DE202011110782U1

DE202011110782U1 - Anlage zur Herstellung von flachgewalzten Produkten

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Publication number: DE202011110782U1
Application number: DE202011110782.9U
Authority: DE
Original assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Current assignee: Danieli and C Officine Meccaniche SpA
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: BRPI1004266B1; EP2957358A1; JP2011235353A; ES2548403T3; EP3175934A1; JP5639244B2; PL2957359T3; EP3175933A1; WO2011141790A3; CN102240674A; US8087449B2; EP3175934B1; EP2957359B1; UA103143C2; PL2569104T3; RU2010122686A; CN102240674B; BRPI1004266A2; KR20110124110A; PL2957358T3

Abstract

Walzanlage zur Herstellung von Bändern mit einer Dicke im Bereich von 0,7 mm bis 20 mm für alle Stahlqualitäten, die in Form von Dünnbrammen mit einer Dicke von 30 mm bis 140 mm gegossen werden können, umfassend: – eine Stranggussvorrichtung (11); – einen Tunnelofen (15); – eine Vorstraße, mit einer Anzahl von Walzgerüsten (18a, 18b, 18c) und einer Fertigstraße mit einer Anzahl von Gerüsten (21a bis 21e; – eine Schnellheizungseinheit (20) des Induktor-Typs, dadurch gekennzeichnet, dass sie entweder im Wicklung-an-Wicklung-Modus oder in einem Halbendlos-Modus oder im Endlos-Modus betreibbar ist und dass der Endlos-Modus bei hohen Gießgeschwindigkeiten von mehr als 5,5 mm/min oder der Halbendlos-Modus oder der Wicklung-an-Wicklung-Modus bei Geschwindigkeiten von weniger als 5,5 mm/min verwendbar ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Produktionsanlage zur Herstellung von flachgewalzten Produkten wie Bändern oder Platten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Walzanlagen, die in einer Linie mit einer Stranggussmaschine angeordnet sind, die Dünnbrammen herstellt, oder „Dünnbrammengießanlagen” sind bekannt, s. 1.
Ein Beispiel einer Walzanlage, auf der die vorliegende Erfindung basiert, ist in der WO 2009/065840 beschrieben.
Die Herstellung einiger Stahlqualitäten (zum Beispiel peritektischer Stahl, Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt, Siliciumstahl, API-Stahl) unterliegt metallurgischen und qualitativen Anforderungen zur Senkung der maximalen Stranggießgeschwindigkeit, weshalb der Massenstrom unter den minimalen Wert fällt, der zum Erhalt der Temperatur von mindestens 850°C im letzten Gerüst der Fertigstraße benötigt wird, sodass ein endloser Walzvorgang für einen enormen Bereich an Dicken von 0,7 bis 4,0 mm trotz der Induktionsheizung, die an der Straße angeordnet ist, unpraktikabel wird.
Da darüber hinaus die Walzstraße unmittelbar am Ausgang der Stranggussmaschine in dem endlosen Prozess angeordnet ist, besteht keine Möglichkeit, einen Zwischenpuffer zwischen den zwei Walz- und Gießprozessen zu haben, die starr miteinander verbunden sind. Daher macht jeder noch so minimale Ausfall des Walzwerks und/oder der Bandwickelmaschinen, zum Beispiel aufgrund eines programmierten Austauschs der Walzrollen, zur Ausführung von Kontrollen aufgrund von Unfällen, plötzlichen Unterbrechungen oder geringfügigen Betriebsstörungen erforderlich, dass der Stranggussprozess und auch die Stahlwerke stromaufwärts gestoppt werden, was einen Produktionsverlust nach sich zieht.
Im Stand der Technik sind die folgenden Herstellungsprozesse bekannt.
Endlos: Der Prozess erfolgt auf kontinuierliche Weise zwischen Guss und Walzwerk. Die gegossene Bramme speist die Walzstraße direkt und kontinuierlich. Die Wicklungen werden durch kontinuierliches Walzen erzeugt. Die einzelnen Wicklungen werden mittels eines Schnittes von der Schnellschere vor den Wickelkörpern gebildet. Es sind keine Eingänge in die Walzstraße vorhanden.
Halbendlos: Der Prozess erfolgt auf diskontinuierliche Weise zwischen Guss und Walzwerk. Eine Super-Bramme, die „n” (von 2 bis 5) normalen Brammen entspricht, wird am Ausgang aus dem Gießvorgang durch den Schnitt der Pendelschere gebildet. Jeweils „n” Walzwicklungen werden aus der jeweiligen Super-Bramme hergestellt. Die einzelnen Wicklungen werden durch einen Schnitt von der Schnellschere vor den Wickelkörpern gebildet. Für jede Sequenz von „n” erzeugten Wicklungen ist ein Eingang in der Walzstraße vorhanden.
Wicklung-an-Wicklung: Der Prozess erfolgt auf diskontinuierliche Weise zwischen Gießvorgang und Walzwerk. Eine einzelne Bramme wird am Ausgang aus dem Guss durch den Schnitt der Pendelschere gebildet. Jeweils eine Wicklung wird beim Walzen aus der jeweiligen Anfangsbramme hergestellt. Für jede erzeugte Wicklung ist ein Eingang in der Walzstraße vorhanden.
Derzeit stellt die Technologie verschiedene Lösungen hauptsächlich in der Patentbibliographie und -literatur bereit, die verschiedene Typen von Anlagen und Prozessen zum Walzen von flachen Produkten bereitgestellt haben, die alle durch einen der oben zitierten Modi gekennzeichnet sind, das heißt, „endlos”, „halbendlos” oder „Wicklung-an-Wicklung”, die im Allgemeinen einzeln oder höchstens nur zwei pro Anlage betätigt werden.
Die vorhandenen Lösungen haben Vor- und Nachteile, sind jedoch nicht dazu in der Lage, die Bedürfnisse einer Anlage in großem Maße zu erfüllen, die sowohl flexibel als auch vielseitig sein muss, um auf dem Markt wettbewerbsfähig zu sein.
Bekanntermaßen bestimmt die anfängliche Gießdicke bei der gleichen Gießgeschwindigkeit die Produktivität der Anlage, die Gesamtanzahl der zu verwendenden Walzgerüste und im Falle des „endlosen” Walzprozesses das Temperaturprofil vom Ausgang des Stranggusses zum Ausgang des letzten Fertiggerüstes.
Ausgehend von bestimmten Anfangsparametern, die zum Beispiel die Ausgangsdicke des gegossenen Produkts, die Enddicke des gewalzten Produkts, die erforderliche Produktivität betreffen, ist der Zweck der vorliegenden Erfindung daher die Herstellung von Walzprofilen und jeweiligen Anordnungen von Anlagen, die alle Qualitäten von gießbarem Stahl mit der Dünnbrammentechnologie nach allen vorerwähnten drei Verfahrensmodi zusammen mit den verfügbaren Sequenzen von flüssigem Stahl stromaufwärts herstellen können, wobei sie die Unterbrechungszeiten der Walzanlage für kleinere Wartungsarbeiten, Rollenaustausch und/oder Zwischenfälle ohne Unterbrechung des Gießprozesses bewältigen können.
Der Anmelder hat die vorliegende Erfindung erfunden, entwickelt und geprüft, um diese und andere Zwecke und Vorteile zu erhalten, die in der folgenden Beschreibung ausführlicher identifiziert werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Produktionsanlage stellt gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung, für alle Qualitäten von Stahl, die mit der Dünnbrammentechnologie mit Dicken zwischen 30 und 140 mm gießbar sind, von Band oder Blech mit einer Enddicke von 0,7 mm bis 20 mm, bereit und ist insofern einzigartig, als er in der gleichen Anlage die folgenden drei Betriebsmodi integriert:

