DD275707A1 - METHOD FOR MINIMIZING CARBONATED BELAVES IN THE BURNING OF FIXED LINES - Google Patents

METHOD FOR MINIMIZING CARBONATED BELAVES IN THE BURNING OF FIXED LINES Download PDF

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DD275707A1
DD275707A1 DD32010788A DD32010788A DD275707A1 DD 275707 A1 DD275707 A1 DD 275707A1 DD 32010788 A DD32010788 A DD 32010788A DD 32010788 A DD32010788 A DD 32010788A DD 275707 A1 DD275707 A1 DD 275707A1
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rolling agent
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DD32010788A
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Marina Budach
Juergen Bathelt
Annekatrin Schwaeger
Wolfgang Goersdorf
Georg Ilgert
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Bke Hermann Matern Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung von kohlenstoffhaltigen Belaegen beim Gluehen von Festbunden aus gewickeltem Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Gluehvorrichtungen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches durch eine spezifische Gestaltung der Schutzgasbeaufschlagung zur Steigerung der Produktqualitaet bei gleichzeitiger Senkung des Schutzgasbedarfs fuehrt. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass beim Erwaermen der Festbunde in einer Schutzgasatmosphaere ueblicher Zusammensetzung bis zum Erreichen der vorgegebenen Endtemperatur der Erwaermung durch die zu diesem Zeitpunkt kaelteste Zone der Festbunde in der Gluehvorrichtung die Schutzgaszufuhr in der Weise vorgenommen wird, dass unter Beruecksichtigung der Verdampfungseigenschaften des sich zu Gluehbeginn auf der Metalloberflaeche befindlichen Walzmittels der in den Gluehraum eintretende bzw. aus dem Gluehraum austretende Schutzgasvolumenstrom variiert wird, ohne dass dabei mit Ausnahme der Messung des austretenden Schutzgasvolumenstroms irgendeine messtechnische Vorrichtung zur Gewinnung von Prozessdaten aus dem Gluehraum waehrend der Verfahrensdurchfuehrung zur Anwendung gelangt. Die Variation des Schutzgasvolumenstroms kann dabei sprunghaft oder stetig in Abhaengigkeit von der je Zeiteinheit im Gluehraum freiwerdenden Menge an verdampftem Walzmittel bzw. seiner Rueckstaende erfolgen.The invention relates to a method for minimizing carbonaceous deposits during the firing of tight coils of wound metal strip, preferably cold rolled strip steel, in discontinuously operating glowing devices. The object of the invention is to develop a method which leads by a specific design of the protective gas to increase the product quality while reducing the protective gas demand. According to the invention, the object is achieved in that, when the bundle is heated in a protective gas atmosphere of conventional composition, until the predetermined end temperature of the heating by the zone of the bundle in the gluing device that is at that time the best, the protective gas is introduced in such a way that, taking into account the evaporation properties the inert gas entering and / or leaving the annealing chamber is varied without the exception, with the exception of the measurement of the escaping protective gas volume flow, of any metrological device for obtaining process data from the annealing space during the process , The variation of the protective gas volume flow can be sudden or continuous as a function of the amount of vaporized rolling agent or its residue released per unit of time in the heating chamber.

Description

Anwendungsgebiete der ErfindungFields of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung von kohlenstoffhaltigen Belägen beim Glühen von Festbunden aus gewickeltem Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen. Das Verfahren wird angewendet, um nach dem Glühprozeß auf der Materialoberfläche des Glühgutes vorhandene kohlenstoffhaltige Beläge möglichst gering zu halten, da dies eine wesentliche Qualitätseinbuße ist, wodurch die nachfolgende Verarbeitung des Materials häufig sehr erschwert wird, z. B. Verzinkung oder andere Oberflächenbeschichtungen bzw. Weiterverarbeitung in der metallverarbeitenden Industrie. Anwendungsgebiete der Erfindung sind metallurgische Betriebe, in denen eine Glühbehandlung gewickelter Metallerzeugnisse in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen unter Einsatz von Schutzgasen vorgenommen wird.The invention relates to a method for minimizing carbonaceous coatings in the annealing of coils made of wound metal strip, preferably cold rolled strip steel, in discontinuously operating annealing devices. The process is used to minimize carbonaceous deposits present on the material surface of the annealing material after the annealing process, since this is a significant loss of quality, which often makes subsequent processing of the material very difficult, e.g. B. galvanizing or other surface coatings or further processing in the metalworking industry. Fields of application of the invention are metallurgical plants in which an annealing treatment of wound metal products is carried out in discontinuously operating glow devices using protective gases.

Vorrangig betrifft dies Haubenglühöfen herkömmlicher Bauart.This concerns primarily annealing annealing ovens of conventional design.

Das Anwendungsgebiet erstreckt sich ebenso auf Haubenglühöfen anderer Bauart, z. B. sogenannte Hochkonvektionsglühöfen.The field of application also extends to annealing annealers of other types, eg. B. so-called Hochkonvektionsglühöfen.

Darüber hinaus ist das Verfahren jedoch auch für diskontinuierlich arbeitende Glühöfen beliebiger Bauart, z. b. Kammerglühöfen und ähnliche Glühvorrichtungen, anwendbar.In addition, however, the method is also for discontinuously operating annealing furnaces of any type, eg. b. Chamber annealing and similar annealing devices, applicable.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Technische Lösungen zur Glühbehandlung von Festbunden aus Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen sind bekannt. Die gebräuchlichste Ausführungsform dieser Glühvorrichtungen sjnd dabei Haubenglühöfen. Zur Gewährleistung einer für die nachfolgende Verarbeitung des Bandstahls ausreichenden Oberflächenqualität ist die Anwendung einer Schutzgasatmosphäre üblich. Je nach konkreter Verfahrensdurchführung kommen dabei verschiedene Gaszusammensetzungen zur Anwendung.Technical solutions for the annealing of tethers made of metal strip, preferably cold rolled strip steel, in discontinuously operating annealing devices are known. The most common embodiment of these annealers is bell annealing furnaces. To ensure sufficient surface quality for subsequent processing of the strip steel, the use of a protective gas atmosphere is customary. Depending on the specific process implementation, different gas compositions are used.

