EP0236666B1

EP0236666B1 - Arbeitsverfahren zum Aufheizen von in Stranggusseinrichtungen gegossenen oder in Umformeinrichtungen umgeformten Halbzeugen für deren Einbringen in Umform- und/oder Weiterverarbeitungseinrichtungen

Info

Publication number: EP0236666B1
Application number: EP87100077A
Authority: EP
Inventors: Hugo Dr. Feldmann; Claus Schlanzke; Ulrich Svejkovsky
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1987-01-07
Publication date: 1991-09-11
Anticipated expiration: 2007-01-07
Also published as: US5020208A; CN1030132A; EP0236666A3; CN1026819C; ES2023824B3; EP0236666A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Arbeitsverfahren zur Wärmeübertragung zwischen in Stranggußeinrichtungen gegossenen, eine Gruppe und nach deren Einbringen und Bearbeiten in Umform- bspw. Walzeinrichtungen eine weitere Gruppe bildenden Halbzeugen, bei dem zwischen diesen Halbzeuggruppen, die untereinander unterschiedliche Temperaturen aufweisen, die Wärmeübertragung bewirkt wird.
Es sind verschiedene Arbeitsverfahren und Einrichtungen bekannt, bei denen Halbzeuge, die in Richtung ihrer Längsachse oder quer zu dieser transportiert werden, zunächst einem Lager zugeführt und aus diesem, dem Bedarf der nachgeordneten Weiterverarbeitungseinrichtung entsprechend, in Wärmöfen eingebracht, auf die Weiterverarbeitungstemperatur aufgeheizt und dann der entsprechenden Weiterverarbeitungseinrichtung zugeführt werden. Dabei wird z.B. die Stranggießwärme des aus einer Stranggußeinrichtung kommenden Halbzeuges für die Weiterverarbeitung ausgenutzt. Dies geschieht bei einer bekannten Anordnung durch eine der Weiterverarbeitungseinrichtung vorgeschaltete Umformanlage (Halbzeugstraße), in der Weise, daß das Halbzeug nicht auf Lagertemperatur abgekühlt, sondern den Wärmofen des Walzwerks oder einer vor diesem angeordneten Nachwärmeinreichtung zugeführt wird. Da das Halbzeug von der Stranggußeinrichtung in Absätzen kontinuierlich mit einer festliegenden Geschwindigkeit ausgebracht wird, die durchweg nicht den Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Verarbeitungszeiten der nachgeordneten Umform- bzw.
Weiterverarbeitungseinrichtungen entspricht, werden zwischen Stranggußeinrichtung und diesen, bzw. zugeordneten Wärmöfen Pufferspeicher angeordnet, mit denen die durch die Unterschiede in den Ausbring- und den Weiterverarbeitungsgeschwindigkeiten begründeten Kapazitätsunterschiede ausgeglichen werden (DE-OS 27 23 626). Es ist auch bekannt, die Stranggießwärme der Halbzeuge in der Weise auszunutzen, daß bereits erkaltete und daneben noch warme Halbzeuge in ein und denselben Wärmofen eingebracht werden, wodurch sich insgesamt eine Verkürzung der Aufheizzeit auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur ergibt, oder die warm eingebrachten Halbzeuge kürzer im Wärmofen verweilen, als die kalten.
Nach der JP-A-60-52201 ist es weiterhin bekannt, Stranggegossene Halbzeuge, die bereits einem Walzprozeß unterworfen und anschließend auf Länge geschnitten wurden, durch solche Halbzeuge wieder aufzuheizen, die direkt aus der Stranggußanlage kommend auf Länge geschnitten eine höhere Temperatur aufweisen. Die Halbzeuge werden dabei zu diesem Zweck wechselweise geschichtet, auf einen Transportwagen aufgebracht, wobei die Halbzeuge höherer Temperatur durch die Berührung der aufeinanderliegenden Flächen Wärme an die Halbzeuge niedrigerer Temperatur abgeben und so z.B. ein anschließendes gemeinsames Walzen der auf dem Transportwagen befindlichen Charge erlauben.
