DE102015210865A1 - Casting-rolling plant and method for its operation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gieß-Walz-Anlage (1) zum Herstellen von Metallbändern (2), wobei das Metallband (2) die Gieß-Walz-Anlage (1) in eine Förderrichtung (F) durchläuft, umfassend: eine Gießmaschine (3) mit einer Kokille mit vertikalem Ausgang zum Erzeugen eines Gießstrangs und einer der Kokille in Förderrichtung (F) nachgelagerte Strangführung (4) zum Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, ein der Strangführung (4) in Förderrichtung (F) nachgelagertes Verbindungssystem (5), das mindestens einen Richttreiber (6) zum Ziehen des Gießstrangs aus der Strangführung (4) umfasst sowie einen Ofen (7) zum Erwärmen des Gießstrangs und ein dem Verbindungssystem (5) in Förderrichtung (F) nachgelagertes Walzwerk (8) zum Walzen des Gießstrangs zum Metallband (2). Um bei geringen Investitions- und Betriebskosten hochwertiges Metallband herstellen zu können, sieht die Erfindung vor, dass die Strangführung (4) ein einziges oder zwei Rollensegmente aufweist, wobei deren zur Strangführung vorgesehene Rollen frei sind von einem Antrieb. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage.The invention relates to a casting-rolling plant (1) for producing metal strips (2), wherein the metal strip (2) passes through the casting-rolling plant (1) in a conveying direction (F), comprising: a casting machine (3) with a mold with a vertical outlet for producing a cast strand and a mold downstream of the mold in the conveying direction (F) for deflecting the cast strand from the vertical to the horizontal, one of the strand guide (4) in the conveying direction (F) downstream connection system (5 ) comprising at least one straightening driver (6) for drawing the casting strand from the strand guide (4) and a furnace (7) for heating the casting strand and a rolling mill (8) downstream of the joining system (5) in the conveying direction (F) for rolling the casting mill Casting strand to the metal strip (2). In order to be able to produce high-quality metal strip at low investment and operating costs, the invention provides that the strand guide (4) has a single or two roller segments, wherein their rollers provided for strand guide are free of a drive. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a casting-rolling plant.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gieß-Walz-Anlage für kleine Jahresproduktionen zum Herstellen von Metallbändern, wobei das Metallband die Gieß-Walz-Anlage in eine Förderrichtung durchläuft, umfassend eine Gießmaschine mit einer Kokille mit vertikalem Ausgang zum Erzeugen eines Gießstrangs und einer der Kokille in Förderrichtung nachgelagerte Strangführung zum Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, ein der Strangführung in Förderrichtung nachgelagertes Verbindungssystem, das mindestens einen Richttreiber zum Ziehen des Gießstrangs aus der Strangführung und eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Schere, umfasst sowie einen Ofen zum Erwärmen des Gießstrangs und ein dem Verbindungssystem in Förderrichtung nachgelagertes Walzwerk zum Walzen des Gießstrangs zum Metallband. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage.The invention relates to a casting-rolling plant for small-scale annual production of metal strips, wherein the metal strip passes through the casting-rolling plant in a conveying direction, comprising a casting machine with a vertical outlet mold for producing a cast strand and one of the mold in the conveying direction downstream strand guide for deflecting the casting strand from the vertical to the horizontal, one of the strand guide in the conveying direction downstream connection system comprising at least one straightening device for pulling the casting strand from the strand guide and a separator, in particular scissors, and a furnace for heating the casting strand and a downstream of the connection system in the conveying direction rolling mill for rolling the casting strand to the metal strip. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a casting-rolling plant.
Eine Gieß-Walz-Anlage der gattungsgemäßen Art ist aus der
Sogenannte CSP-Anlagen werden in üblichen Ausführungsformen als Vertical Solid Bending (VSB) – Anlagen oder als Vertical Liquid Bending (VLB) – Anlagen gebaut und betrieben. Solche Anlagentypen sind für Produktionen von über 1 Millionen Tonnen pro Jahr ausgelegt. So-called CSP plants are built and operated in conventional embodiments as Vertical Solid Bending (VSB) plants or as Vertical Liquid Bending (VLB) plants. Such plant types are designed for productions of more than 1 million tons per year.
