DK171539B1 - Fremgangsmåde og anlæg til kontinuerlig fremstilling af båndstål eller stålplade ud fra efter buestrengstøbemetoden fremstillede fladprodukter - Google Patents

Description

i DK 171539 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i krav l's indledning angivne art og med horisontal udløbsretning for de fremstillede flade produkter.

5 Inden for stålindustrien er det meget nødvendigt at sænke drifts- og investeringsomkostningerne og samtidigt hermed at forbedre produktkvaliteten samt øge fleksibiliteten hvad angår de producerede mængdeenheder, d.v.s. de såkaldte "coils" eller stålplader, hvad enten denne nødven-10 dighed skyldes en generel tendens eller ønsket om at overvinde den krise, som i de forløbne år især har ramt forældede anlæg. Ved moderniseringen af eksisterende stålværker henholdsvis ved planlægningen og realiseringen af nye stålværker med teknologisk nye indretninger til-15 stræbes en øgning af produktiviteten og forbedring af økonomien og samtidigt hermed en forbedring af produktkvaliteten samt et større spillerum hvad angår "stykstørrelsen", hvor slutproduktet skal produceres med en optimal bredde angående anvendelsesmulighederne.

20

En af de nye teknologier, der for tiden fremmes med henblik på de aktuelle krav til stålproduktionen, angår bearbejdningstrinnene mellem stålets smeltning og båndstålets opvikling i form af ruller eller "coils" hen-25 holdsvis stablingen af stålplader og indbefatter støbningen af emner i form af tynde blokke i en tykkelse nær ved de endelige dimensioner, så at sådanne emner i kun få efterfølgende valsestik eller deformeringstrin kan vide-reforarbejdes til det ønskede slutprodukt. Dette har med-30 ført bemærkelsesværdige forbedringer i strengstøbeteknik-ken, især med henblik på kokillens konstruktion og den tilsvarende dykudstøbning samt forbedringer i konstruktionen af valsestolene og valsebanerne med det formål at opnå den tilstræbte formning med så få valsestik som 35 muligt.

2 DK 171539 B1

Der kendes såkaldte "pilotanlæg" til fremstilling af båndstål, i hvilke der efter strengstøberaetoden produceres tynde blokemner med en tykkelse på ca. 50 mm i modsætning til traditionelle blokemner med en tykkelse på 5 150 til 320 mm. Disse tynde blokemner føres på forskellig vis gennem de successive valse-/forarbejdsningstrin. Slutproduktet er båndstål med en tykkelse på kun nogle mm. Et forslag går ud på, at allerede støbeproduktet -umiddelbart efter en mellemopvarmning i en ovn - udval-10 ses, f.eks. på en tandembane roed seks valsestole. Da støbehastigheden ikke kan være meget større end ca. 5 m/min, vil valsehastigheden i valsebanens sidste valsestol derfor være for lav til, at den nødvendige slutvalsetempera-tur på mindst ca. 865 °C kan opretholdes. Båndet udsættes 15 med andre ord mellem et valsetrin og det næstfølgende valsetrin for en for kraftig afkøling på grund af den med støbehastigheden identiske lave hastighed ved indføringen i valsebanen. Man er derfor gået bort fra denne løsning, fordi ovennævnte problem heller ikke kan løses på økono-20 misk vis ved hjælp af varmebeskyttelsesindretninger og opvarmede valser, idet dette ville indebære en betydelig øgning af investerings- og driftsomkostningerne.

Ifølge et andet forslag separeres båndet før en varmeovn, 25 i hvilken det dernæst varmebehandles (temperaturudlig ning) på sit samlede tværsnit. Ovnen kan f.eks. være en gasfyret rulleovn, ved hvis udløb der uafhængigt af støbehastigheden kan indstilles en båndtemperatur på ca. 1100 °C, d.v.s. en for den efterfølgende valseproces op-30 timal temperatur. Båndet tilskæres i standardlængde, der f.eks. for en bestemt coilvægt kan være 50 ro, hvortil der kræves en tilsvarende ovnlængde på ca. 150 m, når der tages hensyn til den nødvendige buffervirkning.

3 DK 171539 B1

Ved frakobling af valsebanen fra selve støbeprocessen kan det tynde blokemnes henholdsvis "forbåndets" udvalsning gennemføres med større hastighed, så at der ikke er risiko for, at temperaturen falder ned under den for slutval-5 setrinnet tilladelige mindste temperatur. Ovnens overlængde - som tilnærmet svarer til tre gange båndafsnittets længde - medfører imidlertid foruden den betydelige øgning af anlæggets investeringsomkostninger et enormt pladsbehov, hvortil mange stålværker ikke er indrettet.

