EP0264868B1

EP0264868B1 - Medium or light section rolling mill

Info

Publication number: EP0264868B1
Application number: EP87115220A
Authority: EP
Inventors: Hubert Müller; Claus Schlanzke; Ulrich Svejkovsky; Hugo Dr. Feldmann
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1987-10-17
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2007-10-17
Also published as: EP0264868A3; DE3788996D1; ATE101065T1; EP0264868A2

Abstract

In order to obtain a rolled material of advantageous structure and therefore improved mechanical properties in a merchant or intermediate mill, the finishing set of the merchant or intermediate mill and/or a finishing group formed by the last stands of the finishing set is preceded by at least one water-cooling zone. Appropriately, this water-cooling zone is followed by a compensating zone which allows an equalisation of the core and outside temperatures of the rolled material before it enters the finishing set or the last stands of this. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Fein- oder Mittelstahlstraße mit einer Vorstaffel, mindestens einer Zwischenstaffel sowie mindestens einer Fertigstaffel, einem diesen vorgeordneten Ofen, bei der Gerüsten der Fertigstaffel Wasserkühlstrecken mit zugeordneten Wärmeausgleichsstrecken nachgeordnet sind; siehe beispielsweise DE-A-3 039 101. Derartige Fein- bzw. Mittelstahlstraßen werden verbreitet benutzt, um stärkeres Ausgangsmaterial, bspw. quadratische Vierkantknüppel mit 200 mm Profillängen, vermittels von Kaliberwalzen auf wechselnde, jeweils gewünschte Abmessungen herabzuwalzen. Üblicherweise ist derartigen Fein- bzw. Mittelstahlstraßen eine Wasserkühlstrecke nachgeordnet, die einerseits eine übermäßige Zunderbildung nach Verlassen der Straße unterbinden soll, und mittels deren auch günstige mechanische Eigenschaften des Walzgutes erreicht werden sollen.The invention relates to a fine or medium steel mill with a preliminary relay, at least one intermediate relay and at least one finishing relay, an upstream of this furnace, in which scaffolding of the finished relay is followed by water cooling sections with assigned heat compensation sections; see for example DE-A-3 039 101. Such fine or medium steel mills are widely used to roll down stronger starting material, for example square square billets with 200 mm profile lengths, by means of caliber rolls to changing, desired dimensions. Such a fine or medium steel mill is usually followed by a water cooling section, which on the one hand is intended to prevent excessive scale formation after leaving the street and by means of which favorable mechanical properties of the rolling stock are also to be achieved.

Beim Walzen von Draht ist es durch die DE-A 14 33 760 sowie die DE-A 16 08 387 bekannt, ein günstige Eigenschaften sicherndes feinkörniges Perlit-Gefüge zu erreichen, indem nach Verlassen des letzten Gerüstes der Draht intensiv durch eine mehrstufige Wasserkühlung und anschließend durch eine intensive Luftkühlstrecke schnell, jedoch unter Vermeidung der Martensit-Bereiche des ZTU-Diagrammes, abgekühlt wird. Das dortige Kühlverfahren läßt sich auf Feinstahlstraßen infolge der höheren Wärmekapazität der dort gewalzten größeren Querschnitt nicht übertragen. Es sind aber bereits Überlegungen angestellt worden, ob und wie die dort gemachten Erfahrungen auch auf größere Querschnitte erstreckbar sind.When rolling wire, it is known from DE-A 14 33 760 and DE-A 16 08 387 to achieve a fine-grained pearlite structure which ensures favorable properties, by leaving the last stand of the wire intensively through a multi-stage water cooling and then is cooled quickly by an intensive air cooling section, but avoiding the martensite areas of the ZTU diagram. The cooling process there cannot be transferred to fine steel mills due to the higher heat capacity of the larger cross section rolled there. However, considerations have already been made as to whether and how the experience gained there can also be extended to larger cross-sections.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, eine Fein- oder Mittelstahlstraße so auszubilden, daß ein Walzgut vorteilhaften Gefüges und damit verbesserter mechanischer Eigenschaften erreicht wird.The invention is therefore based on the object of designing a fine or medium steel mill in such a way that a rolling stock of advantageous structure and thus improved mechanical properties is achieved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Insbesondere durch eine intensive Kühlung des Walzgutes vor der Fertigstaffel und einen weitgehenden Ausgleich zwischen Kern- und Oberflächentemperatur vor den letzten Stichen wird für diese eine erstrebenswert geringe Einlauftemperatur erreicht, die zwar die Verformungsarbeit in diesen Stichen erhöht, nachfolgende Kühlvorgänge aber derart vorbereitet, daß das aus dem letzten Stich resultierende Trümmergefüge in seinem Kornwachstum verlangsamt ist und damit nicht mehr die Zeit zu einem ausgedehnten Kornwachstum erhält.This object is achieved by the features of patent claim 1. In particular by intensive cooling of the rolling stock before the finishing season and a substantial balance between core and surface temperature before the last pass, a desirable low inlet temperature is achieved for this, which is the deformation work in these passes increased, but subsequent cooling processes prepared in such a way that the debris structure resulting from the last stitch is slowed down in its grain growth and thus no longer receives the time for extensive grain growth.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Appropriate and advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese erläuternden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen hierbei:

Figur 1: schematisch eine mit Wasserkühl- und Erholungsstrekken ausgestattete Feinstahlstraße,
Figur 2: diagrammatisch den Temperaturgang eines beispielhaft herausgegriffenen Walzgutes, und
Figuren 3 und 4: weitere schematische Darstellungen von Feinstahlstraßen.