Insbesondere für kleine Jahresproduktion von unter 800.000 Tonnen sind bei einer Abmessung von beispielsweise 1300 mm × 45 mm spezielle Maßnahmen nötig, um mit möglichst geringem Investitionsaufwand und geringen Betriebskosten ein qualitativ hochwertiges Band herzustellen.Especially for small annual production of less than 800,000 tons, special measures are necessary with a dimension of, for example, 1300 mm × 45 mm in order to produce a high-quality strip with the lowest possible capital expenditure and low operating costs.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gieß-Walz-Vorrichtung so fortzubilden, dass die Funktionalität der Anlage erhöht werden kann, wobei es insbesondere möglich werden soll, bei geringen Investitions- und Betriebskosten hochwertiges Metallband herzustellen. The invention is therefore the object of a generic casting-rolling apparatus so educate that the functionality of the system can be increased, and it should be possible in particular to produce high-quality metal strip at low investment and operating costs.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung ein einziges oder zwei Rollensegmente aufweist, wobei deren zur Strangführung vorgesehene Rollen frei sind von einem Antrieb.The solution of this object by the invention is characterized in that the strand guide has a single or two roller segments, wherein the rollers provided for strand guidance are free of a drive.
Dabei ist das Verbindungssystem zwischen Stahl- und Walzwerk insbesondere so ausgestaltet, dass der Strang am Ofeneinlauf eine für den anschließenden Walzbetrieb genügend hohe Durchschnittstemperatur hat. Hierdurch muss der Ofen im normalen Gießbetrieb den Strang für das anschließende Walzwerk nicht mehr oder nur bei außerordentlichem Bedarf aufheizen.In this case, the connection system between steel mill and rolling mill is designed in particular such that the strand at the kiln inlet has a sufficiently high average temperature for the subsequent rolling operation. As a result, the furnace in normal casting operation no longer needs to heat the strand for the subsequent rolling mill or only in exceptional need.
Bei Vorhandensein zweier Rollensegmente in der Strangführung sind diese bevorzugt im wesentlichen baugleich ausgebildet.In the presence of two roller segments in the strand guide these are preferably formed substantially identical.
Die Strangführung ist dabei bevorzugt ausgebildet, den Gießstrang so zu biegen, dass er einen minimalen Krümmungsradius von 2.100 mm aufweist.The strand guide is preferably designed to bend the cast strand so that it has a minimum radius of curvature of 2100 mm.
Die Strangführung weist bevorzugt zumindest abschnittsweise die Form einer Klothoide auf. The strand guide preferably has the shape of a clothoid, at least in sections.
Die Kokille ist bevorzugt senkrecht oder als gebogene Kokille ausgebildet. The mold is preferably formed vertically or as a curved mold.
Die Länge der Kokille beträgt bevorzugt maximal 1.100 mm, besonders bevorzugt zwischen 900 mm und 1.000 mm.The length of the mold is preferably at most 1100 mm, more preferably between 900 mm and 1000 mm.
Die Höhe der Strangführung ohne Kokille weist dabei bevorzugt eine maximale Höhe von 3 m auf. Somit ist die wesentlich niedriger als vorbekannte vergleichbare Anlagen.The height of the strand guide without mold preferably has a maximum height of 3 m. Thus, the much lower than previously known comparable facilities.
Das Verbindungssystem weist bevorzugt eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Schere, auf, die zwischen Richttreiber und Ofen angeordnet ist. Die Richteinheit und die Schere werden konstruktiv als „Richtschere“ zusammen gebaut.The connection system preferably has a separating device, in particular a pair of scissors, which is arranged between the directional driver and the oven. The straightening unit and the scissors are constructed constructively as "straightening shears".
Da der Ofen den Strang im normalen Gießbetrieb nicht aufheizen muss, kann er sehr kurz gebaut sei (kleiner als 100 m). Er muss mindestens so lang sein, dass eine Bramme ganz hinein passt und die Bramme von der Gieß- auf die Walzgeschwindigkeit beschleunigt werden kann (Ofenlänge = Brammenlänge + Beschleunigungslänge).Since the furnace does not have to heat the strand in the normal casting operation, it can be built very short (less than 100 m). It must be at least as long that a slab fits right in and the Slab can be accelerated from the casting to the rolling speed (furnace length = slab length + acceleration length).
Der Ofen weist daher mit Vorteil eine minimierte Länge auf. Die Länge setzt sich zusammen aus der Brammenlänge, der Beschleunigungslänge und der zusätzlichen Heizlänge zur Kompensation der Wärmeverluste. The oven therefore advantageously has a minimized length. The length consists of the slab length, the acceleration length and the additional heating length to compensate for the heat losses.
Das Verbindungssystem weist ferner eine Kaltstrangausfördereinheit, bevorzugt eine Kaltstrang-Wippe, mit integrierter Isolierung auf.The connection system furthermore has a cold-string delivery unit, preferably a cold-rod rocker, with integrated insulation.
Die Strangführung endet bevorzugt vor dem Tangentenpunkt; dies ist bei geringen Produktionen bevorzugt, um einen minimalen Energiebedarf zu erhalten. The strand guide preferably ends before the tangent point; this is preferred for low production to obtain a minimum energy requirement.