10

Desuden sætter anlæggets og dermed ovnens dimensioner grænser for længden af båndafsnittene, der skal behandles successivt og dermed tillige for den endelige bundtvægt, hvorved igen det udnyttelige spillerum med henblik på 15 fremstillingen af coils med maksimal diameter begrænses.

Det er ved et sådant anlæg heller ikke muligt at anvende endnu tyndere udgangsblokemner, skulle dette blive muligt efter en teknologisk videreudvikling af strengstøbeme-toden. Forudsætter man en hypotetisk udgangstykkelse på 20 25 mm i stedet for 50 mm, skulle båndet til opnåelse af samme bundt-s lutvægt opdeles i længder på ca. 100 m, hvilket ville kræve en behandlingsovn med en længde af størrelsesordenen ca. 300 m. En ovn med sådanne dimensioner kan ikke realiseres af praktiske og økonomiske 25 grunde.

Den foreliggende opfindelse har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde af den angivne art, ved hjælp af hvilken der på basis af et fra et bue-strengstøbeanlæg 30 kommende fladt produkt kontinuerligt og uden de i det foregående omtalte ulemper kan fremstilles båndstål. Især strengens overskæring mellem støbeprocessen og i det mindste den første valseproces skal kunne bortfalde, og støbestrengens første valsestik i den første valsestol 35 skal gennemføres med den samme hastighed, hvormed valse- 4 DK 171539 B1 materialet forlader strengstøbeanlæggets buestraekning. Fremgangsmåden skal således kunne gennemføres "in line" med praktisk ubegrænset fleksibilitet, så at der kan fremstilles coils med en hvilken som helst vægt og længde 5 eller plader, uden at anlæggets dimensioneringsparametre skal ændres, fordi de udvalsede bånd overskæres i det mindste efter den første valseproces - eller efter at alle arbejdsoperationer er udført - umiddelbart før op-viklings- eller stablingsindretningen. Dette formål opnås 10 ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

Ifølge opfindelsen kan båndet opvikles mellem den første og den efterfølgende formeoperation. Det udvalsede bånd 15 kan endvidere ifølge opfindelsen svarende til den ønskede bundtvægt opvikles i tilslutning til fladproduktets formning eller ifølge opfindelsen efter det udvalsede bånds overskæring i tilslutning til fladproduktets formning op-stables i forudbestemt længde til dannelse af stålplade-20 pakker, eventuelt efter afkøling og opretning. Det flade produkt stikkes således først i en første valsestol med produktets udgangshastighed fra buestrengstøbeanlægget og passerer gennem de successive valsetrin med hastigheder svarende til deformeringerne i de enkelte valsestik. Der-25 næst kan det således valsede bånd enten opvikles og afskæres, efter at den ønskede coil-vægt er nået, eller båndet kan skæres i ønskede længder og stables i pladebundter. Det er et væsentligt aspekt ved den foreliggende opfindelse, at fladproduktet efter dekapering genopvarmes 30 induktivt til en temperatur på ca. 1100 °C med størst mulig temperaturudligning, fordi man derved på fordelagtig vis kan modvirke en underafkøling af båndet.

Også ved den i krav 5 kendetegnede mellemopvarmning mod-35 virkes en for kraftig afkøling af valsegodset, så at man 5 DK 171539 B1 altid kan indstille de nødvendige valsetemperaturer på en sådan måde, at disse på det sidste formetrin ikke er lavere end grænseværdien på 860 °C.

5 Ved udførelsesformen ifølge krav 6 kan begyndelsesstrengen efter en passage gennem valsestolene separeres ved hjælp af samme indretning, der alligevel er nødvendig til opdeling af de valsede bånd. Strengen kan dog også separeres bag ved det første formetrin ved hjælp af en 10 yderligere separeringsindretning.

Opfindelsen angår tillige et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden. Anlægget er ejendommeligt ved de i krav 7's kendetegnende del angivne dele.

15 I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en del af anlægget ifølge opfin-20 delsen, fig. 2 anskueliggør temperaturforløbet i stålbåndet, og fig. 3 viser en ændret udførelsesform for anlægget.