a) endlos, für Enddicken des Bandes von 0,7 mm bis 4,0 mm, für einige der Stahlqualitäten;
b) halbendlos, für Enddicken des Bandes von 0,7 mm bis 2,0 mm, für alle Stahlqualitäten;
c) Wicklung-an-Wicklung, für Enddicken des Bandes von 1,0 mm bis 20 mm, für alle Stahlqualitäten.

Vorteilhafterweise stellt der Prozess die Möglichkeit des automatischen Übergangs von einem Modus in den anderen bereit, wobei der für die jeweilige Gelegenheit am meisten geeignete verwendet wird.
Die Wahl des am meisten geeigneten Betriebsmodus wird unter Berücksichtigung der gesamten Mischung getroffen, die in der spezifischen Walzkampagne (Zeitraum zwischen 2 Walzrollenaustäuschen) zur Minimierung von Produktionskosten, das heißt, der Umwandlungskosten zuzüglich der Kosten, die sich aus der geringeren Ausbeute/Qualität des Endprodukts ableiten, hergestellt werden sollen.
Genauer wird die Wahl des Betriebs in einem der drei oben beschriebenen Betriebsmodi wie folgt getroffen:

– im Hinblick auf die Qualität des herzustellenden Stahls;
– zum Erhalt von verschiedenen Klassen von Enddicken des Bandes, zur Optimierung des Produktionsprozesses;
– zur Optimierung der Geschwindigkeit, Walzentemperaturen und des relativen Energieverbrauchs;
– zur Anpassung der Gießgeschwindigkeiten an die verfügbare Produktion von flüssigem Stahl, um die Gießsequenzen nicht zu unterbrechen.

