AT504782B1 - Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlbandes und kombinierte giess- und walzanlage zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlbandes und kombinierte giess- und walzanlage zur durchführung des verfahrens Download PDF

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Description

2 AT 504 782 B1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes in Bunden oder in Tafeln aus einer Stahlschmelze in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess bei ununterbrochenem Durchlauf durch eine kombinierte Gieß- und Walzanlage sowie eine kombinierte Gieß- und Walzanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Verfahren dieser Art umfasst folgende Verfahrensschritte: Aus Flüssigstahl wird durch kontinuierliches Gießen in einer Stranggießkokille einer Stranggießanlage ein Stahlstrang gebildet. In einer nachfolgenden ersten Gruppe von Walzgerüsten wird dieser gegossene Stahlstrang zu einem vorgewalzten Warmband walzverformt und in einer zweiten Gruppe von Walzgerüsten wird dieses vorgewalzte Warmband zu einem warmgewalzten Stahlband mit den angestrebten Endabmessungen und den angestrebten Materialeigenschaften fertiggewalzt. Zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten und der zweiten Gruppe von Walzgerüsten erfolgte ein Einstellen des vorgewalzten Warmbandes auf Walztemperatur in einer Temperatureinstellvorrichtung, um günstige Bedingungen für das Fertigwalzen zu erreichen. Nach dem Fertigwalzen durchläuft das warmgewalzte Stahlband eine Kühlstrecke und wird zu Bunden gewickelt oder zu Tafeln zerteilt.
Aus dem Stand der Technik sind in vielen Varianten Verfahren und Anordnungen von Produktionseinrichtungen zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes ausgehend von der Flüssigphase bekannt, die einigen wenigen grundlegenden Verfahrensgattungen zugeordnet werden können.
Bei einem diskontinuierlichen Prozess zur Erzeugung eines warmgewalzten Stahlbandes wird auf einer Stranggießanlage Flüssigstahl zu einem kontinuierlichen Stahlstrang vergossen und dieser zu Brammen mit einer Gießdicke von mehr als 120 mm oder zu Dünnbrammen mit einer Gießdicke zwischen 40 mm und 120 mm zerteilt. Anschließend oder mit einer produktionsbedingten zeitlichen Unterbrechung werden diese Vorprodukte nach einem Temperaturausgleich oder einer grundlegenden Wiedererwärmung auf Walztemperatur in Walzanlagen zu Stahlband mit bestimmter Zieldicke gewalzt. Üblicherweise wird hierzu eine ein- oder mehrgerüstige Vorstraße und eine mehrgerüstige Fertigstraße eingesetzt.
Aus der WO 98/00248 ist bereits eine kombinierte Gieß- und Walzanlage zur Herstellung eines Stahlbandes in Tiefziehqualität bekannt, bei der in der Stranggießkokille einer Stranggießanlage ein Stahlstrang mit einer Gießdicke von weniger als 100 mm gegossen wird. Dieser gegossene Stahlstrang wird nach Durchführung einer Entzunderung in einer mehrgerüstigen Vorstraße zumindest bis auf eine wickelbare Banddicke gewalzt und nach Durchlaufen eines induktiv beheizten Ofens in dem eine nicht-oxidierende Schutzgasatmosphäre aufrecht erhalten und in dem das vorgewalzte Warmband auf eine Temperatur im Austenitbereich erhitzt wird, zu Bunden gewickelt und in einem Zwischenspeicher gespeichert. Nach dem Wiederabwickeln des Bundes wird das vorgewalzte Warmband einer Fertigstraße zugeführt und im ferritischen Gefügebereich zu einem Endprodukt gewalzt. Unabhängig von den spezifischen Anforderungen an die Anlagenanordnung, die sich aus der speziellen Stahlqualität bei diesem Stand der Technik ergeben, kann die Walzgeschwindigkeit in der Fertigstraße durch die Entkupplung von der Gießanlage produktspezifisch eingestellt werden. Allerdings ergeben sich durch das Aufwickeln und Abwickeln des vorgewalzten Stahlbandes zu Bunden und deren Zwischenspeicherung erheblich größere Investitionskosten, als bei einem kontinuierlichen Banddurchlauf. Bei einer mehrsträngigen Gießanlage ist ein solcherart entkoppeltes Herstellverfahren, bei dem zumindest die Walzgeschwindigkeit in der Fertigstraße unabhängig von der Gießgeschwindigkeit in der Stranggießanlage eingestellt werden kann zwingend notwendig. Bei einsträngigen Gießanlagen kann diese Entkopplung gleichermaßen vorgenommen werden und führt zu den beschriebenen Nachteilen.
