DE4203395C2 - Method for guiding thin slabs, sheets and steel strips to be heated in high-temperature roller hearth furnaces and high-temperature roller hearth furnace for carrying out the method - Google Patents
Method for guiding thin slabs, sheets and steel strips to be heated in high-temperature roller hearth furnaces and high-temperature roller hearth furnace for carrying out the methodInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Führen von aufzuheizenden Dünnbrammen, Blechen und Stahlbändern in Hochtemperatur-Rollenherdöfen, mit Ober- und Unterbeheizung und mit für den Wärmegut-Transport in Ofenquerrichtung angeordneten Ofenrollen, auf denen das aufzuheizende Wärmgut in Ofenlängsrichtung transportiert wird, wobei die Ofenrollen mit Abstand verteilt angeordnet sind und auf einen Hochtemperatur-Rollenherdofen zur Durchführung der Verfahrens.The invention relates to a method for guiding heated Thin slabs, sheets and steel strips in high-temperature roller hearth furnaces, with Upper and lower heating and with for the heat transport in the furnace cross direction arranged oven rolls on which the heating material to be heated in Longitudinal furnace direction is transported, the furnace rollers distributed at a distance are arranged and to carry out on a high temperature roller hearth furnace the procedure.
Dünnbrammen, Bleche und Vorbändern, die in Breitband- oder Grobblechstraßen fertiggewalzt werden, müssen vor dem Einlauf in das erste Walzgerüst auf eine Walztemperatur von ca. 1050 bis 1250°C vorgewärmt werden. Für die angeführte Vorwärmung werden häufig brennstoffbeheizte Rollenherdöfen, Hubbalkenöfen oder elektrische Induktionsöfen eingesetzt.Thin slabs, sheets and pre-strips in broadband or heavy plate lines must be finish-rolled before they enter the first stand Roll temperature of approx. 1050 to 1250 ° C can be preheated. For the listed Preheating is often fuel-heated roller hearth furnaces, walking beam furnaces or electrical induction furnaces used.
Aus der EP 0 313 726 A2 ist ein Ofen bekannt, bei dem das Wärmgut über ein Rollenhubherd- bzw. Rollenhubbalken-System diskontinuierlich durch den Ofenraum transportiert wird, dessen Förderrollen außen an den Ofenseitenwänden quer zur Wärmgutförderrichtung hin- und herbeweglich angeordnet sind und nur für dieZeit des Wärmgut-Transportes durch passende Wanddurchbrüche in den Ofenraum unter die Wärmgutstücke bewegt werden. Beim Anheben der Förderrollen oder beim Absenken der Ablageböcke übernehmen die Förderrollen das Wärmgut und transportieren dieses durch kurzzeitige Drehbewegungen schrittweise vorwärts.From EP 0 313 726 A2 a furnace is known in which the material to be heated has a Roller lift hearth or roller lift beam system discontinuously through the furnace chamber is transported, the conveyor rollers on the outside of the furnace side walls across Are conveyed back and forth and only for the time of hot material transport through suitable wall openings in the furnace chamber are moved under the hot items. When lifting the conveyor rollers or when Lowering the trestles, the conveyor rollers take over the heating material and transport it step-by-step through short rotary movements.
Bei brennstoffbeheizten Rollenherdöfen oder Hubbalkenöfen wird für eine vorgegebene Ofenleistung die Ofenlänge besonders durch die max. zulässige Ofentemperatur und durch die Anzahl und den Achsabstand der Transportrollen bzw. Transportbalken bestimmt. In the case of fuel-heated roller hearth furnaces or walking beam furnaces, specified furnace output the furnace length especially through the max. permissible Oven temperature and by the number and center distance of the transport rollers or transport bar determined.
Für Dünnbrammendicken von z. B. 10 bis 30 mm kann der Rollenachsabstand nur wenig mehr als der Rollendurchmesser betragen, um ein Abknicken der ca. 1100°C warmen Dünnbrammen beim Transport zu vermeiden.For thin slab thicknesses of e.g. B. 10 to 30 mm can the roller center distance only be a little more than the roll diameter in order to kink the approx. 1100 ° C to avoid warm thin slabs during transport.