Gemäß der Erfindung kann daher bei jeder Gelegenheit der Betriebsmodus ausgewählt werden, der am meisten geeignet ist, um Produktionskosten zu minimieren und Energieeinsparungen, Ausbeute und den Nutzungsfaktor der Anlage zu optimieren.
Vorteilhafterweise wird der Endlos-Modus für alle Stahlqualitäten verwendet, die bei hohen Geschwindigkeiten, im Allgemeinen mehr als 5,5 m/min, zum Beispiel bei 6 oder 7 m/min gegossen werden können.
Solche Stähle sind nachstehend aufgeführt:

– IF (Interstitial Free, mit geringem interstitiellem Gehalt);
– ULC (Ultra Low Carbon, ultraniedriger Kohlenstoffgehalt);
– mit niedrigem Kohlenstoffgehalt;
– HSLA mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, einschließlich API X 50–80;
– mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (Strukturstahl);
– HSLA mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (Platten, Rohre, Schiffsbau, Druckbehälter);
– mit hohem Kohlenstoffgehalt;
– wetterbeständig (Corten);
– Dualphase;

Der Halbendlos- oder Wicklung-an-Wicklung-Modus wird verwendet, um diejenigen Stahlqualitäten herzustellen, die bei Geschwindigkeiten von weniger als 5,5 m/min, zum Beispiel bei 4 m/min oder weniger gegossen werden müssen.
Solche Stähle sind nachstehend aufgeführt:

– Peritektische Klassen (0,08 < C% < 0,15);
– API X 70–80;
– Siliciumstahl;
– mit hohem Kohlenstoffgehalt (C% > 0,45%);

Um dies zu erzielen, umfasst eine Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen fünf Hauptelemente, die in der nachstehend angegebenen Abfolge angeordnet sind:

– eine Stranggussvorrichtung;
– einen Tunnelofen für eine mögliche Heizung und zum Wärmehalten/Ausgleich, der den Strangguss mit dem Walzwerk verbindet;
– eine Vorstraße, die von 1 bis 4 Walzgerüsten umfasst;
– eine Schnellheizungseinheit mit Elementen, die selektiv aktiviert und von der Linie entfernt werden können;
– eine Fertigstraße, die von 3 bis 7 Gerüsten umfasst.

In einer Ausführungsform besteht die Schnellheizungseinheit aus einem oder mehreren Induktoren.
In einer Ausführungsform ist die Stranggussvorrichtung mit einer dynamischen „Soft Reduction” ausgestattet, um so die Druckposition der Bramme mit flüssigem Kern in Bezug auf die Gießgeschwindigkeiten und die Art des Materialgusses automatisch zu verlagern.
Gemäß der Erfindung identifizieren die Bandbreiten der gegossenen Dicke und der jeweils erhältlichen Produktivität die folgenden Prozessfamilien innerhalb der Anordnung der Anlage:

– gegossene Bramme von 30 bis 70 mm, Produktivität von 600.000 bis 2.000.000 Tonnen/Jahr;
– gegossene Bramme von 60 bis 100 mm, Produktivität von 1.000.000 bis 2.800.000 Tonnen/Jahr;
– gegossene Bramme von 80 bis 140 mm, Produktivität von 1.500.000 bis 3.500.000 Tonnen/Jahr.