Bekannt sind neben dem Basisgas N2 weitere Komponenten wie H2, CO, CO2 oder H2O (Dampf), die je nach Verfahrensdurchführung gezielt dosiert werden. Beispiele dafür geben die US PS 3873377 oder die SU EB 978436 und 986941 bzw. die DE OS 3233374. Dabei hat sich die Verwendung von H1 zur Verhinderung unerwünschter Oxidationsreaktionen beim Glühen als allgemeiner Stand der Technik durchgesetzt, wobei der Anteil H2 im Schutzgas bis zu 100% betragen kann. Die Schutzgasbereitstellung ist deshalb für die Durchführung des Glühprozesses eine sehr kostenintensive Voraussetzung. Insbesondere unter dem Aspekt, daß der Einsatz der üblicherweise beim kaltgewalzten angewandten WalzhilfsmitteUEmulsole, Öle) dazu zwingt, die infolge ihres Verbleibs auf der Kaltbandoberfläche mit den Festbunden in den Glühraum eingebrachten Reste an Walzmittel bzw. seiner Rückstände durch einen permanenten Schutzgasstrom auszutragen. Zur Gewährleistung der gewünschten Oberflächenqualität des Kaltbandes entsteht dabei je nach Art des Walzhilfsmittels und Vorreinigung des Kaltbandes ein mehr oder weniger erheblicher Schutzgasverbrauch, der die Betriebskosten der Verfahrensdurchführung belastet.In addition to the base gas N 2, other components are known, such as H 2 , CO, CO 2 or H 2 O (steam), which are selectively metered depending on the process. Examples are given in US PS 3873377 or SU EB EB 778436 and 986941 or DE OS 3233374. Here, the use of H 1 to prevent undesirable oxidation reactions during annealing has prevailed as a general state of the art, the proportion of H 2 in the inert gas until can be 100%. The supply of inert gas is therefore a very costly condition for the implementation of the annealing process. In particular, under the aspect that the use of the usually used in cold-rolled Walmhilfungsmittelmulsole, oils) forces the introduced due to their whereabouts on the cold strip surface with the hardbands introduced into the annealing space residues of rolling agent or its residues by a permanent protective gas flow. To ensure the desired surface quality of the cold strip arises depending on the nature of the rolling aid and pre-cleaning of the cold strip, a more or less significant protective gas consumption, which burdens the operating costs of the process implementation.

Deshalb ist bereits vielfach versucht worden, durch konstruktive Maßnahmen eine Steigerung des vorstehend beschriebenen Austragseffektes zu erreichen. Bekannt sind u.a. Leistungserhöhung der Umwälzventilatoren, Leitbleche am Ringspalt des Leitapparates, veränderte Anordnung der Leitschaufeln im Leitapparat oder strömungstechnisch günstigere Konvektorplatten, was in seiner Gesamtheit zur Entwicklung der sogenannten Hochkonvektionsglühöfen führte. Diese Maßnahmen sowie die Steuerung derr Glühatmosphäre, wie z.B. in US PS 3873377 oder DE OS 3233374 beschrieben, ermöglichen die Gewährleistung einer zufriedenstellenden Oberflächenqualität, erfordern aber gleichzeitig je Glühofen einen beträchtlichen materiell-technischen Aufwand zur entsprechenden Steuerung der Glühatmosphäre der Haubenglühöfen. Eine andere Variante zur Erzielung der gewünschten Oberflächenqualität ist in DE OS 3406792 beschrieben worden. Für die erforderliche Intensität des Austrages der Reste des Walzmittels bzw. seiner Rückstände wird hier eine gezielte Variation der Schutzgasbeaufschlagung in der Erwärmungsphase des Glühprozesses vorgeschlagen. Kriterium für die Variation ist die Veränderung des Lichtabsorptionsvermögens der Gesamtatmosphäre in den Glühöfen. Dafür können z. B. Kohlenstoff, Reaktionsprodukte aus Walzöl, aber auch Fremdschmutz wirksam werden. Neben der Ausrüstung der einzelnen Glühöfen mit der erforderlichen Meßtechnik (Opazitätssonde), was ebenfalls zu nicht unerheblichen Kosten führt, haftet dieser Lösung der grundsätzliche Mangel an, daß die nicht sichtbaren Bestandteile CO, CO2- insbesondere Hochtemperaturkohlenoxide- der Gasatmosphäre in den Glühöfen von dieser Meßtechnik nicht erfaßt werden. Nach neueren wissenschaftlichen Erkenntnissen (B. Chatelein, V. Leroy; Steel Research 57 (1986] 1) sind gerade die bei hohen Temperaturen gebildeten Kohlenoxide für die Ausbildung kohlenstoffhaltiger Beläge auf der Metalloberfläche verantwortlich, sofern sie nicht vor dem Abkühlen der Festbunde aus der Gasatmosphäre entfernt worden sind. Somit bietet eine Verfahrensgestaltung gemäß DE OS 3406792 ebenfalls keine Gewähr zur Vermeidung von kohlenstoffhaltigen Oberflächenbelägen.Therefore, many attempts have been made to achieve an increase in the discharge effect described above by constructive measures. Known are, inter alia, increase in capacity of circulating fans, baffles at the annular gap of the distributor, changed arrangement of the vanes in the diffuser or aerodynamically cheaper convector plates, which resulted in its entirety to the development of so-called Hochkonvektionsglühöfen. These measures and the control of the annealing atmosphere, as described for example in US PS 3873377 or DE OS 3233374, allow the guarantee of a satisfactory surface quality, but at the same time require a considerable material-technical effort for annealing furnace for the corresponding control of the annealing atmosphere of the annealing annealing. Another variant for achieving the desired surface quality has been described in DE OS 3406792. For the required intensity of the discharge of the residues of the rolling agent or its residues, a targeted variation of the protective gas in the heating phase of the annealing process is proposed here. The criterion for the variation is the change in the light absorption capacity of the total atmosphere in the annealing furnaces. For z. As carbon, reaction products of rolling oil, but also foreign dirt are effective. In addition to the equipment of the individual annealing furnaces with the required measuring technique (opacifier probe), which also leads to significant costs, this solution is the fundamental deficiency that the non-visible components CO, CO 2 - especially Hochtemperaturkohlenoxide- the gas atmosphere in the annealing of this Measuring technology can not be detected. According to recent scientific findings (B. Chatelein, V. Leroy, Steel Research 57 (1986) 1) especially the carbon oxides formed at high temperatures are responsible for the formation of carbonaceous deposits on the metal surface, unless they are before the cooling of the hard coils from the gas atmosphere Thus, a process design according to DE OS 3406792 likewise offers no guarantee for the avoidance of carbonaceous surface coatings.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Verfahrensdurchführung beim Glühen von Festbunden aus gewickeltem Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen durch Gewährleistung bzw. Steigerung der Produktqualität infolge minimaler kohlenstoffhaltiger Beläge auf der Materialoberfläche, bei gleichzeitiger Senkung des spezifischen Schutzgasverbrauchs sowie zusätzlicher Senkung der spezifischen Betriebskosten insbesondere durch einen geringeren spezifischen Heizgasbedarf.The aim of the invention is to improve the efficiency of the process performance in the annealing of coils made of wound metal strip, preferably cold rolled strip, in discontinuous annealing devices by ensuring or increasing the product quality due to minimal carbonaceous deposits on the material surface, while reducing the specific shielding gas consumption and additional reduction the specific operating costs in particular by a lower specific fuel gas requirement.