Die Strangführung kann auch im oder hinter dem Tangentenpunkt enden. Dies ist bei höheren Produktionen vorteilhaft.The strand guidance can also end in or behind the tangent point. This is advantageous in higher productions.
Die Richt- und Treibereinheit weist bevorzugt angetriebene Rollen auf der Oberseite und der Unterseite der Bramme auf. Dies ist wegen der Verdopplung der Abzugskräfte vorteilhaft.The straightening and driving unit preferably has driven rollers on the top and bottom of the slab. This is advantageous because of the doubling of the withdrawal forces.
Der Ofen ist bevorzugt kürzer ist als 100 m. Der Ofen weist gemäß einer Ausführungsform mindestens ein induktives Heizelement auf. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass dem Ofen mindestens eine Wärmehaube in Förderrichtung vor- oder nachgeordnet ist. The oven is preferably shorter than 100 m. The furnace has, according to one embodiment, at least one inductive heating element. Furthermore, it can be provided that the furnace at least one heat hood upstream or downstream in the conveying direction.
Die Erwärmungseinheit ist somit speziell auf die Erfordernisse der kurzen Gießmaschine angepasst. Sie besteht bevorzugt aus einem kurzem Ofen (kleiner als 100 m, z. B. auch 60 m bei Bandlängen von 50 m) oder alternativ aus einer induktiven Erwärmung mit einer anschließenden passiven Wärmehaube.The heating unit is thus specially adapted to the requirements of the short casting machine. It preferably consists of a short furnace (less than 100 m, for example also 60 m with a band length of 50 m) or, alternatively, an inductive heating with a subsequent passive heat hood.
Der Kaltstrang kann zwischen Trennvorrichtung und Ofen nach oben hin wegbefördert werden. Im Gießbetrieb ist dieser Raum durch eine verschiebbare Wärmehaube gegen Wärmeverlust geschützt. Zur Ausförderung des Kaltstranges wird diese Wärmehaube über den anschließenden Ofen geschoben.The cold strand can be carried away between separator and oven upwards. In casting this room is protected by a sliding heat hood against heat loss. For discharging the cold strand this heat hood is pushed over the adjoining oven.
Das Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass der in der Gießmaschine gegossene Gießstrang ohne weitere Erwärmung im Ofen dem Walzwerk zugeführt und in diesem gewalzt wird.The method for operating such a casting-rolling plant is carried out according to the invention in that the casting strand cast in the casting machine is fed into the rolling mill without further heating in the furnace and rolled therein.
Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass der gegossene Gießstrang in der Strangführung so abgekühlt wird, dass er beim Erreichen des Richttreibers vollständig durcherstarrt ist.Here, it is preferably provided that the cast casting strand is cooled in the strand guide so that it is completely solidified when reaching the straightening driver.
Bevorzugt wird der gegossene Gießstrang in der Strangführung so abgekühlt, dass er 500 mm bis 10 mm (Zielintervall) in Förderrichtung vor der letzten Rolle der Strangführung vollständig durcherstarrt ist. Diese Vorgehensweise ist bezüglich geringen Investitions- und Betriebskosten besonders vorteilhaft. Preferably, the cast casting strand is cooled in the strand guide so that it is completely solidified 500 mm to 10 mm (target interval) in the conveying direction before the last roll of the strand guide. This approach is particularly advantageous in terms of low investment and operating costs.
Der Erstarrungsanteil FS (= Fraction Solid = Festanteil) an der Enderstarrung liegt dabei bevorzugt im Bereich von FS = 0.9 bis FS = 1.0, bevorzugt genau bei FS = 1.0.The solidification fraction FS (= fraction solid) at the final solidification is preferably in the range of FS = 0.9 to FS = 1.0, preferably exactly at FS = 1.0.
Die Sumpfspitze wird somit gezielt in das Zielintervall gelegt, was durch Regelung der Gießgeschwindigkeit und/oder der Kühlvolumenströme erfolgt.The sump tip is thus selectively placed in the target interval, which is done by controlling the casting speed and / or the cooling volume flows.
Die Segmente der Strangführung können gewechselt werden, um den Krümmungsradius zu vergrößern, was für rissempfindliche Stähle oder größere Dicken vorteilhaft ist. Somit ist eine einfache Erweiterung der Micro-CSP-Anlage auf hochwertigere Stähle oder höhere Produktionen möglich.The segments of the strand guide can be changed to increase the radius of curvature, which is advantageous for crack-sensitive steels or larger thicknesses. Thus, a simple extension of the Micro-CSP system on higher quality steels or higher production is possible.