Gemäß einem charakteristischen Merkmal der Erfindung weist der Tunnelofen für eine mögliche Heizung und Wärmehaltung, der zwischen der Stranggussvorrichtung und der Vorstraße angeordnet ist, eine derartige Länge auf, dass eine Menge, die beispielsweise in Gewicht ausgedrückt wird, von Dünnbrammen aufgenommen wird, die von 2 bis 5 Wicklungen entspricht, um einen halbendlosen Walzvorgang auszuführen.
Dank dieser Größen des Tunnelofens für eine mögliche Heizung und Wärmehaltung kann die Anlage gemäß der Erfindung problemlos von einer endlos funktionierenden in eine halbendlos oder Wicklung-an-Wicklung funktionierende umgewandelt werden, insbesondere wenn die Stahlqualitäten hergestellt werden sollen, die im Endlos-Modus aufgrund der niedrigen Gießgeschwindigkeiten nicht hergestellt werden können.
Daher ermöglicht der Tunnelofen, die Gießmaschine von dem Walzwerk zu lösen, wenn die Qualität des gegossenen Stahls eine Verringerung der Gießgeschwindigkeit auf Werte erforderlich macht, die den endlosen Prozess unpraktikabel machen.
Darüber hinaus ermöglicht das Potenzial des Tunnelofens zur Aufnahme von bis zu 5 Wicklungen die Gewährleistung eines Sammellagers, mit dem mögliche Unterbrechungen im Walzprozess im Wicklung-an-Wicklung-Modus bewältigt werden können, ohne dass sich dies auf den Gießvorgang auswirkt, der somit für einen bestimmten Zeitraum weiter funktionieren kann. Auf diese Weise wird die Produktivität des Stahlwerks, das die Stranggussmaschine speist, optimiert.
Gemäß einer Lösung der Erfindung ist der Tunnelofen für eine mögliche Heizung und für ein Wärmehalten konfiguriert, einen möglichen Heizschritt in seinen ersten 50 bis 60 m auszuführen, während in dem restlichen Teil nur die erreichte Temperatur aufrechterhalten wird. Insbesondere wird der Heizschritt bereitgestellt, wenn die hergestellten Stahlqualitäten eine niedrige Gießgeschwindigkeit erforderlich machen.
Gemäß einer anderen Lösung der Erfindung ist der Tunnelofen für eine mögliche Heizung und für ein Wärmehalten konfiguriert, nur die erreichte Temperatur aufrechtzuerhalten. Insbesondere wird der Schritt nur der Aufrechterhaltung immer dann ausgeführt, wenn die Gießgeschwindigkeit hoch genug ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Temperatur der Bramme, die aus dem Tunnelofen austritt, zwischen 1050°C und 1180°C, wobei dies daher im Wesentlichen die Temperatur ist, bei der die Bramme zum ersten Walzschritt in der Vorstraße gesendet wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind im Inneren des Tunnelofens für eine mögliche Heizung und für ein Wärmehalten Systeme zum Zentrieren und lateralen Führen der Bramme bereitgestellt, die insbesondere im Halbendlos- und Endlos-Modus verwendet werden.
Wie oben erwähnt, bestimmt die Länge des Tunnelofens auch die Pufferzeit, die im Wicklung-an-Wicklung-Modus während des programmierten Rollenaustauschs und/oder während der unvorhergesehenen Unterbrechungen des Walzwerks aufgrund von Blockaden oder geringfügigen Zwischenfällen erhältlich ist.
Wenn die Brammensegmente in einer Ausführungsform der Erfindung im Inneren des Tunnelofens für eine mögliche Heizung und für ein Wärmehalten für die gesamte Dauer der Unterbrechung der Linie zurückbleiben, veranlassen die Rollen des Ofens, dass sich die Brammen kontinuierlich um einige Meter vor- und zurückbewegen, um die Bildung von Zeichen und Markierungen auf der Kontaktoberfläche der Bramme zu verhindern, was zu der Endqualität des Produkts beiträgt, und so die Rollen des Ofens nicht zu beschädigen.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird in den Endteil des Tunnelofens ein mobiles Segment eingeführt, um eine zweite Gießlinie anzuschließen, die zu der ersten parallel ist. In diesem Fall können sowohl der Wicklung-an-Wicklung-Modus als auch der Halbendlos-Modus mit beiden in Betrieb befindlichen Linien betrieben werden, wohingegen der Endlos-Modus nur mit der ersten Linie ausgeführt wird, in der alle Gieß- und Walzmaschinen ausgerichtet sind.
In einer anderen Variante der Erfindung ist der Tunnel auch mit einem System zum Steuern der Traktion zwischen dem Gießen und dem ersten Walzgerüst der Vorstraße versehen, um ein optimales Management des Endlos-Walzvorgangs zu erzielen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Schnellheizungseinheit, zum Beispiel ein Induktor mit modularen Elementen, automatisch oder manuell, für einige Elemente vollständig oder nur teilweise von der Walzlinie entfernt werden.
Die Elemente des Induktors, die von der Linie entfernt werden, können durch einen Temperaturhaltungstunnel (zum Beispiel passive isolierte Hauben, die mit reflektierenden Platten ausgestattet sind) ausgetauscht werden.
In der Fertigstraße sind keine Induktoren zwischen Gerüsten bereitgestellt.
Gemäß der Erfindung ist die Schnellheizungseinheit bezüglich ihrer Heizungs- und Dimensionierparameter derart konfiguriert, dass die gegossene Bramme im Endlos- oder Halbendlos-Modus an dem letzten Walzgerüst der Fertigstraße mit einer Temperatur von nicht weniger als 830 bis 850°C ankommt.
In einer Formulierung der Erfindung wird die Heizleistung, die von der Induktoreinheit abgegeben wird, von einer Steuereinheit, in der ein Rechenprogramm die Temperaturen, die entlang des Walzwerks erkannt werden, die bereitgestellten Walzgeschwindigkeiten, die Dicke des Endprodukts und somit die erwarteten Temperaturverluste berücksichtigt, automatisch gesteuert.
Auf diese Weise wird die Heizung optimiert und ein Walzvorgang mit einer homogenen Temperatur bereits ab der ersten Wicklung erhalten.
In einer möglichen Variante der Erfindung wird eines der Gerüste, das für die Vorstraße definiert ist, stromabwärts der Gießmaschine und stromaufwärts des Tunnelofens angeordnet.
In einer anderen möglichen Variante wird der erste oder der letzte Teil des Tunnelofens durch einen Induktor ersetzt, um den Tunnel zu verkürzen.
In einer anderen Variante werden die Walzrollen der Straße durch ein Luftnebelsystem, das heißt, Luft mit zerstäubtem Wasser, gekühlt.
In diesem Fall wird ein System zum Steuern der Temperatur der Walzrollen verwendet, um das Kühlsystem an die verschiedenen Betriebsmodi anzupassen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf einige bestimmte Ausführungsformen, die als ein nicht einschränkendes Beispiel angegeben werden, mithilfe der beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 eine Gestaltung eines endlosen Prozesses gemäß dem Stand der Technik;
2 bis 4 drei verschiedene Ausführungsformen von Gestaltungen, die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung implementieren;
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINIGER BEVORUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 sind drei Gestaltungen einer Gieß-/Walzlinie 10 für flache Produkte dargestellt, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung implementiert.
Genauer ist die Gestaltung in 2 vorteilhafterweise, jedoch nicht ausschließlich für Dickenbereiche der gegossenen Brammen von 30 bis 70 mm und eine Produktivität von 600.000 bis 2.000.000 Tonnen/Jahr anwendbar.
Die bevorzugte Gestaltung in 3 ist vorteilhafterweise, jedoch nicht ausschließlich für Dickenbereiche der gegossenen Brammen von 60 bis 100 mm und eine Produktivität von 1.000.000 bis 2.800.000 Tonnen/Jahr anwendbar.
Die Gestaltung in 4 ist vorteilhafterweise, jedoch nicht ausschließlich für Dickenbereiche der gegossenen Brammen von 80 bis 140 mm und eine Produktivität von 1.500.000 bis 3.500.000 Tonnen/Jahr anwendbar.
Im Allgemeinen umfasst die Linie 10 die folgenden Bestandteile:

