AT504218B1 - REEL OVEN - Google Patents
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Description
2 AT 504 218 B12 AT 504 218 B1
Die Erfindung betrifft einen Haspelofen mit einer isolierten Einhausung, die einen Ofeninnen-raum begrenzt, einer Eintritts- und Austrittsöffnung für ein Warmband, einer im Ofeninnenraum angeordneten Bandhaspeleinrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Warmbandes und einer Heizeinrichtung zur indirekten Erwärmung des Ofeninnenraumes. Weiters betrifft die Erfindung eine Reversierwalzgerüst mit beiderseits vorgelagerten Haspelöfen.The invention relates to a coiler oven with an insulated housing, which defines an oven interior, an inlet and outlet opening for a hot strip, arranged in the furnace interior band reeling device for winding and unwinding of a hot strip and a heater for indirect heating of the furnace interior. Furthermore, the invention relates to a Reversierwalzgerüst with both sides upstream coiler ovens.
Haspelöfen werden in Warmwalzwerken zum Zwischenspeichern eines wickelbaren Vorstreifens oder Warmbandes zwischen zwei Walzvorgängen eingesetzt. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind Reversierwalzwerke oder Steckelwalzwerke, bei denen beiderseits eines Walzgerüstes oder mehrerer zusammenwirkender Walzgerüste jeweils mindestens ein Haspelofen zum Auf- und Abwickeln eines auf Warmwalztemperatur gehaltenen Vorstreifens angeordnet sind. In den Haspelöfen wird der Vorstreifen auf Walztemperatur gehalten, ein für die Erzielung eines ebenen Walzbandes notwendiger Temperaturausgleich im Vorstreifen ermöglicht oder der Vorstreifen durch eine Heizung wieder auf Walztemperatur gebracht.Coiler ovens are used in hot rolling mills for temporary storage of a windable leader or hot strip between two rolling operations. Preferred fields of application are reversing mills or Steckel rolling mills, in which at least one coiler oven for winding and unwinding a pre-strip held at hot-rolling temperature are arranged on both sides of a rolling stand or a plurality of co-operating rolling stands. In the coiler ovens the pre-strip is kept at rolling temperature, a necessary for the achievement of a flat rolled strip temperature equalization in Vorvor allows or Vorvor brought by a heater back to rolling temperature.
Ein Haspelofen der gattungsbildenden Art ist aus der EP 166 712 A1 bereits bekannt. Hier erfolgt eine indirekte Beheizung eines Haspeldornes durch ein über den Haspeldorn aufschieb-bares Strahlrohr, welches durch einen Heißgaskanal durchsetzt ist. Das Heißgas gibt Wärme überwiegend über eine Strahlrohrwand an den Haspeldorn ab. Die zum Ofeninnenraum gerichtete Außenwand des Stahlrohres weist eine Wärmeisolierung auf. Ein wesentlicher Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Aufheizvorgang überwiegend nur vor Beginn des ersten Walzstiches eines mehrmaligen Reversierwalzvorganges durchgeführt werden kann. Eine Möglichkeit zur Beheizung des Ofeninnenraumes ist bei einem Haspelofen gemäß EP 166 712 A1 dadurch realisiert, dass Heißgas durch ein in die Ofenwand integriertes oder die Ofenwand bildendes Strahlrohr geleitet wird. Allein durch die Größe des Haspelofens bedingt, ergeben sich bei dieser Ausführungsform Probleme mit der Heißgasverteilung, sodass eine gleichmäßige Temperaturverteilung an der Ofeninnenwand und im Ofeninnenraum nicht sichergestellt werden kann.A reel furnace of the generic type is already known from EP 166 712 A1. Here, an indirect heating of a coiler mandrel takes place by means of a jet pipe which can be pushed open over the reel mandrel and which is penetrated by a hot gas duct. The hot gas releases heat predominantly via a jet tube wall to the coiler mandrel. The outer wall of the steel pipe facing the furnace interior has thermal insulation. A significant disadvantage of this embodiment is that the heating process can be carried out predominantly only before the start of the first rolling pass of a repeated reversing rolling process. One possibility for heating the oven interior is realized in a coiler oven according to EP 166 712 A1 in that hot gas is passed through a jet pipe integrated into the oven wall or forming the oven wall. Due solely to the size of the coiler furnace, problems arise with the hot gas distribution in this embodiment, so that a uniform temperature distribution on the furnace inner wall and in the furnace interior can not be ensured.