Die Ofeneinlauftemperatur ist dabei bevorzugt größer als 1.050 °C. Durch die kurze Gießmaschine und die kompakte Bauweise des Verbindungssystems ist bei dieser Ofeneinlauftemperatur der Strang optimal vorbereitet, so dass er im Ofen für das anschließende Walzwerk nicht weiter aufgeheizt werden muss.The oven inlet temperature is preferably greater than 1050 ° C. Due to the short casting machine and the compact design of the connection system, the strand is optimally prepared at this furnace inlet temperature so that it does not have to be further heated in the furnace for the subsequent rolling mill.
Bevorzugt werden Kohlenstoffstähle mit niedrigen und mittleren Kohlenstoffgehalten verarbeitet. Die Abmessungen betragen dabei bevorzugt zwischen 40 und 60 mm, vorzugsweise zwischen 45 und 55 mm; aber auch andere Stähle mit vergleichbaren Abmessungen werden bevorzugt verarbeitet. Carbon steels with low and average carbon contents are preferably processed. The dimensions are preferably between 40 and 60 mm, preferably between 45 and 55 mm; but also other steels with comparable dimensions are preferably processed.
Die Erfindung betrifft insofern die Verknüpfung eines Stahlwerks mit einem Walzwerk durch eine kleine Gießmaschine (Mikro-Gießmaschine) und ein Verbindungssystem. The invention thus relates to the linking of a steelworks with a rolling mill by a small casting machine (micro-casting machine) and a connection system.
Die kompakte Bauform der Gießmaschine mit dem Verbindungssystem realisiert einen niedrigen Investitionsaufwand mit geringen Betriebskosten. Dies wird durch Komponenten mit geringen Abmessungen und kurzen Abständen erreicht. Zusätzlich ist für kostengünstige Produktionsbedingungen eine hohe Austrittstemperatur des gegossenen Strangs am Ende der Gießmaschine erforderlich. Durch die erfindungsgemäße kompakte Bauweise geht wenig Energie verloren, so dass im nachfolgenden Ofensystem nur bei besonderen Produktionsbedingungen Energie zugeführt werden muss. The compact design of the casting machine with the connection system realizes a low capital expenditure with low operating costs. This is achieved through components of small dimensions and short distances. Additionally, for low cost production conditions, a high exit temperature of the cast strand is required at the end of the caster. Due to the compact design according to the invention, little energy is lost, so that energy must be supplied in the subsequent furnace system only in special production conditions.
Dabei sollen hauptsächlich Kohlenstoffstähle mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt mit Auslaufdicken aus der Strangführung der Gießanlage von 40 bis 60 mm, vorzugsweise 45 bis 55 mm, gegossen werden, aber auch andere Stähle mit vergleichbaren Abmessungen.Here are mainly carbon steels with low and medium carbon content with outlet thicknesses of the strand guide the casting of 40 to 60 mm, preferably 45 to 55 mm, cast, but also other steels with comparable dimensions.
Demgemäß sieht die Erfindung eine Verknüpfung zwischen Stahlwerk und Walzwerk durch die Einbindung einer geeigneten Gießmaschine mit Verbindungssystem als Schlüsselkomponenten vor. Die Verknüpfung sieht die wesentlichen Komponenten Pfannendrehturm, Verteiler, Gießmaschine mit Kokille, Richttreibereinheit, Schere, Kaltstrangausfördersystem und Ofensysteme vor. Schlüsselkomponente ist eine Gießmaschine mit kurzer Strangführung und geringem Abstand zum Ofen.Accordingly, the invention provides a link between steel mill and rolling mill by the inclusion of a suitable casting machine with connection system as key components. The link provides the essential components ladle turret, distributor, casting machine with mold, straightening unit, shears, Kaltstrangausfördersystem and furnace systems. Key component is a casting machine with short strand guide and a small distance to the furnace.
Namentlich werden dabei vorliegend die Komponenten hinter der Gießmaschine – wie Richttreibereinheit, Schere, Kaltstrangausfördersystem und Ofensysteme – als Verbindungssystem angesprochen.In particular, in the present case, the components behind the caster - such as straightening unit, scissors, Kaltstrangausfördersystem and furnace systems - are addressed as a connection system.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In the drawings, embodiments of the invention are shown.
In
Die Anlage
Eingetragen ist in
Wesentlich ist, dass die Strangführung
Durch die angestrebte geringe (Jahres)Produktion können Pfannen mit geringerem Volumen und somit kompakte Pfannendrehtürme und Verteiler eingesetzt werden. Durch die geringen Pfannengrößen kann ein starrer Pfannendrehturm eingesetzt werden.Due to the low (year) production aspired, pans with smaller volumes and therefore compact ladle turrets and distributors can be used. Due to the small pan sizes, a rigid ladle turret can be used.