In detail, the features of the invention are illustrated by the following description of exemplary embodiments in conjunction with these explanatory drawings. They show:

Figure 1: schematically a fine steel mill equipped with water cooling and relaxation routes,
Figure 2: diagrammatically the temperature response of a sample of rolled stock, and
Figures 3 and 4: further schematic representations of fine steel mills.

Eine für die Erfindung typische Feinstahlstraße ist schematisch in der Fig. 1 dargestellt.A typical fine steel mill for the invention is shown schematically in FIG. 1.

Die Straße selbt wird durch die Gerüste 1 bis 21 gebildet; hierbei wechseln Horizontal- mit Vertikalgerüsten, und nur das Fertiggerüst 21 ist als Universalgerüst ausgebildet. Bei der dargestellten Straße besteht bspw. die Möglichkeit, in den aufeinanderfolgenden Gerüsten einlaufende Querschnitte bis zu Knüppeln von 200 x 200 mm² bis zu einem Rundmaterial von 16 mm Durchmesser herabzuwalzen, wobei die Gerüste 1 und 2 noch rechteckige Querschnitte walzen, während die folgenden Gerüste 3 bis 20 alternierend ovale und runde Querschnitte bewirken und das Fertiggerüst 21 ebenfalls runde Querschnitte erwalzt.The street itself is formed by scaffolding 1 to 21; here change horizontal with vertical stands, and only the finishing stand 21 is designed as a universal stand. In the shown road there is, for example, the possibility of rolling down incoming cross sections into billets of 200 x 200 mm² up to a round material of 16 mm diameter in the successive stands, the stands 1 and 2 still rolling rectangular cross sections, while the following stands 3 to 20 Alternate oval and round cross sections effect and the finishing stand 21 also rolled round cross sections.

Im Betriebe werden die zu walzenden Knüppel im Ofen 22 auf die Walztemperatur vorgeheizt. Zur Steuerung der Temperatur ist zwischen den Gerüsten 12 und 13 eine Wasserkühlstrecke 24 vorgesehen, hinter dem Gerüst 16 sind eine Wasserkühlstrecke 25 mit einer anschließenden Erholungsstrecke 26 angeordnet, und hinter dem Gerüst 18 ist eine weitere Wasserkühlstrecke mit einer anschließenden langen Erholungsstrecke 28 eingegliedert. Die Wasserkühlstrecke 24 wird nur in besonderen Fällen wirksam, bspw. wenn ein Werkstoff gewalzt wird, bei dem höhere Kerntemperaturen vermieden werden sollen. Aber schon beim üblichen Walzen sind die Wasserkühlstrecken 25 und 27 in Betrieb. Die Wasserkühlstrecke 25 bewirkt eine Vorkühlung, und die eigentliche Abkühlung auf die für die Fertigstaffel optimale Walztemperatur erfolgt erst in der Wasserkühlstrecke 27; die ihr nachgeordnete lange Erholungsstrecke 28 bewirkt einen weitgehenden Temperaturangleich der Oberfläche des Walzgutes an die Temperatur des Kernes, so daß für die abschließende Verformung ein weitgehendes homogenes Temperaturfeld innerhalb des Walzquerschnittes besteht.In operation, the billets to be rolled are preheated to the rolling temperature in the furnace 22. To control the temperature, a water cooling section 24 is provided between the stands 12 and 13, a water cooling section 25 with a subsequent recovery section 26 is arranged behind the stand 16, and a further water cooling section with a subsequent long recovery section 28 is incorporated behind the stand 18. The water cooling section 24 is only effective in special cases, for example when a material is rolled in which higher core temperatures are to be avoided. But the water cooling sections 25 and 27 are already in operation during normal rolling. The water cooling section 25 causes pre-cooling, and the actual cooling to the optimum rolling temperature for the finishing batch takes place only in the water cooling section 27; the downstream long recovery section 28 causes a large temperature adjustment of the surface of the rolling stock to the temperature of the core, so that there is a largely homogeneous temperature field within the rolling cross section for the final deformation.

Es hat sich gezeigt, daß zwar vor der Fertiggruppe eine intensive Kühlung auf erwünscht niedrige Temperaturen die gewünschte Feinkörnigkeit und die gewünschten Eigenschaftes des Ausgangsproduktes sichern. Gleichzeitig jedoch wird die Verformungsarbeit erhöht. Es ist im Interesse eines geringen Energieverbrauches der Fein- bzw. Mittelstahlstraße daher zweckmäßig, zwischen den vorgeordneten Gerüsten 12, 13 und 16, 17 nur dann eine Kühlung wirksam werden zu lassen, wenn eine Kühlung schon in diesem Stadium tatsächlich erforderlich ist. Andererseits ist es, der mit sinkender Temperatur steigenden Verformungsarbeit wegen, erforderlich, die Antriebsleistung der Fertigstaffel, wenn auch nur relativ geringfügig, zu steigern.It has been shown that intensive cooling to the desired low temperatures ensures the desired fine grain and the desired properties of the starting product before the finished group. At the same time, however, the work of deformation is increased. It is in the interest of a minor Energy consumption of the fine or medium steel mill is therefore expedient to allow cooling to take effect between the upstream stands 12, 13 and 16, 17 only if cooling is actually required at this stage. On the other hand, because of the increasing deformation work as the temperature drops, it is necessary to increase the drive power of the finished assembly, if only relatively slightly.