Beim reversierenden Warmwalzen eines Vorstreifens kommt es bei verschiedenen Werkstoffen bei den werkstoffspezifischen Warmwalztemperaturen zu einer verstärkten Oxidationsneigung an der Oberfläche, beispielsweise zu einer starker Zunderbildung bei speziellen Stahlbandqualitäten, mit dem negativen Effekt, dass der abblätternde Zunder mit dem nächsten Walzstich in die Bandoberfläche eingewalzt wird. Zur Vermeidung dieser nachteiligen Wirkungen ist es aus der JP 1-122605 A2 bereits bekannt, in den Haspelöfen und, soweit dies möglich ist, auch in den Zuführkanälen zwischen Haspelofen und Walzgerüst eine nichtoxidierende Schutzgasatmosphäre vorzusehen. Der Ofeninnenraum ist an eine Schutzgasquelle angeschlossen und wird bei Bedarf mit Schutzgas, vorzugsweise Stickstoff, geflutet.In reversing hot rolling of a pre-strip occurs at different material at the material-specific hot rolling temperatures to an increased tendency to oxidation on the surface, for example to a strong scale formation in special steel strip qualities, with the negative effect that the flaking scale is rolled into the strip surface with the next roll pass. To avoid these adverse effects, it is already known from JP 1-122605 A2 to provide a non-oxidizing inert gas atmosphere in the coiler ovens and, as far as possible, also in the feed channels between the coiler furnace and the rolling mill stand. The furnace interior is connected to a protective gas source and is flooded if necessary with inert gas, preferably nitrogen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des beschriebenen Standes der Technik zu vermeiden und einen Haspelofen vorzuschlagen, mit dem eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Ofeninnenraum und ein ausreichender Temperaturausgleich am einlaufenden und am gewickelten Warmband bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer weitgehend nicht oxidierenden Ofenatmosphäre sichergestellt werden kann.Object of the present invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art described and to propose a coiler, with a uniform temperature distribution in the furnace interior and a sufficient temperature compensation at the incoming and the wound hot strip while maintaining a largely non-oxidizing furnace atmosphere can be ensured ,
Diese Aufgabe wird bei einem Haspelofen der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass im Ofeninnenraum mindestens ein ortsfestes, von heißen Verbrennungsgasen durch-strömtes Strahlrohr angeordnet und diesem Strahlrohr eine Heizeinrichtung zugeordnet ist und dass der Ofeninnenraum an eine Schutzgasversorgungsleitung angeschlossen ist, die mit einer außerhalb des Haspelofens angeordnete Schutzgasquelle verbunden ist.This object is achieved in a reel furnace of the type described above in that at least one stationary, hot combustion gases through-flowed jet pipe disposed in the furnace interior and this jet pipe is associated with a heater and that the furnace interior is connected to a protective gas supply line with an outside of the Coiler furnace arranged inert gas source is connected.
Durch eine auf die Strömungsverhältnisse im Ofeninnenraum abgestimmte Anordnung eines Strahlrohres oder mehrerer im Abstand zueinander angeordneter Strahlrohre im Ofeninnenraum wird eine optimale Umströmung des Strahlrohres oder der Strahlrohre und damit eine gute Wärmeübertragung vom Strahlrohr auf die Ofenatmosphäre sichergestellt. 3 AT 504 218 B1By a matched to the flow conditions in the furnace interior arrangement of a jet pipe or a plurality of spaced jet pipes in the furnace interior optimum flow around the jet pipe or the jet pipes and thus a good heat transfer from the jet pipe is ensured on the furnace atmosphere. 3 AT 504 218 B1
Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung außen an der Ofenwand des Haspelofens befestigt und ragt mit dem Strahlrohr in den Innenraum des Haspelofens. Hier bildet ein Innenraum des Strahlrohres einen der Heizeinrichtung zugeordneten Verbrennungsraum.Suitably, the heater is attached to the outside of the furnace wall of the coiler furnace and projects with the jet pipe in the interior of the coiler furnace. Here, an interior of the jet pipe forms a combustion chamber associated with the heating device.