– eine Stranggussmaschine 11 mit einer Kokille 12;
– eine erste Entzunderungsvorrichtung 13, die Wasser verwendet;
– eine Pendelschere 14;
– einen Tunnelofen 15 mit mindestens dem vorletzten Modul 115a, das lateral beweglich ist, wie nachstehend beschrieben;
– eine Oxyacetylen-Schneidvorrichtung 16;
– eine zweite Entzunderungsvorrichtung 113, die Wasser verwendet;
– ein vertikales oder Kantenschneidergerüst 17 (optional);
– eine dritte Entzunderungsvorrichtung 213, die Wasser verwendet;
– ein Paar Vorwalzgerüste 18a, 18b;
– eine Schere 19 zum Abschneiden der vorderen und hinteren Enden der Stäbe, um ihren Eintritt in die Gerüste und Austritt aus den Gerüsten der Fertigstraße zu ermöglichen; sie kann auch im Falle eines Notschnitts verwendet werden;
– eine Schnellheizungsvorrichtung 20, die Induktion verwendet;
– eine vierte Entzunderungsvorrichtung 313, die Wasser verwendet;
– eine Fertigwalzstraße, die in diesem Fall fünf Gerüste 21a, 21b, 21c, 21d und 21e umfasst;
– Laminarkühlungsduschen 22;
– ein Paar Wickelkörpern, d. h. ein erster 24a und ein zweiter 24b und
– eine „fliegende” Hochgeschwindigkeitsschere 23 zum Zuschneiden des Bandes auf eine Größe, die beim endlosen oder halbendlosen Walzen verwendet wird, um das Band, das durch die Wickelkörper eingespannt ist, in Wicklungen des gewünschten Gewichts aufzuteilen; und
– ein Paar eines ersten 24a bzw. zweiten 24b Wickelkörpers.