Im Betriebe ergeben sich dann Kurven, wie sie diagrammatisch in der Fig. 2 beispielhaft dargestellt sind. Aufgezeichnet sind hier drei Kurven a bis c. Die Kurve a gibt hierbei die Kerntemperatur in Abhängigkeit des innerhalb der Feinstahlstraße zurückgelegten Weges an, die Kurve b steht für die Temperatur der Oberfläche des Walzgutes, während dessen mittlere Temperatur durch die Kurve c veranschaulicht wird.In operation, curves then result, as exemplified diagrammatically in FIG. 2. Three curves a to c are recorded here. Curve a indicates the core temperature as a function of the path covered within the fine steel mill, curve b represents the temperature of the surface of the rolling stock, while its mean temperature is illustrated by curve c.

Wie insbesondere Kurve b zu entnehmen ist, erfolgt bereits jeweils beim Durchlauf eines Gerüstes eine Abkühlung der Oberfläche des Walzgutes durch den direkten Kontakt mit den kühlen Mänteln der Walzen innerhalb des Umformungsbereiches. Im Zentrum dagegen steigt die Temperatur jeweils durch Umsetzung der Verformungsenergie in Wärme an. Nach Durchlauf eines Gerüstes erholt sich auch die Oberflächentemperatur jeweils wieder in einem gewissen Ausmaße. Im Bereich der bis herunter zu 400°C reichenden Zacken wird jeweils die Oberfläche durch vier nacheinander erfolgende Wasserbeaufschlagungen abgekühlt, und zwischen den einzelnen Kühleinheiten erholt sich die Oberflächentemperatur. Auch die mittlere Temperatur wird hierbei abgesenkt; eine Auswirkung auf die Kerntemperatur erfolgt aber erst nach Durchlaufen einer beachtlichen Erholungsstrecke, die im Diagramm zu fast. 80 m Länge gewählt wurde. Zu beachten ist hierbei, daß beim Walzen starker Querschnitte, bspw. dem Querschnitt 60 ⌀, nur noch die Gerüste 1 bis 10 in der Walzlinie verbleiben und die Gerüste 19 und 20 ausgetauscht werden gegen den Gerüsten 11 und 12 entsprechende Gerüste,
während das Fertiggerüst 21 mit dem gewünschten Endkaliber gefahren wird. Hierbei sind durch die ausgeschobenen Gerüste Plätze frei geworden, die durch einsetzbare Wasserkühlstrecken ersetzt werden können. Bei der hierbei erzielten Kühlwirkung ist in Betracht zu ziehen, daß die jetzt zu kühlenden stärkeren Querschnitte ein geringeres Verhältnis Oberfläche zur Masse aufweisen und damit an sich schlechter kühlbar sind; die Wasserkühlstrecken werden jedoch auch langsamer durchlaufen, so daß insoweit auch eine gegenteilige Tendenz auftritt. Der Ausgleich zwischen Kern- und Oberflächentemperatur jedoch wird verzögert, so daß lange Ausgleichsstrecken hier angebracht sind. In jedem Falle aber wird erreicht, daß die durchschnittliche Walztemperatur von ca. 1000° vor dem Erreichen der Fertigstaffel deutlich um etwa 200° abgesenkt wird, so daß auch das Kornwachstum entsprechend verzögert wird und nach dem Verlassen des letzten Gerüstes unter Einwirkung einer der Straße nachgeordneten, in den Figuren nicht berücksichtigten weiteren Kühlstrecke weiterhin verlangsamt wird, so daß eine derart ausgestattete und gemäß der Erfindung arbeitende Feinstahlstraße in der Fertigstaffel mit einer abgesenkten Temperatur arbeitet, welche ein feinkörniges und hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisendes Ausgangsmaterial liefert.As can be seen in particular in curve b, the surface of the rolling stock is already cooled as it passes through a stand by direct contact with the cool jackets of the rolls within the forming area. In the center, on the other hand, the temperature rises due to the conversion of the deformation energy into heat. After passing through a scaffold, the surface temperature also recovers to a certain extent. In the area of the serrations reaching down to 400 ° C, the surface is cooled by four successive exposures to water, and the surface temperature recovers between the individual cooling units. The mean temperature is also reduced; however, an impact on the core temperature only takes place after going through a considerable recovery distance, which is almost too high in the diagram. 80 m length was chosen. It should be noted here that when rolling thick cross sections, for example the cross section 60 ⌀, only the stands 1 to 10 remain in the rolling line and the stands 19 and 20 are replaced by stands corresponding to stands 11 and 12,
while the finishing stand 21 is being driven with the desired final caliber. In this case, spaces have been made available due to the extended scaffolding, which can be replaced by usable water cooling sections. With the cooling effect achieved here, it should be taken into account that the thicker cross sections now to be cooled have a lower surface to mass ratio and are therefore more difficult to cool; however, the water cooling sections are also traversed more slowly, so that the opposite tendency also occurs. The balance between core and surface temperature is delayed, however, so that long compensation distances are appropriate here. In any case, however, it is achieved that the average rolling temperature of about 1000 ° before reaching the finishing line is significantly reduced by about 200 °, so that the grain growth is delayed accordingly and after leaving the last stand under the influence of one downstream of the road , further cooling section not taken into account in the figures is further slowed down, so that a fine steel mill equipped in this way and working in accordance with the invention works in the finishing line with a reduced temperature, which provides a fine-grained and excellent mechanical properties starting material.

