EP0319808B1 - Stranggussanlage für Vorband - Google Patents

Stranggussanlage für Vorband Download PDF

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EP0319808B1
EP0319808B1 EP88119731A EP88119731A EP0319808B1 EP 0319808 B1 EP0319808 B1 EP 0319808B1 EP 88119731 A EP88119731 A EP 88119731A EP 88119731 A EP88119731 A EP 88119731A EP 0319808 B1 EP0319808 B1 EP 0319808B1
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heating
planes
strip
heating furnace
equipments
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EP88119731A
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Willi Benz
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/466—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a non-continuous process, i.e. the cast being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1213—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for heating or insulating strands
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting plant for preliminary strip, consisting essentially of several, parallel arranged casting devices, molds, belt guiding and deflecting devices, further with cross-dividing devices for dividing the strands in the roller table level, as well as with a subsequent reheating or heating furnace, descaling devices, rolling stands, Cooling section and reels, the heating furnace having a plurality of parallel roller conveyors arranged in accordance with the number of casting strands and at least one likewise parallel roller conveyor for conveying the preliminary strip to the downstream units.
  • Heat losses are associated with the insulating ability of the individual systems and the time required for the process control. For facilities that are poorly insulated and cannot be heated, high working speeds must be aimed for. This applies in particular to the forming stand for compacting the pre-strip, the coil box, the cross-travel device, the decoiler and the scale breaker. Since all work processes involve heat loss, which can only be replaced with a high investment and energy expenditure, short process times and short travel distances must be the top priority. Although the space requirement is a constant problem, it is not allowed to put together systems that can be built shorter, but are still more expensive.
  • DE-A 3 525 457 discloses a continuous casting installation of the same type with the present invention for supporting strip with a plurality of pouring devices, molds, belt guiding and deflecting devices arranged in parallel, and also equipped with cross-dividing devices for dividing the strands in the roller table level, and with downstream reheating or heating furnace, descaling devices, rolling stands, cooling section and reels, the heating furnace having a plurality of parallel roller conveyors arranged in accordance with the number of casting strands.
  • This known system essentially involves setting the primary material to the rolling temperature via one or more reheating or equalizing furnaces and then feeding it to a finishing train divided into two groups, with no details being given about the reheating or equalizing furnaces.
  • roller tables and their drives should be easy to repair and maintain and should be protected from high temperatures.
  • a short design of the downstream heating furnace is to be realized and the system can be manufactured with only low investment costs and also be operated at low cost.
  • the heating oven has roller table levels and heating levels, the heating levels in the heating oven being offset vertically with respect to the roller table levels.
  • the motor drives for the rollers can advantageously be moved to the outside.
  • the heating furnace generally detects the storage capacity of a sequence with great advantage.
  • the supporting strips can, if necessary, be conveyed onto a secondary line and deposited.
  • the pre-strip thickness can be an optimization criterion for the entire continuous casting plant.
  • the heating levels in the heating furnace are higher than the roller table levels, it being possible in turn for double-bearing rollers to be built and for good repair and maintenance options.
  • the motor drives for the rollers can be moved outside.
  • the rollers, roller bearings and drives are not particularly easily exposed to the high temperatures in the boiler room of up to 1150 degrees Celsius.
  • the heating furnace is designed as a walking beam furnace and is equipped with lifting devices.
  • the transverse transport of the pre-strips is carried out very easily and reliably, the lifting devices being used for manipulation of the pre-strips in the vertical direction. It is a particularly inexpensive embodiment of the heating furnace.
  • FIG. 1 shows a two-strand casting installation in the short design which is favorable according to the invention.
  • the two pouring devices, molds, belt guiding, deflecting and transverse dividing devices are not shown, but only the heating furnace (1) with a downstream scale breaker (2), the rolling stands (3), the cooling section (4) and the reels ( 5).
  • the heating furnace (1) there are two overrun or feed roller tables (10, 11) and the outfeed or discharge roller table (12) that accommodate the pre-strip strands (I, II).
  • the total length of the furnace (1) corresponds to the pre-strip length of the two strands (I, II), whereby the overall length of the furnace (1) is reduced to the minimum of one pre-strip length compared to four times the pre-strip length.
