DE69722616T2

DE69722616T2 - Verfahren zum Warmwalzen von dünnem Walzband und entsprechende Warmwalzenanlage

Info

Publication number: DE69722616T2
Application number: DE69722616T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kawasaki-ku Yamamoto; Takeo Kawasaki-ku Kusaka; Issei Kawasaki-ku Ikenoue; Takumasa Kawasaki-ku Terauchi; Masaaki Kawasaki-ku Okaue; Sadakazu Kawasaki-ku Masuda; Toru Kawasaki-ku Minote
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: DE69722616D1; EP0904861B1; EP0904861A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines heiß gewalzten Stahlblechs, insbesondere eines dünnen heißgewalzten Stahlblechs mit einer Dicke von nicht mehr als 2,5 mm, und auf eine Herstellungsausrüstung, um ein solches Stahlblech herzustellen (siehe z. B. EP-A 0 321 733).
HINTERGRUND
Es gab in letzter Zeit eine starke Bewegung, ein dünnes heißgewalztes Stahlblech mit einer Dicke von nicht mehr als 2,5 mm als Ersatz für ein kaltgewalztes Stahlblech zu verwenden, um die Kosten zu verringern.
Ein Schlüsselpunkt zum Erzeugen eines solchen dünnen heißgewalzten Stahlblechs liegt in einer Endbearbeitungstemperatur bei der Ar₃ Umwandlungstemperatur oder höher, da eine bestimmte Formbarkeit benötigt wird, damit es als Ersatz für ein kaltgewalztes Stahlblech verwendet werden kann. Zu diesem Zweck werden im allgemeinen Einrichtungen zum Erhöhen der Fertigungsliniengeschwindigkeit verwendet. Die Verwendung einer kontinuierlichen Heißwalztechnik, in der Blechbarren nach dem Grobwalzen verschweißt werden und dann durch ein Endwalzwerk gewalzt werden, ermöglicht das stabile Walzen bei einer hohen Liniengeschwindigkeit, und ist somit vorteilhafter, um die Endbearbeitungstemperatur aufrecht zu erhalten.
Wenn ein dünnes heißgewalztes Stahlblech produziert wird, ruft eine Zunahme der Liniengeschwindigkeit bei einem herkömmlichen Heißwalzvorgang jedoch eine beträchtliche Störung im Lauf des oberen oder vorderen oder vorauseilenden Endes eines Streifens auf einem Auslauftisch nach dem Walzen und eine schlechtere Gestalt hervor und verringert somit beträchtlich den Ertrag.
Wenn auch die Verwendung der kontinuierlichen Heißwalztechnik dieses Problem verringern kann, wird eine teure, hochgenaue Schweißvorrichtung benötigt. Ferner besteht die Möglichkeit, dass verschweißte Teile zwischen Blechbarren während des Walzens brechen oder eine schlechtere Gestalt oder Abnormalität der Charakteristika aufgrund einer Variation der Temperatur in der Nähe der verschweißten Teile auftritt.
DIE ERFINDUNG:
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obenstehenden Probleme zu lösen und somit ein Verfahren zum Erzeugen eines dünnen heißgewalzten Stahlblechs bei geringen Kosten und hohem Ertrag vorzusehen, das als Ersatz für ein kaltgewalztes Stahlblech verwendet werden kann, und eine Ausrüstung, um das Verfahren durchzuführen, vorzusehen.
Kurz gesagt umfasst gemäß der Erfindung das Verfahren zum Erzeugen eines heißgewalzten Stahlblechs das Durchführen eines Heißdirektwalzens einer Bramme, die eine Länge aufweist, die die Abmessung eines Wiedererwärmofens für die Brammen bei der Verwendung einer Heißdirektwalztechnik übersteigt, wobei kontinuierliche Guss- und Heißwalzschritte ebenso wie die Ausrüstung direkt verbunden sind.
Die Heißdirektwalztechnik, bei der das kontinuierliche Gießen und Heißwalzen verbunden sind, eliminiert die Notwendigkeit eines Wiedererwärmungsofens für die Brammen, der bei einem früheren herkömmlichen Heißwalzvorgang verwendet worden ist. Es entsteht keine Begrenzung der Brammengröße aus der Abmessung des Wiedererwärmofens. Dies erlaubt das Walzen einer Bramme mit einer Länge, die die Abmessungen des Wiederheizofens übersteigt. Die Verwendung einer solchen langem Bramme verbessert den Ertrag aufgrund der konstanten Länge des oberen oder vorauseilenden Endes eines Streifens, bei dem andernfalls eine beeinträchtigte Gestalt auftreten würde. Dieses Verfahren benötigt keine teure Schweißvorrichtung und führt somit weder zu einer Erhöhung der Kosten noch zu Schwierigkeiten beim Schweißen oder aufgrund des Schweißens.