Im einzelnen veranschaulicht das Temperaturdiagramm der Fig. 2 die beim Walzen von Rundstahl 62 mm ⌀ vorliegenden Verhältnisse. Die Gerüste 1 bis 10 der Fig. 1 befinden sich hierbei in ihrer in der Fig. 1 dargelegten Position, die Gerüste 11 bis 20 sind hierbei aus der Walzlinie ausgefahren, und den Gerüsten 11 und 12 entsprechende Gerüste sind anstelle der Gerüste 19 und 20 dem Fertiggerüst 21 vorgeordnet. In den durch das Ausfahren der Gerüste 11 bis 16 freigewordenen Raum sind vier Wasserkühlstrecken entsprechend den Wasserkühlstrecken 25 und 27 eingesetzt; es besteht auch die Möglichkeit, die fest eingebauten Wasserkühlstrecken 24 und 25 zu benutzen und zwischen ihnen zwei weitere Wasserkühlstrecken einzubauen. Die Längenmessung beginnt hier in der Mittelebene des Gerüstes 1. Demnach ergeben sich zunächst in den Gerüsten 1 bis 10 zehn nach unten weisende Zacken, die den jeweiligen Abkühlungen in den Gerüsten in die Positionen 0 bis 49 entsprechen. Die folgenden, bis in den Bereich von 400° reichenden Zacken der Kurve b stellen die Abkühlung in den vier Wasserkühlstrecken dar. Die folgenden, fest eingebauten Wasserkühlstrecken, bspw. die Wasserkühlstrecke 27, werden nicht betätigt, so daß die gesamte, zwischen der letzten der tätigen Kühlstrecken und dem Gerüst 11 auf dem Platze des Gerüstes 19 vom Walzgut durchlaufene Strecke zum Temperaturausgleich zwischen Oberfläche und Kern als Erholungs strecke zur Verfügung steht. Die beiden letzten nach unten weisenden Zacken der Kurve b stellen die Abkühlungen in den Gerüsten 11 und 12 nunmehr auf Plätzen 19 und 20 dar, und die Abkühlung innerhalb des Fertiggerüstes 21 ist im Diagramm nicht mehr dargestellt. Es bewährt sich hierbei besonders, daß an die durch den Ausbau von Gerüsten freigewordenen Stellen zusätzliche Wasserkühlstrecken eingebaut sind, so daß eine ausreichende Kühlung schon in Verhältnismäßig großem Abstand vor der Fertigstaffel erreicht wird und eine ausreichend lange Strecke und damit Zeit für den Temperaturausgleich zur Verfügung steht, so daß beim Eintritt in das erste Gerüst der Fertiggruppe nicht nur die durch die Kurve c dargestellte Temperatur gegenüber der Einlauftemperatur in das erste Gerüst vorteilhaft um über 200° abgesenkt ist, auch die Differenzen zwischen der im Kern verbliebenen und in den Außenbereichen vorliegenden Temperaturen ist vorteilhaft abgesenkt.The temperature diagram of FIG. 2 illustrates in detail the conditions prevailing when rolling round steel 62 mm mm. The stands 1 to 10 of FIG. 1 are in their position shown in FIG. 1, the stands 11 to 20 are extended from the rolling line, and the stands 11 and 12 corresponding to the stands are instead of the stands 19 and 20 Finishing stand 21 arranged upstream. Four water cooling sections corresponding to the water cooling sections 25 and 27 are used in the space which has been freed by the extension of the scaffolding 11 to 16; there is also the possibility to use the built-in water cooling sections 24 and 25 and between to install two more water cooling lines. The length measurement starts here in the central plane of the scaffold 1. Accordingly, ten scales pointing downward initially result in the scaffolds 1 to 10, which correspond to the respective cooling in the scaffolds in the positions 0 to 49. The following, up to the range of 400 ° spikes of curve b represent the cooling in the four water cooling sections. The following, permanently installed water cooling sections, for example the water cooling section 27, are not actuated, so that the entire, between the last of the Acting cooling sections and the scaffold 11 on the place of the scaffold 19 from the rolled section for temperature compensation between surface and core as a recreational route is available. The last two spikes of curve b pointing downward now represent the cooling in the stands 11 and 12 in places 19 and 20, and the cooling within the finishing stand 21 is no longer shown in the diagram. It is particularly useful here that additional water cooling sections are installed at the locations that have been freed by the expansion of scaffolding, so that sufficient cooling is achieved at a relatively large distance from the finishing line and a sufficiently long section and thus time for temperature compensation is available , so that when entering the first stand of the finished group not only the temperature represented by curve c is advantageously reduced by more than 200 ° compared to the inlet temperature into the first stand, but also the difference between the temperatures remaining in the core and in the outside areas advantageously lowered.