25

Tegningen viser groft skematisk anlægget ifølge opfindelsen. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen beskrives i det følgende i forbindelse med anlægget. Et fladt produkt 2 dannes udgående fra en strengstøbe-kokille 1. Det i tra-30 ditionelle støtteruller førte og transporterede flade produkt 2 overføres fra en oprindeligt vertikal retning via en buestrækning, hvor produktet støttes af støtteruller, i horisontal retning. Efter gennemstørkning i buestrækningens endeområde passerer det flade produkt gennem 35 et første formetrin 3, på hvilket det f.eks. nedvalses 6 DK 171539 B1 til en tykkelse på f.eks. maksimalt 25 mm. Formetrinnet 3 kan bestå af en eller flere valser, fortrinsvis af quarto-typen.

5 Efter trinnet 3 passerer produktet 2 gennem en ovn 5 til temperaturudligning, fortrinsvis en ovn med en induktiv opvarmningsindretning. I ovnen udlignes temperaturen over produktet 2's samlede tværsnit, så at produktet med en tilstrækkelig høj valsetemperatur når frem til en første 10 valsestol 6 i en yderligere deformeringsindretning.

Skulle en for lille anstikhastighed svarende til produktets hastighed ved udløbet fra buestrækningen medføre en betydelig mindskelse af temperaturen, så at der i en 15 efterfølgende valsestol 7 i den yderligere deformer-ingsindretning fås en utilstrækkelig deformeringstempera-tur, kan produktet eventuelt udsættes for en yderligere mellemopvarmning i en anden induktionsovn 8, der er placeret mellem valsestolene 6 og 7, og som kan være 20 kortere end ovnen 5. Den yderligere induktionsovn 8 er imidlertid kun nødvendig, såfremt den første induktionsovn 5 ikke er tilstrækkelig til at opretholde et korrekt temperaturfald under formningen langs med den samlede formeindretning bestående af tre valsestole 6, 7 og 9 på 25 en sådan måde, at temperaturen i det sidste valsestik i valsestolen 9 er beliggende inden for det til en god de-formering nødvendige temperaturinterval. Ved udløbet fra den sidste valsestol 9 har det nu i fig. 2 som bånd 2' betegnede flade produkt 2 den ønskede tykkelse.

30

Fremgangsmåden afsluttes enten ved, at det valsede bånd 2' opvikles på en haspe 11 og overskæres ved 10, efter at den ønskede bundt- eller "coil"-vægt er nået, eller ved, at båndet 2 opskæres i plader af ønsket længde, og disse 35 stables som vist skematisk ved 14 i fig. 2.

7 DK 171539 B1

Uden at der kræves supplerende overskæringsindretninger kan skilleindretningen 10 ved arbejdstaktens begyndelse også anvendes til afskæring af den (her ikke viste) indtrækningsstreng, der adskilles efter at have passeret den 5 slukkede ovn 5 og deformeringsstolene 6, 7 og 9, hvis valser er fjernet fra hinanden, samt den eventuelle, ligeledes slukkede mellemopvarmningsovn 8. Der findes indstillingsindretninger, ved hjælp af hvilke valserne umiddelbart efter begyndelsesstrengens passage atter ind-10 stilles med den til deformeringen nødvendige normale valsespalte. Desuden er ovnen 5 fortrinsvis opdelt i indbyrdes uafhængige zoner, der udgående fra ovnens slukkede tilstand kan aktiveres successivt, efter at den forreste indtrækningsstreng har passeret den pågældende ovnzone.

15

Fig. 2 viser skematisk de enkelte afsnit i det i fig. 1 viste anlæg, idet analoge dele er betegnet med de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 1. Fig. 2 anskueliggør temperaturforløbet i fladstålet 2, indtil båndet 2' 20 passerer ud af den sidste valsestol. Under kurvebilledet ses i fig. 2 en tabel, der i overensstemmelse med bestemte afsnit i anlægget og tilsvarende partier af båndet angiver den pågældende hastighed og båndtykkelse. De angivne værdier opnåedes forsøgsvis med et bånd med en 25 bredde på 1000 mm og en tykkelse på 25 mm. I tilfælde af andre dimensioner og hastigheder er temperaturforløbet selvfølgelig et andet.

Det fremgår af fig. 2, at det fra støbevalseprocessen 30 hidrørende fladstål 2, der udgår fra det første formetrin 3, har en temperatur på 1075 °C, som på fladbåndets vej til en indretning 4 til fjernelse af glødeskæl aftager til 1049 eC. På grund af glødeskælfjernelsen ved hjælp af trykvand synker temperaturen brat til 969 °C og aftager 35 under båndets passage til ovnen 5 yderligere til 934 °C.