Die abhängige Verknüpfung der zwischen Stranggußeinrichtung und Weiterverarbeitungseinreichtung geschalteten Teile der Gesamtanlage, wie Umformeinrichtung, Nachwärmaggregat, Pufferspeicher, erschwert deren Anpassung aneinander. Im praktischen Betrieb müssen z.B. häufig Kaltchargen vom Lager eingebracht werden, wobei die der Umformeinrichtung (Walzwerk) zugeführten Halbzeuge von dieser dann wegen notwendiger, chargenbedingter Abmessungsänderungen oder auch wegen einer Störung nicht in der vorgesehenen Zahl abgenommen werden können. Es ist weiterhin auch nicht möglich, innerhalb einer solchen Charge unterschiedliche Abmessungen oder Qualitäten auszuwählen. Die Verfolgung der Verarbeitung von nach Abmessungen oder Qualität unterschiedlichen Chargen erfordert eine aufwendige Programmplanung und Steuerung des Stahlwerks selbst, der Stranggußeinrichtungen und der nachgeordneten Weiterverarbeitungseinrichtungen. Trotz eines solchen Aufwandes ist die Gesamtanlage nicht sehr flexibel, wenn unterschiedliche Abmessungen und/oder Qualitäten in mehr oder weniger großen Stückzahlen erzeugt werden sollen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die einzelnen Teile der Gesamtanlage nicht zeitlich unabhängig voneinander betreiben lassen, sondern gemeinsam betrieben werden müssen, so daß z.T. erhebliche Leerlaufzeiten unvermeidlich sind. Auch erfordert die Lagerhaltung selbst einen erheblichen organisatorischen Aufwand.
Untersuchungen haben ergeben, daß z.B. in einem Feinstahlwalzwerk mit üblichem Walzprogramm die Anwendung bekannter Arbeitsverfahren mit den erwähnten Einrichtungen einen mehr oder weniger direkten Einsatz stranggießwarmer Halbzeuge von nur 20 bis 30% des gesamten Ausbringens des Walzwerkes ermöglicht.
Neben diesen Schwierigkeiten und Nachteilen, die die Anwendung der bekannten Arbeitsverfahren mit sich bringen, ergibt sich ferner noch die Notwendigkeit, daß die Halbzeuge im Zuge ihrer Verarbeitung im noch warmen Zustand inspiziert und ggfs. geputzt werden müssen statt in abgekühltem Zustand auf dem Weg zum oder vom Lager.
Ausgehend von dem durch die erwähnte JP-A-60-255201 vermittelten grundsätzlichen Gedanken, zwischen direkt aus der Stranggußeinrichtung kommenden Halbzeuggruppen und solchen, die anschließend zunächst einer Umformbearbeitung unterzogen wurden, und die beide deshalb unterschiedliche Temperaturen aufweisen, eine Wärmeübertragung herbeizuführen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Technik der Wärmeübertragung zwischen den Halbzeuggruppen zu verbessern und regulierbar zu machen, und damit den Anwendungsbereich einer solchen Wärmeübertragung zwischen Halbzeuggruppen erheblich zu erweitern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst und gemäß den Merkmalen der Unteransprüche weiter entwickelt sowie durch Angaben der Merkmale von Vorrichtungen zur Durchführung des Arbeitsverfahrens ergänzt.
Das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren bringt die Möglichkeit mit sich, den Fluß der Halbzeuglängen-Gruppen zwischen den verschiedenen Gieß-, Umform-, Wärm-, Lager- und anderen Weiterverarbeitungseinrichtungen vollständig zu entriegeln und den jeweiligen Gegebenheiten und Erfordernissen entsprechend diesen Fluß so zu lenken und zu steuern, daß neben der Kontinuität des Flusses eine optimale Ausnutzung der eingebrachten bzw. beim Umform-und/oder Wärmprozeß neu eingebrachten Wärme erfolgt. So kann z.B. die Kontinuität der Zuführung von aus der Stranggußeinrichtung kommenden Halbzeuglängen-Gruppen zu einer Umformeinrichtung (Walzwerk) durch Wärmeübertragung von dieser Halbzeuglängen-Gruppe auf zwischengelagerte, erkaltete oder noch restwarme andere Halbzeuglängen-Gruppen während des Transportes oder auch bei Stillstand erreicht werden, ggfs. unter Anwendung eines der Umformeinrichtung vorgeschalteten Nachwärmaggregates. Bei entsprechender Anordnung und Ausbildung der Anlagen ergibt sich dabei z.B. die Möglichkeit, aus einer Stranggußeinrichtung kommende Halbzeuglängen-Gruppen ohne Zwischenaufenthalt, auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur gebracht, direkt der Umformeinrichtung zuzuführen.