Die Kokille 12 kann für Dicken von 30 mm bis 100–110 mm vom Durchgangs-Konkavitätstyp sein oder für Dicken von 110 mm bis 140 mm vom Typ mit flachen und parallelen Flächen sein.
Unmittelbar stromabwärts des Gusses ist die Pendelschere 14 zum Schneiden der Brammen auf eine Länge (im Wicklung-an-Wicklung- und Halbendlos-Modus) angeordnet, nachdem diese von der ersten Entzunderungsvorrichtung 13 einer Entzunderung unterzogen wurden.
Genauer schneidet die Pendelschere 14 im Wicklung-an-Wicklung-Funktionsmodus Brammensegmente auf eine Länge, sodass eine Wicklung eines gewünschten Gewichts, zum Beispiel 25 Tonnen erhalten wird.
Im Gegensatz dazu schneidet die Pendelschere 14 im Halbendlos-Funktionsmodus Brammensegmente auf die 2- bis 5-fache Länge des Wicklung-an-Wicklung-Modus.
Im Halbendlos-Funktionsmodus führt die Pendelschere 14 unter normalen Arbeitsbedingungen keine Scherung an der Bramme aus, die aus dem Guss ankommt.
Die Brammensegmente im Halbendlos- oder Wicklung-an-Wicklung-Funktionsmodus oder die kontinuierliche Bramme im Endlos-Modus werden in den Tunnelofen 15 eingeführt, um die Temperatur wiederherzustellen oder aufrechtzuerhalten.
Das vorletzte Modul 115a des Tunnelofens 15 ist in diesem Fall vom lateral beweglichen Typ mit der Funktion eines Pendels, um die Nutzung einer zweiten Gießlinie, die die gleiche Walzstraße benutzt, parallel zu der ersten zu ermöglichen. Das Modul 115a kann möglicherweise auch zur vorübergehenden Aufnahme mehrerer Brammensegmente in einer Position außerhalb der Linie dienen, zum Beispiel im Falle von Blockaden, Rollenersatz, Wartung usw.
Das letzte Modul 115b des Tunnelofens 15 kann im Gegensatz dazu im Falle einer Unterbrechung der Linie aus den gleichen Gründen wie oben eine Parkfunktion haben.
Am Ausgang aus dem Tunnelofen 15 kann stromabwärts der zweiten Entzunderungsvorrichtung 113 und stromaufwärts der Vorstraße 18a, 18b ein Kantenschneidergerüst 17 vorhanden sein, dessen Funktion es ist, die konische Länge der Bramme, die während der Veränderung der Breite entlang der Kokille erzeugt wird, lateral zu linearisieren.
Der Kantenschneidvorgang verbessert die Qualität der Kanten des Endprodukts und erhöht die Ausbeute.
Die Walzstraße, die in 1 in der Linie 10 dargestellt ist, umfasst zwei Vorgerüste, die durch die Zahlen 18a und 18b angegeben sind, und fünf Fertiggerüste, die durch die Zahlen 21a, 21b, 21c, 21d und 21e angegeben sind.
Zwischen den Vorgerüsten und den Fertiggerüsten ist eine Schnellheizungsvorrichtung, in diesem Fall ein Induktionsofen 20 angeordnet, dessen Funktion es ist, die Temperatur der Bramme in Übereinstimmung mit ihrer Ausgangsdicke, Enddicke und verschiedenen anderen produktbezogenen Parametern auf den am meisten geeigneten Wert zum Walzen zu bringen.
Der Induktorofen 20 kann möglicherweise auch von der Linie entfernbar sein, falls seine Funktion für bestimmte Produkte nicht notwendig ist.
Stromabwärts des Induktorofens 20 befindet sich die vierte Entzunderungsvorrichtung 313, um die Oberfläche von Zunder, der sich während des Zeitraums der Aussetzung der Bramme hohen Lufttemperaturen gebildet hat, aus dem Ausgang aus den Vorgerüsten 21a, 21b zum Ausgang aus dem Induktorofen 20 zu reinigen.
Nach der Fertigstraße sind Duschen 22 bereitgestellt, um das Band zu kühlen, bevor es in Wicklungen oder Wickelkörper gewickelt wird.
Am Ausgang aus den Duschen ist eine fliegende Schere 23 vorhanden; im Halbendlos- oder Endlos-Funktionsmodus, in dem das Band gleichzeitig in der Walzstraße und in einem der Wickelkörper eingeklemmt ist, schneidet die fliegende Schere das Band auf die entsprechende Länge, um das gewünschte Endgewicht der Wicklung zu erhalten.
Im Halbendlos-Modus werden unter normalen Arbeitsbedingungen der Anlage mindestens zwei Schritte zum Zuschneiden des Produkts auf eine bestimmte Länge bereitgestellt:

– der erste Schnitt wird an der gegossenen Bramme von der Pendelschere 14 ausgeführt;
– der zweite Schnitt wird an dem gewalzten Band von der fliegenden Schere 23 vor den Wickelkörpern 24a, 24b ausgeführt.