8 DK 171539 B1 I den induktive ovn 5 øges temperaturen atter til 1134 °C, idet der opnås en temperaturudligning over fladproduktets samlede tværsnit. Fladproduktets temperatur aftager til 1104 eC, inden fladstålet når frem til valsesto-5 len 6. Ved valseproduktets kontakt med denne valsestols valser er temperaturen mindsket til 1063 °C, når produktet forlader valsestolen 6. Det tildels valsede bånd opvarmes dernæst i en induktiv ovn 8 fra 1020 til 1120 °C. Ved stikningen i den anden valsestol 7 er båndtem-10 peraturen 1090 eC. Når båndet forlader valsestolen 7, er båndtemperaturen aftaget til 1053 eC. Når båndet indbringes i den tredje og sidste valsestol 9, er båndtemperaturen yderligere sunket til 988 °C. Denne temperatur er tilstrækkelig høj som stiktemperatur under den sidste 15 valseproces. Valsegodset 2' forlader den sidste valsestol 9 med en temperatur på 953 °C og opskæres, efter at temperaturen er sunket yderligere, i ønskede længder og stables i form af plader ved 14, fig. 2, eller opvikles som vist ved 11 i fig. 1.

20

Hvad angår hastighedsforløbet, er båndhastigheden efter det første formetrin 3 0,08 m/sec. eller 4,8 m/min.

Denne hastighed svarer til indstikhastigheden under indføringen i den yderligere formeindretnings valsestol, 25 hvor fladstålets tykkelse endnu er 25 mm. Hastigheden ved båndets indføring i valsestolen 7 er ca. 10,2 m/min, hvor fladproduktets tykkelse nedvalses fra 25 mm til 12,3 mm. Valsegodset indføres med en hastighed på 19,8 m/min. og med en tykkelse på 6,3 mm i den sidste valsestol, og det 30 forlader denne valsestol med en hastighed på 30,6 m/min. og med en endelig tykkelse på 4,05 mm.

Det fremgår af ovennævnte udførelseseksempel, som i princippet kan overføres til andre båndtværsnit, at opvarm-35 ningen før den yderligere formeindretnings første valse- DK 171539 B1 9 stol og eventuelt mellemopvarmningen mellem formeindret-ningens første valsestol og yderligere valsestole skal indstilles således, at fladproduktet henholdsvis valsebåndet efter det første valsestik opvarmes til en tem-5 peratur på ca. 1100 °C, og at der skal opretholdes et sådant temperaturniveau, at slutvalsetemperaturen i den sidste valsestol ikke er lavere end grænseværdien 860 °C.

Fig. 3 viser et ændret udførelseseksempel, hvor der an-10 vendes en opvikle- og afvikleindretning 12, som er placeret bag ved induktionsovnen 5 og suppleres med indretningen 4 til fjernelse af glødeskæl. I indretningen 12 op-vikles fladstål, indtil den ønskede coilstørrelse er nået. Den opviklede båndlængde bringes i en afvikleposi-15 tion (til højre på tegningen), hvorefter fladstålet med fortsat bearbejdning for øje tilføres en yderligere for-meindretning med valsestole 6, 7 og 9. Om nødvendigt kan der mellem disse valsestole være indskudt en supplerende induktionsovn 8. Det færdige produkt opvikles nedadtil 20 ved 11.

Alle anlæggets parametre kan selvfølgelig påvirkes indbyrdes ved indstilling af støbehastigheden, valsehastighederne og deformationerne.

25 I den forudgående beskrivelse forklares en fremgangsmåde samt beskrives det til dennes gennemførelse nødvendige anlæg, som muliggør en kontinuerlig støbning og færdig-valsning af et udgangsprodukt med små investeringsomkost-30 ninger og et lille energiforbrug. Man har konstateret, at den til induktiv opvarmning nødvendige varmeydelse ikke overskrider grænsen ca. 8 MW, hvilket for et stålværk med tilsvarende størrelse kan betragtes som absolut økonomisk.

35 10 DK 171539 B1

Fremgangsmåden og anlægget kan varieres inden for opfindelsen målsætning, idet der i stedet for de før henholdsvis mellem valsestolene anbragte induktionsovne kan anvendes opvarmningsindretninger af anden art, f.eks.

5 ovne med laserteknik eller strålevarmeovne.