Insgesamt ergeben sich durch die Verfahrensdurchführung gegenüber bisher üblichen angewandten Verfahren folgende Vorteile:Overall, the process advantages over the previously used methods are as follows:

- Verringerung der Kosten für Schutzgas einschließlich der Kosten für die Aufheizung und Umwälzung infolge Senkung des spezifischen Schutzgasbedarfs in der Erwärmungsphase des Glühprozesses sowohl in Menge als auch Qualität- Reduction of the cost of inert gas, including the costs of heating and recirculation, due to the reduction of the specific shielding gas requirements in the heating phase of the annealing process, both in quantity and quality

- Steigerung des Produkterlöses durch garantierte Grenzwerte der Oberflächenbeläge für die gesamte Sortimentspalette bzw. Realisierung einer noch höheren Oberflächenqualität- Increased product revenue through guaranteed limit values of the surface coverings for the entire range of products or realization of an even higher surface quality

- Wegfall bzw. Vermeidung von Kosten für den Einsatz von Prozeßmeßtechnik gegenüber anderen Varianten zur Erreichung minimaler kohlenstoffhaltiger Oberflächenbeläge.- Elimination or avoidance of costs for the use of Prozeßmeßtechnik compared to other variants to achieve minimum carbonaceous surface coverings.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Minimierung von kohlenstoffhaltigen Belägen beim Glühen von Festbunden aus gewickeltem Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen zu entwickeln, welches durch eine spezifische Gestaltung der Schutzgasbeaufschlagung zur Gewährleistung bzw. Steigerung der Produktqualität infolge minimaler kohlenstoffhaltiger Beläge bei gleichzeitiger Senkung des spezifischen Schutzgasverbrauchs sowie zusätzlicher Senkung der spezifischen Betriebskosten insbesondere durch einen geringeren spezifischen Heizgasbedarf führt.The invention has for its object to develop a method for minimizing carbonaceous coatings during annealing of coils of wound metal strip, preferably cold rolled steel strip, in discontinuously operating annealing devices, which by a specific design of Schutzgasbeaufschlagung to ensure or increase product quality due to minimal carbonaceous Coating while reducing the specific shielding gas consumption and additional reduction of specific operating costs in particular by a lower specific Heizgasbedarf leads.

Erfindungsmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Minimierung von kohlenstoffhaltigen Belägen beim Glühen von Festbunden aus fest gewickeltem Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen, ein Verfahren durchgeführt wird, welches bekannterweise die nachfolgenden Verfahrensschritte enthält:In accordance with the invention, the object is achieved by carrying out a method which, as is known, contains the following method steps in order to minimize carbonaceous coatings during the firing of tight coils of tightly wound metal strip, preferably cold-rolled strip steel, in discontinuously operating annealing devices:

a) Einbringen der Festbunde in die Glühvorrichtung,a) introducing the bundle into the annealing device,

b) Entfernen der Umgebungsatmosphäre aus dem Glühraum,b) removing the ambient atmosphere from the annealing space,