  • the temperature distribution in the furnace (1) corresponds optimally to the rolling conditions of the downstream stands (3).
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a walking beam furnace (1) according to the invention.
  • each roller table (10, 11, 12) is freely accessible on both sides, which means that double-bearing rollers can be built and there is good repair and maintenance options.
  • the motor drives (M) for the rollers can be moved to the outside.
  • the pre-strip manipulation in the vertical direction takes place via lifting devices (20, 21, 22) and transversely to the longitudinal conveying direction by means of known walking beam systems (not shown).
  • the pre-strips produced in parallel by the casting devices (I) and (11) are taken up by the associated overrun roller tables (10, 11), raised by the lifting devices (20, 21) and by means of the transverse conveyor devices, not shown, for. B. walking beam systems on the heating levels (13 and 14) transported and stored. After the heat treatment, it is removed and transferred from the lifting device (22) to the roller table (12) and from there to the broadband line (2, 3, 4, 5).
  • inexpensive walking beam systems can also be used for longitudinal conveying in the oven (1).
  • the measures according to the invention are not limited to the exemplary embodiment shown in the drawing figures.
  • the heating furnace can have any transverse movement devices.
  • the respective constructive design is left to the expert in adaptation to the special purpose.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eins Stranggußanlage für Vorband, bestehend im wesentlichen aus mehreren, parallel angeordneten Gießeinrichtungen, Kokillen, Bandführungs- und Umlenkeinrichtungen, ferner mit Querteiieinrichtungen zur Unterteilung der Stränge in der Rollgangsebene, sowie mit nachgeschaltetem Nachwärm- oder Heizofen, Entzunderungseinrichtungen, Walzgerüsten, Kühlstrecke und Haspeln, wobei der Heizofen mehrere, parallel angeordnete Auflaufrollgänge entsprechend der Anzahl der Gießstränge aufweist sowie mindestens einen ebenfalls parallelen Ablaufrollgang zur Förderung des Vorbandes zu den nachgeschalteten Aggregaten.
  • Die wichtigsten Kriterien bei der Auslegung einer Stranggußanlage mit einwandfreier Walztemperaturführung des Vorbandes sind Investitionsaufwand, Wärmeverluste, Platzbedarf sowie Reparatur- und Wartungsfreundlichkeit. Langwierige Bandführungen mit hohen Wärmeverlusten und vielen Umformvorgängen sind sehr kostenaufwendig, insbesondere wegen der Wickelvorgänge und Walzstiche im Bandmanipulationsbereich. Selbst wenn die Wickelvorgänge bei großen Durchmessern erfolgen und somit die Walzstiche entfallen, bleiben diese Verfahren immer noch sehr aufwendig.
  • Werden diese Vorgänge langsam durchgeführt, so entstehen zusätzlich weitere Wärmeverluste.
  • Wärmeverluste sind mit der Isolierfähigkeit der Einzelanlagen sowie dem zeitlichen Aufwand der Prozeßführung verbunden. Bei Einrichtungen, die schlecht isolierbar und nicht beheizbar sind, müssen hohe Arbeitsgeschwindigkeiten angestrebt werden. Das gilt insbesondere für das Umformgerüst zur Verdichtung des Vorbandes, die Coilbox, die Querverfahreinrichtung, den Entcoiler und den Zunderbrecher. Da alle Arbeitsvorgänge mit Wärmeveriusten behaftet sind, die nur mit hohem Investitionsund Energieaufwand ersetzt werden, müssen geringe Prozeßzeiten und kurze Verfahrwege an oberster Stelle stehen. Obwohl der Platzbedarf ein ständiges Problem darstellt, dürfen aber keine Anlagen zusammengestellt werden, die zwar kürzer gebaut werden können, aber dennoch kostenaufwendiger sind.
