DE102013220657A1

DE102013220657A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bandes im kontinuierlichen Gießwalzverfahren

Info

Publication number: DE102013220657A1
Application number: DE201310220657
Authority: DE
Inventors: Thomas Runkel; Christian Mengel
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2015-01-29
Also published as: KR101889096B1; US10434552B2; CN105555426A; KR20160040224A; US20160175903A1; US20190283095A1; WO2015011248A1; CN105555426B; EP3024601B1; RU2663666C2; EP3024601A1; RU2016106334A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes (1) im kontinuierlichen Gießwalzverfahren, bei dem zunächst eine Bramme in einer Gießmaschine (2) gegossen und einem in Förderrichtung (F) des Bandes nachgelagerten Walzwerk (3) zugeführt und hier gewalzt wird. Um im Falle einer Produktionsstörung Schäden bzw. Kosten zu minimieren, sieht die Erfindung vor, dass im Falle einer Produktionsstörung und einer vollständig oder nahezu vollständig zum Stillstand gekommenen Förderung der Bramme bzw. des Bandes (1) folgende Schritte vorgenommen werden: a) Durchschneiden des Bandes (1) an einer ersten Stelle (4); b) Durchschneiden des Bandes (1) an einer zweiten Stelle (5), wobei die zweite Stelle (5) in Förderrichtung (F) von der ersten Stelle (4) zwischen 0,1 m und 5,0 m entfernt liegt; c) Entfernen, insbesondere Herausfördern, des ausgeschnittenen Bandabschnitts aus der Förderlinie zur Schaffung einer Lücke (6) im Band (1); d) Nachfördern von Bandmaterial aus dem der ersten Stelle (5) in Förderrichtung (F) vorgelagerten Bereich in den Bereich der Lücke (6); e) Abschneiden von Abschnitten des gemäß Schritt d) nachgeförderten Bandmaterials und Entfernen, insbesondere Herausfördern, der Abschnitte aus der Förderlinie (Häckselbetrieb). Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bandes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes im kontinuierlichen Gießwalzverfahren, bei dem zunächst eine Bramme in einer Gießmaschine gegossen und einem in Förderrichtung des Bandes nachgelagerten Fertig-Walzwerk zugeführt und hier gewalzt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bandes.
Die vorliegende Erfindung kommt bei Gieß-Walz-Anlagen zum Einsatz, die im Endlosbetrieb aus flüssigem Metall ein fertiges Band herstellen. Für derartige Anlagen wird eine Notstrategie für Störungen vorgeschlagen.
Bekannte Gieß-Walzstraßen konvertieren flüssigen Stahl in einer kompakten Anlage zu Warmband. Dabei werden zunächst Brammen endloser Länge gegossen.
Diese Brammen werden mittels Scheren zerteilt, die in Ihren Abmessungen einer gewünschten Warmbundgröße entsprechen. In Wärmeöfen, oftmals als Rollenherdofen ausgeführt, werden die Brammen in der Temperatur konditioniert. Anschließend werden die Brammen einzeln einer Walzstraße zugeführt und ausgewalzt. Anschließend werden die Bänder in einer Kühlstrecke abgekühlt und aufgehaspelt. Die Bunde verlassen die Walzlinie zur weiteren Verarbeitung.
Bei dem so genannten Semi-Endlos-Verfahren werden die Brammen so geschnitten, dass zwei oder mehr Bunde aus dieser Bramme erzeugt werden können. Hinter dem Walzwerk ist zusätzlich eine fliegende Schere angeordnet, die das lange Warmband zerteilt, so dass die gewünschte Bundgröße erreicht wird. Mit diesem Verfahren wird die Anzahl der beim Walzen kritischen Ein- und Ausfädel-Prozesse reduziert, so dass dünnere Warmbänder sicherer erzeugt werden können.
Beiden Prozessformen ist gemein, dass durch das Schneiden der Bramme der Gießprozess und der Walzprozess entkoppelt stattfinden können. Die möglichen und notwendigen Prozessgeschwindigkeiten von Gießmaschine und Walzstraße sind somit unabhängig voneinander einstellbar.
Durch die Fortschritte in der Gießmaschine und in der Prozessführung, z. B. durch Heizvorrichtungen, ist es heute möglich, auf ein Teilen der Bramme vor dem Walzen zu verzichten. Es wurde ein sog. Voll-Konti-Prozess entwickelt. Die Bramme läuft hierbei nach der Durcherstarrung unzerteilt in die Walzstraße ein, während in der Gießmaschine noch am selben Gießstrang gegossen wird. Das Zerteilen des Materials zu Bunden findet erst an der fliegenden Schere hinter der Walzstraße statt.
Es kommen also bei besagtem Voll-Konti-Prozess regelmäßig Betriebszustände vor, bei denen das Material von der Gießmaschine bis zum Haspel noch als ein physikalischer Körper verbunden ist. Der ganze Prozess findet somit kontinuierlich oder endlos statt.