Bei Ofentemperaturen von etwa 1300°C müssen die Ofenrollen wassergekühlt sein, um eine ausreichende Standfestigkeit und Standzeit zu erreichen. Die Unterseite der Dünnbrammen oder Bleche wird durch die Ofenrollen gegenüber dem heißen Ofenraum abgeschirmt und gleichzeitig abgekühlt, wenn die Rollenoberflächentemperatur unter der Dünnbrammen- oder Blechtemperatur liegt. Die erforderliche Wärmzeit für die Dünnbrammen oder Bleche wird hierdurch beträchtlich erhöht. Das Problem kann nur durch eine erhebliche Vergrößerung (Verdoppelung) der Ofenlänge gelöst werden.At oven temperatures of around 1300 ° C, the oven rolls must be water-cooled, to achieve sufficient stability and service life. The bottom of the Thin slabs or sheets are heated up by the furnace rollers Shielded furnace chamber and cooled at the same time when the Roll surface temperature is below the thin slab or sheet temperature. The required heating time for the thin slabs or sheets is thereby considerably increased. The problem can only be increased considerably (Doubling) the furnace length can be solved.
Ein sehr ungünstiger Wärme- und Kühlwasserverbrauch sowie höhere Investitionskosten sind die Folge.A very unfavorable heat and cooling water consumption as well as higher Investment costs are the result.
Aus der US 48 20 327 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Glasplatten ersichtlich, die auf Rollen durch eine Biege- und Tempervorrichtung, in der sie auch aufgeheizt werden, geführt und dabei gebogen werden.From US 48 20 327 is a device for the treatment of glass plates can be seen on rollers by a bending and tempering device in which they also be heated, guided and bent in the process.
Aus der US 35 58 109 geht eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von fotosensitivem Material hervor. Dabei werden metallische Folien mittels rotierender Räder beim Durchgang durch einen Wärmebehandlungsbereich in einer bestimmten gebogenen Form gehalten. Bei einem gattungsgemäßen Hochtemperatur- Rollenherdofen ist eine derartige Führung des zu behandelnden Wärmegutes nicht sinnvoll.From US 35 58 109 is a device for heat treatment photosensitive material. Here, metallic foils are rotating Wheels when passing through a heat treatment area in a certain kept curved shape. With a generic high temperature Roller hearth furnace is not such a management of the heat to be treated sensible.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Ofenanlage vorzuschlagen, bei dem die angeführten Probleme nicht auftreten und ein kurzer Hochtemperatur-Rollenherdofen mit nur einer minimalen Zahl von Ofenrollen eingesetzt werden kann.The object of the invention is therefore a generic method and a To propose a furnace system in which the problems mentioned do not occur and a short high temperature roller hearth furnace with only a minimal number of Oven rolls can be used.
Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Wärmgut zur Erhöhung des Widerstandsmomentes vor oder mit dem Ofeneinlauf eine Profilverformung erhält, die während des Ofendurchlaufes beibehalten wird, und die mit oder nach Verlassen des Ofens beseitigt wird. Hierdurch wird die Voraussetzung geschaffen, geringe Materialdicken in einem Hochtemperatur-Rollenherdofen oder ähnlichen Öfen mit großem Rollenabstand zu erwärmen. To solve the problem it is proposed that the heating material to increase the Section torque before or with the stove inlet receives a profile deformation, which is maintained during the furnace run, and which with or after leaving the furnace is removed. This creates the prerequisite, low Material thicknesses in a high temperature roller hearth furnace or similar ovens to heat a large roller gap.
Die Kombination von Profilverformungseinrichtungen vor und hinter dem Ofendurchlauf ermöglicht für die Zeit des Ofendurchlaufes eine Erhöhung des Widerstandsmoments der Bleche, so daß der Abstand der Rollen im Ofen erheblich vergrößert werden kann und eine fast gleichmäßige Beheizung des Wärmgutes von unten und oben ermöglicht wird. Durch die Profilverformung ist es auch möglich, daß das Wärmgut nur im Bereich der seitlichen Ränder auf den mit Kopfabstand zueinander angeordneten Ofenrollen im Ofen aufliegt. Das hat wiederum eine Verringerung der Auflagefläche des Wärmegutes im Ofen zur Folge und verbessert die gleichmäßige Beheizung von unten.The combination of profile deformation devices in front of and behind the Oven run allows an increase in the time of the furnace run Resistance moment of the sheets, so that the distance between the rollers in the furnace is considerable can be enlarged and an almost uniform heating of the heating material below and above is made possible. Due to the profile deformation, it is also possible that the material to be heated only in the area of the side edges to the one with head spacing Oven rollers arranged in relation to one another lie in the oven. That has another Reduction of the contact surface of the heat material in the furnace and improved even heating from below.