  • Aus der DE-A 3 525 457 ist eine mit der vorliegenden Erfindung gattungsgleiche Stranggußanlage für Vorband mit mehreren, parallel angeordneten Gießeinrichtungen, Kokillen, Bandführungs- und Umlenkeinrichtungen bekannt, ferner ausgestattet mit Querteiieinrichtungen zur Unterteilung der Stränge in der Rollgangsebene, sowie mit nachgeschaltetem Nachwärm- oder Heizofen, Entzunderungseinrichtungen, Walzgerüsten, Kühlstrecke und Haspeln, wobei der Heizofen mehrere, parallel angeordnete Auflaufrollgänge entsprechend der Anzahl der Gießstränge aufweist. Bei dieser bekannten Anlage geht es im wesentlichen darum, das Vormaterial über einen oder mehrere Nachwärm-oder Ausgleichsöfen auf Walztemperatur einzustellen und anschließend einer in zwei Gruppen aufgeteilten Fertigstraße zuzuführen, wobei über die Nachwärm- bzw. Ausgleichsöfen keine Angaben gemacht werden.
  • Auch aus der vorangemeldeten aber nachveröffentlichten EP-A 88 110 925 ist eine Stranggußanlage mit Heizofen als vorbekannt zu entnehmen, wobei allerdings die Rollgangsebenen im Heizofen auf gleicher Ebene mit dem Heizraum liegen. Nachteilig ist hierbei, daß die Rollgänge der höchsten Ofenraumtemperatur ausgesetzt sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Stranggußanlage vorzustellen, mittels derer die genannten Nachteile vermieden und die Schwierigkeiten ausgeräumt werden können. Insbesondere sollen die Rollgänge und deren Antriebe reparatur- und wartungsfreundlich sein und vor hoher Temperatur geschützt werden. Ferner soll eine kurze Bauweise des nachgeschalteten Heizofens realisiert werden und die Anlage mit nur geringen Investitionskosten herstellbar und auch kostengünstig betreibbar sein.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß der Heizofen Rollgangsebenen und Heizebenen aufweist, wobei die Heizebenen im Heizofen gegenüber den Rollgangsebenen vertikal versetzt sind. Auf diese Weise können mit großem Vorteil doppelt gelagerte Rollen gebaut werden und es ist eine gute Reparatur- und Wartungsmöglichkeit gegeben. Die Motorantriebe für die Rollen können vorteilhaft nach außen verlegt werden.
  • Der Heizofen erfaßt mit großem Vorteil im allgemeinen die Speicherkapazität einer Sequenz. Darüber hinaus können die Vorbänder gegebenenfalls auf eine Nebenlinie ausgefördert und abgelegt werden. Die Vorbanddicke kann ein Optimierungskriterium für die gesamte Stranggußanlage sein.
  • Bei größeren Vorbandicken von etwa 70 bis 80 mm wird der Aufwand geringer, obwohl ein zusätzliches Gerüst erforderlich wird. Es ist vorgesehen, daß bei einer Zweistranggießanlage im Heizofen der Ablaufrollgang zwischen den beiden Auflaufrollgängen angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme können die Investitionskosten für die gesamte Anlage, insbesondere aber für den Heizofen extrem niedrig gehalten werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegen die Heizebenen im Heizofen gegenüber den Rollgangsebenen höher, wobei wiederum doppelt gelagerte Rollen gebaut werden können und eine gute Reparatur- und Wartungsmöglichkeit gegeben ist. Die Motorantriebe für die Rollen können nach außen verlegt werden. Die Rollen, Rollenlager und Antriebe werden auf besonders einfache Weise nicht den hohen Temperaturen im Heizraum von bis zu 1150 Grad Celsius ausgesetzt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Heizofen als Hubbalkenofen ausgebildet und mit Hubvorrichtungen ausgestattet ist. Auf diese Weise wird der Quertransport der Vorbänder sehr einfach und betriebssicher durchgeführt, wobei die Hubeinrichtungen zur Vorbandmanipulation in vertikaler Richtung dienen. Es handelt sich um eine besonders kostengünstige Ausführungsform des Heizofens.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Zweistranggießanlage mit erfindungsgemäßem Heizofen in schematischer Draufsicht,
    • Fig. 2 Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Heizofen mit versetzten Ebenen.