Störungen kommen bei Anlagen dieser Größenordnung, die sich über mehrere hundert Meter erstrecken können, sporadisch vor. So muss z. B. bei Fehlfunktionen in der Warmbandstraße, an einer Schere usw. der Produktionsprozess unterbrochen werden. Die Anlage wird dann gestoppt und alle Bewegungen des Bandes bzw. der Bramme kommen zum Stillstand. Dabei kann es passieren, dass über die ganze Anlagenlänge ein unzerteilter Strang mit unterschiedlichen Bearbeitungsgraden liegt. Dadurch, dass in den verschiedenen Aggregaten (Gießmaschine, Scheren, Öfen, Walzstraße, Haspel) dieser Strang über eine Länge von 100 m und mehr liegt, ist eine Bewegung unabhängig voneinander nicht möglich.
Störungen können grundsätzlich in allen Teilaggregaten auftreten, d. h. im Bereich des Haspels, der fliegende Schere, der Fertigstraße, des Rollenherdofen usw. Ein Verwalzer in der Fertigstraße z. B. durch Bänderriss zwischen den letzten beiden Gerüsten führt so innerhalb kürzester Zeit zu einem Materialstau zwischen diesen Gerüsten, der nur durch spätere manuelle Tätigkeiten beseitigt werden kann. Hierzu sind einige Minuten Arbeit notwendig mit anschließender Inspektion und ggf. Instandsetzung der Anlagenteile.
Der Steuermann oder das Automationssystem stoppt im Störungsfall die Walzung. Die Gerüste werden im Allgemeinen in kürzest möglicher Zeit aufgefahren, alle Antriebe werden angehalten und der Strang kommt zum Stillstand. Da die Bramme bis zur Kokille nicht geteilt ist, gibt es Fälle, in denen auch zwangsläufig die Gießmaschine zum Stillstand kommt.
Dieses Aggregat ist hierbei besonders kritisch zu sehen. Wenn der Stillstand zu lange dauert, erstarrt der Stahl in der Kokille und kann nur noch sehr aufwendig entfernt werden bzw. nur unter Beschädigung der Kokille. Ein unkontrolliertes Auffahren der Kokille und der Strangführung würde in der Regel zu einem Strangdurchbruch führen, so dass der flüssige Stahl sich über das Aggregat ergießt und erhebliche Beschädigungen nach sich zieht. Insbesondere die Strangführungsrollen sind empfindlich gegen thermische Überlastung bei längerem Stillstand.
Das Entfernen des erstarrten Gießstrangs aus der Gießmaschine ist sehr zeitaufwendig und oftmals nur durch manuelles Zerteilen (z. B. Brennschneiden) möglich. Hierzu sind Kranarbeiten erforderlich und die Kokille und ggf. Teile der Stranggussanlage müssen ausgewechselt werden. Dies führt zu hohen Stillstandszeiten und Produktionseinbußen und ist zudem mit manuellen Operationen verbunden.
Die EP 2 259 886 B1 schlägt diesbezüglich vor, einen Schnitt in das Band einzubringen, den in Förderrichtung vorneliegenden Bandfuß nach oben zu biegen und das nachfolgende Band zu häckseln. Dies setzt aber konzeptbedingt voraus, dass das nachfolgende Bandmaterial noch in Bewegung ist. Bei bereits vorliegendem vollständig zur Ruhe gekommenem Band ist das Verfahren nicht einsetzbar, d. h. wenn der kontinuierliche Prozess bereits zum Stillstand gekommen ist.
Ein Konzept für einen Störungsfall mit bereits vollständig oder nahezu vollständig zum Stillstand gekommenem Produktionsmaterial ist nicht bekannt. Bei zum vollständigen Stillstand gekommenem Produktionsmaterial besteht nämlich bislang keine Möglichkeit, das Produktionsmaterial zeitnah zu entsorgen, z. B. über Häckseln an fliegenden oder beweglichen Scheren. Die bisherigen Lösungen gehen vielmehr davon aus, dass die Bramme noch beweglich ist und damit an einer Schere durch Bewegung der Bramme ein Häckselbetrieb aufgenommen werden kann. Dies ist jedoch nicht bei allen Störungsarten möglich und insbesondere dann problematisch, wenn die Bramme bzw. das Band nach einer Produktionsstörung bereits vollständig zur Ruhe gekommen ist.
Die Erfindung liegt im Lichte der vorbeschriebenen Problematik die Aufgabe zugrunde, die Produktionslinie nach dem Auftreten einer Störung sicher, schnell und wirtschaftlich sowie bevorzugt teil- oder vollautomatisch wieder in einen Zustand zu versetzen, der es erlaubt, die Produktion wieder aufzunehmen. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei darauf, aus der Kokille und weiter aus der Gießmaschine möglichst schnell die Bramme bzw. den erstarrenden Stahl zu entfernen, um Beschädigungen und Stillstandszeiten zu minimieren. Schließlich soll das in der Anlage liegende Material so aufbereitet werden, dass weitestmöglich eine Weiterverarbeitung möglich wird.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Produktionsstörung und einer vollständig oder nahezu vollständig zum Stillstand gekommenen Förderung der Bramme bzw. des Bandes folgende Schritte vorgenommen werden:

a) Durchschneiden des Bandes an einer ersten Stelle;
b) Durchschneiden des Bandes an einer zweiten Stelle, wobei die zweite Stelle in Förderrichtung von der ersten Stelle zwischen 0,1 m und 5,0 m, vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,0 m, entfernt liegt;
c) Entfernen, insbesondere Herausfördern des ausgeschnittenen Bandabschnitts aus der Förderlinie zur Schaffung einer Lücke im Band;
d) Nachfördern von Bandmaterial aus dem der ersten Stelle in Förderrichtung vorgelagerten Bereich in den Bereich der Lücke;
e) Abschneiden von Abschnitten des gemäß Schritt d) nachgeförderten Bandmaterials und Entfernen, insbesondere Herausfördern, der Abschnitte aus der Förderlinie (Häckselbetrieb).