Eine andere Ausführung einer Feinstahlstraße ist in Fig. 3 dargestellt. Auch hier werden wieder zur Erzielung gleicher Leistungen zum Erreichen der geringsten, auf der Feinstahlstraße zu walzenden Abmessungen hinter einem Ofen 22 alternierend Horizontal- und Vertikalgerüste 1 bis 20 vorgesehen, und den in der Fertigstaffel wirksamen Gerüsten 19 und 20 ist ein Universalgerüst 21 nachgeordnet. Auch hier sind der Straße eine Schopfschere sowie eine Entzunderungsvorrichtung 34 vorgeordnet, und in der Straße sind rotierende Scheren 35 und 36 vorgesehen. Statt einer ersten Kühlvorrichtung 24 der Fig. 1 jedoch ist, entgegen der Walzrichtung versetzt, ein Quertransport 29 vorgesehen, welcher Knüppel aufzunehmen und den versetzt angeordneten weiteren Gerüsten der Feinstahlstraße zuzuführen vermag. Dieser Quertransport ist so ausgestaltet, daß er wahlweise mehrere, bspw. bis zu sechs oder bis zu zehn, Knüppel aufzunehmen vermag und diese zum Auskühlen über entsprechende Zeiten, nur querverschoben, festzuhalten vermag. Damit lassen sich bei schwierigem Material durch eine längere Vorkühlzeit insbesondere unerwünscht hohe Kerntemperaturen absenken.Another version of a fine steel mill is shown in FIG. 3. Here, too, horizontal and vertical stands 1 to 20 are alternately provided to achieve the same performance in order to achieve the smallest dimensions to be rolled on the fine steel mill, and the stands 19 effective in the finishing line and 20 is a universal scaffold 21 downstream. Here, too, a cropping shear and a descaling device 34 are arranged upstream of the road, and rotating shears 35 and 36 are provided in the road. Instead of a first cooling device 24 of FIG. 1, however, a transverse transport 29 is provided, offset against the rolling direction, which is capable of picking up billets and feeding the further stands, which are arranged offset, of the fine steel mill. This transverse transport is designed in such a way that it can pick up several, for example up to six or up to ten, billets and can hold them in place for cooling over appropriate times, only shifted transversely. In the case of difficult materials, a longer pre-cooling time can lower undesirably high core temperatures.

Auch hier sind Wasserkühlstrecken 25 und 27 mit jeweils ihnen nachgeordneten Erholungsstrecken 26 und 28 vorgesehen, die beim vollen Auswalzen der Knüppel auf die geringsten Querschnitte tätig werden. Auch hier wird jedoch von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, beim Umstellen auf ein stärkeres Fertigerzeugnis nicht mehr benötigte Gerüste aus der Walzlinie zu bringen und die in Walzrichtung gesehenen beiden letzten noch benötigten Gerüste der Zwischenstaffel an den Plätzen der Gerüste 19 und 20 der Fertigstaffel einzusetzen. Auch hier verbleibt das Fertiggerüst 21 auf seinem Platz, wird aber mit den Abmessungen des gewünschten Fertigerzeugnisses entsprechenden Anstellungen bzw. Kalibern betrieben. Wie auch bei der Anordnung nach Fig. 1 kann auch hier der durch das Walzen größerer Abmessungen in der Fertiggruppe erhöhte Bedarf des Antriebsmomentes berücksichtigt werden, indem entsprechend stärker ausgelegte Antriebsmotore, Kammwalzgerüste, Spindeln bzw. Spindelköpfe benutzt werden. Es ist aber auch möglich, Kammgerüste unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse, Kammgerüste mit wahlweise wirksam zu machendem Übersetzungsverhältnis oder aber zusätzliche, dem Kammwalzgerüst vorgeordnete Übersetzungsstufen vorzusehen, so daß bei vorgegebener Leistung eine Anpassung des vom Kammwalzgerüst abgegebenen Momentes an den erhöhten Momentenbedarf möglich ist.Here, too, water cooling sections 25 and 27 are provided, each with recreational sections 26 and 28 arranged after them, which operate when the billets are fully rolled out to the smallest cross-sections. Here too, however, use is made of the possibility of moving scaffolds that are no longer required when changing over to a stronger finished product and of using the last two scaffolds of the intermediate season that are still required in the rolling direction at the locations of the scaffolds 19 and 20 of the finished scale. Here, too, the finishing stand 21 remains in its place, but is operated with positions or calibres corresponding to the dimensions of the desired finished product. As with the arrangement according to FIG. 1, the increased drive torque requirement due to the rolling of larger dimensions in the finished group can also be taken into account here by using correspondingly stronger drive motors, comb mill stands, spindles or spindle heads. However, it is also possible to provide comb stands with different transmission ratios, comb stands with a selectively effective transmission ratio, or additional transmission stages arranged upstream of the comb rolling stand, so that at predetermined ones Performance an adjustment of the torque given off by the comb rolling mill to the increased torque requirement is possible.