Die Profilverformung zwischen den seitlichen Auflageflächen besteht erfindungsgemäß aus einer vorzugsweise nach oben gerichteten Wölbung. Abhängig von dem Grad der Profilverformung bzw. Wölbung des Wärmegutes kann erfindungsgemäß außerdem die Auflagefläche des Wärmegutes auf den Ofenrollen durch axiale Verschiebung der Ofenrollen auch während des laufenden Betriebes einstellbar wird. Hierdurch kann die aktive Rollenstützfläche im Ofen auf einen Minimalwert begrenzt werden und damit der Wärme- und Kühlwasserbedarf herabgesetzt werden.The profile deformation exists between the lateral contact surfaces according to the invention from a preferably upward curvature. Dependent on the degree of profile deformation or curvature of the heat material according to the invention also the contact surface of the heat material on the furnace rollers due to axial displacement of the oven rollers even during ongoing operation becomes adjustable. As a result, the active roller support surface in the furnace can be reduced to one The minimum value can be limited and thus the heating and cooling water requirement be reduced.
Das profilverformte Wärmegut wird zweckmäßigerweise während des Ofendurchlaufes im Ofen durch Absätze bzw. Stützkränze auf den Ofenrollen oder durch getrennte Führungsrollen seitlich geführt, um eventuelle Schäden an den feuerfesten Seitenwänden und Produktionsstörungen zu vermeiden.The profiled heat is expediently during the Oven pass through the oven through shoulders or support rings on the oven rollers or guided laterally by separate guide rollers to prevent possible damage to the to avoid fireproof sidewalls and production disruptions.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Hochtemperatur- Rollenherdofen vorgeschlagen mit Ober- und Unterbeheizung und mit für den Wärmeguttransport in Ofenquerrichtung angeordneten, insbesondere gekühlten Ofenrollen, die in Ofenlängsrichtung mit Abstand verteilt angeordnet sind, bei dem erfindungsgemäß vor oder am Ofeneinlauf und gegebenenfalls auch vor oder am Ofenauslauf Profilverformungseinrichtungen für das Wärmgut angeordnet sind. Diese Profilverformungseinrichtungen können aus an sich bekannten Rollensystemen bestehen. Schon beim Einsatz von Wärmegutdicken von weniger als 50 mm kann der Abstand der Ofenrollen voneinander 1000 bis 2000 mm, vorzugsweise 1000 bis 1500 mm betragen. Auch hierbei sind Ofentemperaturen von 1300°C und mehr auch im Rollenherdofen möglich.To carry out the method according to the invention, a high-temperature Roller hearth furnace proposed with upper and lower heating and with for Heat goods transport arranged in the transverse direction of the furnace, in particular cooled Oven rolls, which are arranged at a distance in the longitudinal direction of the oven, in which According to the invention before or at the oven inlet and optionally also before or on Oven outlet profile forming devices for the material to be heated are arranged. These profile deformation devices can be known from Role systems exist. Even when using heat material thicknesses of less the distance between the furnace rollers can be 1000 to 2000 mm, preferably 1000 to 1500 mm. Here, too, are the oven temperatures of 1300 ° C and more also possible in a roller hearth furnace.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1, 2 und 2a beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the attached FIGS. 1, 2 and 2a.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch einen Rollenherdofen mit der Anordnung einer profil verformten Dünnbramme 6, Fig. 1 shows a vertical cross section through a roller hearth furnace having the configuration of a profile deformed thin slab 6,
Fig. 2 zeigt perspektivisch die Anordnung einer profil verformten Bramme 6 auf den Ofenrollen 2 und in Fig. 2 shows in perspective the arrangement of a profiled slab 6 on the furnace rollers 2 and in
Fig. 2a ist die Dünnbramme vor der Profilverformung und nach der Beseitigung der Profilverformung ange deutet. Fig. 2a is the thin slab before the profile deformation and after eliminating the profile deformation is indicated.