Das genannte Entfernen umfasst dabei auch beispielsweise das Fallenlassen von ausgeschnittenen Bandabschnitten in eine dafür vorgesehene Aufnahme.
Durch den Häckselbetrieb wird auch ein Ausfördern des Gießstranges aus der Gießmaschine ermöglicht.
Die zweite Stelle liegt dabei bevorzugt in Förderrichtung vor der ersten Stelle.
Die erste und zweite Stelle liegen bevorzugt zwischen der Gießmaschine und dem Fertig-Walzwerk. Es ist aber auch vorteilhaft möglich, dass die erste und zweite Stelle zwischen einem der Gießmaschine in Förderrichtung unmittelbar nachfolgenden Vorwalzwerk und einem dem Vorwalzwerk in Förderrichtung nachfolgenden Ofen liegen. Die erste und zweite Stelle können dabei zwischen einem der Gießmaschine in Förderrichtung nachfolgenden Ofen und dem Fertig-Walzwerk liegen.
Eingesetzt werden kann das Konzept insoweit bei allen Anlagenkonzepten mit beliebigen Kombinationen aus Gießmaschine, Vorwalzwerk, Ofen, Zwischenwalzwerk und Fertigwalzwerk.
Zur Herstellung der Schnitte kann eine einzige Trenneinrichtung eingesetzt werden. Hierbei kommt bevorzugt eine Pendelschere oder eine bewegliche Torschere zum Einsatz.
Die oben genannten Schritte d) und e) werden dabei bevorzugt solange wiederholt, bis die Gießmaschine vom Bandmaterial befreit ist oder in der Gießmaschine ein definierter Längenabschnitt frei von Bandmaterial ist.
Die oben genannten Schritte a) bis c) können nach einer speziellen Verfahrensweise mittels einer ersten Trenneinrichtung und die Schritte d) und e) mittels einer zweiten Trenneinrichtung durchgeführt werden, wobei die beiden Trenneinrichtungen in Förderrichtung gesehen an unterschiedlichen Orten angeordnet sind.
Ferner sieht eine spezielle Fortbildung des Verfahrens vor, dass Bandmaterial aus dem Fertig-Walzwerk entgegen Förderrichtung in den Bereich mindestens einer Trenneinrichtung gefördert wird und in der mindestens einen Trenneinrichtung ein Abschneiden von Abschnitten geförderten Bandmaterials und ein Herausfördern der Abschnitte aus der Förderlinie (Häckselbetrieb) erfolgt.
Benachbart zu der mindestens einen Trenneinrichtung können Mittel zum Aufbringen einer Richtkraft auf das Bandmaterial angeordnet sein, mit denen eine Kraft senkrecht auf die Oberfläche des Bandmaterials ausgeübt werden kann. Damit kann der Bandfuß im gegebenen Falle gerichtet werden.
Die Lücke kann dabei mit zwei, aber auch mit mehr als zwei Schnitten der Trenneinrichtung hergestellt werden.
Vorgesehen kann auch werden, dass bei Vorhandensein eines Ofens in der Anlage zunächst wie beschrieben eine Lücke in den Strang geschnitten wird, und dann das sich im Ofen befindliche Bandmaterial mit der mindestens einen Trenneinrichtung auf eine gewünschte Länge gekürzt wird, ansonsten aber im Ofen verbleibt. Damit kann erreicht werden, dass das gekürzte Bandmaterial im Ofen auf einer hohen Temperatur gehalten und dann in einfacher Weise nach der Beseitigung der Störung ausgewalzt wird. Die Trennvorrichtung befindet sich in diesem Falle bevorzugt vor oder hinter dem Ofen.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bandes im kontinuierlichen Gießwalzverfahren umfasst eine Gießmaschine, mindestens einen Ofen, eine erste und eine zweite Trenneinrichtung für das Band bzw. für die Bramme, aus der das Band hergestellt wird, ein Fertig-Walzwerk, eine Kühlstrecke und mindestens zwei Haspeln und sieht erfindungsgemäß vor, dass ein zentrales Störmeldesystem vorhanden ist, das mit den genannten Anlagenkomponenten in Verbindung steht und deren Prozesszustand überwachen kann.
Das Störmeldesystem ist dabei insbesondere so ausgebildet, dass Abnormalitäten bezüglich des Masseflusses an den Anlagenkomponenten detektiert werden können. Das Störmeldesystem kann dabei insbesondere ausgebildet sein, um einen Alarm auszugeben, sofern Abnormalitäten an mindestens einer Anlagenkomponente detektiert werden, die über einem vorgegebenen Toleranzrahmen liegen. Es kann ausgebildet sein, die erste und/oder zweite Trenneinrichtung zu aktivieren, sobald eine Detektion von Abnormalitäten bezüglich des Masseflusses an den Anlagenkomponenten über einen vorgegebenen Toleranzrahmen hinaus erfolgt.
