinrichtung 92 - beispielsweise eine Flächenkamera oder eine Lasersonde - bestimmt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird. Bei Abweichung von Ist- und Sollwert wird über ein entsprechendes Signal der Schrittmotor 66 mit der Gewindespindel 64 in Gang gesetzt und der Giessbecher 40 entsprechend der geforderten Erhöhung bzw. Erniedrigung des metallostatischen Druckes angehoben bzw. abgesenkt. Da die Höhenbewegung des Giessbechers 40 durch das Regelsystem für den Meniskus 29 zu einer Änderung des Abstandes zwischen der Abstandsmesseinrichtung 58 für die Stopfenregelung und dem Metallstand M führt, wird diese Abstandsänderung in der Abstandsmesseinrichtung 58 entsprechend kompensiert bzw. ausgeglichen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metall (28) zu einem Strang (32) mittels einer Giessmaschine (10) mit einer einen geschlossenen Querschnitt mit einer Eintritts (26)- und einer Austrittsöffnung (30) bildenden Giessform (24) mit stetig mitwandernden, gekühlten Formwandungen (34,36), bei welchem Verfahren flüssiges Metall (28) über eine Giessrinne (42) einem Giessbecher (40) zugeführt und aus dem Giessbecher sowie durch eine Durchtrittsöffnung (90) hindurch unter Ausbildung eines sich in Abhängigkeit vom metallostatischen Druck in der Giessform (24) einstellenden freien Meniskus (29) in die Eintrittsöffnung (26) der Giessform (24) gegossen wird und der in der Giessform erstarrende Strang (32) aus der Austrittsöffnung (30) austritt, wobei die Zufuhr von flüssigem Metall (28) zur Giessform (24) durch eine erste Einstellung des Metallstandes (M) im Giessbecher (40) und eine zweite Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) geregelt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Durchtrittsöffnung (90) im Giessbecher (40) angeordnet ist und zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) der Metallstand (M) im Giessbecher (40) verändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Metallstandes (M) im Giessbecher (40) der Giessbecher gekippt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Metallstandes (M) im Giessbecher (40) die Zufuhr von flüssigem Metall (28) aus der Giessrinne (42) verändert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im flüssigen Metall (28) vor Eintritt in die Giessform (24) eine im wesentlichen laminare Strömung eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstand (M) über der Durchtrittsöffnung (90) in Abhängigkeit von der Lage des sich im Bereich der Eintrittsöffnung (26) der Giessform (24) ausbildenden freien Meniskus (29) des flüssigen Metalls (28) eingestellt wird.
  6. Giessmaschine zum kontinuierlichen Giessen von Metall (28) zu einem Strang (32), mit einer einen geschlossenen Querschnitt mit einer Eintritts (26)- und einer Austrittsöffnung (30) bildenden Giessform (24) mit stetig mitwandernden, gekühlten Formwandungen (34,36), mit einem Giessbecher (40) und einer Durchtrittsöffnung (90), wobei flüssiges Metall (28) über eine Giessrinne (42) dem Giessbecher (40) zugeführt und aus dem Giessbecher sowie durch die Durchtrittsöffnung (90) hindurch unter Ausbildung eines sich in Abhängigkeit von metallostatischem Druck der Giessform (24) einstellenden freien Meniskus (29) in die Eintrittsöffnung (26) der Giessform (24) gegossen wird und der in der Giessform erstarrende Strang (32) aus der Austrittsöffnung (30) austritt, mit einer ersten Regelanordnung (58) zur Einstellung des Metallstandes (M) im Giessbecher (40) und einer zweiten Regelanordnung (92) zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) zur Regelung der Zufuhr von flüssigem Metall (28) zur Giessform (24),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Durchtrittsöffnung (90) im Giessbecher (40) angeordnet ist und mit zweiten Regelanordnung (92) zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) der Metallstand (M) im Giessbecher (40) veränderbar ist.
  7. Giessmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Giessbecher zur Veränderung des Metallstandes (M) um eine Kippachse (t) kippbar ist.
  8. Giessmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (90) zur Ausbildung einer im wesentlichen laminaren Strömung zu einer Düse (38) ausgestaltet ist.
  9. Giessmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (38) über ihre Länge (I) im wesentlichen einer Formwandung (34) nachgebildet ist.
  10. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (t) im Bereich der Spitze der Düse (38) angeordnet ist.
  11. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Giessbecher (40) im Bereich der Kippachse (t) mit Auflagerollen (74,76) ausgestattet ist.
  12. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes (M) im Giessbecher (40) ein erstes Abstandsmessgerät zur Metallstandsmessung und die zweite Regelanordnung zur Einstellung des Metallstandes über der Durchtrittsöffnung (90) ein zweites Abstandsmessgerät zur Bestimmung der Lage des freien Meniskus des flüssigen Metalls im Bereich der Eintrittsöffnung der Giessform umfasst.
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