Alternativ hierzu ist ein Pfannentransport über Pfannenwagen möglich; eine weitere alternative Möglichkeit besteht durch feste, vorzugsweise zwei, Abstellplätze für die Pfannen sowie in einem Transport mittels eines Stahlwerkskrans. Alternatively, a pan transport via ladle is possible; Another alternative possibility consists of fixed, preferably two, parking spaces for the pans and in a transport by means of a steelwork crane.
Betreffend die Kokille
Für die Gießmaschine in Kompaktbauweise können verkürzte Trichterkokillen zum Einsatz kommen, deren Länge zwischen 900 und 1.100 mm liegt, je nach bevorzugter Gießgeschwindigkeit. Gegebenenfalls kann die Kokille noch kürzer gebaut werden. So werden gleichzeitig Investitions- und Betriebskosten gespart.For the casting machine in compact design shortened funnel coasters can be used, whose length is between 900 and 1100 mm, depending on the preferred casting speed. If necessary, the mold can be built even shorter. This saves investment and operating costs at the same time.
Betreffend die Strangführung
Um Investitionsaufwand und Betriebskosten besonders niedrig zu halten, muss die Durchschnittstemperatur des Stranges am Ende der Strangführung möglichst hoch sein. Dies wird erreicht durch einen möglichst geringen Abstand der Enderstarrungsposition zur letzten Rolle der Strangführung sowie durch ein möglichst ausgeglichenes Temperaturprofil im Strang.In order to keep capital expenditure and operating costs particularly low, the average temperature of the strand at the end of the strand guide must be as high as possible. This is achieved by the smallest possible distance of Enderstarrungsposition to the last role of the strand guide and by the most balanced temperature profile in the strand.
Aufgrund der Abhängigkeit von unterschiedlichen Produktionskampagnen, wegen schwankender Prozessparameter wie Gießtemperatur, Kühlvolumenströme, radialen Rollenabständen (= Maulweiten) und Gießgeschwindigkeiten aber auch wegen Analyseschwankungen wird eine gleichbleibende Position der Durcherstarrung verhindert. Daher ist eine Enderstarrung im Bereich 10 mm bis 500 mm, dem Zielintervall, vor der letzten Rolle der Strangführung anzustreben. Der Bereich der Enderstarrung wird mit einem Erstarrungsanteil von FS = 0.9 bis 1.0, im Idealfall FS = 1.0, definiert.Due to the dependence on different production campaigns, because of fluctuating process parameters such as casting temperature, cooling flow rates, radial roll distances (= jaw widths) and casting speeds but also due to analysis fluctuations, a consistent position of solidification is prevented. Therefore, a final solidification in the range of 10 mm to 500 mm, the target interval, should be aimed at before the last roll of the strand guide. The area of final solidification is defined with a solidification fraction of FS = 0.9 to 1.0, ideally FS = 1.0.
Da die Ofeneinlauftemperatur bei kürzeren Sumpflängen stark sinkt (siehe die Ausführungen unten zum Ofen), muss die Sumpfspitze im vorgegebenen Zielintervall liegen, um die Ofenlänge kurz zu halten. Dies wird durch eine Regelung der Gießgeschwindigkeit und/oder der Kühlvolumenströme erreicht.Since the kiln inlet temperature drops sharply with shorter swamp lengths (see the comments below on the kiln), the swamp tip must be within the specified target interval in order to keep the kiln length short. This is achieved by regulating the casting speed and / or the cooling volume flows.
Die Bauform der Trichterkokille – senkrecht oder gekrümmt – hat Einfluss auf die Gestaltung des oberen Teils der Strangführung. The design of the hopper mold - vertical or curved - has an influence on the design of the upper part of the strand guide.
Mögliche Bauformen der Kokille sind die senkrechte Kokille, d. h. die Strangführung beginnt senkrecht oder mit großem Krümmungsradius (Klothoide). Weiterhin möglich ist eine gebogene Kokille, d. h. die Strangführung hat einen gleichen Krümmungsradius oder einen abnehmenden Krümmungsradius.Possible designs of the mold are the vertical mold, d. H. the strand guide begins perpendicular or with a large radius of curvature (clothoids). Furthermore possible is a bent mold, d. H. the strand guide has a same radius of curvature or a decreasing radius of curvature.
Der Krümmungsradius der Strangführung wird ausgehend vom am Kokillenauslauf vorliegenden Radius vorzugsweise bis zum minimalsten Krümmungsradius (siehe
Die Verwendung des minimalsten Krümmungsradius innerhalb der Strangführung führt zu einer minimierten Bauhöhe. Zusätzlich ergeben sich daraus eine kurze Strangführungslänge und damit ein geringer Abstand zu den Richttreibern. The use of the minimum radius of curvature within the strand guide leads to a minimized height. In addition, this results in a short strand guide length and thus a small distance to the straightening drivers.