c) Erwärmen der Festbunde in einer Schutzgasatmosphäre üblicher Zusammensetzung bis zum Erreichen der vorgegebenen Endtemperatur der Erwärmung durch die zu diesem Zeitpunkt kälteste Zone der Festbunde,c) heating the bundle in a protective gas atmosphere of conventional composition until reaching the predetermined end temperature of the heating by the coldest at this time zone of the hard cuffs,

d) Beibehaltung einer Temperatur der kältesten Zone der Festbunde, die stets mindestens gleich der Endtemperatur der Erwärmung gemäß Verfahrensschritt c) ist, während einer vorgegebenen Mindestzeit,d) maintaining a temperature of the coldest zone of the tight knit, which is always at least equal to the final temperature of the heating according to method step c), during a predetermined minimum time,

e) Abkühlung der Festbunde in einer Schutzgasatmosphäre üblicher Zusammensetzung bis zum Erreichen der vorgegebenen Endtemperatur der Abkühlung durch die gesamte Oberfläche aller im Glühraum befindlichen Festbunde,e) cooling of the bundles in a protective gas atmosphere of conventional composition until reaching the predetermined final temperature of the cooling through the entire surface of all bundles located in the annealing space,

f) Ausbringen der Festbunde aus der Glühvorrichtung,f) discharging the tethers from the annealing device,

g) Abkühlen der Festbunde unter Umgebungsbedingungen auf Umgebungstemperatur,g) cooling the tightbund under ambient conditions to ambient temperature,

wobei die Schutzgaszufuhr während des Verfahrensschrittes c) in der Weise vorgenommen wird, daß unter Berücksichtigung der Verdampfungseigenschaften des sich zu Glühbeginn auf der Metalloberfläche befindlichen Walzmittels bzw. seiner Rückstände sowie des zeitlichen Verlaufs der Temperatur in den Festbunden der in den Glühraum eintretende bzw. aus dem Glühraum austretende Schutzgasvolumenstrom varriert wird, ohne daß dabei mit Ausnahme der Messung des austretenden Schutzgasvolumenstroms irgendeine meßtechnische Vorrichtung zur Gewinnung von Prozeßdaten aus dem Glühraum während der Verfahrensdurchführung zur Anwendung gelangt.wherein the inert gas supply during the process step c) is carried out in such a way that, taking into account the evaporation properties of the onset of annealing on the metal surface rolling agent or its residues and the time course of the temperature in the tethers entering the annealing chamber or from the Glow space escaping protective gas volume flow is varriert, without taking any measuring technology device for obtaining process data from the annealing space during the process implementation is applied except for the measurement of the exiting protective gas flow rate.

Dabei ist davon auszugehen, daß in der Erwärmungsphase c) vor Erreichen der Temperatur des Beginns der Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände durch die Festbunde die Spülung des Glühraumes mit Schutzgas zur erfindungsgemäßen Senkung des spezifischen Schutzgasbedarfes weitgehend reduziert werden kann. Der Austrag der sich bereits in der Gasphase des Glühraumes ansammelnden Verdampfungsprodukte des Walzmittels bzw. seiner Rückstände erfolgt zwangsläufig mit der nachfolgend einsetzenden Schutzgasspülung. Der zeitliche Verlauf dieser Schutzgasspülung wird so gestaltet, daß in den Zeitintervallen, in denen die Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände erfolgt, die Schutzgasbeaufschlagung gegenüber den anderen Zeitintervallen der Erwärmungsphase des Glühprozesses zielgerichtet erhöht wird. Dadurch wird das Austragen der belagsbildenden Komponenten der Verdampfungsprodukte des Walzmittels bzw. seiner Rückstände unmittelbar zum Zeitpunkt ihrer Entstehung wirksam unterstützt. Das dadurch entstehende Konzentrationsgefälle zwischen Metalloberfläche und Gasphase im Glühraum fördert in maßgeblicherweise den Verdampfungsvorgang, der einen Komplex von Gasphasenreaktionen einschließt, sowie den Diffusionsvorgang der Verdampfungsprodukte aus den Zwischenräumen im Festbund in die freie Gasphase des Glühraumes.It can be assumed that in the heating phase c) before reaching the temperature of the beginning of the evaporation of the rolling agent or its residues through the bundles, the flushing of the annealing space with inert gas for reducing the specific protective gas demand according to the invention can be largely reduced. The discharge of the already accumulating in the gas phase of the annealing chamber evaporation products of the rolling agent or its residues inevitably takes place with the subsequent protective gas purging. The time course of this protective gas purging is designed so that in the time intervals in which the evaporation of the rolling agent or its residues, the Schutzgasbeaufschlagung against the other time intervals of the heating phase of the annealing process is targeted increases. As a result, the discharge of the coating-forming components of the evaporation products of the rolling agent or its residues is effectively supported immediately at the time of their formation. The resulting concentration gradient between metal surface and gas phase in the annealing chamber promotes in decisively the evaporation process, which includes a complex of gas phase reactions, as well as the diffusion process of the evaporation products from the interstices in the tether in the free gas phase of the annealing space.

Der Wirkungsgrad der Schutzgasspülung hinsichtlich einer belagsarmen Metalloberfläche wird somit wesentlich gesteigert, was gleichbedeutend mit einer Intensivierung der gesamten Erwärmungsphase ist.The efficiency of the protective gas purging with respect to a low-coverage metal surface is thus substantially increased, which is equivalent to an intensification of the entire heating phase.

Je nach bisheriger Prozeßführung wird neben der Vermeidung bisheriger uneffektiver SpüJphasen während der Erwärmung der Festbunde auch die Senkung des Heizgasbedarfs möglich, da die eingesparte Schutzgasmenge nicht mit aufgeheizt werden muß.Depending on the previous process management, in addition to avoiding previous ineffective SpüJphasen during heating of the hard bundles and the reduction of Heizgasbedarfs possible because the amount of inert gas saved does not have to be heated with.