Der Rollenherdofen 1 nach Fig. 1 ist mit Ofenrollen 2 be stückt, die durch Öffnungen in den Ofenseitenwänden 3 eine vorgegebene Position im Ofen einnehmen können. Der jeweilige Kopfabstand 4 der Ofenrollen 2 hängt von der Breite der pro filverformten Dünnbrammen 6 oder Bleche ab, die erwärmt wer den sollen. Durch die Ofenrollen 2 wird nur der Randbereich 7 der Dünnbrammen 6 abgestützt. Bei der maximal zulässigen Dünnbrammenbreite (Normalfall) ist damit nur ein kleiner Teil der Ofenrollenlänge im heißen Ofen und aktiv im Ein satz. Die Wärme- und Kühlwasserverluste werden hierdurch be trächtlich herabgesetzt. Um einen maximalen Rollenabstand zu ermöglichen, erhält erfindungsgemäß die Dünnbramme 5 (vgl. Fig. 2a) kurz vor dem Ofeneinlauf eine mechanische Profil verformung 6 (vgl. Fig. 2) durch eine geeignete Verformungs einrichtung. Das Widerstandsmoment der profilverformten Dünnbramme 6 ist beträchtlich höher als das der ebenen Dünn bramme 5. Der Rollenabstand kann erheblich (z. B. bis auf einen Achsabstand von 2000 mm) vergrößert werden. Die Unter seite der Dünnbrammen wird dadurch nicht abgeschirmt und unterliegt keiner wesentlichen Abkühlung durch die in der Regel wassergekühlten Ofenrollen 2. Das Ergebnis ist eine fast zweiseitige Beheizung der Dünnbramme. Die erforderliche Wärmezeit und die Ofenlänge werden hierdurch optimal beein flußt bzw. verkürzt. Der Wärme- und Kühlwasserbedarf sowie die Zahl der Ofenrollen werden auf ein Minimum herabgesetzt. Durch die geringe Rollenzahl, mit einer gleichzeitig gerin gen aktiven Rollenstützlänge im heißen Ofen, können Ofenrol len benutzt werden, die sich bereits z. B. an Hubbalkenöfen seit Jahren bewährt haben. Eine Außenisolierung dieser Rol len (außerhalb des aktiven Stützbereiches) ist zusätzlich möglich. Sobald die Dünnbramme den Ofen verläßt, kann die Profilverformung durch eine geeignete in den Figuren nicht dargestellte Einrichtung wieder beseitigt werden, um das an schließend vorgesehene Aufwickeln oder Walzen zu ermögli chen.The roller hearth furnace 1 according to FIG. 1 is equipped with furnace rollers 2 , which can assume a predetermined position in the furnace through openings in the furnace side walls 3 . The respective head spacing 4 of the furnace rollers 2 depends on the width of the thin slabs 6 or sheets formed per sheet, which are to be heated to who. Only the edge region 7 of the thin slabs 6 is supported by the furnace rollers 2 . With the maximum permissible thin slab width (normal case), only a small part of the furnace roller length is in the hot furnace and is actively used. The heat and cooling water losses are hereby significantly reduced. In order to enable a maximum roller distance, the thin slab 5 (see FIG. 2a) receives a mechanical profile deformation 6 (see FIG. 2) shortly before the furnace inlet (see FIG. 2) by means of a suitable deformation device. The section modulus of the thin slab 6 is considerably higher than that of the flat thin slab 5 . The roller distance can be increased considerably (e.g. up to a center distance of 2000 mm). The underside of the thin slabs is not shielded by this and is not subject to any significant cooling due to the generally water-cooled furnace rollers 2 . The result is almost double-sided heating of the thin slab. The required heating time and the length of the oven are thereby influenced or shortened optimally. The heating and cooling water requirements and the number of oven rolls are reduced to a minimum. Due to the small number of rolls, with a simultaneously low active roll support length in the hot oven, Ofenrol len can be used that are already z. B. have proven on walking beam furnaces for years. External insulation of these rollers (outside the active support area) is also possible. As soon as the thin slab leaves the furnace, the profile deformation can be eliminated by a suitable device, not shown in the figures, in order to enable the winding or rolling to be provided at the end.
In den Figuren sind zusätzlich mit 8 die Brenneröffnungen zur Zuführung der Beheizung unter und oberhalb des Wärme gutes dargestellt. Die Antriebe und Lagerungen 9 für die Ofenrollen 2 sind außerhalb des Ofens auf den Rädern 10 in Ofenquerrichtung verfahrbar.In the figures, the burner openings for supplying the heating below and above the heat are additionally shown at 8 . The drives and bearings 9 for the furnace rollers 2 can be moved outside of the furnace on the wheels 10 in the transverse direction of the furnace.
BezugszeichenlisteReference list
1 Rollenherdofen
2 Ofenrollen
3 Ofenseitenwände
4 Kopfabstand der Ofenrollen
5 Dünnbramme vor der Profilverformung bzw.
nach Beseitigung der Profilverformung
6 Profilverformte Dünnbramme
7 Randbereich als Auflagerfläche
8 Brenneröffnung
9 Antriebe und Lagerungen für 2
10 Räder 1 roller hearth furnace
2 oven rolls
3 furnace side walls
4 Head distance of the oven rollers
5 thin slab before profile deformation or after removal of profile deformation
6 Profile-shaped thin slab
7 edge area as support surface
8 burner opening
9 drives and bearings for 2
10 wheels
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