Eine optimale Nutzung des Wärmeinhaltes der Verbrennungsgase wird erzielt, wenn die Heizeinrichtung einen Brenner zum Verbrennen von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen mit Luft oder Sauerstoff und einem Wärmetauscher umfasst, wobei eine Brennstoff-Zuführleitung und eine Verbrennungsluft-Zuführleitung mit dem Brenner verbunden sind und diese den Wärmetauscher durchsetzen und eine an das Strahlrohr anschließende Verbrennungsgas-Abführ-leitung in den Wärmetauscher mündet.Optimum utilization of the heat content of the combustion gases is achieved when the heater comprises a burner for burning gaseous or liquid fuels with air or oxygen and a heat exchanger, wherein a fuel supply line and a combustion air supply line are connected to the burner and these heat exchanger enforce and a subsequent to the jet pipe combustion gas discharge line opens into the heat exchanger.
Ein verbesserter Wärmeübergang vom Strahlrohr an die Ofenatmosphäre und ein verbesserter Temperaturausgleich im Ofeninnenraum werden durch mindestens ein Umwälzgebläse im Ofeninnenraum erreicht. Mit dem Umwälzgebläse wird im Ofeninnenraum eine verstärkte Gasströmung erzeugt, die vorzugsweise quer oder normal zur Längserstreckung des Strahlrohres gerichtet ist.An improved heat transfer from the jet pipe to the furnace atmosphere and an improved temperature compensation in the furnace interior are achieved by at least one circulating fan in the furnace interior. With the circulation fan, a reinforced gas flow is generated in the furnace interior, which is preferably directed transversely or normal to the longitudinal extent of the jet pipe.
Die für eine ausreichende Verringerung der Oxidationsneigung an der Oberfläche des einlaufenden Warmbandes notwendige Einstellung einer vorbestimmten Schutzgasatmosphäre im Ofeninnenraum wird durch eine Dosiereinrichtung an der Schutzgasversorgungsleitung erreicht. Zur Minimierung des Schutzgasverbrauches ist das Ofengehäuse weitgehend abgedichtet. Eintritts- und Austrittsöffnungen für das Warmband werden ausschließlich während des Wickelvorganges offen gehalten. Für die Einstellung der notwendigen Schutzgasatmosphäre umfasst die Schutzgasquelle Vorratsbehälter für zumindest Stickstoff und Wasserstoff. Auch Stickstoff mit einem Restanteil an Sauerstoff, vorzugsweise einem Restsauerstoffanteil von weniger als 2%, kann zur Einstellung einer Schutzgasatmosphäre herangezogen werden.The necessary for a sufficient reduction of the tendency to oxidation on the surface of the incoming hot strip setting a predetermined protective gas atmosphere in the furnace interior is achieved by a metering device on the protective gas supply line. To minimize the protective gas consumption, the oven housing is largely sealed. Entry and exit openings for the hot strip are kept open only during the winding process. For the adjustment of the necessary protective gas atmosphere, the inert gas source reservoir for at least nitrogen and hydrogen. Nitrogen with a residual amount of oxygen, preferably a residual oxygen content of less than 2%, can also be used to set a protective gas atmosphere.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet für Haspelöfen der erfindungsgemäßen Art sind Reversierwalzanlagen mit mindestens einem Reversierwalzgerüst und beiderseits des Reversierwalzgerüstes oder beiderseits einer Gruppe von Reversierwalzgerüsten angeordneten Haspelöfen.The preferred field of application for coiler ovens of the type according to the invention are reversing rolling mills with at least one reversing rolling mill and coiler furnaces arranged on either side of the reversing rolling mill or on both sides of a group of reversing rolling mills.