Für die Verfahrensdurchführung ist wesentlich, daß nach Verdampfungsbeginn ein deutlicher Zuwachs an Spülwirkung bei der Schutzgasströmung durch den Glühraum erreicht wird. Es ist dabei unwesentlich, welchen Anfangswert der Schutzgasvolumenstrom besitzt. In analoger Weise ist die Drosselung des Schutzgasvolumenstroms am Ende der Verdampfung bzw. des Austritts der Verdampfungsprodukte aus den Festbunden vorzunehmen, wobei das Ende der Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände durch einen von der jeweiligen Verfahrensdurchführung abhängigen Grenzwert an insgesamt verdampftem Walzmittel bzw. Rückstand festzulegen ist. Vorzugsweise ist dafür ein Wert über 90% zu wählen, wodurch die Verringerung der kohlenstoffhaltigen Beläge auf höchstens ein Zehntel des Ausgangswertes gesichert wird. Hinsichtlich des Temperaturverlaufs im Glühraum ist für den Verdampfungsbeginn der Wert der zu diesem Zeitpunkt heißesten Zone der Festbunde und für den Endpunkt der Verdampfung der Wert der zu diesem Zeitpunkt kältesten Zone der Festbunde relevant. Neben dieser grundsätzlichen Variante des Schutzgasvolumenstroms ist es erfindungsgemäß auch möglich, das beschriebene Vorgehen in mehreren Zyklen bzw. als beliebige Folge von Vergrößerung und Verringerung des Schutzgasvolumenstroms während der Verdampfungsphase des Walzmittels bzw. seiner Rückstände vorzunehmen, wobei der Verlauf der Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände dafür maßgeblich ist. Damit läßt sich der spezifische Schutzgasbedarf während der Erwärmung der Festbunde weiter verringern.It is essential for the process to be carried out that, after the beginning of the evaporation, a clear increase in the effect of rinsing on the protective gas flow through the annealing space is achieved. It is immaterial, which initial value of the inert gas flow has. In an analogous manner, the throttling of the protective gas volume flow at the end of the evaporation or the exit of the evaporation products from the tethers to make the end of the evaporation of the rolling agent or its residues by a dependent on the respective process execution limit of total evaporated rolling agent or residue is. Preferably a value above 90% is to be chosen, whereby the reduction of the carbonaceous deposits is secured to at most one tenth of the initial value. With regard to the temperature profile in the annealing space, the value of the hottest zone of the tight coil at this time is relevant for the beginning of the evaporation, and the value of the zone of the tight coil which is the coldest at this time is relevant for the end point of the evaporation. In addition to this basic variant of the protective gas flow rate, it is also possible according to the invention to carry out the procedure described in several cycles or as an arbitrary consequence of increasing and decreasing the inert gas flow during the evaporation phase of the rolling agent or its residues, the course of the evaporation of the rolling agent or its Residue is decisive. Thus, the specific shielding gas requirement can be further reduced during warming of the bundles.

Dieses Vorgehen führt dazu, daß während der Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände die Variation des Schutzgasvolumenstroms nicht wie bisher dargelegt, sprunghaft, sondern stetig und in Abhängigkeit von der Veränderung der je Zeiteinheit im Glühraum freiwerdenden Menge verdampften Walzmitteis bzw. seiner Rückstände vorgenommen wird, wobei die Vergrößerung des Schutzgasvolumenstroms spätestens zum Zeitpunkt der Vergrößerung und die Verringerung desThis procedure results in that during the evaporation of the rolling agent or its residues, the variation of the inert gas flow is not as previously stated, jumped, but steadily and in dependence on the change in the amount released per unit time in the annealing space evaporated Walzmitteis or its residues, wherein the increase in the protective gas flow rate at the latest at the time of enlargement and the reduction of the

Schutzgasvolumenstroms frühestens zum Zeitpunkt der Verringerung der je Zeiteinheit im Glühraum freiwerdenden Menge verdampften Walzmittels bzw. seiner Rückstände erfolgt. Dadurch wird gesichert, daß trotz weiterer Verringerung des Schutzgaseinsatzes das erforderliche Konzentrationsgefälle zwischen Festbunden und Gasphase im Glühraum aufrecht erhalten wird.Protective gas volume flow at the earliest at the time of reducing the amount released per unit time in the annealing space evaporated rolling agent or its residues. This ensures that, in spite of further reduction of the use of protective gas, the required concentration gradient between tight coils and gas phase is maintained in the combustion chamber.

Es ist möglich, die Variation des Schutzgasvolumenstroms zeitweise sprunghaft und zeitweise stetig vorzunehmen, sofern dies im Interesse der jeweiligen Verfahrensdurchführung liegt.It is possible to make the variation of the inert gas flow temporarily and at times abruptly and temporarily, if this is in the interest of the respective process implementation.