Die erste und/oder die zweite Trenneinrichtung ist bevorzugt ausgebildet, das Band bzw. die Bramme, aus dem das Band hergestellt wird, an zwei in Förderrichtung benachbarten Stellen trennen zu können; die benachbarten Stellen sind dabei in Förderrichtung bevorzugt mindestens 200 mm beabstandet.
In Förderrichtung hinter der erste und/oder der zweiten Trenneinrichtung kann mindestens eine vertikal bewegliche Rolle angeordnet sein.
Der Ofen ist dabei bevorzugt als Tunnelofen oder anders geartete Erwärmungseinrichtung ausgeführt. Ferner kann eine fliegende Schere vorhanden sein. Das zentrale Störmeldesystem (Fehlermeldesystem) übergreift alle Anlagenteile. Es empfängt Fehlermeldungen bezüglich Massenflussstörungen aller Anlagenteile. Im Falle einer kritischen Massenflussstörung an einem Anlagenteil wird ein Alarm auslöst, der alle einzelnen Anlagenteile veranlasst, kontrolliert den Massenfluss zu beenden. Dabei besteht bevorzugt eine direkte Verbindung zur ersten Trenneinrichtung, wobei ein Signal zur sofortigen Trennung des Materials übermittelt wird.
Die im Materialfluss hinter der Gießmaschine angeordnete erste Trenneinrichtung kann die gegossene Bramme im Stillstand an zwei unterschiedlichen Stellen trennen. Dabei ist bevorzugt das Schrottabfuhrsystem dieser Schere so bemessen, dass das im Materialfluss vor der ersten Trenneinrichtung im Strang vorliegende Material vollständig aufgenommen werden kann und die Trenneinrichtung eine Bramme im Häckselbetrieb zerteilen kann.
Der zeitliche Abstand der Trennungen der ersten Trenneinrichtung beträgt bevorzugt höchstens 20 s.
Die hinter der ersten Trenneinrichtung angeordnete vertikal bewegliche Rolle ist vorgesehen, um einen einstellbaren Spalt senkrecht zur Transportrichtung des Materials zu bilden; durch Schließen des Spaltes zur Bramme hin kann einen Richtvorgang an dem Brammenende durchgeführt werden.
Das vorgeschlagene Meldesystem hat den Vorteil, dass eine überschaubare Anlage für einen Bediener geschaffen werden kann. Die gesamte Anlage wird generell mit einem konstanten Massenfluss betrieben. Das zentrale Meldesystem schafft die Möglichkeit, den Prozess im Falle einer Störung an einem Teilaggregat zu kontrollieren und im gegebenen Falle mit einer definierten Rampe zu stoppen.
Zur ersten Trennvorrichtung liegt eine direkte Leitung vor. Damit kann im gegebenen Falle das Material sofort getrennt werden, damit die Gießmaschine möglichst schnell frei gemacht werden kann.
Die ausgeschnittenen Teile der Bramme bzw. des Bandes werden in einem Behälter aufgenommen. Dessen Größe ist der Forderung angepasst, dass die Gießmaschine schnell geleert werden muss, ohne Aufnahmekübel wechseln zu müssen.
Die Schnittlänge beträgt – wie erwähnt – mindestens 200 mm, um möglichst viel Material pro Zeit entfernen zu können, gleichzeitig aber die Trenneinrichtung nicht unnötig vergrößern zu müssen.
Die Trennfolgezeit wird im Rahmen technisch realisierbaren Grenzen möglichst klein angestrebt und beträgt bevorzugt weniger als 20 s. Damit soll die Gießmaschine möglichst schnell entleert werden können.
Die vertikal anstellbaren Rollen ermöglichen die Weiterverwendung der Brammen unter Vermeidung von Beschädigungen der Nachfolgeeinrichtungen (beispielsweise des Ofens). Die Messerform bildet sich im Material ab, d. h. eine Dachmesserform findet sich in der Bramme wieder. Diese Überhöhung wird vorteilhaft mittels der Rollen aus der Bramme gerichtet.
Weiterbildungsgemäße ist als vorgesehen, dass ein zentrales Störmeldesystem für den gesamten Gieß-Walz-Prozess vorhanden ist und eingesetzt wird. Das Erkennen und die Meldung einer die gesamte Anlage betreffenden Störung erfolgt automatisch oder durch einen Steuermann in der Anlage. Nach dem Erkennen einer die gesamte Anlage betreffenden Störung werden die einzelnen Anlagenteile durch die Anlagenautomation gezielt gestoppt. Die Abfolge der vorgeschlagenen bzw. erforderlichen Maßnahmen zur Beseitigung des Bandmaterials, insbesondere aus der Gießmaschine, erfolgt dabei bevorzugt durch die Anlagenautomation zumindest in Teilen automatisch.
Die Erfindung schafft somit ein Verfahren für eine Notstrategie bei der Verarbeitung von Material in einem kontinuierlichen Gieß-Walz-Prozess, wenn nämlich ein vollständiges Erliegen der Bewegung des gegossenen und gewalzten Metallbandes bereits erfolgt ist.