Je nach der Anordnung und Ausbildung der Gesamtanlage können bei diesen Wärmeübertragungsvorgängen auch zwischen den anderen nachgeordneten oder selbständigen Umformeinrichtungen bewegte Halbzeuglängen-Gruppen oder auch Fertigmaterial für die Wärmeübertragung herangezogen werden, die Wärme abzugeben vermögen oder auch der Aufwärmung bedürfen, bspw. unter Anwendung von erfindungsgemäß quer zueinander, ggfs. in verschiedenen übereinanderliegenden Ebenen verlaufenden Transportbahnen.
Umstellungen des jeweiligen Verarbeitungsprogramms wirken sich bei richtiger Auslegung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens auf den Materialfluß ebensowenig aus, wie Geschwindigkeitsänderungen oder Störungen in der Weiterverarbeitungsanlage. Losgrößen können unabhängig von der Größe der Charge gewählt und weiterverfolgt werden, wobei die erzielte Flexibilität der Gesamtanlage dies mit verhältnismäßig einfachen Programmplanungen erlaubt.
Da die Halbzeuge durch den erfindungsgemäß erreichten Arbeitsablauf, wenn dies erwünscht ist, auch langsam abgekühlt und ebenso auch langsam erwärmt werden können, ergeben sich besondere Vorteile bei der Behandlung von Edelstählen. Die Inspektions- und Putzarbeiten können dabei an den erkalteten Halbzeugen außerhalb des Materialflusses vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren ermöglicht dabei einen erheblich über den bisher erreichbaren 30% liegenden Warmeinsatz der Halbzeuge.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. l: eine Anlage zur Durchführung des Arbeitsverfahrens in schematischer Darstellung von oben gesehen,
Fig. 2: eine andere Ausbildungsform der Anlage nach Fig. l,
Fig. 3: eine Aufheizeinrichtung mit Tragrosten im Schnitt von der Seite gesehen
Fig. 4: einen Schnitt nach der Linie A-A durch Fig. 3,
Fig. 5: eine andere Ausbildungsform der Aufheizeinrichtung im Schnitt von oben gesehen
Fig. 6: einen Schnitt nach der Linie B-B durch Fig. 5,
Fig. 7: eine andere Ausbildungsform der Einrichtung im Schnitt quer zur Transportrichtung.

Wie aus Fig. l zu ersehen, werden die von der (nicht dargestellten) Stranggußeinrichtung St kommenden Halbzeuglängen in Transportrichtung hintereinander mittels eines Rollgangs R₁ der Wärmedämmkammer WK₁ zugeführt und in dieser durch Quertransport in Wärmeübertragungskontakt mit vom Lager L₂ über einen Rollgang R₃ kommenden Halbzeuglängen-Gruppen gebracht und anschließend über einen Rollgang R₂ einem Lager L₁ zugeführt, während die durch diesen Vorgang erwärmten, wie erwähnt vom Lager L₂ kommenden Halbzeuglängen-Gruppen über einen Rollgang R₄ einer Nachwärmeinrichtung NW₁ zugeleitet, in dieser auf Verarbeitungstemperatur gebracht, der nachgeschalteten Umformeinrichtung HW (Halbzeugwalzwerk) zugeführt werden. Die umgeformten (gewalzten) Halbzeuglängen gelangen dann über einen Rollgang R₅ in die Wärmedämmkammer WK₂ bzw. über einen Rollgang R₉ in die Wärmedämmkammer WK₃. Die in die Wärmedämmkammer WK₂ gelangten Halbzeuglängen-Gruppen werden durch Quertransport in Wärmeübertragungskontakt mit vom Lager L₄ über einen Rollgang R₈ kommenden Halbzeuglängen-Gruppen gebracht und anschließend über einen Rollgang R₇ einem Lager L₃ zugeführt, während die durch diesen Vorgang erwärmten, vom Lager L₄ kommenden Halbzeuglängen-Gruppen über den Rollgang R₆ einem dem Fertigwalzwerk FW₁ vorgeschalteten Nachwärmaggregat NW₂ zugeführt werden. In der Wärmedämmkammer WK₂ läuft der Arbeitsvorgang wie in den bereits beschriebenen Wärmedämmkammern WK₁ und WK₂ ab. Die über den Rollgang R₉ in die Wärmedämmkammer WK₃ eingebrachten Halbzeuglängen-Gruppen erwärmen die vom Lager L₆ kommenden und über den Rollgang R₁₂ in die Wärmedämmkammer eingebrachten Halbzeuglängen-Gruppen, die anschließend über den Rollgang R₁₁ dem dem Fertigwalzwerk FW₂ zugeordneten Nachwärmaggregat NW₃ zugeführt werden.