Für die zeitabhängige Variation des Schutzgasvolumenstroms in der Erwärmungsphase wird für konkrete Glühbedingungen, z. 8. Glühvorrichtung, Stahlmarke und Abmessungen, Anzahl der Festbunde im Glühraum sowie Bundmasse, Walzmittel bzw. dessen Rückstände, Schutzgaszusammensetzung oder je Zeiteinheit zugeführte Heizleistung, die off-Line-Ermittlung der Abhängigkeit „Zeitpunkt seit Erwärmungsbeginn/Schutzgasvolumenstrom" aus der Kenntnis des Verlaufs der Temperatur in den Festbunden im Glühraum und dem temperaturabhängigen Verdampfungsverhalten des Walzmittels bzw. seiner Rückstände vorgenommen. Deshalb wird erfindungsgemäß für die unmittelbare Verfahrensdurchführung die bisher zumeist übliche Anwendung von meßtechnischen Vorrichtungen zur Gewinnung von Prozeßdaten aus dem Glühraum während der Verfahrensdurchführung nicht mehr benötigt, denn die Variation des Schutzgasvolumenstroms kann mit Hilfe der einmal ermittelten Zeitfunktion als Steuerung in unkomplizierter Weise über äußere Stellglieder realisiert werden. Es ist zur Stabilisierung der Verfahrensdurchführung zweckmäßig, die Steuerung des Schutzgasvolumenstroms mit einer Regelung des aus dem Glühraum austretenden Schutzgasvolumenstroms zu stabilisieren.For the time-dependent variation of the protective gas flow rate in the heating phase is for concrete annealing conditions, eg. 8. annealing device, steel brand and dimensions, number of hard coils in the annealing chamber and collar mass, rolling agent or its residues, inert gas composition or per unit time supplied heating power, the off-line determination of the dependence "time since warming start / inert gas flow" from the knowledge of the course of Therefore, according to the invention, the hitherto most usual use of measuring devices for obtaining process data from the annealing space during the process implementation is no longer needed for the immediate process implementation, because the variation The protective gas volume flow can be realized in a straightforward manner via external actuators with the aid of the once determined time function as a control system The control of the protective gas volume flow with a control of emerging from the annealing space inert gas volume flow to stabilize.

Dazu ist die Messung des austretenden Volumenstroms an Schutzgas erforderlich, was jedoch üblicherweise nicht im Glühraum erfolgt. Diese meß- bzw. regelungstechnischen Aspekte bilden einen weiteren, wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrungsdurchführung.For this purpose, the measurement of the exiting flow rate of inert gas is required, which is not usually done in the annealing space. These measurement or control aspects form a further, substantial advantage of the method according to the invention.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß in den Zeiträumen, in denen die im Glühraum je Zeiteinheit frei-werdende Menge an verdampftem Walzmittel bzw. seiner Rückstände kleiner als ein bestimmter Grenzwert, vorzugsweise 5 % der Gesamtmenge, ist, ein Schutzgas zum Einsatz kommt, dessen Bereitstellung im Vergleich zum sonst bei der Erwärmung der Festbunde zur Anwendung gelangenden Schutzgases und in bezug auf die jeweilige Durchführung des gesamten Glühverfahrens wirtschaftlicher ist. Diese Wirtschaftlichkeit wird dabei verständlicherweise sowohl vom Aufwand für die Schutzgaserzeugung als auch von den Verfügbarkeitsbedingungen kostengünstigerer Schutzgase beeinflußt und ist somit immer an den konkreten Standort der Verfahrensdurchführung gebunden.Furthermore, it is advantageous that in the periods in which the amount of vaporized rolling agent released in the annealing space per unit of time is less than a certain limit, preferably 5% of the total amount, a protective gas is used, its provision Compared with the otherwise used in the warming of the hard coils used in the protective gas and in terms of the respective implementation of the entire annealing process is more economical. This economy is understandably influenced both by the cost of protective gas production and by the availability conditions of less expensive protective gases and is therefore always bound to the specific location of the process implementation.

Die Einsatzfmöglichkeit für Schutzgas geringerer Qualität in bezug auf das sonst im Glühverfahren zur Anwendung gelangende Schutzgas ergibt sich daraus, daß in den Zeiträumen der Erwärmungsphase, in welchen nur geringe Mengen verdampften Walzmittels bzw. seiner Rückstände im Glühraum frei werden, die Ausbildung von kohlenstoffhaltigen Schlägen auf der Metalloberfläche infolge der geringen Konzentration der Verdampfungsprodukte im Glühraum mit wesentlich geringerer Intensität als in anderen Phasen der Erwärmung voranschreitet. Deshalb bietet sich zumindest der Erwärmungsbeginn für eine derartige Modifikation der Verfahrensdurchführung an, wobei der erreichbare Gewinn an Wirtschaftlichkeit das Entscheidungskriterium ist.The Einsatzfmöglichkeit for inert gas of lower quality with respect to the otherwise obtained in the annealing process for use protective gas results from the fact that in the periods of the heating phase, in which only small amounts of vaporized rolling agent or its residues in the annealing free, the formation of carbon-containing shocks the metal surface due to the low concentration of the evaporation products in the annealing space with much lower intensity than in other phases of heating progresses. Therefore, at least the beginning of heating is suitable for such a modification of the method implementation, whereby the achievable profit of economy is the decision criterion.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Beispiel dargestellt werden.The invention will be illustrated below by way of example.

Hierbei ist in der Figur 1 das Verdampfungsverhalten (in Ma.-%) der sich zu Glühbeginn auf der Metalloberfläche befindlichen Rückstände, in Figur 2 der Verlauf der Schutzgasbeaufschlagung für Hochkonvektionsöfen und in Figur 3 die Schutzgasbeaufschlagung bei herkömmlichen Haubenglühöfen während der Heizphase dargestellt.FIG. 2 shows the course of the protective gas for high convection ovens and FIG. 3 shows the protective gas in conventional crucible annealing ovens during the heating phase.

Nachfolgend wird die Anwendung der Erfindung für die Gestaltung der Schutzgaszufuhr während der Erwärmungsphase der Festbunde in Haubenglühöfen herkömmlicher Bauart sowie Hochkonvektionsglühöfen beim Rekristallisationsglühen von kaltgewalztem Bandstahl beschrieben.The application of the invention for the design of the inert gas supply during the heating phase of the bundles in annealing furnaces of conventional design as well as convection annealing furnaces in the recrystallization annealing of cold rolled steel strip will be described below.