Aus der WO 89/11363, der DE 19613718C1, der JP8-309406A und der AT 409227B sind kontinuierliche Verfahren der gattungsbildenden Art zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes bereits bekannt, bei denen die Gießgeschwindigkeit am Austritt aus der Stranggießkokille 3 AT 504 782 B1 die Walzgeschwindigkeit in den nachgeordneten jeweiligen Verformungsstufen in Abhängigkeit vom Verformungsgrad in der jeweiligen Verformungsstufe bestimmt. Erst nach dem Austritt aus dem letzten Walzgerüst wird das kontinuierlich gegossene und warmgewalzte Stahlband entsprechend dem vorgegebenen Bundgewicht quergeteilt und zu Bunden gewickelt. Vor dem Eintritt des in einem Vorgerüst bereits vorgewalzten Warmbandes in die Fertigstraße wird dieses auf eine gleichmäßige Bandtemperatur gebracht, die über der Walztemperatur liegt und anschließend unmittelbar vor dem Eintritt in die Fertigstraße entzundert. Beim Entzundern mit Wasserstrahlen kommt es zu einem Temperaturverlust, der durch das vorhergehende Aufheizen auf eine Temperatur über der Walztemperatur ausgeglichen werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes und eine kombinierte Gieß- und Walzanlage zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem kontinuierlichen und vorzugsweise ununterbrochenen Banddurchlauf von der Stranggießkokille bis zum Durchlauf durch die letzte Verformungsstufe der Fertigstraße vorzuschlagen, wobei durch eine Optimierung der Abfolge von Verfahrensschritten und der Abfolge der Anlagenkomponenten eine Minimierung des zusätzlichen Energieeintrages in das Warmband erreicht wird.
Weiters liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die Investitionskosten für die erfindungsgemäße kombinierte Gieß- und Walzanlage zu minimieren und die Betriebkosten für die Herstellung des gewalzten Stahlbandes, insbesondere die Energiekosten für die zusätzliche Banderwärmung zu senken.
Weiters liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die Flexibilität des vorgeschlagenen Erzeugungsverfahrens und der kombinierten Gieß- und Walzanlage hinsichtlich der möglichen Erzeugung von warmgewalztem Stahlband in einem weiten Spektrum von Stahlqualitäten zu vergrößern.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass das vorgewaizte Warmband unmittelbar vor dem Eintritt in die Tempertureinstelleinrichtung entzundert wird, das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstelleinrichtung in einer Schutzgasatmosphäre gehalten wird und das vorgewalzte Warmband nach Durchlaufen der Temperatureinstelleinrichtung unmittelbar nachfolgend in der zweiten Gruppe von Walzgerüsten walzverformt wird.
Da das Warmband nach dem Entzundern innerhalb der Temperatureinstelleinrichtung in einer Schutzgasatmosphäre gehalten wird, wird ein weiterer Verzunderungsvorgang während des Aufheizens des Warmbandes auf Walztemperatur weitestgehend vermieden, zumindest jedoch in einem Bereich gehalten, der im nachfolgenden Walzvorgang keine Qualitätseinbußen an der Warmbandoberfläche hervorruft, sodass ein zusätzliches Entzundern unmittelbar vor dem Eintritt in das Walzgerüst entfällt. Durch die erfindungsgemäße Abfolge der Verfahrensschritte wird erreicht, dass die in der Temperatureinstelleinrichtung eingestellte Warmbandtemperatur bis zum Eintritt in die erste Verformungsstufe der zweiten Gruppe von Walzgerüsten im Wesentlichen erhalten bleibt und damit ein Aufheizen des Warmbandes auf eine Temperatur über der Walztemperatur nicht mehr notwendig ist. Damit kann die Warmbandtemperatur um bis zu 80°C niedriger gehalten werden als bei herkömmlichen Verfahren mit einer Bandentzunderung unmittelbar vor dem Walzgerüst. Während des Aufheizens des vorgewalzten Warmbandes auf Walztemperatur und des Temperaturausgleiches im Warmband wird dieses in der Temperatureinstelleinrichtung in einer inerten Schutzgasatmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 10,0 Vol.-% gehalten. Vorzugsweise liegt der Sauerstoffgehalt unter 2,0 Vol.-%. Überwiegend besteht die Schutzgasatmosphäre aus Stickstoff.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann das vorgewalzte Warmband in der Temperaturein- 4 AT 504 782 B1
Stelleinrichtung während des Aufheizens auf Walztemperatur in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre gehalten werden. Dadurch wird der fallweise durch Eintritts- oder Austrittsöffnungen der die Temperatureinstelleinrichtung umgebenden Schutzgaskammer einfließender Sauerstoff gebunden und Verzunderungen an der Bandoberfläche vermieden.