Eine weitere Möglichkeit wird anhand der Fig. 4 erläutert. Hier sind wieder der Ofen 22, Schopfschere und Entzunderungsvorrichtung 34 sowie rotierende Schere 35 zwischen einer Anzahl von Gerüsten dargestellt, die wiederum zu insgesamt 21 gewählt wurde. Die Gerüste 17 und 18 jedoch sind mit in die Fertigstaffel übernommen worden, so daß beim Kühlen vermittels der Kühlvorrichtung 32 sich der Kühlprozeß auf langsamer laufendes Walzgut bezieht und sich damit effektiver gestalten läßt. Die dem Temperaturausgleich dienende Erholungsstrecke 33 ist zweckmäßig der stärkeren Kühlung und dem Wärmeausgleich stärkeren Materiales angepaßt. Beim Umstellen auf stärkeres Material werden zunächst die Gerüste 19 und 20 ausgebaut, und die Gerüste 17 und 18 können an deren Stelle aufrücken. Beim Übergang auf ein weiterhin verstärktes Fertigerzeugnis werden entsprechend weitere Gerüste aus der Walzlinie genommen, wobei jeweils die letzten noch wirksamen Gerüste an die Stellen der Gerüste 19 und 20 oder, beim Umstellen von vier Gerüsten, an die Stellen 17 bis 20 vorrücken.Another possibility is explained with reference to FIG. 4. Here again the furnace 22, cropping shears and descaling device 34 as well as rotating shears 35 are shown between a number of stands, which in turn was selected for a total of 21. The stands 17 and 18, however, have also been incorporated into the finished series, so that when cooling by means of the cooling device 32, the cooling process relates to rolling stock that runs more slowly and can thus be designed more effectively. The temperature compensation serving stretch 33 is suitably adapted to the stronger cooling and heat compensation of stronger material. When switching to stronger material, the stands 19 and 20 are first removed, and the stands 17 and 18 can move up in their place. In the transition to a further reinforced finished product, additional stands are removed from the rolling line, the last still effective stands moving to the positions of stands 19 and 20 or, when changing over four stands, to places 17 to 20.

Die Gesamtzahl der für die Feinstahlstraße einzusetzenden Gerüste richtet sich nach dem kleinsten, auf dieser Feinstahlstraße zu walzenden Querschnitt bzw. der höchsten, vom einlaufenden Halbzeug bis zum auslaufenden Fertigerzeugnis durchzuführenden Reduktion, wobei eine optimale Kaliberverteilung auf die Walzen ebenso zu berücksichtigen ist wie eine Optimierung der Walzendurchmesser auf den jeweils zu walzenden Querschnitt. Nach der Erfindung werden hierbei die letzten der Gerüste, zu einer Fertigstaffel zusammengefaßt, zum Fertigwalzen des Fertigerzeugnisses genutzt, und zur Erzielung günstiger Beanspruchungswerte des Fertigerzeugnisses wird das Walzen in der Fertigstaffel mit einer derart verminderten Temperatur bewirkt, daß zwar die benötigten Anstriebsmomente infolge der temperaturbedingten Steigerung der Umformarbeit des Materiales erhöht werden, bei entsprechender Reduktion in der Fertigstaffel, vorzugsweise im Fertiggerüst, dem hierbei entstehenden Trimmergefüge des mit abgesenkter Walztemperatur sinkenden Kornwachstumes wegen nur die Gelegenheit geboten wird, durch eben dieses geringe Kornwachstum bei der Umwandlung des Austenits in Perlit zu feinkörnigem, feinstreifigen Perlit zu gelangen.The total number of stands to be used for the fine steel mill depends on the smallest cross section to be rolled on this fine steel mill or the highest reduction to be carried out from the incoming semi-finished product to the finished product, whereby an optimal caliber distribution on the rollers must be taken into account as well as an optimization of the Roll diameter on the cross section to be rolled. According to the invention, the last of the stands, combined to form a finished scale, are used to finish-roll the finished product, and in order to achieve favorable stress values for the finished product, the rolling in the finished scale is brought about at such a reduced temperature that the required drive torques result as a result the temperature-related increase in the forming work of the material can be increased, with a corresponding reduction in the finishing scaffold, preferably in the finishing stand, the resulting trimmer structure of the grain growth that decreases with the reduced rolling temperature is only offered because of this slight grain growth when the austenite is converted to pearlite to get fine-grained, fine-streaked pearlite.

Mit steigendem Querschnitt des Fertigerzeugnisses werden auch weniger Gerüste benötigt. Die nicht benötigten Gerüste werden ausgebaut bzw. ausgeschoben, wobei jedoch das Fertiggerüst 21 bzw. diesem entsprechende Gerüste verbleiben und nur dem vergrößerten Kaliber angepaßt werden. Um weiterhin ein Walzen in einer geschlossenen Fertigstaffel zu ermöglichen, werden die letzten der noch benutzten Gerüste umgesetzt und dem dertiggerüst vorgeordnet; zweckmäßig werden jedoch entsprechende, vorbereitete Gerüste, bspw. in die Plätze 19 und 20 der Ausführungsbeispiele, eingeschoben. Das Einsetzen wird vereinfacht, wenn hierfür entsprechende Zwischensohlplatten vorbereitet sind.As the cross-section of the finished product increases, fewer scaffolds are required. The stands not required are removed or pushed out, but the finishing stand 21 or stands corresponding to this remain and are only adapted to the enlarged caliber. In order to continue rolling in a closed finishing frame, the last of the stands still in use are moved and placed in front of the dertig stand; However, appropriate, prepared scaffolds are expediently inserted, for example into places 19 and 20 of the exemplary embodiments. The insertion is simplified if appropriate midsole plates are prepared for this.