Figur 1 zeigt das Verdampfungsverhalten (in Ma.-%) des sich zu Glühbeginn auf der Metalloberfläche der Festbunde befindlichen Walzmittels bzw. seiner Rückstände in Abhängigkeit von der Temperatur. Als Schutzgas wurde in beiden Glühvorrichtungen HNX-Gas eingesetzt.FIG. 1 shows the vaporization behavior (in% by mass) of the rolling agent or its residues as a function of the temperature at the beginning of the annealing on the metal surface of the tight bundle. As a protective gas HNX gas was used in both glow devices.

Die Belegung der Glühvorrichtungen erfolgte in beiden Fällen mit je drei Festbunden der Stahlmarke TZu 0,8 χ 1266mm und einer Bundmasse zu je 32t.The assignment of the annealing devices took place in both cases, each with three tethers of steel brand TZu 0.8 χ 1266mm and a collar mass of 32t each.

Unter Berücksichtigung der zugeführten Heizleistung, die ebenfalls die Temperaturentwicklung in den Festbunden wesentlich beeinflußt, wurde der in Figur 2 dargestellte Verlauf der Schutzgasbeaufschlagung in der Erwärmungsphase des Glühprozesses ermittelt. Zum Vergleich ist der Verlauf der bisherigen Beaufschlagung eingetragen.Taking into account the supplied heating power, which also significantly influences the temperature development in the tethers, the course of the inert gas exposure shown in Figure 2 was determined in the heating phase of the annealing process. For comparison, the course of the previous admission is entered.

Obwohl die erfindungsgemäße Schutzgasbeaufschlagung zum Teil einen wesentlich anderen Verlauf zeigt, der allerdings auch zu einer deutlichen Verringerung der kohlenstoffhaltigen Oberflächenbeläge nach dem Glühprozeß führte, ergibt sich in diesem Fall eine Verringerung des Schutzgasbedarfs in der Erwärmungsphase um etwa 50%. Dabei wurde sogar in bezug auf den Verlauf der Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände eine relativ reichliche Dimensionierung der Schutzgasbeaufschlagung gewählt, die nur den wesentlichen Abschnitten der Verdampfungskurve (vgl. Fig. 1) folgt, und auch in den Phasen geringer Verdampfungsintensität eine reichlich bemessene Spülung zugrunde gelegt, um unter Berücksichtigung der ablaufenden Diffusionsprozesse eine möglichst große Sicherheit für den Austrag der Verdampfungsprodukte zu gewährleisten.Although the Schutzgasbeaufschlagung invention partly shows a significantly different course, which also led to a significant reduction of the carbonaceous surface coatings after the annealing process, in this case results in a reduction of the shielding gas requirement in the heating phase by about 50%. In this case, even with regard to the course of the evaporation of the rolling agent or its residues, a relatively plentiful dimensioning of the protective gas admission was chosen, which follows only the essential sections of the evaporation curve (see Fig. 1), and also in the phases of low evaporation intensity, a plentifully dimensioned Conditioned flushing in order to ensure the greatest possible security for the discharge of the evaporation products, taking into account the ongoing diffusion processes.

Figur 3 zeigt die analogen Ergebnisse für die erfindungsgemäße Gestaltung der Schutzgasbeaufschlagung bei der Erwärmung der Festbunde in den Hochkonvektionsöfen. Die erreichte Einsparung an Schutzgas beträgt bei zu den Glühöfen herkömmlicher Bauart analogem Vorgehen zur Dimensionierung der Schutzgasbeaufschlagung im Vergleich zur bisherigen Fahrweise etwaFIG. 3 shows the analogous results for the design according to the invention of the application of protective gas during the heating of the bundles in the high convection ovens. The achieved savings in protective gas is at the annealing furnaces conventional design analogous procedure for dimensioning the Schutzgasbeaufschlagung compared to the previous procedure as

Aus dem dargestellten zeitlichen Verlauf der bisherigen und der erfindungsgemäßen Schutzgasbeaufschlagung ist ersichtlich, daß in diesem Fall die bereits erreichte Oberflächenqualität nicht gesteigert, sondern primär die Senkung des Schutzgasbedarfs angestrebt wurde.From the illustrated time course of the previous and the invention Schutzgasbeaufschlagung can be seen that in this case the surface quality already achieved has not been increased, but primarily the reduction of the inert gas requirement was sought.

Claims (5)