Besonders geeignet sind Haspelöfen der erfindungsgemäßen Art zum Zwischenspeichern von Warmband aus Metallen oder Metalllegierungen, die eine hohe Oxidationsneigung im Warmwalztemperaturbereich aufweisen. Insbesondere handelt es sich hierbei um hochlegierte Stähle. Weiters ist eine mit erfindungsgemäßen Haspelöfen ausgestattete Walzanlage besonders zum Walzen und Zwischenspeichern von Materialien wie Titan und Titanlegierungen, sowie Molybdän und Molybdänlegierungen geeignet.Coiler ovens of the type according to the invention for temporarily storing hot strip of metals or metal alloys which have a high tendency to oxidize in the hot rolling temperature range are particularly suitable. In particular, these are high-alloy steels. Furthermore, a rolling mill equipped with coiler ovens according to the invention is particularly suitable for rolling and temporarily storing materials such as titanium and titanium alloys, as well as molybdenum and molybdenum alloys.
Oberhalb einer Temperatur von ca. 500°C bildet Molybdän in einer oxidierenden Atmosphäre Molybdäntrioxid, das bei einer Temperatur oberhalb von 600°C verdampft. Durch eine entsprechende Schutzgasatmosphäre wird diese Reaktion verhindert.Above a temperature of about 500 ° C molybdenum forms in an oxidizing atmosphere molybdenum trioxide, which evaporates at a temperature above 600 ° C. By an appropriate inert gas atmosphere, this reaction is prevented.
Reines Titan kann sowohl im warmen als auch im kalten Zustand gewalzt werden. Bei der Wahl der Temperaturführung und Schutzgasatmosphäre im Haspelofen ist zu beachten, dass Titan in Luft ab einer Temperatur von 610°C zu Titandioxid und in einer Stickstoffatmosphäre ab 800°C zu Titannitrid verbrennt.Pure titanium can be rolled both when hot and when cold. When selecting the temperature control and protective gas atmosphere in the coiler oven, it should be noted that titanium burns to titanium dioxide in air from a temperature of 610 ° C and to titanium nitride in a nitrogen atmosphere from 800 ° C.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispieles, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following description of a non-limiting embodiment, reference being made to the attached figures, which show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Reversierwalzanlage mit den erfindungsgemäßen Haspelöfen in einer schematischen Darstellung, 4 AT 504 218 B11 shows a longitudinal section through a reversing mill with the coiler ovens according to the invention in a schematic representation, 4 AT 504 218 B1
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Strahlrohr und die Heizeinrichtung in der Einbauposition im Haspelofen.Fig. 2 is a longitudinal section through a jet pipe and the heater in the installation position in the coiler oven.
Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt in einer schematischen Darstellung eine Reversierwalzanla-5 ge zum Walzen eines wickelbaren Vorstreifens bzw. Warmbandes. Die Reversierwalzanlage umfasst ein Reversierwalzgerüst 1, welches als Quartogerüst mit Arbeits- 1a und Stützwalzen 1b ausgebildet ist, und beiderseits des Reversierwalzgerüstes angeordnete Haspelöfen 2a, 2b zum abwechselnden Auf- und Abwickeln des das Walzgerüst in wechselnder Walzrichtung durchlaufenden Warmbandes. Das Warnband ist im linken Haspelofen 2a als gewickelter Bund io 3 angedeutet.1 shows a longitudinal section in a schematic representation of a Reversierwalzanla-5 ge for rolling a windable pre-strip or hot strip. The reversing rolling mill comprises a reversing rolling mill 1, which is designed as a quarto scaffolding with working 1a and back-up rolls 1b, and on both sides of the reversing rolling mill arranged coiler ovens 2a, 2b for alternately winding and unwinding of the rolling mill in alternating rolling direction continuous hot strip. The warning tape is indicated in the left reel furnace 2a as wound coil io 3.