Vorzugsweise wird das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstelleinrichtung auf eine vorbestimmte Walzeintrittstemperatur eingestellt. Optimale Bedingungen für den Walzvorgang in der zweiten Gruppe von Walzgerüsten sind gegeben, wenn das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstelleinrichtung in Abhängigkeit von der aktuellen Gießgeschwindigkeit auf eine Walzeintrittstemperatur eingestellt wird, die einer Endwalztemperatur in der letzten Verformungsstufe der zweiten Gruppe von Walzgerüsten zulässt, die im austenitischen Gefügebereich des Warmbandes liegt. Zweckmäßig wird zusätzlich zur aktuellen Gießgeschwindigkeit auch der Reduktionsgrad der Banddicke in der ersten Gruppe von Walzgerüsten berücksichtigt.
Zweckmäßig wird das vorgewalzte Warmband unmittelbar vor dem Eintritt in die Temperatureinstellvorrichtung mit Wasserstrahlen bei einem Strahldruck zwischen 200 bar und 450 bar entzundert. Bevorzugt werden rotierende, schräg gegen die Bandoberfläche gerichtete Wasserstrahlen aus einer Rotorentzunderungseinrichtung verwendet.
Besonders vorteilhaft kann das beschriebene Verfahren eingesetzt werden, wenn in der Stranggießkokille ein Stahlstrang mit einer Stahlstrangdicke zwischen 50 und 150 mm gegossen wird, der gegossene Stahlstrang anschließend in einer ersten Gruppe von Walzgerüsten zu einem vorgewalzten Warmband mit einer Warmbanddicke zwischen 6,0 und 30 mm walzverformt wird und das vorgewalzte Warmband im Weiteren in einer zweiten Gruppe von Walzgerüsten zu einem warmgewalzten Stahlband mit einer Stahlband-Enddicke zwischen 0,6 und 5,0 mm warmverformt wird.
Die Gießdicke am Austritt aus der Stranggießkokille bestimmt wesentlich die Anzahl der nach-geordneten Walzgerüste. In Abhängigkeit der Gießdicke erfolgt das Walzverformen des gegossenen Stahlstranges in der ersten Gruppe von Waizgerüsten durch mindestens ein Walzgerüst, vorzugsweise durch drei aufeinander folgende Walzgerüste. Im Weiteren erfolgt das Warmverformen des vorgewalzten Warmbandes in der zweiten Gruppe von Waizgerüsten durch mindestens zwei, vorzugsweise durch drei bis fünf aufeinander folgende Walzgerüste.
Nach einer möglichen Ausführungsform der Erfindung wird das vorgewalzte Warmband zwischen der ersten Gruppe von Waizgerüsten und der Entzunderungseinrichtung quergeteilt. Damit ist das Warmverformen des gegossenen Stahlstranges in der ersten Gruppe von Waizgerüsten an den Gießprozess gekoppelt und das weitere Warmverformen in der zweiten Gruppe von Waizgerüsten vom Gießprozess entkoppelt und kann somit unbeeinflusst von diesem durchgeführt werden. Damit wird, vorzugsweise für dickere Bänder, die Möglichkeit eröffnet, diese im konventionellen Anstichverfahren fertigzuwalzen.