Wenn die Endbearbeitungstemperatur nicht auf der Ar₃ Transformationstemperatur oder höher aufgrund eines großen Temperaturabfalls während des Walzens gehalten werden kann, kann ein Blechbarren thermisch isoliert und/oder sekundär unmittelbar vor dem Endwalzen erwärmt werden.
Um durch ein direktes Walzen der langen Bramme ein dünnes heißgewalztes Stahlblech zu erzeugen, das als Ersatz für eine kaltgewalztes Stahlblech verwendet wird, wie es oben beschrieben wurde, wird eine Heizdirektwalzausrüstung verwendet. Diese Ausrüstung umfasst gemäß einem Merkmal der Erfindung eine direkt verbundene, kontinuierliche Gussausrüstung und eine Heißwalzausrüstung. Eine Wickeleinrichtung zum Wickeln und thermisch Isolieren eines Blechbarrens und eine Blechbarren-Heizeinrichtung zum Erwärmen des Blechbarrens sind in dieser Reihenfolge zwischen einem Grobwalzwerk und einem Endwalzwerk der Heißwalzausrüstung vorgesehen.
ZEICHNUNGEN:
1 zeigt die Oberflächentemperaturverteilung eines Blechstreifens in der Querrichtung;
2 zeigt die Oberflächentemperaturverteilung eines Blechstreifens in der Längsrichtung; und
3 ist die schematische Darstellung einer Heißdirektwalzausrüstung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die verschiedenen Elemente der Ausrüstung im hohen Maß schematisiert dargestellt sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG:
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Oberflächentemperatur des Blechstreifens in der Nähe jedes Rands in der Querrichtung bei einem gewöhnlichen Heißdirektwalzen wesentlich geringer als diejenige eines Blechstreifens, der durch einen herkömmlichen Wiedererwärmungsofen geführt worden ist. Dieses Temperaturverteilungsproblem wird gelöst, indem ein Wickelkasten 4 (3) und eine Blechstreifen-Erwärmungseinrichtung 6 aus den unten beschriebenen Gründen vorgesehen werden.
Bei der Temperaturverteilung einer Bramme unmittelbar nach dem Herstellen durch kontinuierliches Gießen ist die Temperatur des Inneren der Bramme höher als diejenige ihrer äußeren Oberfläche aufgrund ihres Verfestigungsvorganges. Bei einem Heißdirektwalzen kann die Temperaturverteilung nach dem Grobwalzen aufrecht erhalten werden, wenn der Blechstreifen nach dem Grobwalzen gewickelt wird und während einer bestimmten Zeit in der Wickelbox 4 gehalten wird, die mit thermischer Isolierung versehen ist. Somit wird der gesamte gewickelte Blechstreifen durch die Wärme wieder erwärmt, die aus dem Inneren des Blechstreifens gewonnen wird.
Es ist schwierig, die Endbearbeitungstemperatur des dünnen heißgewalzten Stahlblechs bei der Ar₂ Transformationstemperatur oder höher zu halten, wenn nur die wiedergewonnene Wärme in der Wickelbox verwendet wird. Daher muss der Blechstreifen, der aus der Wickelbox 4 abgewickelt ist, durch eine Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 vor dem Eintreten in ein Endwalzwerk 7 wiedererwärmt werden. Die Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 hat vorzugsweise ein ausreichendes Maß an Heizfähigkeit, um die wiedergewonnene Wärme in der Wickelbox 4 zu ergänzen. Dies führt nicht zu einer beträchtlichen Zunahme der Energiekosten.