1. Verfahren zur Minimierung von kohlenstoffhaltigen Belägen beim Glühen von Festbunden aus gewickeltem Metallband, vorzugsweise kaltgewalztem Bandstahl, in diskontinuierlich arbeitenden Glühvorrichtungen, welches die nachfolgenden Verfahrensschritte enthält:1. A method for minimizing carbonaceous coatings in the annealing of coils of wound metal strip, preferably cold rolled strip steel, in discontinuous annealing devices, which comprises the following method steps: a) Einbringen der Festbunde in die Glühvorrichtung,a) introducing the bundle into the annealing device, b) Entfernen der Umgebungsatmosphäre aus dem Glühraum,b) removing the ambient atmosphere from the annealing space, c) Erwärmung der Festbunde in einer Schutzgasatmosphäre üblicher Zusammensetzung bis zum Erreichen der vorgegebenen Endtemperatur der Erwärmung durch die zu diesem Zeitpunkt kälteste Zone der Festbunde,c) heating of the bundles in a protective gas atmosphere of conventional composition until reaching the predetermined final temperature of the heating by the coldest at this time zone of the bundles, d) Beibehaltung einer Temperatur der kältesten Zone der Festbunde, die mindestens gleich der Endtemperatur der Erwärmung gemäß Verfahrensschritt c) ist, während einer vorgegebenen Mindestzeit,d) maintaining a temperature of the coldest zone of the tight knit, which is at least equal to the final temperature of the heating according to process step c), during a predetermined minimum time, e) Abkühlung der Festbunde in einer Schutzgasatmosphäre üblicher Zusammensetzung, bis zum Erreichen der vorgegebenen Endtemperatur der Abkühlung durch die gesamte Oberfläche aller im Glühraum befindlichen Festbunde.e) cooling of the hardbands in a protective gas atmosphere of conventional composition, until reaching the predetermined end temperature of the cooling through the entire surface of all located in the annealing space festoons. f) Ausbringen der Festbunde aus der Glühvorrichtung,f) discharging the tethers from the annealing device, g) Abkühlen der Festbunde unter Umgebungsbedingungen auf Umgebungstemperatur. gekennzeichnet dadurch, daß die Schutzgaszufuhr während des Verfahrensschrittes c) in der Weise vorgenommen wird, daß unter Berücksichtigung der Verdampfungseigenschaften des sich zu Glühbeginn auf der Metalloberfläche befindlichen Walzmittels bzw. seiner Rückstände sowie des zeitlichen Verlaufs der Temperatur in den Festbunden, der in den Glühraum eintretende bzw. aus dem Glühraum austretende Schutzgasvolumenstrom variiert wird, ohne daß dabei mit Ausnahme der Messung des austretenden Schutzgasvolumenstroms irgendeine meßtechnische Vorrichtung zur Gewinnung von Prozeßdaten aus dem Glühraum während der Verfahrensdurchführung zur Anwendung gelangt.g) cooling the tightbund under ambient conditions to ambient temperature. characterized in that the inert gas supply during the process step c) is carried out in such a way that taking into account the evaporation properties of the onset of annealing on the metal surface rolling agent or its residues and the time course of the temperature in the tethers entering the annealing space or from the annealing space escaping protective gas flow rate is varied, without any measurement technology device for obtaining process data from the annealing space during the process implementation is applied except for the measurement of the exiting protective gas flow. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge des Schutzgasvolumenstroms mindestens einmal sprunghaft vergrößert wird, nachdem die zu diesem Zeitpunkt heißeste Zone der Festbunde im Glühraum die Temperatur erreicht hat, bei der die Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände und/oder mindestens einmal sprunghaft verringert wird, bevor die zu diesem Zeitpunkt kälteste Zone der Festbunde die Temperatür erreicht hat, bei der die Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände einen bestimmten Grenzwert, vorzugsweise 90% der Gesamtmenge, überschreitet und/oder bevor der Austritt dieses verdampften Walzmittels bzw. seiner Rückstände aus den Festbunden in den Glühraum vollständig beendet ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of inert gas flow is increased at least once in a jump after the hottest at this time zone of the bundles in the annealing space has reached the temperature at which the evaporation of the rolling agent or its residues and / or is reduced at least once before the coldest at this time zone of the tight coil has reached the temper at which the evaporation of the rolling agent or its residues exceeds a certain limit, preferably 90% of the total, and / or before the exit of this vaporized rolling agent or his residues from the hard cuffs in the annealing space is completely finished. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß während der Verdampfung des Walzmittels bzw. seiner Rückstände die Variation des Schutzgasvolumenstroms stetig und in Abhängigkeit von der Veränderung der je Zeiteinheit im Glühraum freiwerdenden Menge verdampften Walzmittels bzw. seiner Rückstände vorgenommen wird, wobei die Vergrößerung des Schutzgasvolumenstroms spätestens zum Zeitpunkt der Vergrößerung und die Verringerung des Schutzgasvolumenstroms frühestens zum Zeitpunkt der Verringerung der je Zeiteinheit im Glühraum freiwerdenden Menge verdampften Walzmittels bzw. seiner Rückstände erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that during the evaporation of the rolling agent or its residues, the variation of the inert gas flow continuously and in dependence on the change in the amount of time released in the annealing space amount evaporated rolling agent or its residues is made, the magnification the protective gas flow rate at the latest at the time of enlargement and the reduction of the protective gas flow rate at the earliest at the time of reducing the quantity of rolling agent or its residues released per unit of time in the annealing space. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Variation des Schutzgasvolumenstroms zeitweise wie in Anspruch 2 und zeitweise wie in Anspruch 3 beschrieben erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized in that the variation of the inert gas flow is temporarily as described in claim 2 and temporarily as described in claim 3. 5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß in den Zeiträumen, in denen die im Glühraum je Zeiteinheit freiwerdende Menge an verdampftem Walzmittel bzw. seiner Rückstände kleiner als ein bestimmter Grenzwert, vorzugsweise 5% der Gesamtmenge ist, ist mindestens einmal ein Schutzgas zum Einsatz einzusetzen, dessen Bereitstellung im Vergleich zum sonst im Verfahrensschritt c) des Glühverfahrens zur Anwendung gelangenden Schutzgases und in bezug auf die jeweilige Durchführung des gesamten Glühverfahrens wirtschaftlicher ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the periods in which the quantity of vaporized rolling agent released in the annealing space per unit time or its residues is less than a certain limit, preferably 5% of the total amount is at least once Use protective gas for use, the provision of which is more economical compared to the otherwise used in process step c) of the annealing process for the protective gas and with respect to the respective implementation of the entire annealing process. Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
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