Die dem Reversierwalzgerüst 1 vor- beziehungsweise nachgeordneten Haspelöfen 2a, 2b sind spiegelbildlich zur Walzebene ausgebildet. Jeder Haspelofen 2a, 2b umfasst eine Einhausung 4, mit einer metallischen Außenwand 5 und einer innenseitig angebrachten Wärmedämmung 6, 15 die den Ofeninnenraum 7 umgrenzt. Im unteren Bereich des Haspelofens ist eine zum Reversierwalzgerüst 1 gerichtete, gegebenenfalls verschließbare Eintritts- und Austrittsöffnung 8 für das Warmband angeordnet. Eine Haspelwelle 9 einer Bandhaspeleinrichtung 10 durchsetzt den Haspelofen 2a, 2b und ist außerhalb des Haspelofens in nicht näher dargestellten Stützlagern drehbar abgestützt. Die Haspeltrommel 11 weist im Bereich ihrer Wickelfläche eine schlitzförmi-20 ge Fangöffnung 12 für das einlaufende Warmband auf, das ausgehend vom Walzgerüst auf dem Rollgang 13 und über schwenkbare Einführklappen 14 in den Ofeninnenraum 7 zur Haspeltrommel 11 geleitet und dort zu einem Bund 3 aufgewickelt wird. Den schwenkbaren Einführklappen sind nicht dargestellte Verstelleinrichtungen, vorzugsweise Hydraulikzylinder, zugeordnet. 25The recoiler stand 1 upstream or downstream coiler ovens 2a, 2b are formed in mirror image to the rolling plane. Each reel furnace 2a, 2b comprises an enclosure 4, with a metallic outer wall 5 and a heat insulation 6, 15 which is mounted on the inside and delimits the interior 7 of the furnace. In the lower part of the coiler furnace, a reversible rolling stand 1 directed, optionally closable inlet and outlet opening 8 is arranged for the hot strip. A reel shaft 9 of a tape reeling device 10 passes through the reel furnace 2a, 2b and is rotatably supported outside of the reel furnace in non-illustrated support bearings. The reel drum 11 has in the region of its winding surface a schlitzförmi-20 ge catch opening 12 for the incoming hot strip, which is guided starting from the rolling stand on the roller table 13 and pivotal insertion valves 14 in the oven interior 7 to the reel drum 11 and wound there to form a covenant , The pivotable insertion valves are adjusting devices, not shown, preferably associated with hydraulic cylinders. 25
Im Kopfbereich des Haspelofens 2a, 2b sind drei Strahlrohre 16 verteilt im Ofeninnenraum 7 angeordnet, die an Heizeinrichtungen 17 anschließen, welche an der Rückwand 18 des Haspelofens an dessen Außenseite befestigt sind (Fig. 2). Weiters ist im Ofeninnenraum 7 ein Umwälzgebläse 19 so positioniert, dass durch eine Umwälzbewegung der Ofenatmosphäre ein 30 weitgehender Temperaturausgleich im Ofeninnenraum sichergestellt ist und ein kontinuierlicher Gasstrom an den drei Strahlrohren 16 vorbeibewegt wird. Ausgehend von einer Schutzgasquelle 20, die mehrere Vorratsbehälter 20a, 20b für Schutzgase, wie Stickstoff und Wasserstoff, umfasst, führt eine Schutzgasversorgungsleitung 21 bis in den Ofeninnenraum 7 des Haspelofens. Eine Dosiereinrichtung 22 steuert die für die Einstellung einer nichtoxidierenden Ofenat-35 mosphäre geregelte Schutzgaszufuhr.In the head area of the reel furnace 2a, 2b are three nozzles 16 distributed in the furnace interior 7 arranged, which connect to heaters 17 which are fixed to the rear wall 18 of the coiler furnace on the outside thereof (Fig. 2). Furthermore, a circulating fan 19 is positioned in the oven interior 7 in such a way that a circulating movement of the oven atmosphere ensures a high temperature compensation in the oven interior and a continuous gas flow is moved past the three nozzles 16. Starting from a protective gas source 20, which comprises a plurality of reservoirs 20a, 20b for protective gases, such as nitrogen and hydrogen, a protective gas supply line 21 leads into the furnace interior 7 of the coiler furnace. A metering device 22 controls the regulated for the setting of a non-oxidizing Ofenat 35 atmosphere inert gas.