2 zeigt die Oberflächentemperaturverteilung eines Blechstreifens in der Längsrichtung. Die Temperatur des vorderen Endes oder des vorauseilenden Endes oder der Oberseite des Blechstreifens ist geringer als diejenige des hinteren Endes oder nacheilenden Endes. Die Verwendung der Wickelbox 4 der vorliegenden Erfindung kann eine nicht gleichmäßige Temperaturverteilung in der Längsrichtung eliminieren, da das obere Ende und das hintere Ende Ende-zu-Ende umgekehrt sind, wenn der Blechstreifen aus der Wickelbox 4 abgewickelt wird. Ein Nivellierer 5, der zwischen der Wickelbox 4 und der Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 vorgesehen ist, korrigiert die vertikale Windung des abgewickelten Blechstreifens, wodurch eine gleichmäßigere Erwärmung des Blechstreifens in der Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 ermöglicht wird.
Eine Heizeinrichtung, z. B. eine Induktionsspule 4c, ist vorzugsweise auf der Wickelbox 4 vorgesehen. Somit kann eine gleichmäßige Temperatur des gewickelten Blechstreifens in einer kürzeren Zeit erreicht werden und die Produktivität somit verbessert werden. Das Heizmaß ist vorzugsweise so dimensioniert, dass es lediglich die wiedergewonnene Wärme aus dem Inneren des Blechstreifens ergänzt.
Wenn die Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 eine Induktions-Heizeinrichtung vom Solenoidspulentyp ist, wie es schematisch bei 6a dargestellt ist, kann das Heizmuster verändert werden, so dass es einfach wird, eine Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung in der Längsrichtung zu erhalten und ein ausreichendes Heizen innerhalb einer kurzen Zeit zu ermöglichen, wie es in Tabelle 1 dargestellt ist.
Tabelle 1
Die Heißwalzausrüstung umfasst mindestens zwei Wickler 10 und einen Hochgeschwindigkeitsscherer 9, der vor den Wicklern vorgesehen ist. Somit ist es möglich, gleichzeitig mindestens zwei Spulen der heißgewalzten Streifen zu erzeugen und dünne heißgewalzte Stahlbleche mit hohem Ertrag und hoher Produktivität zu erzeugen.
3 zeigt im hohen Maß schematisch die Liniengestaltung der Heißdirektwalzausrüstung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Heißdirektwalzausrüstung umfasst eine kontinuierliche Gussmaschine 1, eine Brammenisolierabdeckung 2, ein Grobwalzwerk 3, die Wickelbox 4, den Nivellierer 5, die Blechstreifen-Heizeinrichtung 6, das Endwalzwerk 7, eine Kühleinrichtung 8, den Hochgeschwindigkeitsscherer 9 und die zwei Wickler 10.
Verfahren der Stahlproduktion und Arbeitsweise der Ausrüstung:
Eine Bramme, die eine Länge aufweist, die die Dimensionen eines Wiederheizofens von Brammen übersteigt, die durch die kontinuierliche Gussmaschine 1 erzeugt ist, wird durch einen Förderdurchlass geführt, der mit der Brammenisolierabdeckung 2 versehen ist, um einen Temperaturabfall soweit wie möglich zu verhindern, und wird dem Grobwalzwerk 3 in dem Heißdirektwalzvorgang zugeführt. Der Blechstreifen, der auf eine vorbestimmte Dicke durch das Grobwalzwerk 3 gewalzt ist, wird in der Wickelbox 4 gewickelt und darin für eine bestimmte Zeit gehalten. In dieser Zeit wird der gesamte Blechstreifen erwärmt, da die wiedergewonnene Wärme von der Innenseite des Blechstreifens im wesentlichen auf die frühere hohe Temperatur zurückgeht. Der Blechstreifen wird abgewickelt und durch den Nivellierer 5 korrigiert, durch die Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 in einem Maß erwärmt, das die Endbearbeitungstemperatur auf der Ar₃ Transformationstemperatur oder höher halten kann und dann auf eine Ziel- oder Gestaltungsdicke durch das Endwalzwerk 7 gewalzt. Der durch das Walzen erhaltene Streifen wird durch die Kühleinrichtung 8 abgekühlt, durch den Hochgeschwindigkeitsscherer 9 geschnitten, so dass ein vorbestimmtes Spulengewicht erhalten wird, und dann durch die Wickler 10 bei einer vorbestimmten Wickeltemperatur gewickelt.
Bei dieser Ausführungsform kann der Anteil der minderwertigen Waren verringert werden, da die lange Bramme verwendet wird, und der Ertrag eines dünnen heißgewalzten Stahlblechs kann verbessert werden.