Der minimalste Krümmungsradius in der Strangführung ist abhängig vom Werkstoff und der Strangdicke. Er ist abhängig von der maximal zulässigen Dehnung der Außenfaser des gekrümmten Stranges. Hierzu wird auf die Darstellung in
Analog dazu können für größere Krümmungsradien in der Strangführung größere Strangdicken vergossen werden.Similarly, larger strand thicknesses can be cast for larger radii of curvature in the strand guide.
Dabei gilt, dass die Bauformen der Strangführung durch die Produktion bzw. Gießgeschwindigkeit, die größte zu vergießende Strangdicke und den zu vergießenden Werkstoff bestimmt wird.In this case, the design of the strand guide is determined by the production or casting speed, the largest strand thickness to be cast and the material to be cast.
Bei niedriger Produktion (z. B. 500.000 Tonnen pro Jahr) endet die Strangführung
Bei höherer Produktion (z. B. 800.000 Tonnen pro Jahr) endet die Strangführung
Für kleine Bauformen bietet es sich an, die Strangführung
Antriebe innerhalb der Strangführung sind nicht unbedingt erforderlich, da das Ausziehen des Strangs
Für kleinere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine geringere Strangführungslänge erforderlich.For smaller productions or casting speeds, a lower strand guide length is required.
Für mittlere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine etwas längere Strangführungslänge erforderlich.For medium production or casting speeds, a slightly longer strand guide length is required.
Für höhere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine längere Strangführungslänge erforderlich.For higher production or casting speeds, a longer strand guide length is required.
In
Um möglichst wenig Temperatur durch Strahlung zu verlieren, muss der Abstand zwischen letzter gestützter Rolle und der Richteinheit möglichst gering sein. Kostenreduzierend ist, dass die Strangführung
Zur Erweiterung der Produktpalette und zur Produktionserhöhung sei folgendes bemerkt: Soll die Produktionspalette einer bestehenden Mikro-CSP-Anlage für Low und Medium Carbon auf einfache Art auf rissempfindliche Stähle oder größere Dicken (was einer größeren Produktion entspricht) erweitert werden, so muss der minimale Krümmungsradius durch einen Austausch der Segmente vergrößert werden.To expand the product range and increase production, the following should be noted: If the production range of an existing micro-CSP plant for low and medium carbon is to be easily extended to crack-sensitive steels or larger thicknesses (which corresponds to a larger production), the minimum radius of curvature must be increased be increased by exchanging the segments.
Dies sei an folgendem Beispiel illustriert:
Bei der maximal möglichen Dehnung wird für eine Dicke von 40 mm ein Krümmungsradius von 2.100 mm angestrebt. Es ergibt sich:
At the maximum possible elongation, a radius of curvature of 2,100 mm is desired for a thickness of 40 mm. It follows:
Demgemäß wird bei gleicher Dehnung für rissempfindliche Stähle mit 45 mm Dicke ein minimaler Krümmungsradius von 2.400 mm benötigt. Accordingly, a minimum radius of curvature of 2400 mm is required for the same elongation for crack-sensitive steels of 45 mm thickness.
Mit vorgegebener Anlagenhöhe und Position der Richttreiber ist die Strangführung auszulegen. Dies kann erreicht werden mit Hilfe einer schon gekrümmten Trichterkokille und einer modifizierten Strangführung. The strand guide must be designed with the specified system height and the position of the straightening driver. This can be achieved with the help of an already curved hopper mold and a modified strand guide.
Der Richttreiber
Zur weiteren generellen Kostenreduzierung und zur Erzielung schnellerer Segmentwechselzeiten können die Richt- und Treibereinheit und die Segmente vorzugsweise getrennt voneinander gewechselt werden, so dass die Richt- und Treibereinheit beim Segmentwechsel nicht mit gewechselt werden muss. For further general cost reduction and to achieve faster segment switching times, the straightening and driving unit and the segments can preferably be changed separately, so that the straightening and driving unit does not have to be changed with the segment change.
Die Richt- und Treibereinheit
Um den Abstand zwischen der Richteinheit und der Schere zu verkürzen, können Richttreiber und Schere als kompakte Baueinheit
Liegt die Kaltstrang-Ein- und -Ausfädelzone zwischen Richttreiber
Im Bereich der Zwischenräume der Anlagenkomponenten werden Energieverluste durch den Einbau von Isolierungen und Strahlungsschutzkomponenten verringert. Die Schere
Die vorgeschlagene Anlage weist weiterhin eine Kaltstrangausfördereinheit, bevorzugt eine Kaltstrang-Wippe
Die Kaltstrang-Einfädeleinheit kann sich zwischen Richtreibereinheit
Falls der Kaltstrang nach der Schere
In einer möglichen Ausführungsform kann der Kaltstrang über eine Wippe
In einer alternativen Ausführungsform (s. hierzu
Für sämtliche Transportrollen zwischen Gießmaschine und Ofeneinlauf können nicht gekühlte Rollen verwendet werden, vorzugsweise Ofenrollen. Sie entziehen der Strangunterseite weniger Energie beim Rollenkontakt.For all transport rollers between the casting machine and the kiln inlet, non-cooled rolls can be used, preferably furnace rolls. They remove less energy from the strand underside during roller contact.