Die für die Erreichung eines optimalen Gefüges wesentliche Kühlung des in das letzte bzw. die letzten Gerüste einlaufende Walzgut wird vermittels von Wasserkühlstrecken bewirkt, von denen eine unter Einhaltung einer ausreichenden Erholungsstrecke der Fertigstaffel vorgeordnet ist. Beim Ausbau von Gerüsten zur Umstellung auf ein stärkeres Fertigerzeugnis können die freigewordenen Gerüstplätze anstelle der ursprünglich vorgesehenen Wasserkühlstrecken oder zusätzlich zu diesen wirksam gemacht werden, indem die freigewordenen Plätze mit den Spritzvorrichtungen der Wasserkühlstrecken bestückt werden. Hierdurch ist es nicht nur möglich, gegebenenfalls eine intensivere Kühlung zu erreichen, durch Abschalten der letzten, ursprünglich vorgesehenen Kühlstrecken läßt sich auch die zur Verfügung stehende Erholungsstrecke verlängern und damit ein besserer Temperaturausgleich zwischen Kern und Außenhaut des Walzgutes erreichen. Um ein Verziehen des Walzgutes zu vermeiden, werden die Wasserkühlstrecken vorzugsweise so angeordnet, daß sie auf Rund- bzw. Quadratquerschnitte laufen. In jedem Falle werden die Wasserkühlstrecken vorzugsweise im Bereiche der letzten Gerüste vorgesehen, so daß eine maximale Kühlwirkung erreicht wird und infolge der nur geringen Anzahl noch folgender Gerüste auch die kleinste Wiedererwärmung des Walzgutes durch die auftretenden Verformungen erreicht wird. Bewährt hat sich die späte Kühlung auch weiterhin, da mit einsetzender Kühlung die Verformungsarbeit ansteigt und einerseits der Antrieb stärker beansprucht, andererseits aber auch der Verschleiß der Gerüste durch stärkere aufzuwendende Kräfte und Momente ansteigt. Bei stärkerer erforderlich werdender Kühlung wird diese in an sich bekannter Weise stufenweise durchgeführt, um eine unzulässig niedrige Oberflächentemperatur ebenso zu vermeiden wie überhohe Temperaturdifferenzen zwischen Kern und Walzgut-Oberfläche. Hierbei sind die gegebenenfalls erforderlichen Scheren nach Möglichkeit in Ausgleichsstrecken anzuordnen. Es ist auch möglich, eine mehrstufige Kühlung an mehreren Plätzen vorzusehen. Wie aus den Ausführungsbeispielen hervorgeht, ist jeder der Wasserkühlstrecken 25 bzw. 27 eine Erholungsstrecke 26 bzw. 28 nachgeordnet; die zunächst durchlaufene Erholungsstrecke 26 jedoch soll nur einen annähernden Angleich der Kern- an die Außentemperatur ermöglichen, um in der folgenden Wasserkühlstrecke eine ausreichende Kühlung zu ermöglichen, ohne daß die Oberfläche unterkühlt wird. Die letzte der Erholungsstrecken jedoch ist so bemessen, daß beim Fertigwalzen in der Fertigstaffel der Temperaturausgleich erwünscht weit vorgetrieben ist. Werden die hierbei erforderlichen Erholungszonen unerwünscht lang, so können die diesen vorgeordneten Wasserkühlstrecken entgegen der Walzrichtung vorverlegt werden.The cooling of the rolling stock entering the last or the last stands, which is essential for achieving an optimal structure, is effected by means of water cooling sections, one of which is arranged upstream of the finishing relay while maintaining a sufficient recovery section. When scaffolding is converted to a stronger finished product, the scaffold locations that have become free can be made effective instead of or in addition to the originally intended water cooling sections by equipping the vacant places with the spray devices of the water cooling sections. As a result, it is not only possible to achieve more intensive cooling, if necessary, by switching off the last, originally intended cooling sections, the available recovery section can also be extended, thus achieving better temperature compensation between the core and the outer skin of the rolling stock. In order to avoid warping of the rolling stock, the water cooling sections are preferably arranged in such a way that they run on round or square cross sections. In any case, the water cooling sections are preferably provided in the area of the last stands, so that a maximum cooling effect is achieved and, due to the small number of subsequent stands, the smallest rewarming of the rolling stock is achieved due to the deformations that occur. Late cooling has also proven its worth, since with the onset of cooling, the deformation work increases and, on the one hand, the drive is subjected to greater stress, but, on the other hand, the wear on the scaffolding also increases due to stronger forces and moments. If cooling becomes more and more necessary, this is carried out stepwise in a manner known per se in order to avoid an inadmissibly low surface temperature and also excessive temperature differences between the core and the surface of the rolling stock. If necessary, the necessary scissors are to be arranged in compensation sections. It is also possible to provide multi-stage cooling in several places. As can be seen from the exemplary embodiments, each of the water cooling sections 25 and 27 is followed by a relaxation section 26 and 28; however, the recovery section 26 initially run is only intended to allow the core temperature to approximate to the outside temperature in order to enable sufficient cooling in the subsequent water cooling section without the surface being undercooled. The last of the recreational routes, however, is dimensioned such that the temperature compensation is advanced as desired during the finishing rolling in the finishing season. If the relaxation zones required here become undesirably long, the water cooling sections upstream of them can be moved forward against the rolling direction will.