Die Verwendung der Wickelbox 4, des Nivellierers 5 und der Blechstreifen-Heizeinrichtung 6 erhöht die Temperatur des Blechstreifens unmittelbar vor dem Endwalzen und macht den Blechstreifen gleichmäßig, so dass ein dünnes heißgewalztes Stahlblech mit einer guten Gestalt und gleichmäßigen Eigenschaften hergestellt werden kann.
Zwei Wickler 10 und der Hochgeschwindigkeitsscherer 9 vor den Wicklern 10 sind vorgesehen. Zwei Spulen aus heißgewalzten Streifen können dadurch erzeugt werden und somit können dünne heißgewalzte Stahlbleche mit hohem Ertrag und hoher Produktivität erzeugt werden.
Die Wickelbox 4 hat vorzugsweise eine Struktur, in der die Wärmestrahlung zur Außenseite soweit wie möglich durch Verwendung eines isolierenden Materials, das schematisch bei 4a gezeigt ist, und/oder einer reflektierenden Oberfläche oder einer Platte, die schematisch bei 4b gezeigt ist, verhindert wird.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines heißgewalzten Stahlblechs, umfassend die Schritte: kontinuierliches Gießen einer Bramme; grobes Heißwalzen der Bramme in einem Blechstreifen; Wickeln des Blechstreifens; Endheißwalzen des Blechstreifens in ein Stahlblech; gekennzeichnet durch Erwärmen des Blechstreifens nach dem Abwickeln des gewickelten Blechstreifens; und dadurch, dass das kontinuierliche Gießen und der Heizwalzschritt direkt sequentiell durch die kontinuierlich gegossene Bramme verbunden sind, die dann in den Blechstreifen heißgewalzt wird.
Verfahren zum Erzeugen eines heißgewalzten Stahlblechs nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des thermischen Isolierens der Streifen nach dem ersten Walzen oder Grobwalzen.
Verfahren zum Erzeugen eines heißgewalzten Stahlblechs nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des sekundären Erwärmens des Streifens unmittelbar vor einem weiteren Walzen oder einem Endwalzen.
Verfahren zum Erzeugen eines heißgewalzten Stahlblechs nach Anspruch 1, wobei der Walzschritt umfasst: einen ersten Walzschritt oder Grobwalzschritt und einen zweiten Walzschritt oder Endwalzschritt; wobei das Verfahren weiter den Schritt des thermischen Isolierens des Blechstreifens nach dem ersten oder Grobwalzschritt umfasst; und weiter den Schritt des sekundären Heizens des Blechstreifens unmittelbar vor dem zweiten Walzschritt oder Endwalzschritt umfasst.
Direkte Walzvorrichtung zum Erzeugen eines heißgewalzten Stahlblechs, umfassend: eine kontinuierliche Gussausrüstung (1); ein Grobheißwalzwerk (3); eine Wickelbox (4) zum Wickeln und thermisch Isolieren der Blechstreifen; eine Blechstreifen-Heizeinrichtung (6); und ein Endheißwalzwerk (7); dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Gussausrüstung (1) direkt mit dem Grobheißwalzwerk (3) durch eine kontinuierlich gegossene Bramme verbunden ist, die dann in einen Blechstreifen gewalzt wird, und dass der Induktionsheizer (6) sich zwischen der Wickelbox (4) und dem Endheißwalzwerk (7) befindet.
Heißdirektwalzvorrichtung nach Anspruch 5, weiter umfassend einen Nivellierer (5), der zwischen der Wickelbox (4) und der Blechstreifen-Heizeinrichtung (6) vorgesehen ist.
Direktheißwalzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Wickelbox (4) einen Heizer (4c) umfasst.
Direktheißwalzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Wickelbox (4) Wärmerückhaltemittel (4a, 4b) umfasst.
Direktheißwalzvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Wärmerückhaltemittel mindestens eines aus einer Isolierung (4a) und einer reflektierenden Oberfläche (4b) umfassen.
Direktheißwalzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Blechstreifen-Heizeinrichtung (6) eine Induktions-Heizeinrichtung (6a) vom Solenoidspulentyp ist.
Direktheißwalzausrüstung nach Anspruch 5, weiter umfassend mindestens zwei Wickler (10) und einen Hochgeschwindigkeitsscherer (9), der in der Linie der Laufrichtung des Blechstreifens vor den Wicklern (10) vorgesehen ist, um den Blechstreifen aus dem Endwalzwerk (7) auf zunehmen.