Vorteilhafter Weise ist das vorgeschlagene Verfahren für alle schneidbaren Bandabmessungen anwendbar, wie sie beispielsweise direkt hinter der Gießmaschine auftreten. Es können die üblicherweise vorhandenen Schneideinrichtungen eingesetzt werden, wodurch kein zusätzlicher Platz in der Anlage benötigt wird.
Angenommen wird vorliegend also der Fall, dass im Voll-Konti-Betrieb eine Störung auftritt. Der gegossene Strang liegt in verschiedenen Bearbeitungsstufen über die ganze Länge in der Walzstraße vor. Durch das erfindungsgemäße Zerteilen des Stranges und durch Entfernen der Abschnitte können die so entstehenden Strangabschnitte in der Anlage wieder beweglich werden, diese Strangabschnitte können weiter bearbeitet werden, so dass möglichst viel Material für die Weiterverarbeitung erhalten bleibt. Dabei erfahren die einzelnen Aggregate der Anlage keine signifikante Beschädigung und der Betrieb kann schnellstmöglich wieder aufgenommen werden.
Fortbildungsgemäß kann vorgesehen werden, dass die erläuterten Maßnahmen an unterschiedlichen Stellen der Anlage – in Förderrichtung gesehen – parallel erfolgen. So kann eine erste Trenneinrichtung vor der Fertigstraße den Strang trennen und eine Lücke erzeugen. Das Häckseln kann an einer zweiten Trenneinrichtung erfolgen und wird hier erst durch den Lückenschnitt möglich.
Der Strang wird im Häckselverfahren – bei einem vorhandenen Ofen – an der Trenneinrichtung solange verkürzt, bis die Restbramme die Ofenlänge unterschreitet. Sie kann dann zur Weiterverarbeitung in den Ofen eingebracht werden, d. h. die Restbramme wird in den Ofen gefahren, um nach Wiederherstellung der Walzbereitschaft ausgewalzt zu werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Brammenende von beweglichen Rollen im Bereich der Schere gerichtet wird. Die beweglichen Rollen können dabei vor und/oder hinter der Trenneinrichtung angeordnet sein, um den Brammenkopf und/oder den Brammenfuß geeignet zu richten.
Das Bandmaterial kann auch gemäß einer Verfahrensergänzung aus der Fertigstraße gegen die Förderrichtung (übliche Materiallaufrichtung) zurückgefördert und ebenfalls in der Trenneinrichtung zerteilt werden.
Dieses Materialstück des Bandes kann aber auch von der Fertigstraße in Richtung Haspel gefördert und dort vom Rollgang entfernt werden, gegebenenfalls verbunden mit einem manuellen Zerteilen und Kranoperationen.
Vorteilhaft ist ein Absenken der ersten Rolle hinter der Trenneinrichtung, um den ersten Schnitt bzw. den Lückenschnitt zu unterstützen.
Weiterhin ist der Einsatz eines Schrotttransportbandes an der Trenneinrichtung vorteilhaft, um abgetrennten Schrott abführen zu können.
Die Trenneinrichtungen sind bevorzugt als Pendelscheren oder als bewegliche Torscheren ausgeführt, die das Schneiden einer Lücke in besonders einfacher Weise ermöglichen.
Demgemäß ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Betriebsbereitschaft nach einer Störung im Endlosbetrieb schnell wieder herzustellen. Es können Beschädigungen und damit Stillstandszeiten für den Wechsel von Komponenten vermieden werden.
Es wird ein schnelles Herausfördern des Strangs aus der Gießmaschine möglich. In der Folge können Kokillenbeschädigungen und eine hohe thermische Last an den Strangführungsrollen vermieden werden.
Beim Häckseln entspricht der Bandnachschub in Förderrichtung zwischen zwei Trennungen der abgetrennten Bandlänge. Beim Erzeugen einer Lücke ist die Bandlänge, die zwischen zwei Trennungen in Bandlaufrichtung nachgeschoben wird, bevorzugt kürzer als die Bandlänge, die mit zwei aufeinanderfolgenden Teilungen abgetrennt wird. Der Grenzfall mit maximal großer Lücke ist der des stehenden Bandes. Dafür ist es erforderlich, dass die Trennungen an unterschiedlichen Stellen erfolgen können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch eine Gieß-Walz-Anlage für die Herstellung eines Stahlbandes,
2 einen Abschnitt des Bandes mit einer Trenneinrichtung in Form einer Pendelschere während eines ersten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
3 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines zweiten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
4 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines dritten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
5 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines vierten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
6 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines fünften Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
7 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines sechsten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
8 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines siebten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
9 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines achten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens,
10 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines neunten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens und
11 den Abschnitt des Bandes mit der Trenneinrichtung während eines zehnten Teilschritts des vorgeschlagenen Verfahrens.
In 1 ist ein Beispiel für eine Gieß-Walz-Anlage skizziert, die als Voll-Konti-Anlage ausgebildet ist und die als zentrale Elemente eine Gießmaschine 2 und ein Fertig-Walzwerk 3 umfasst. Hinter der Gießmaschine 2 ist ein Vorwalzwerk 7 vorgesehen, an das sich – je nach Anlagenkonzept – ein Ofen 8 (Verbindungsrollgang mit Erwärmfunktion) anschließt. Hinter dem Ofen 8 folgt das Fertig-Walzwerk 3. Hinter dem Fertig-Walzwerk 3 befindet sich eine Kühlstrecke 12 und eine fliegende Schere 13. In Förderrichtung F schließt sich dann mindestens ein Haspel 14 und 15 an.