Figur 2 zeigt die Heizeinrichtung 17 und das zugeordnete Strahlrohr 16 in einem Längsschnitt durch diese Einrichtungen in schematischer Darstellung. Die Heizeinrichtung 17 umfasst einen Brenner 23, vorzugsweise einen Gas- oder Gas-Flüssigkeits-Brenner, der eine Wand 18 der 40 Ofeneinhausung 4 durchsetzt, an deren Außenseite an einer Tragkonsole 24 lösbar befestigt ist und mit seiner Brennerdüse 25 in den Ofeninnenraum 7 ragt. Der Brenner 23 wird über eine Brennstoff-Zuführleitung 26 und eine Verbrennungsluft-Zuführleitung 27 mit Brennstoff und Luft versorgt. Die Brennerdüse 25 ist unmittelbar in ein Strahlrohr 16 gerichtet, welches sich im Ofeninnenraum 7 zwischen gegenüberliegenden Wänden 18, 18a der Ofeneinhausung 4 er-45 streckt und an diesen einen Dehnungsausgleich zulassend abgestützt ist. Das Strahlrohr 16 ist von zwei ineinander greifenden Ringleitungen 28a, 28b gebildet, die eine Kreislaufführung der Verbrennungsgase ermöglichen. Das gemeinsame mittlere Rohr 28c des Strahlrohres bildet eine Verbrennungskammer 29 für das den Brenner 23 verlassende Brenngas-Sauerstoff-Gemisch. Die Verbrennungsgase werden dann umgelenkt und in Ringleitungen 28a, 28b wieder so in einen Raum 30 unmittelbar vor der Brennerdüse 25 zurückgeführt. Ein Teilstrom der heißen Verbrennungsgase wird solcherart im Kreis geführt und ein weiterer Teil der heißen Verbrennungsgase wird durch eine Verbrennungsgas-Abführleitungen 31, die den Brenner 23 ringförmig umgibt einer Abgashaube 32 zugeführt. Diese Abgashaube ist als Wärmetauscher 33 ausgebildet, durch den eine Brennstoff-Zuführleitung 26 und eine Verbrennungsluft-Zuführ-55 leitung 27 zur Versorgung des Brenners 23 mit vorgewärmten Brennstoff und VerbrennungsluftFigure 2 shows the heater 17 and the associated beam pipe 16 in a longitudinal section through these devices in a schematic representation. The heating device 17 comprises a burner 23, preferably a gas or gas-liquid burner, which penetrates a wall 18 of the oven housing 4, on the outside of which is detachably fastened to a support bracket 24 and protrudes with its burner nozzle 25 into the oven interior 7. The burner 23 is supplied with fuel and air through a fuel supply pipe 26 and a combustion air supply pipe 27. The burner nozzle 25 is directed directly into a jet pipe 16, which extends in the furnace interior 7 between opposing walls 18, 18 a of the furnace housing 4 and is supported on this permitting an expansion compensation. The jet pipe 16 is formed by two interlocking ring lines 28a, 28b, which allow a circulation of the combustion gases. The common middle tube 28c of the jet pipe forms a combustion chamber 29 for the burner 23 leaving fuel gas-oxygen mixture. The combustion gases are then deflected and returned in ring lines 28a, 28b again in a space 30 immediately in front of the burner nozzle 25. A partial flow of the hot combustion gases is circulated in such a way and another part of the hot combustion gases is supplied through a combustion gas discharge lines 31, which surrounds the burner 23 annularly an exhaust hood 32. This exhaust hood is designed as a heat exchanger 33, through which a fuel supply line 26 and a combustion air supply 55 line 27 for supplying the burner 23 with preheated fuel and combustion air
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20161002 |