Die Durchmesser der Walzen können vorteilhaft minimiert werden, da in jedem der Gerüste, ausgenommen die der Fertiggruppe, nur ein eng begrenzter Querschnittsbereich gewalzt wird. Diese möglichen geringen Walzendurchmesser ergeben eine verringerte Breitung bei entsprechend gesteigerter Verlängerung des Walzgutes, und infolgedessen wird in den folgenden Gerüsten nur eine kleinere Höhenabnahme erforderlich oder aber eine erhöhte Reduktion ermöglicht, so daß auch geringere Walzkräfte, geringere Antriebsmomente und eine verringerte Motorleistung mit einem entsprechend verringerten Energieverbrauch erreicht werden. Da in jedem Gerüst, ausgenommen jenen der Fertigstaffel, im wesentlichen gleiche Querschnitte reduziert werden, werden beim Wechsel der Abmessungen des Fertigerzeugnisses erforderlich werdende Umbauarbeiten ebenfalls auf ein Minimum zurückgeführt. Ausgenommen die Fertigstaffel ist bei einem Programmwechsel zwar ein Aus- bzw. Einfahren bestimmter Gerüste, nicht aber ein Walzenwechsel erforderlich.The diameter of the rolls can advantageously be minimized since only a narrowly limited cross-sectional area is rolled in each of the stands, except that of the finished group. These possible small roll diameters result in a reduced width with a correspondingly increased lengthening of the rolling stock, and consequently only a smaller decrease in height is required in the following stands or an increased reduction is made possible, so that lower rolling forces, lower drive torques and a reduced motor output with a correspondingly reduced Energy consumption can be achieved. Since essentially the same cross-sections are reduced in every scaffolding, with the exception of those of the prefabricated structure, any changes to the dimensions of the finished product which are required are also reduced to a minimum. Except for the finished scale, when changing the program it is necessary to extend or retract certain stands, but not to change the rollers.

Als wesentlich hat sich gezeigt, daß zur Gewinnung eines Fertigmaterials gesteigerter Güte bzw. Belastbarkeit eine Kühlung innerhalb der Feinstahlstraße vorgesehen wird, die allerdings im wesentlichen vor der Fertigstaffel bewirkt wird, und der eine entsprechend lange Erholungsstrecke nachgeordnet ist, um einen weitgehenden Temperaturausgleich zwischen inneren und äußeren Bezirken des Walzgutes zu sichern. Im Falle stärkerer erforderlich werdender Kühlungen kann eine zusätzliche Kühlstrecke mit einer kürzeren Erholungsstrecke vorgeordnet sein, und für Material, das gegen Erhöhen der Kerntemperatur empfindlich ist, kann zusätzlich eine entsprechend vorgelagerte Kühlvorrichtung benutzt werden, die als Wasserkühlstrecke oder als speichernder und ein Auskühlen erlaubender Quertransport ausgeführt sein kann. In jedem Falle hat es sich bewährt, in dem vorderen der Gerüste noch keine Temperaturabsenkung vorzunehmen, um mit den bisherigen Antriebsleistungen fahren zu können, und die erwünschte Temperaturabsenkung erst vor den letzten der Gerüste vorzunehmen.It has been shown to be essential that in order to obtain a finished material of increased quality or load capacity, cooling is provided within the fine steel mill, which, however, is essentially effected before the finishing relay, and which is followed by a correspondingly long recreational route, in order to achieve a large temperature balance between the inner and the outer to secure outer districts of the rolling stock. In the case of cooling that becomes more necessary, an additional cooling section with a shorter recovery section can be arranged in front, and for material that is sensitive to an increase in the core temperature, a corresponding upstream cooling device can also be used, which is designed as a water cooling section or as a storing and cooling transport that allows cooling can be. In any case, it has proven effective not to lower the temperature in the front of the scaffolding in order to be able to drive with the previous drive powers, and to carry out the desired temperature reduction only before the last of the scaffolding.

Claims

Light or medium section rolling mill with a roughing train, at least one intermediate train as well as at least one finishing train and an oven arranged upstream thereof, in which water cooling stages with associated thermal equalising stages are arranged downstream of roll stands of the finishing train, characterised thereby that for the profile rolling of usual carbon steel at least the equalising stage (28) arranged downstream of the cooling stage (27) arranged upstream of the last roll stand group (19 to 21) of the finishing train has a length which ensures largely a temperature equalisation between core temperature and surface temperature of the stock being rolled, and that the minimum reduction of the finishing group, preferably the last roll stand (21), exceeds 19%.
Light section rolling mill according to claim 1, characterised thereby that further cooling stages (24, 25) are provided in front of or within the intermediate train.
Light section rolling mill according to claim 1 or 2, characterised thereby, that a cooling stage provided in front of or within the intermediate train is constructed as a transverse transport (29).
Light section rolling mill according to claims 1 to 3, characterised thereby that in the case of conversion thereof to larger output cross-sections the last two roll stands are pushed out of the non-participating stands and are appropriately pushed into the end group.
Light section rolling mill according to one of claims 1 to 4, characterised thereby that the finishing train comprises a double, convertible cogged cylinder roll stand or a cogged cylinder roll stand with additional upstream conversion stage selectably able to be made effective.
Light section rolling mill according to one of claims 4 or 5, characterised thereby that additional cooling water stages are inserted into regions made free by pushed-out roll stands.
Light section rolling mill according to one of claims 1 to 6, characterised by control and/or regulating devices which are associated with the cooling stages (24, 25, 27, 30, 32) and which in a given case eliminate exceeding of preset core maximum temperatures, in cooling stages arranged upstream and bring about, by means of cooling stages (24, 25) arranged downstream, deformation temperatures for the finising train which secure optimal mechanical properties and grain sizes.