Zwischen dem Vorwalzwerk 7 und dem Ofen 8 ist eine erste Trennvorrichtung 9 für das Band 1 in Form einer Pendelschere angeordnet. Eine zweite Trennvorrichtung 10 derselben Art befindet sich zwischen dem Ofen 8 und dem Fertig-Walzwerk 3.
Natürlich kann das vorgeschlagene Verfahren auch bei einem hiervon abweichenden Anlagenkonzept einer Gieß-Walz-Anlage eingesetzt werden.
Per nicht dargestellter Sensoren wird die komplette Anlage über ein zentrales Störungsmeldesystem 16 überwacht.
Beim Endloswalzen ist die Anlage komplett mit einem Strang, d. h. mit einem durchgängigen Band 1, belegt. Im Störungsfall kommt der Strang bzw. das Band zum Stehen. Aufgrund der Anlagenlänge hat das Bedienpersonal keinen Überblick über die gesamte Anlage. Eine Störung wird nur in einem Anlagenteil ausgelöst und löst üblicherweise einen sofortigen Stopp dieses Anlagenteils aus. Dies führt zu unkontrolliertem Materialstau oder Materialzug in den anderen Anlagenteilen, wenn dort nicht ein kontrollierter Stopp mit einer passenden Verzögerungsrate ausgelöst wird. Hierdurch können Schäden an Anlagenteilen hervorgerufen werden. Zudem kann sich ein Materialstau bilden, bis zu dessen Beseitigung kein Produktionsbetrieb möglich ist.
Durch die Verkoppelung aller Anlagenteile ist bei einem Materialstopp eine Bewegung des kompletten Strangs bzw. Bandes 1 unmöglich. Erfindungsgemäß wird gezielt eine Lücke erzeugt, damit Bewegungen der Bramme wieder möglich werden. Weiter muss die Gießmaschine 2 möglichst schnell vom Material befreit werden, um nicht „einzufrieren”. Weiter soll das in der Anlage befindliche und noch nutzbare Material möglichst einer späteren Weiterverarbeitung zugeführt werden können.
Die erfindungsgemäße Lösung geht dabei von folgenden Aggregaten in der Anlage aus:
Es ist – wie beschreiben – im Wesentlichen eine Anlagenausrüstungen vorgesehen, wie sie in 1 dargestellt ist. Ein typisches Element einer solchen Voll-Konti-Gießwalz-Anlage ist das zentrales Störmeldesystem 16 und die Trenneinrichtungen 9, 10 und 13.
In dem übergeordneten zentralen Störungsmeldesystem 16 erfolgt eine Sammlung von Störungsmeldungen, so dass gezielt ein Einleiten der notwendigen Maßnahmen im konkreten Störfall möglich ist.
Die in Förderrichtung F vorne liegende Trenneinrichtung 9 ist beispielsweise als Pendelschere oder verfahrbare Torschere ausgeführt. Die Trenneinrichtung 9 hat die Eigenschaft, in kurzer Zeit mehrere Trennungen in stehendes und/oder bewegtes Material an in Förderrichtung unterschiedlichen Positionen innerhalb der Trenneinrichtung durchführen zu können. Die Trenneinrichtung umfasst auch ein Schrottabfuhrsystem 17 (s. z. B. 2).
Vorteilhaft in eine weitere Trenneinrichtung 10, die hinter dem Ofen 8 und vor der Fertig-Walzstraße 3 angeordnet ist; diese Trenneinrichtung 10 ist also der Trenneinrichtung 9 in der Produktionslinie nachgeordnet, kann aber genauso ausgeführt sein, wie die Trenneinrichtung 9, einschließlich Schrottabfuhrsystem 17.
Weiterhin sind in der Gießmaschine 2 Einrichtungen vorgesehen, die einen kurzzeitigen Stillstand des Gießprozesses ermöglichen und die nach einer definierten maximalen Zeit einen Weitertransport des Gießstranges erlauben.
Das vorgesehene zentrales Störmelde- und Störreaktionssystem 16 umfasst vorteilhaft die ganze Anlage. Tritt beispielsweise in der Fertigstraße 3 eine Materialflussstörung auf oder wird eine solche erkennbar, muss ein Signal unmittelbar an alle Aggregate und Steuerungen in der Anlage übermittelt werden, so dass die einzelnen Aggregate und Antriebe kontrolliert gleichzeitig gestoppt werden.
Nachdem das Signal „Störung” erfolgte, wird auch die Gießmaschine 2 kontrolliert gestoppt, das heißt, es darf kein flüssiger Stahl mehr in die Kokille gelangen und die Maschine muss zum Stillstand kommen.
Das Erkennen einer Störung erfolgt entweder durch die Anlagenautomation über geeignete Sensoren (Geschwindigkeitsmesser, Bandzugerfassung, Schlingenheber usw.) oder durch das Bedienpersonal in einem Anlagenbereich.
Das vorgeschlagene Verfahren und die dafür notwendige Ausrüstungen der Anlage werden vorsehen, um das Trennen eines stehenden oder nahezu stehenden Materialstrangs (Fördergeschwindigkeit von weniger als 1 m/min) in kurzer Zeit zu erlauben und damit ein Entleeren der Gießmaschine 2 zu ermöglichen.