Eine kombinierte Gieß- und Walzanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Stranggießanlage mit einer Stranggießkokille zur Herstellung eines gegossenen Stahlstranges, eine erste Gruppe von Waizgerüsten zum Walzverformen des gegossenen Stahlstranges zu einem vorgewalzten Warmband, eine zweite Gruppe von Waizgerüsten zum Walzverformen des vorgewalzten Warmbandes zu einem warmgewalzten Stahlband, eine Temperatureinstelleinrichtung zwischen der ersten Gruppe von Waizgerüsten und der zweiten Gruppe von Waizgerüsten und eine Bandhaspeleinrichtung zum Aufwickeln des warmgewalzten Stahlbandes zu Bunden oder eine Zerteileinrichtung zum Zerteilen des warmgewalzten Stahlbandes zu Tafeln. Vorzugsweise wird eine Bogenstranggießanlage mit einer oszillierenden Stranggießkokille eingesetzt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die kombinierte Gieß- und Walzanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung in einer geschlossenen Schutzgaskammer 5 AT 504 782 B1 angeordnet ist, die mit Eintritts- und Austrittsöffnungen für das vorgewalzte Warmband und mit Versorgungsleitungen für ein Schutzgas ausgestattet ist, dass eine Entzunderungseinrichtung der Schutzgaskammer unmittelbar vorgelagert ist und dass die zweite Gruppe von Walzgerüsten unmittelbar an die Schutzgaskammer anschließt. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dass auf dem Transportweg des Stahlbandes vom Eintritt in die Schutzgaskammer bis zum Eintritt in das erste nachgeordnete Walzgerüst keine relevante Verzunderung des Stahlbandes und auf dem Transportweg des Stahlbandes vom Austritt aus der Schutzgaskammer bis zum Eintritt in das erste nachgeordnete Walzgerüst kein relevanter Temperaturverlust auftritt.
Vorzugsweise ist die Temperatureinstelleinrichtung als Induktionsheizeinrichtung ausgebildet, da diese eine verstärkte Bandkantenaufheizung und gegebenenfalls eine zonenabhängig unterschiedliche Aufheizung des Stahlbandes innerhalb seiner kurzen Durchlaufzeit ermöglicht. Weiters ermöglicht eine derartige induktive Heizeinrichtung eine sehr kompakte Bauweise der Temperatureinstelleinrichtung, wodurch auch die Errichtung und der Betrieb der Schutzgaskammer kostengünstig möglich ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Entzunderungseinrichtung von mindestens einer Rotorentzunderungseinrichtung gebildet. Eine derartige Rotorentzunderungseinrichtung ist beispielsweise aus der EP 640 413 für die Entzunderung eines Walzgutes unmittelbar vor einem Walzgerüst bereits bekannt. Zweckmäßig sind mehrere Rotorentzunderungseinrichtungen parallel zur Eintrittsöffnung der Schutzgaskammer unmittelbar vor dieser angeordnet.
Zur weitgehenden Vermeidung einer neuerlichen Verzunderung des Stahlbandes vor dem Eintritt in das erste Walzgerüst der zweiten Gruppe von Walzgerüsten umfasst die Austrittsöffnung der Schutzgaskammer einen Austrittskanal, der maximal 5,0 m, vorzugsweise maximal 3,0 m, vor dem Walzspalt des ersten Walzgerüstes der zweiten Gruppe von Walzgerüsten endet. Auf dieser kurzen Wegstrecke kommt es bei den dort auftretenden Bandgeschwindigkeiten erfahrungsgemäß zwar zu einem neuerlichen Aufbau einer Zunderschicht mit einer Zunderschichtdicke von maximal 8 μπι, die allerdings keine Probleme für die Oberflächenqualität des Walzgutes verursacht.
Nach einer möglichen Variante der kombinierten Gieß- und Walzanlage ist eine vorzugsweise als Pendelschere ausgebildete Querteilschere zum Querteilen des vorgewalzten Warmbandes zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten und der Entzunderungseinrichtung angeordnet. Die abgetrennten Warmbandabschnitte können nach dem konventionellen Anstichverfahren fertiggewalzt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispieles, wobei auf beiliegende Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer kombinierten Gieß- und Walzanlage zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes,
Fig. 2 den Temperaturverlauf am Stahlband nach dem Austritt aus einer Induktionsheizeinrichtung gemäß dem Stand der Technik mit einer Entzunderung vor der zweiten Gruppe von Walzgerüsten,
Fig. 3 den Temperaturverlauf am Stahlband nach dem Austritt aus einer Induktionsheizeinrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Entzunderung vor der Induktionsheizeinrichtung.