  • Figur 1 zeigt eine Zweistrang-Gießanlage in der erfindungsgemäß günstigen kurzen Bauform. Der guten Übersichtlichkeit halber sind die zwei Gießeinrichtungen, Kokillen, Bandführungs-, Umlenk- und Querteileinrichtungen nicht dargestellt, sondern nur der Heizofen (1) mit nachgeschaltetem Zunderbrecher (2), den Walzgerüsten (3), der Kühlstrecke (4) sowie den Haspeln (5). Im Heizofen (1) befinden sich zwei, die Vorbandstränge (I, II) aufnehmenden Auflauf- oder Anförderrollgänge (10, 11) sowie der Ablauf- bzw. Abförderrollgang (12). Die Gesamtlänge des Ofens (1) entspricht der Vorbandlänge der zwei Stränge (I, II), wodurch sich die Baulänge des Ofens (1) gegenüber ansonsten vierfacher Vorbandlänge auf das Mindestmaß von einer Vorbandlänge reduziert. Die Temperaturverteilung im Ofen (1) entspricht optimal den Walzbedingungen der nachgeschalteten Gerüste (3).
  • Figur 2 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hubbalkenofen (1). Durch Höherlegung der Heizebenen (13, 14) wird jeder Rollgang (10, 11, 12) beiderseits frei zugänglich, wodurch doppelt gelagerte Rollen gebaut werden können und eine gute Reparatur- und Wartungsmöglichkeit gegeben ist. Die Motorantriebe (M) für die Rollen können auf diese Weise nach außen verlegt werden.
  • Die Vorbandmanipulation in vertikaler Richtung erfolgt über Hubvorrichtungen (20, 21, 22) und quer zur Längsförderrichtung mittels bekannter Hubbalkensysteme (nicht dargestellt). Die von den Gießeinrichtungen (I) und (11) parallel erzeugten Vorbänder werden von den zugehörigen Auflaufrollgängen (10, 11) aufgenommen, von den Hubvorrichtungen (20, 21) angehoben und mittels der nicht gezeigten Querfördereinrichtungen, z. B. Hubbalkensystemen, auf die Heizebenen (13 bzw. 14) befördert und abgelegt. Nach der Wärmebehandlung erfolgt die Abförderung und Übergabe von der Hubeinrichtung (22) auf den Ablaufrollgang (12) und von dort aus zur Breitbandstraße (2, 3, 4, 5). Statt der aufwendigen Rollgänge (10, 11, 12) können eventuell auch preiswerte Hubbalkensysteme zur Längsförderung im Ofen (1) eingesetzt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf das in den Zeichnungsfiguren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der Heizofen beliebige Querverfahreinrichtungen aufweisen. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an den speziellen Einsatzzweck dem Fachmann anheimgestellt.

Claims (3)

1. Stranggußanlage für Vorband, bestehend im wesentlichen aus mehreren, parallel angeordneten Gießeinrichtungen, Kokillen, Bandführungs- und Umlenkeinrichtungen, ferner mit Querteileinrichtungen zur Unterteilung der Stränge in der Rollgangsebene, sowie mit nachgeschaltetem Nachwärm-oder Heizofen, Entzunderungseinrichtungen, Walzgerüsten, Kühlstrecke und Haspeln, wobei der Heizofen (1) mehrere, parallel angeordnete Auflaufrollgänge entsprechend der Anzahl der Gießstränge aufweist sowie mindestens einen ebenfalls parallelen Ablaufrollgang zur Förderung des Vorbandes zu den nachgeschalteten Aggregaten, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizofen (1) Rollgangsebenen (10, 11, 12) und Heizebenen (13,14) aufweist, wobei die Heizebenen (13, 14) im Heizofen (1) gegenüber den Rollgangsebenen (10, 11, 12) vertikal versetzt sind.
2. Stranggußanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizebenen (13, 14) im Heizofen (1) gegenüber den Rollgangsebenen (10, 13, 12) höher liegen.
3. Stranggußanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Heizofen (1) als Hubbalkenofen ausgebildet und mit Hubvorrichtungen (20, 21, 22) ausgestattet ist.
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