Die spezifische Abfolge des Verfahrens ist beispielshaft in den 2 bis 11 dargestellt. Wesentlicher Gedanke ist hierbei die Schaffung einer Möglichkeit, in das stehende Material bzw. Band 1 eine Lücke zu schneiden. Durch diese wird der Bandtransport wieder ermöglicht, so dass das Bandmaterial im Häckselbetrieb aus der Anlage entfernt werden kann.
In 2 ist eine Trenneinrichtung 9, 10 skizziert, bei der es sich beispielsweise um die zweite Trenneinrichtung 10 handeln kann. Die Trenneinrichtung ist als Pendelschere ausgeführt.
Der Scherenträger 18 der Pendelschere 10 ist zunächst wie in 2 dargestellt (um die Achse, die in 2 senkrecht auf der Zeichenebene steht) geschwenkt, so dass sich die Scherenelemente 19 und 20 an einer ersten Stelle 4 der Anlage befinden. Das Band 1 ist hier vollständig in Ruhe, d. h. die Fördergeschwindigkeit in Förderrichtung ist also praktisch Null.
In 3 ist zu sehen, wie die Scherenelemente 19, 20 aufeinander zu gefahren werden, um das Band 1 an der ersten Stelle 5 durchzuschneiden. Die Scherenelemente 19, 20 werden – gemäß 4 wieder auseinander gefahren; das Band 1 ist jetzt an der ersten Stelle 4 geteilt.
Nun wird – wie in 5 zu sehen – der Scherenträger 18 verschwenkt, so dass die Scherenelemente 19, 20 an einer zweiten Stelle 5 der Anlage zu liegen kommen. Hier wird nun – gemäß 6 – ein weiterer Schnitt durchgeführt und somit ein Bandteil 21 aus dem Band 1 herausgeschnitten. Die erste und die zweite Stelle 5, 4 sind dabei zumeist zwischen 0,2 m und 1,5 m voneinander entfernt.
Dieses Bandteil 21 fällt, wie in 7 zu sehen, nach unten in den Bereich eines Schrottabfuhrsystems 17 (das nur sehr schematisch dargestellt ist). Im Band 1 verbleibt eine Lücke 6.
In die geschaffene Lücke 6 kann jetzt von links das Band 1 einfahren, während das Band 1 rechts in Ruhe bleibt. Dies ist in 8 illustriert. Das Einfahren des Bandes in die Lücke erfolgt von der Gießmaschine 2 aus im Schleichgang und ist der Start des Häckselvorgangs, mit dem das von links kommende Band 1 in Bandteile 21 geschnitten und so aus dem Bereich der Gießmaschine 2 entsorgt wird.
Wie in 9 zu sehen ist, wird ein weiteres Bandteil 21 ausgeschnitten, nachdem hinreichend Band von links kommend in den Bereich der Lücke 6 gelangt ist. Nach dem Abschneiden des Bandteils 21 ist – wie in 10 zu sehen – wieder die Lücke 6 verfügbar, um weiter Bandmaterial zu häckseln.
Der Häckselprozess wird fortgesetzt, bis das von der Gießmaschine 2 kommende Band bzw. die Bramme in Bandteile 21 geschnitten und über das Schrottabfuhrsystem 17 entsorgt ist. Auf diese Weise wird die Gießmaschine 2 vom Bandmaterial 1 befreit bzw. der Reststrang wird soweit wie gewünscht entsorgt.
In 11 ist noch zu sehen, wie der Bandfuß des noch ruhenden Bandes 1 im rechten Bereich der Figur gerichtet werden kann. Hierfür sind Mittel 11 zur Aufbringung einer Richtkraft vorhanden, so dass der Bandfuß begradigt werden kann. Zentrales Teil der Mittel 11 sind vertikal bewegliche Rollen, die gegen die Bandoberfläche drücken können.
Je nach Ausführung der Gießanlage kann dann der Gießprozess weitergeführt werden.
Die Trenneinrichtungen 9 und 10 können dabei alternativ oder additiv wie beschreiben benutzt werden.
Als kombinierte Verfahrensvariante ist es auch insoweit möglich, dass durch die Trenneinrichtung 10 eine Lücke 6 geschnitten wird und nachfolgend an der Trenneinrichtung 9 der Reststrang aus der Gießmaschine 2 im Häckselbetrieb in der Schrottabfuhr entsorgt wird.