Eine kombinierte Gieß- und Walzanlage zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes aus Flüssigstahl in einem kontinuierlichen Inline-Herstellungsprozess umfasst eine Bogenstranggießanlage 1 üblicher Bauart, die in Figur 1 schematisch lediglich durch eine Stranggießkokille 2 und einige der nachfolgenden Strangführungsrollen 3 in der durch den bogenförmigen Stahlstrangverlauf angedeuteten Strangführung 4 dargestellt ist. In der gekühlten Stranggießkokille 1 6 AT 504 782 B1 wird flüssiger Stahl zu einem Stahlstrang 5 mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt geformt. Übliche Stahlstrangdicken liegen zwischen 40 und 150 mm. Die Gießgeschwindigkeit liegt bei diesen Anlagen zwischen 4,0 und 8,0 m/min und ist sehr wesentlich stahlgüteabhängig.
Der in der Strangführung 4 der Stranggießanlage in eine horizontale Bandtransportrichtung R umgelenkte gegossene Stahlstrang 5 durchläuft im Weiteren eine erste Gruppe von Walzgerüsten 6, bestehend aus drei Walzgerüsten 6a, 6b, 6c, die eine Vorgerüstgruppe bilden und in der das gegossene Stahlband 5 zu einem vorgewalzten Warmband 7 mit einer Warmbanddicke zwischen 6 und 30 mm umgeformt wird. Hierbei wird das gegossene Stahlband in jedem der Walzgerüste mit einem Reduktionsgrad von bis zu 60 % dickenreduziert.
In diesem Anlagenbereich sind üblicherweise weitere Anlagenkomponenten positioniert, die hier nicht im einzelnen dargestellt sind, wie beispielsweise eine Richteinheit am Ende der Stranggießanlage für das Geraderichten des gegossenen Stahlstranges in die horizontale Bandtransportrichtung, eine Notschneideeinrichtung vor oder im Anschluss an die erste Gruppe von Walzgerüsten, die zusätzlich zum Abtrennen des Anfahrstrangkopfes eingesetzt wird, eine Querteil-schere zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten und der Entzunderungseinrichtung bzw. der Schutzgaskammer zum fallweisen Häckseln von Schrotttafeln und eine Entzunderungseinrichtung vor der ersten Walzgerüstgruppe zum Entfernen des Oberflächenzunders vom gegossenen Stahlstrang. Zusätzlich können eine oder mehrere von Treiberrollen gebildete Verformungseinheiten 8 für eine Dickenreduktion des Stahlstranges bei noch flüssigem Kern (liquid core soft-reduction) in der Strangführung angeordnet sein.
Nach der ersten Walzverformung in der ersten Gruppe von Walzgerüsten 6 wird das vorgewalzte Warmband 7 in einer Entzunderungseinrichtung 9 beidseitig entzundert. Diese Entzunderungseinrichtung umfasst eine Anzahl von Rotorentzunderungseinrichtungen 10, die in zumindest einer Reihe quer zur Bandlaufrichtung R unmittelbar vor einer Schutzgaskammer 11 angeordnet sind. Mit den Rotorentzunderungseinrichtungen 10 werden rotierende Wasserstrahlen mit einem Strahldruck von 200 bis 450 bar schräg gegen die Oberfläche des vorgewalzten Warmbandes gerichtet und eine nahezu vollständige Entzunderung der Bandoberfläche erreicht. Auch andere Entzunderungseinrichtungen können verwendet werden.
Unmittelbar an die Entzunderungseinrichtung 9 schließt eine Schutzgaskammer 11 an, die mit einer Eintrittsöffnung 12 und einer Austrittsöffnung 13 für die Durchleitung des vorgewalzten Warmbandes ausgestattet ist und die Temperatureinstelleinrichtungen 14 zur Wiedererwärmung und zum Temperaturausgleich des Warmbandes aufweist. Diese Temperatureinstelleinrichtungen sind als Induktionsheizeinrichtungen 15 ausgebildet, wodurch bedarfgerecht eine schnelle Wärmeeinleitung in das an den Heizeinrichtungen vorbeibewegte Warmband sichergestellt ist. Auch eine zonenbezogene Aufheizung des Warmbandes ist dadurch möglich, insbesondere ein verstärktes Aufheizen im Bandkantenbereich. Das Warmband wird in der Schutzgaskammer auf eine für das nachfolgende Fertigwalzen notwendige Walzeingangstemperatur gebracht, die zumindest von der Anzahl der nachfolgenden Walzgerüste und den angestrebten Zielmaterialeigenschaften des fertiggewalzten Stahlbandes abhängen.
Die Schutzgaskammer 11 ist mit Versorgungsleitungen 16, 17 und mit entsprechenden Regeleinrichtungen für das Zu- und Abführen eines weitgehend inerten oder reduzierenden Schutzgases zur Einhaltung einer vorbestimmten Schutzgasatmosphäre ausgestattet.