Wie im Endlos-Modus ermöglicht der Halbendlos-Modus das Walzen von dünnen Dicken von nur 0,9 mm und sogar ultradünnen Dicken von nur 0,7 mm, wenngleich mit verringerter Produktivität. Der Halbendlos-Modus ermöglicht den Erhalt dieser Dicken für alle Stahlqualitäten, sogar für diejenigen, die eine Verringerung der Gießgeschwindigkeit unter 5,5 m/min bereitstellen.
Gemäß der Erfindung liegt die Temperatur der Brammen, die aus dem Tunnelofen 15 austreten, im Bereich von 1050°C bis 1180°C.
Der Induktorofen 20 wird derart reguliert, dass gewährleistet wird, dass die Temperatur des Bandes, das aus dem letzten Gerüst 21e der Fertigstraße austritt, mindestens 830 bis 850°C entspricht.
Zu diesem Zweck empfängt das System zur Steuerung der Linie 10 als Eingabe mindestens die Hauptparameter, die mit dem zu gießenden Produkt und dem fertigen Produkt in Zusammenhang stehen, zum Beispiel Dicken und Geschwindigkeiten, um so die Temperaturprofile entlang der Linie 10 des gegossenen Produkts, insbesondere am Eingang in und Ausgang aus den Walzgerüsten zu verarbeiten, und zwar ganz gleich, ob es sich um Vor- oder Fertiggerüste handelt.
Gemäß der Erfindung wird die prozentuale Verringerung der Vorgerüste derart eingestellt, dass die Dicke am Eingang in den Induktorofen 20 ungeachtet der Anfangsdicke der Brammen, die wie erwähnt von 30 bis 140 variieren kann, zwischen 5 und 25 mm liegt, was Vorschubgeschwindigkeiten des Stabs zwischen 20 und 80 m/min entspricht.
Mit diesem Bereich von Dicken wird die Funktionalität des Induktorofens 20 mit dem bestmöglichen Kompromiss zwischen Verbrauch und Heizeffizienz optimiert.
Das bislang beschriebene Beispiel ist in 3 durch eine Gestaltung dargestellt, die 2 Vorgerüst und 5 Fertiggerüste bereitstellt: diese Gestaltung ist geeignet, eine Produktivitätsbereich zu erhalten, der zwischen 1.000.000 und 2.800.000 Tonnen/Jahr mit einer Brammendicke zwischen 60 und 100 mm liegt.
Andere Konfigurationen sind in 2 und 4 dargestellt.
Genauer stellt 2 2 Vorgerüste und 4 Fertiggerüste bereit: diese Gestaltung ist geeignet, eine Produktivitätsbereich zu erhalten, der zwischen 600.000 und 2.000.000 Tonnen/Jahr mit einer Brammendicke zwischen 35 und 70 mm liegt.
Schließlich stellt 4 3 Vorgerüste und 5 Fertiggerüste bereit: diese Gestaltung ist geeignet, eine Produktivitätsbereich zu erhalten, der zwischen 1.500.000 und 3.500.000 Tonnen/Jahr mit einer Brammendicke zwischen 80 und 140 mm liegt.
Daher ist das Inline-Walzverfahren gemäß der Erfindung, das als „Universal Endless” (Universal-Endlos) bezeichnet wird, insofern einzigartig, als es drei Prozesse – Endlos, Halbendlos und Wicklung-an-Wicklung – in einer einzigen Anlage zusammenbringt, sodass in der Praxis die Beschränkungen der drei Prozesse einzeln genommen beseitigt werden.
Es ermöglicht die Herstellung eines Bandes mit einer Dicke im Bereich von 0,7 mm bis 20 mm für alle Stahlqualitäten, die in Form von Dünnbrammen mit Dicken von 30 mm bis 140 mm gegossen werden können, bei überaus geringen Herstellungskosten.
Es ist klar, dass Modifikationen und/oder Ergänzungen von Teilen an der Anlage und dem Verfahren wie vorstehend beschrieben vorgenommen werden können, ohne von dem Gebiet und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009/065840 [0003]