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der die Abwärme der abzukühlenden Halbzeuglängen-Gruppen dazu benutzt wird, die in den Wärmofen einzubringenden Halbzeuglängen-Gruppen vorzuwärmen. Dabei werden diese über einen Rollgang R₁₄ einer Wärmedämmkammer WK₄ zugeführt, durch Quertransport in Wärmeübertragungskontakt mit vom Lager L₇ über einen Rollgang R₁₃ kommenden Halbzeuglängen-Gruppen gebracht und anschließend über einen Rollgang R₁₆ dem Lager L₈ zugeführt, während die erwärmten, vom Lager L₇ kommenden Halbzeuglängen-Gruppen über einen Rollgang R₁₅ einem Wärmofen WO zugeführt werden.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen, nehmen zwei mit Abstand übereinanderliegende Roste die Lagenm der Halbzeuglängen auf. Der unten liegende, für die, von der - nicht dargestellten - Stranggießeinrichtung kommenden warmen Halbzeuglängen HW bestimmte Auflagerost, weist Rostbalken l auf, die in einem Abstand DK voneinander angeordnet sind, während der darüberliegende, die vom Lager kommenden Halbzeuglängen HK aufnehmende Rost hier nur ein Paar von Rostbalken 2 aufweist, die mit einem Abstand DG auf mit dem Fundament 3 verbundenen Tragbalken 4 aufliegen. Dem unteren Auflagerost mit den Rostbalken l ist ein Rollgang R₁ zugeordnet, der die (vgl. Fig. l) von der Stranggießeinreichtung ST kommenden Halbzeuglängen HW in Richtung ihrer Längsachse abtransportiert. Diese werden dann in Richtung des Pfeils Pl mittels der Stoßbalken 6 auf die Rostbalken l aufgeschoben und in Richtung auf den zweiten Rollgang R₂ transportiert, der die Halbzeuglängen HW einem Lager zuführt. Gleichzeitig werden dem Lager erkaltete oder noch warme Halbzeuglängen HK entnommen und über den Rollgang R₃, der den Auflagebalken 2 des oberen Auflagerostes zugeordnet ist, herantransportiert und mittels des Stoßbalkens 7 auf diesen Auflagerost aufgeschoben und in Richtung des Rollgangs R₄ weitertransportiert, der die Halbzeuglängen HK einer Verarbeitungsanlage zuführt. Die heißen Halbzeuglängen HW auf dem unteren Auflagerost mit den Rostbalken l erhitzen dabei die darüber auf den Rostbalken 2 des oberen Auflagerostes in Richtung des Pfeils P2 gegenläufig transportierten Halbzeuglängen HK, bevor diese der Verarbeitungsanlage bzw. einem Wärmofen zugeführt werden. Beide Auflageroste sind von einer Wärmedämmkammer 9 umschlossen. Der erheblich größere Abstand DG des Rostbalkenpaares 2 des oberen Auflagerostes ist so bemessen, daß er zu einem noch zulässigen Durchängen der aufliegenden Halbzeuglängen führt, dabei aber eine gleichmäßige Erwärmung der einzelnen Halbzeuglängen HK über ihre Länge sicherstellt.
Bei der Ausbildung nach den Fig. 5 und 6 ist die Anordnung so getroffen, daß die von der Stranggußeinrichtung kommenden warmen Halbzeuglängen HW von den Rollen R eines Rollgangs getragen und durch die Wärmedämmkammer 9 in Richtung des Pfeile Pl (Fig. 5) transportiert werden, während die vom Lager kommenden Halbzeuglängen HK von einem, nicht dargestellten, selbständig angetriebenen Rollgang getragen in Richtung der Pfeile P2 in entgegengesetzter Richtung und jeweils zwischen zwei warmen Halbzeuglängen HW liegend transportiert und von beiden Seiten her durch die warmen Halbzeuglängen HW durch Wärmeübertragungskontakt erwärmt werden. Weisen die zu behandelnden Halbzeuglängen HW und HK Rechteckquerschnitte auf, dann werden sie zweckmäßig stehend transportiert und dabei, wie aus Fig. 7 hervorgeht, durch oberhalb des Rollgangs mit den Rollen R angeordnete Führungsrollen FR gehalten. Es besteht auch die nicht gezeichnete Möglichkeit der Anordnung zweier oder mehrerer Rollgänge übereinander, wobei der Transport der Halbzeuglängen entweder in der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Weise oder auch so erfolgen kann, daß auf dem einen Rollgang die Halbzeuglängen HW und auf einem darüber angeordneten Rollgang die Halbzeuglängen HK, zweckmäßig gegenläufig transportiert werden.