Die Austrittsöffnung 13 der Schutzgaskammer 11 umfasst einen Austrittskanal 18, der das vorgewalzte Warmband umschließt, zur Raumatmosphäre abschirmt und zur zweiten Gruppe von Walzgerüsten 19 überleitet. Der freie Abstand A zwischen der Austrittsöffnung 13 des Austrittskanals 18 zum Walzspalt 20 des ersten Walzgerüstes 19a beträgt nicht mehr als 5,0 m, um ein relevantes Wiederverzundern des Warmbandes zu vermeiden. Die vier Walzgerüste 19a bis19d bilden eine Fertigstraße, in der das vorgewalzte Warmband 7 zu einem warmgewalzten Stahlband 21 mit der angestrebten Zieldicke, die zwischen 0,6 und 5,0 mm liegt und mit den 7 AT 504 782 B1 vorgegebenen Materialeigenschaften fertiggewalzt.
Abschließend wird das Stahlband 21 mit einer Querteilschere 22 quergeteilt und in einer Bandhaspeleinrichtung 23 zu Bunden gewickelt. Gleichermaßen kann das Stahlband mit der Querteilschere zu Tafeln zerteilt werden, die anschließend in einer Stapelanlage zu Tafelpaketen gestapelt werden.
Die mit strichlierten Linien dargestellte Querteilschere 24 zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten 6 und der Entzunderungseinrichtung 9 ermöglicht eine Entkopplung des kombinierten Gieß- und Walzprozesses an dieser Stelle, sodass das vorgewalzte Warmband 7, speziell bei größeren Warmbanddicken im konventionellen Anstichverfahren in die nachgeordnete zweite Gruppe von Walzgerüsten 19 eintreten kann.
Die Erfindung ist keineswegs auf eine zweite Gruppe von Walzgerüsten der beschriebenen Art beschränkt. Es ist durchaus möglich, dass zwischen einzelnen Walzgerüsten der zweiten Walzgerüstgruppe Zwischengerüstheizungen angeordnet sind, mit denen die Bandtemperatur angehoben wird, wenn metallurgische oder walztechnische Erfordernisse dazu bestehen. Weiters können weitere einzelne Walzgerüste oder Gruppen von Walzgerüsten vor oder nach der Querteilschere angeordnet sein.
In den Figuren 2 und 3 wird der Temperaturverlauf am vorgewalzten Warmband (Vorstreifen) vom Austritt aus der Temperatureinstelleinrichtung bzw. der Schutzgaskammer bis zum Erreichen der Endwalzdicke im Walzspalt des letzten Walzgerüstes einer von fünf Walzgerüsten gebildeten zweiten Gruppen von Walzgerüsten (Fertigstaffel) für zwei Verfahrensweisen gegenüber gestellt. In Figur 2 ist der Temperaturverlauf des Vorstreifens bei einer Anlagenkonfiguration dargestellt, die dem Stand der Technik entspricht, bei der die Entzunderungseinrichtung zwischen der Temperatureinstelleinrichtung und der Fertigstaffel angeordnet ist. In Figur 3 ist demgegenüber der Temperaturverlauf des Vorstreifens bei einer Anlagenkonfiguration gemäß der Erfindung dargestellt, bei der die Entzunderungseinrichtung vor der Schutzgaskammer und die Schutzgaskammer möglichst knapp vor der Fertigstaffe! angeordnet ist.
Beiden Temperaturverläufen liegt die Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes der Stahlgüte DD12 mit einer angestrebten Endwalzdicke von 1,0 mm zugrunde. Die maximale Temperatur beim Verlassen der Temperatureinstelleinrichtung bzw. der Schutzgaskammer beträgt für diese Stahlqualität typischerweise ca. 1250°C. Bei höheren Temperaturen kann unerwünschtes lokales Aufschmelzen des Bandes auftreten. Bei der Anordnung einer Entzunderungseinrichtung vor der Fertigstaffel kommt es beim Entzundern zu einem durchschnittlichen Temperaturverlust von etwa 70°C bevor der Vorstreifen in die Fertigstaffel einläuft.