Claims (16)

1. Fremgangsmåde til kontinuerlig fremstilling af bånd-5 stål eller stålplade ud fra efter buestrengstøbemetoden med horisontal udløbsretning fremstillede fladprodukter, kendetegnet ved følgende faser: a) at fladstålet (2), efter at strengen er størknet, 10 formes på et første formetrin (3) ved en temperatur på mere end 1100 °C, b) at fladstålet genopvarmes induktivt til en temperatur på ca. 1100 eC under bedst mulig temperaturudligning 15 over dets samlede tværsnit, og c) at fladproduktet formes på mindst ét yderligere for-metrin med valsehastigheder svarende til materialets udgangshastighed fra det pågældende valsestik. 20

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det færdigvalsede bånd opvikles på en haspe mellem den første og den yderligere formeproces.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det udvalsede bånd ophaspes og overskæres svarende til den ønskede bundtvægt i tilslutning til fladstålets formning.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det udvalsede bånd efter fladstålets formning og efter eventuel afkøling og opretning opskæres i forudbestemte længder og stables til dannelse af stålpladepak-ker (14). 35 DK 171539 B1

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 4, kendetegnet ved, at fladstålet mellemopvarmes induktivt på ét eller flere trin mellem de yderligere formetrin.

6. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 2 til 5, kendetegnet ved, at den indbefatter følgende yderligere trin: at formetrinnene indstilles efter passage af en ved 10 støbeprocessen tilvejebragt forreste indtrækningsstreng gennem disse; at indtrækningsstrengen afskæres umiddelbart inden båndets ophaspning eller afskæringen af plader; og at opvarmningen reguleres differencieret på successive trin/zoner efter indtrækningsstrengens pas-15 sage.

7. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det indbefatter følgende dele i den angivne rækkefølge: 20 a) en kokille (1) til kontinuerlig støbning af fladprodukter (2) med et efter kokillen følgende styrestativ, 25 b) en første formeindretning (3) til formning af det flade produkt i styrestativet og/eller umiddelbart i tilslutning til dette, c) en indretning (5) til induktiv opvarmning af fladpro- 30 duktet (2) og temperaturudligning over dets tværsnit, d) mindst én yderligere valsestol (6, 7, 9) og e) en overskæringsindretning (S, 10). 35 DK 171539 B1

8. Anlæg Ifølge krav 7, kendetegnet ved, at overskærings indretningen (S) er anbragt bag ved den første formeindretning (3).

9. Anlæg ifølge kravene 7 og 8, kendetegnet ved, at der mellem den første formeindretning (3) og den efterfølgende formeindretning (6, 7, 9) og efter over skæringsindretningen (S) er anbragt en indretning (12) til ophaspning og afhaspning af det flade produkt. 10

10. Anlæg ifølge krav 9, kendetegnet ved, at indretningen (12) til ophaspning og afhaspning af det flade produkt er anbragt bag ved indretningen (5) til induktiv opvarmning og før den yderligere formeindretning 15 (6, 7, 9).

11. Anlæg ifølge krav 7, kendetegnet ved en bageste overskæringsindretning (10) for valsebåndet (2') og mindst én haspe (11) til opvikling af båndet (2'). 20

12. Anlæg ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det indbefatter en bageste overskæringsindretning (10) for valsebåndet (2), en køleindretning, en bageste oprettevalse og en bageste stablingsindretning (14) til sta- 25 bling af afskårede plader.

13. Anlæg ifølge krav 7, kendetegnet ved mindst én mellem yderligere valsestole (6, 7, 9) anbragt indret- i ning (8) til induktiv mellemopvarmning. 30

14. Anlæg ifølge krav 13, kendetegnet ved, at hver induktiv opvarmningsindretning (5, 8) har separat regulerbare opvarmningstrin. DK 171539 B1

15. Anlæg ifølge krav 11, kendetegnet ved en supplerende indretning til indstilling af gennemløbstværsnittet mellem den forreste formeindretnings (3) valser og de yderligere valsestole (6, 7, 9) på en sådan 5 måde, at indtrækningsstrengen på støbestrengens hoved kan passere, og således, at gennemløbstværsnittet umiddelbart efter indtrækningsstrengens passage atter føres tilbage til de til deformeringsprocesserne nødvendige værdier, at anlægget er indrettet til styring af de enkelte induktive 10 opvarmningsindretninger (5, 8) til successiv igangsætning af disse umiddelbart efter indtrækningsstrengens passage og ved, at den bageste overskæringsindretning (10) er indrettet til indtrækningsstrengens afskæring fra valsebåndet (2 '). 15

16. Anlæg ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den forreste overskæringsindretning (S) er indrettet til afskæring af indtrækningsstrengen. 20