Claims

Walzanlage zur Herstellung von Bändern mit einer Dicke im Bereich von 0,7 mm bis 20 mm für alle Stahlqualitäten, die in Form von Dünnbrammen mit einer Dicke von 30 mm bis 140 mm gegossen werden können, umfassend: – eine Stranggussvorrichtung (11); – einen Tunnelofen (15); – eine Vorstraße, mit einer Anzahl von Walzgerüsten (18a, 18b, 18c) und einer Fertigstraße mit einer Anzahl von Gerüsten (21a bis 21e; – eine Schnellheizungseinheit (20) des Induktor-Typs, dadurch gekennzeichnet, dass sie entweder im Wicklung-an-Wicklung-Modus oder in einem Halbendlos-Modus oder im Endlos-Modus betreibbar ist und dass der Endlos-Modus bei hohen Gießgeschwindigkeiten von mehr als 5,5 mm/min oder der Halbendlos-Modus oder der Wicklung-an-Wicklung-Modus bei Geschwindigkeiten von weniger als 5,5 mm/min verwendbar ist.
Walzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage so ausgestaltet ist, dass sie im Halbendlos-Modus dergestalt betreibbar ist, dass die Brammensegmente der 2 bis 5-fachen Länge entsprechen, die benötigt wird, um eine Wicklung des Bandes des gewünschten Gewichts zu erreichen.
Walzanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass keine Induktoren zwischen den Gerüsten in der Fertigstrasse angeordnet sind.
Walzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Gerüste (18a, 18b, 18c) stromaufwärts der Schnellheizungseinheit (20) und fünf Gerüste (21a–21e) stromabwärts zu ihr angeordnet sind.
Walzanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestaltet ist, eine dynamische „soft Reduction” des Bandes durchzuführen.
Walzanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Endlos-Modus für Enddicken des Bandes zwischen 0,7 mm und 4 mm, im Halbendlos-Modus für Enddicken des Bandes zwischen 0,7 mm und 2 mm und im Wicklung-an-Wicklung-Modus für Enddicken des Bandes zwischen 1,0 mm 20 mm betreibbar ist.
Walzanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tunnelofen (15) so ausgestaltet ist, dass die aus ihm austretenden Brammen eine Temperatur zwischen 1050°C bis 1180°C aufweisen.
Walzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellheizungseinheit (20) bezüglich ihrer Parameter im Hinblick auf die Position zwischen den Walzgerüsten, Heizung und Dimensionierung derart konfiguriert ist, dass die gegossene Bramme im Endlos- oder Halbendlos-Modus das letzte Walzgerüst (21e) der Fertigstraße mit einer Temperatur von nicht weniger als 830 bis 850°C erreichen kann.
Walzanlage nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellheizungseinheit aus einem oder mehreren Induktoren (20) besteht.
Walzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgestaltet ist, betrieben zu werden mit Brammendicken von 30 bis 70 mm, um eine Produktivität von 600.000 bis 2.000.000 Tonnen/Jahr zu erhalten; mit 60 bis 100 mm, um eine Produktivität von 1.000.000 bis 2.800.000 Tonnen/Jahr zu erhalten; und mit 80 bis 140 mm, um eine Produktivität von 1.500.000 bis 3.500.000 Tonnen/Jahr zu erhalten.
Walzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tunnelofen (15) zur Heizung und zum Wärmehalten zwischen der Stranggussvorrichtung (11) und dem ersten Vorgerüst (18a) angeordnet ist.
Walzanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tunnelofen (15) eine derartige Länge aufweist, dass er eine Menge, zum Beispiel ausgedrückt in Gewicht, von Dünnbrammen, äquivalent 2–5 Wicklungen, aufnehmen kann.
Walzanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tunnelofen (15) ausgestaltet ist, die Erhitzung in seinem ersten 50–60 m auszuführen und in dem verbleibenden Teil die erreichte Temperatur zu halten.
Walzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tunnelofen ein mobiles Segment (115a) aufweist, um eine zweite Gießlinie parallel zu der ersten anzuschließen.
Walzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tunnelofen (15) zur Heizung und zum Wärmehalten Rollen aufweist, die, wenn die Brammensegmente im Inneren des Tunnelofens (15) zur Heizung und zum Wärmehalten verbleiben, und für die gesamte Verweilzeit darin, die Brammen vor- und zurückbewegen, um zu verhindern, dass sich Spuren und Markierungen auf der Kontaktoberfläche der Bramme bilden.
Walzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktorofen (20) ausgestaltet ist, mit Produktdicken in einem Bereich von zwischen 5 und 25 mm zu arbeiten, was Bandzuführgeschwindigkeiten zwischen 20 und 80 m/min entspricht.