Die minimale Gießgeschwindigkeit, um eine Endwalztemperatur im austenitischen Gefügebereich von 850°C im letzten Walzgerüst zu erreichen, beträgt in dargestellten Fall 6,3 m/min bei einer Stahlstrangdicke von 70 mm am Austritt aus der Stranggießkokille. Die Vorstreifendicke nach dem Austritt aus der ersten Gruppe von drei Walzgerüsten beträgt 14 mm. Der Temperaturverlust an der Entzunderungseinrichtung beträgt in diesem Fall (Figur 2) ca. 95°C, die Ein-lauftemperatur in das erste Walzgerüst der Fertigstaffel liegt bei ca. 1110°C.
Daraus ergibt sich, dass für diese Stahlqualität bei Gießgeschwindigkeiten unter 6,3 m/min und den oben beschriebenen Randbedingungen eine Endwalztemperatur über 850°C nicht erreicht werden kann. Damit können auch die geforderten Qualitätsstandards, die sich aus der Gefügestruktur bei der Walzung ergeben, nicht erreicht werden.
Figur 3 zeigt den Temperaturverlauf bei einem Vorstreifen, bei dem die Entzunderung bereits vor dem Eintritt in die Schutzgaskammer erfolgt ist und der nach dem Austritt aus der Schutzgaskammer direkt in die Fertigstaffel eingesetzt wird. Hierbei ist die Schutzgaskammer 3,0 m vom Walzspalt des ersten Walzgerüstes entfernt. Alle anderen Randbedingungen (Stahlqualität,

Claims (18)

  1. 8 AT 504 782 B1 Enddicke, Ausgangstemperatur, etc.) entsprechen den Randbedingungen des Vergleichsbeispieles. Ausgehend von ebenfalls 1250°C beim Austritt aus der Schutzgaskammer liegt die Einlauftemperatur in das erste Walzgerüst der Fertigstaffel nunmehr bei ca. 1185°C. Eine weitere Steigerung der Einlauftemperatur um 20 bis 30°C kann durch eine entsprechende thermische Isolation der Schutzgaskammer und des Austrittskanals bis nahe an das erste Walzgerüst der Fertigstaffel erreicht werden. Die minimale Gießgeschwindigkeit, um unter diesen Randbedingungen eine angestrebte Endwalztemperatur von 850°C zu erreichen, liegt in diesem Fall bei 5,8 m/min, also um 0,5 m/min weniger als bei der Anlagenkonfiguration gemäß dem Stand der Technik. Da nicht alle Stahlgüten mit gleich hohen Gießgeschwindigkeiten herstellbar sind, wird durch das vorgeschlagene Verfahren das Anwendungsgebiet und die Flexibilität der erfindungsgemäßen kombinierten Gieß- und Walzanlage deutlich erweitert. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes in Bunden oder in Tafeln aus einer Stahlschmelze in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess bei ununterbrochenem Banddurchlauf mit folgenden Verfahrensschritten: - kontinuierliches Gießen eines Stahlstranges (5) in einer Stranggießkokille (2) einer Stranggießanlage (1), - Walzverformen des gegossenen Stahlstranges in einer ersten Gruppe von Walzgerüsten (6) zu einem vorgewalzten Warmband (7), - Walzverformen des vorgewalzten Warmbandes in einer zweiten Gruppe von Walzgerüsten (19) zu einem warmgewalzten Stahlband (21), - Einstellen des vorgewalzten Warmbandes auf Walztemperatur zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten und der zweiten Gruppe von Walzgerüsten in einer Temperatureinstellvorrichtung (14), - Aufwickeln des warmgewalzten Stahlbandes zu Bunden oder Zerteilen des warmgewalzten Stahlbandes zu Tafeln, dadurch gekennzeichnet, dass - das vorgewalzte Warmband unmittelbar vor dem Eintritt in die Tempertureinstelleinrich-tung entzundert wird, - das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstelleinrichtung in einer Schutzgasatmosphäre gehalten wird und - das vorgewalzte Warmband nach Durchlaufen der Temperatureinstelleinrichtung unmittelbar nachfolgend in der zweiten Gruppe von Walzgerüsten walzverformt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstelleinrichtung in einer inerten Schutzgasatmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 10 %, vorzugsweise einem Sauerstoffgehalt von weniger als 2 %, gehalten wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstelleinrichtung in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre gehalten wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstellvorrichtung auf Walzeintrittstemperatur eingestellt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewalzte Warmband in der Temperatureinstellvorrichtung in Abhängigkeit von der aktuellen Gießgeschwindigkeit 9 AT 504 782 B1 auf eine Walzeintrittstemperatur eingestellt wird, die eine Endwalztemperatur in der letzten Verformungsstufe der zweiten Gruppe von Walzgerüsten zulässt, die im austenitischen Gefügebereich des Warmbandes liegt.