Es ist auch möglich, zwei der geschilderten Einrichtungen in Transportrichtung hintereinander anzuordnen, wobei die Halbzeuglängen, nachdem sie die erste Einrichtung verlassen haben, gewendet werden können, um eine gleichmäßigere Durchwärmung zu erzielen. Mehrere Anlagen können auch parallel nebeneinander angeordnet werden, um kürzere Transportlängen zu erhalten.
Bei großen Qualitätslosen, wie Massenstahl, die keine Inspektion benötigen, können die von der Stranggießeinrichtung kommenden heißen Halbzeuglängen ggfs. unmittelbar der Weiterverarbeitungsanlage, hier dem Fertigwalzwerk, zugeführt werden, und zwar derart, daß die beschriebenen Einrichtungen im Umlauf arbeiten, um die Unterschiede zwischen der Abgabekapazität der Stranggießeinrichtung und der Annahmekapazität der Weiterverarbeitungsanlage auszugleichen.

Claims

Arbeitsverfahren zur Wärmeübertragung zwischen in Stranggußeinrichtungen gegossenen, eine Gruppe und nach deren Einbringen und Bearbeiten in Umform- bspw. Walzeinrichtungen eine weitere Gruppe bildenden Halbzeugen, bei dem zwischen diesen Halbzeuggruppen, die untereinander unterschiedliche Temperaturen aufweisen, die Wärmeübertragung durch Strahlung und/oder Konvektion bewirkt wird, bestehend aus folgenden Arbeitsschritten:
a) Bewegen einer der Halbzeuggruppen auf einem Transportweg in im wesentlichen horizontaler Ebene,

b) Bewegen der anderen Halbzeuggruppe, ebenfalls auf einem Transportweg im wesentlichen horizontaler Ebene im Abstand von der anderen Halbzeuggruppe und

c) Regulierung der Temperatur der Halbzeuge einer der Halbzeuggruppen durch Steuerung des Maßes der Wärmeübertragung von einer der Halbzeuggruppen auf die andere durch Änderung und Einstellung der Geschwindigkeit der jeweiligen Halbzeuggruppe.
Arbeitsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeübertragung bei Bewegungen der Halbzeuggruppen in gleicher in entgegengesetzter oder quer zueinander verlaufender Richtung dieser Bewegungen bewirkt wird.
Arbeitsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Außenflächen wärmeabgebender und wärmeaufnehmender Halbzeuglängengruppen nur wenige mm beträgt.
Arbeitsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungen der Halbzeuggruppen auf nebeneinanderliegenden Transportwegen und/oder in übereinanderliegenden Ebenen verlaufen.
Arbeitsverfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportwege der wärmeaufnehmenden bzw. der wärmeabgebenden Halbzeuggruppen beiderseits der Transportwege der wärmeabgebenden bzw. der wärmeaufnehmenden Halbzeuggruppen verlaufen.
Arbeitsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbzeuggruppen während der Wärmeübertragung auf in zwei oder mehreren übereinander verlaufenden Ebenen liegenden Transportwegen in mindestens einer dieser Ebenen eine Drehbewegung um ihre Längsachse gegenüber der Halbzeuggruppe ausführen, die sich auf einem Transportweg befindet, der in einer benachbarten Ebene liegt.
Vorrichtung zur Durchführung der Arbeitsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6,
gekennzeichnet durch
zwei oder mehrere neben- und/oder übereinander angeordnete Auflageroste und/oder Schub-, Schub-, Wende-oder Tragtransportelemente für die Halbzeuge, die jeweils unabhän-gig voneinander oder teilweise gemeinsam antreibbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände (DG) der Tragelemente (Rostbalken) des oder der oben liegenden Auflageroste größer sind, als die Abstände (DK) der Tragelemente des unten liegenden Auflagerostes.