Das Ofensystem kann mit fossilen Brennstoffen oder elektrisch, insbesondere induktiv, beheizt werden. Es sind auch Kombinationen aus beiden Varianten möglich. Alternativ kann auch eine induktive Erwärmung mit anschließender passiver Wärmehaube zum Ausgleich des Temperaturprofils eingesetzt werden, bzw. nur eine passive Wärmehaube. The furnace system can be heated with fossil fuels or electrically, in particular inductively. There are also combinations of both variants possible. Alternatively, an inductive heating with subsequent passive heat hood can be used to compensate for the temperature profile, or only a passive heat hood.
Der Ofen muss mindestens so lang sein, dass eine Bramme ganz hinein passt und sie anschließend noch von der einlaufenden Gießgeschwindigkeit, vorzugsweise 4 bis 5 m/min, auf die benötigte Walzgeschwindigkeit (ca. 18 m/min) beschleunigt werden kann. Bei einer Brammenlänge von ca. 50 m reicht hierzu ein 60 m langer Ofen aus. The furnace must be at least long enough for a slab to fit all the way in and then be accelerated to the required rolling speed (about 18 m / min) from the incoming casting speed, preferably 4 to 5 m / min. For a slab length of approx. 50 m, a 60 m long stove is sufficient.
Es gilt: Die Beschleunigungslänge ist die Länge, um die Bramme von der Gießauf die Walzgeschwindigkeit zu beschleunigen.The following applies: The acceleration length is the length in order to accelerate the slab from the casting to the rolling speed.
Für die Ofenlänge gilt: Die minimale Ofenlänge ist die Brammenlänge plus die Beschleunigungslänge.For the furnace length, the following applies: The minimum furnace length is the slab length plus the acceleration length.
Um Walzenwechselzeiten auszugleichen, muss diese minimale Ofenlänge eventuelle verlängert werden (siehe unten zum Thema Walzenwechselzeiten).To compensate for roll change times, this minimum furnace length may need to be extended (see below for roll change times).
Nur wenn die Ofeneinlauftemperatur unterhalb der minimal zulässigen Walztemperatur liegt, muss der Ofen die Bramme aktiv auf diese Temperatur aufheizen.Only if the furnace inlet temperature is below the minimum allowable rolling temperature, the furnace must actively heat the slab to this temperature.
Hierzu sei folgendes Beispiel gegeben:
Zum Aufheizen einer 1.050 °C heißen Bramme werden bei einer Ofentemperatur von 1.100 °C folgende zusätzliche Ofenlängen benötigt:
- dSumpf:
- = verkürzte Sumpflänge
- dAbstand:
- = nicht isolierte Abstand zwischen Ende Gießmaschine und Ofen
- dAbstandIso:
- = isolierte Abstand zwischen Ende Gießmaschine und Ofen
To heat a 1,050 ° C hot slab at an oven temperature of 1,100 ° C, the following additional oven lengths are required:
- d swamp :
- = shortened swamp length
- d distance :
- = not insulated distance between end of casting machine and oven
- d distanceIso :
- = isolated distance between the end of casting machine and oven
Daraus ergibt sich für die zum Aufheizen zusätzlich benötigte Ofenlänge:
Aus dieser Näherungsformel wird ersichtlich:
Der Abstand zwischen dem Ende der Gießmaschine, insbesondere dem Ende des Zielintervalls, und dem Ofeneinlauf ist möglichst gering zu halten.From this approximation formula it becomes apparent:
The distance between the end of the casting machine, in particular the end of the target interval, and the kiln inlet is to be kept as low as possible.
Die Sumpfspitze ist an das Ende der Gießmaschine (= in das Zielintervall) zu legen.The sump tip should be placed at the end of the casting machine (= in the target interval).
Zwischen dem Ende der Gießmaschine, insbesondere dem Ende des Zielintervalls, und dem Ofeneinlauf ist der Strang bzw. die Bramme durch Isolierungen oder Strahlungsschutzkomponenten gegen Energieverluste zu sichern. Between the end of the casting machine, in particular the end of the target interval, and the kiln inlet, the strand or the slab is to be protected against energy losses by means of insulation or radiation protection components.