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewalzte Warmband vor dem Eintritt in die Temperatureinstelleinrichtung mit Wasserstrahlen bei einem Vordüsendruck zwischen 200 bar und 450 bar entzundert wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzverformen in der ersten Gruppe von Walzgerüsten durch mindestens ein Walzgerüst, vorzugsweise durch drei aufeinander folgende Walzgerüste, erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzverformen in der zweiten Gruppe von Walzgerüsten durch mindestens zwei, vorzugsweise drei bis fünf aufeinander folgende Walzgerüste erfolgt.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Stranggießkokille ein Stahlstrang mit einer Stahlstrangdicke zwischen 50 und 150 mm gegossen wird, - der gegossene Stahlstrang in einer ersten Gruppe von Walzgerüsten zu einem vorgewalzten Warmband mit einer Warmbanddicke zwischen 6,0 und 30 mm walzverformt wird, - das vorgewalzte Warmband in einer zweiten Gruppe von Walzgerüsten zu einem warmgewalzten Stahlband mit einer Stahlband-Enddicke zwischen 0,6 und 5,0 mm warmverformt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgewalzte Warmband zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten und der Entzunderungseinrichtung quergeteilt wird.
  11. 11. Kombinierte Gieß- und Walzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einen der Ansprüche 1 bis 10, - mit einer Stranggießkokille (2) in einer Stranggießanlage (1) zur Herstellung eines gegossenen Stahlstranges (5), - mit einer ersten Gruppe von Walzgerüsten (6) zum Walzverformen des gegossenen Stahlstranges zu einem vorgewalzten Warmband (7), - mit einer zweiten Gruppe von Walzgerüsten (19) zum Walzverformen des vorgewalzten Warmbandes zu einem warmgewalzten Stahlband (21), - mit einer Temperatureinstelleinrichtung (14) zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten (6) und der zweiten Gruppe von Walzgerüsten (19) und - mit einer Bandhaspeleinrichtung (23) zum Aufwickeln des warmgewalzten Stahlbandes zu Bunden oder mit einer Zerteileinrichtung zum Zerteilen des warmgewalzten Stahlbandes zu Tafeln, dadurch gekennzeichnet, dass - die Temperatureinstelleinrichtung (14) in einer geschlossenen Schutzgaskammer (11) angeordnet ist, die mit Eintritts- und Austrittsöffnungen (12, 13) für das vorgewalzte Warmband und mit Versorgungsleitungen (16, 17) für ein Schutzgas ausgestattet ist, - eine Entzunderungseinrichtung (9) der Schutzgaskammer (11) unmittelbar vorgelagert ist, - die zweite Gruppe von Walzgerüsten (19) unmittelbar an die Schutzgaskammer (11) anschließt.
  12. 12. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatureinstelleinrichtung (14) von einer Induktionsheizeinrichtung (15) gebildet ist.
  13. 13. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Entzunderungseinrichtung (9) von mindestens einer Rotorentzunderungseinrich- 1 0 AT 504 782 B1 tung (10) gebildet ist.
  14. 14. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rotorentzunderungseinrichtungen (10) parallel zur Eintrittsöffnung (12) der Schutzgaskammer (11) unmittelbar vor dieser angeordnet sind.
  15. 15. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Walzgerüsten (6) von mindestens einem Walzgerüst, vorzugsweise von drei aufeinander folgenden Walzgerüsten (6a, 6b, 6c), gebildet ist.
  16. 16. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gruppe von Walzgerüsten (19) von mindestens zwei Walzgerüsten, vorzugsweise von drei bis fünf Walzgerüsten (19a, 19b, 19c, 19d), gebildet ist.
  17. 17. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (13) der Schutzgaskammer (11) einen Austrittskanal (18) umfasst, der maximal 5,0 m, vorzugsweise maximal 3,0 m, vor dem Walzspalt (20) des ersten Walzgerüstes (19a) der zweiten Gruppe von Walzgerüsten (19) endet.
  18. 18. Kombinierte Gieß- und Walzanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querteilschere (24) zwischen der ersten Gruppe von Walzgerüsten (6) und der Entzunderungseinrichtung (9) zum Querteilen des vorgewalzten Warmbandes angeordnet ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen
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