Bezugszeichenliste

1: Band
2: Gießmaschine
3: Fertig-Walzwerk
4: erste Stelle
5: zweite Stelle
6: Lücke
7: Vorwalzwerk
8: Ofen
9: erste Trenneinrichtung (Pendelschere/Torschere)
10: zweite Trenneinrichtung (Pendelschere/Torschere)
11: Mittel zur Aufbringung einer Richtkraft
12: Kühlstrecke
13: fliegende Schere
14: Haspel
15: Haspel
16: Störmeldesystem
17: Schrottabfuhrsystem/Schrottaufnahme
18: Scherenträger
19: Scherenelement
20: Scherenelement
21: Bandteil
F: Förderrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2259886 B1 [0014]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes (1) im kontinuierlichen Gießwalzverfahren, bei dem zunächst eine Bramme in einer Gießmaschine (2) gegossen und einem in Förderrichtung (F) des Bandes nachgelagerten Fertig-Walzwerk (3) zugeführt und hier gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Produktionsstörung und einer vollständig oder nahezu vollständig zum Stillstand gekommenen Förderung der Bramme bzw. des Bandes (1) folgende Schritte vorgenommen werden: a) Durchschneiden des Bandes (1) an einer ersten Stelle (4); b) Durchschneiden des Bandes (1) an einer zweiten Stelle (5), wobei die zweite Stelle (5) in Förderrichtung (F) von der ersten Stelle (4) zwischen 0,1 m und 5,0 m entfernt liegt; c) Entfernen, insbesondere Herausfördern, des ausgeschnittenen Bandabschnitts aus der Förderlinie zur Schaffung einer Lücke (6) im Band (1); d) Nachfordern von Bandmaterial aus dem der ersten Stelle (5) in Förderrichtung (F) vorgelagerten Bereich in den Bereich der Lücke (6); e) Abschneiden von Abschnitten des gemäß Schritt d) nachgeförderten Bandmaterials und Entfernen, insbesondere Herausfördern, der Abschnitte aus der Förderlinie.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stelle (5) in Förderrichtung (F) vor der ersten Stelle (4) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Stelle (4, 5) zwischen der Gießmaschine (2) und dem Fertig-Walzwerk (3) liegen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Stelle (4, 5) zwischen einem der Gießmaschine (2) in Förderrichtung (F) unmittelbar nachfolgenden Vorwalzwerk (7) und einem dem Vorwalzwerk (7) in Förderrichtung nachfolgenden Ofen (8) liegen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Stelle (4, 5) zwischen einem der Gießmaschine (2) in Förderrichtung (F) nachfolgenden Ofen (8) und dem Fertig-Walzwerk (3) liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Schnitte eine einzige Trenneinrichtung (9) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Schnitte eine Pendelschere oder eine bewegliche Torschere (9) eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte d) und e) von Anspruch 1 solange wiederholt werden, bis die Gießmaschine (2) vom Bandmaterial befreit ist oder in der Gießmaschine (2) ein definierter Längenabschnitt frei von Bandmaterial ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis c) von Anspruch 1 mittels einer ersten Trenneinrichtung (9) und die Schritte d) und e) von Anspruch 1 mittels einer zweiten Trenneinrichtung (10) durchgeführt werden, wobei die beiden Trenneinrichtungen (9, 10) in Förderrichtung (F) gesehen an unterschiedlichen Orten angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Bandmaterial aus dem Fertig-Walzwerk (3) entgegen der Förderrichtung (F) in den Bereich mindestens einer Trenneinrichtung (9, 10) gefördert wird und in der mindestens einen Trenneinrichtung (9, 10) ein Abschneiden von Abschnitten geförderten Bandmaterials und ein Herausfördern der Abschnitte aus der Förderlinie erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der mindestens einen Trenneinrichtung (9, 10) Mittel (11) zum Aufbringen einer Richtkraft auf das Bandmaterial angeordnet sind, mit denen eine Kraft senkrecht auf die Oberfläche des Bandmaterials ausgeübt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lücke (6) mit mehr als zwei Schnitten der Trenneinrichtung (9) hergestellt wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bandes (1) im kontinuierlichen Gießwalzverfahren, umfassend eine Gießmaschine (2), mindestens einen Ofen (8), eine erste und eine zweite Trenneinrichtung (9, 10) für das Band (1) bzw. für die Bramme, aus der das Band (1) hergestellt wird, ein Fertig-Walzwerk (3), eine Kühlstrecke (12), eine fliegende Schere (13) und Haspeleinrichtungen (14, 15), gekennzeichnet durch ein zentrales Störmeldesystem (16), das mit den genannten Anlagenkomponenten (2, 8, 9, 10, 3, 12, 13, 14, 15) in Verbindung steht und deren Prozesszustand überwachen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Störmeldesystem (16) ausgebildet ist, um Abnormalitäten bezüglich des Masseflusses an den Anlagenkomponenten (2, 8, 9, 10, 3, 12, 14, 15) zu detektieren.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Störmeldesystem (16) ausgebildet ist, um einen Alarm auszugeben, sofern Abnormalitäten an mindestens einer Anlagenkomponente (2, 8, 9, 10, 3, 12, 14, 15) detektiert werden, die über einem vorgegebenen Toleranzrahmen liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Störmeldesystem (16) ausgebildet ist, die erste und/oder zweite Trenneinrichtung (9, 10) zu aktivieren, sobald eine Detektion von Abnormalitäten bezüglich des Masseflusses an den Anlagenkomponenten (2, 8, 9, 10, 3, 12, 14, 15) über einen vorgegebenen Toleranzrahmen hinaus erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Trenneinrichtung (9, 10) ausgebildet ist, das Band (1) bzw. die Bramme, aus dem das Band (1) hergestellt wird, an zwei in Förderrichtung (F) benachbarten Stellen trennen zu können.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Stellen in Förderrichtung (F) mindestens 200 mm beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (F) hinter der erste und/oder der zweiten Trenneinrichtung (9, 10) mindestens eine vertikal bewegliche Rolle angeordnet ist.