Das führt dazu, dass der Strang bzw. die Bramme heißer in den Ofen einläuft.This causes the strand or slab to enter the furnace more hotly.
Somit kann der Ofen kürzer ausgelegt werden (niedrigere Investitionskosten).Thus, the oven can be made shorter (lower investment costs).
Im Standard-Produktionsbetrieb muss der Strang bzw. die Bramme nicht oder weniger aktiv aufgeheizt werden (niedrigere Betriebskosten).In the standard production mode, the strand or the slab does not have to be actively or less heated (lower operating costs).
Zur Bestimmung des exakten Temperaturverlaufs im Ofen können mathematischphysikalische Modelle eingesetzt werden.To determine the exact temperature curve in the furnace, mathematical-physical models can be used.
Zu den Walzenwechselzeiten sei folgendes bemerkt:
Im Walzprozess verschleißen die Walzen und müssen, je nach Produktivität und Walzenwerkstoff, z. B. alle fünf Stunden gewechselt werden. Ziel ist es, diesen Walzenwechsel ohne Gießabbruch durchzuführen, da beim erneuten Angießen die Durchbruchgefahr steigt und Aggregate vorzeitig ersetzt werden müssten. Regarding the roller change times, the following should be noted:
In the rolling process, the rollers wear and must, depending on productivity and roll material, for. B. be changed every five hours. The aim is to perform this roll change without casting break, since the risk of breakthrough increases when re-casting and units should be replaced prematurely.
Um den Walzenwechsel ohne Gießabbruch durchzuführen, muss ausreichend Zeit zwischen dem Ende des vorherigen Bandes und dem Walzen der neuen Bramme geschaffen werden. Hierzu kann zum einen das Walzen des vorherigen Bandes beschleunigt werden und zum anderen das Gießen der neuen Bramme verlangsamt werden. Hierzu wird die Gießgeschwindigkeit herunter gefahren. In order to perform the roll change without casting break, sufficient time must be created between the end of the previous strip and the rolling of the new slab. For this purpose, on the one hand, the rolling of the previous band can be accelerated and, on the other hand, the casting of the new slab can be slowed down. For this purpose, the casting speed is reduced.
Damit die Temperatur nicht zu stark absinkt, wird die Kühlung in der Gießmaschine entsprechend der Gießgeschwindigkeit reduziert. Falls die Bramme dennoch so kalt wird, dass sie im Ofen nicht mehr auf die nötigte Walztemperatur gebracht werden kann, muss sie mit der Schere gehäckselt werden. Die benötigten Walzenwechselzeiten sind ein Kriterium für die Bestimmung der benötigten Ofenlänge.So that the temperature does not drop too much, the cooling in the casting machine is reduced according to the casting speed. If the slab nevertheless becomes so cold that it can no longer be brought to the required rolling temperature in the oven, it must be chopped with scissors. The required roll change times are a criterion for determining the required furnace length.
Durch Kenntnis der benötigten Walzgeschwindigkeit, können die Gießgeschwindigkeit und die Temperatursteuerung in der Gießmaschine so optimiert werden, dass die maximal möglichen Strangtemperaturen erreicht werden. Hierdurch werden der Energiebedarf im Ofen reduziert und die Betriebskosten verringert. By knowing the required rolling speed, the casting speed and the temperature control in the casting machine can be optimized so that the maximum possible strand temperatures are achieved. This reduces the energy consumption in the oven and reduces operating costs.
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gieß-Walz-Anlage Casting and rolling plant
- 22
- Metallband / Bramme Metal band / slab
- 33
- Gießmaschine casting machine
- 44
- Strangführung strand guide
- 55
- Verbindungssystem connection system
- 66
- Richttreiber / Richt- und Treibereinheit Straightening / straightening and driving unit
- 77
- Ofen oven
- 88th
- Walzwerk rolling mill
- 99
- Trennvorrichtung (Schere) Separating device (scissors)
- 1010
- Kaltstrang-Wippe Dummy bar rocker
- 1111
- Richttreiber-Scheren-Baueinheit Straightening scissors assembly
- 1212
- Kaltstrang dummy bar
- 1313
- verschiebbare Wärmehaube movable heat hood
- FF
- Förderrichtung conveying direction
- TT
- Tangentenpunkt tangent point
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 0099076 B1 [0002] EP 0099076 B1 [0002]
- EP 2571640 B1 [0002] EP 2571640 B1 [0002]
- WO 2013/113832 A1 [0002] WO 2013/113832 A1 [0002]
- DE 102010022003 A1 [0002] DE 102010022003 A1 [0002]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HEMMERICH & KOLLEGEN, DE |
|
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |