EP0368048A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von warmgewalzten Stahlbändern - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for the production of hot-rolled steel strips etc. from continuously cast materials in continuously successive work steps, wherein the continuously cast material is cut to a certain length after solidification, brought to rolling temperature in a compensating furnace and introduced into a finishing mill for rolling becomes.
- the object of the invention is a further substantial improvement in terms of process and device, in particular the measures mentioned last for the production of hot-rolled steel strips etc.
- the object is achieved in that the continuously cast starting material is fed after the heating to a multi-stand, reversible finishing mill with a coil box connected to it.
- an intermediate stand cooling which is regulated over the length and width of the strip in accordance with the temperature profile.
- a constant rolling temperature is set by the intermediate stand cooling, whereby uniform, improved material properties are achieved over the entire length of the strip.
- the object of the invention is achieved by a single-strand or multi-strand caster with a downstream equalizing furnace and an intermediate cutting machine, and with a reversible finishing roller train connected to the equalizing furnace with a coil box connected to it.
- the coil box can also be designed as a winding furnace. After leaving the last roll stand, the respective strand is wound up in the coil box. In this way, it is very advantageous to save on the length of the hall and, above all, the temperature loss for the end of the intermediate belt or end of the intermediate strand can be kept very low.
- the device shown in the drawing is a continuous casting installation consisting of two casting machines (1 and 2). Each casting machine is followed by a compensating furnace (3) or (4), to which the strands (5) or (6) are fed directly. Cutting machines (7, 8) for cutting the strands (5, 6) to a predetermined length are arranged between the casting machines (1, 2).
- This finishing mill (10) is advantageously designed with four stands, ie it has four rolling mills (F1, F2, F3, F4) arranged one after the other at a distance.
- Devices (11, 12) for descaling or cooling the rolling strands are arranged between the rolling mills (F1, F2) and (F3).
- a further descaling device (13) is connected to the finish rolling mill (10), followed by a coil box (14) (shown in a schematic side view rotated from the drawing plane by 90 degrees).
- the rolling mills (F1, F2, F3, F4) of the finishing mill (10) are connected to the drive motors (19, 20, 21, 22) via comb rolling gears (15, 16, 17, 18). While between the worm gear (18) and Drive motor (22) a normal gear (23) is arranged, very special gearboxes (24) and (25) are provided between the comb roller gears (16) and (17) and the drive motors (20) and (21).
- pre-strips or strands (5, 6) with a thickness of over 50 mm, preferably of 65 mm, are produced in the casting machines (1, 2).
- the strand (5) or (6) is cut off by the cutting machine (7) or (8) and in the compensating furnace (3) or (4) to a temperature of 1100 degrees C to 1130 degrees C brought or heated.
- the strand (5) is brought directly onto the roller table (9) directly (while the reel with driver (30) required for later winding of the finished rolled strip remains inoperative) and from there the rolling mill or the reversible finishing mill (10) fed, while the strand (6) coming from the equalization furnace (4) is transported in the direction of the arrow (27) onto the feed roller table (9) with the aid of an encapsulated transverse ferry (26) and with the aid of a transverse displacement device (not shown in the drawing), which at the same time also as Outfeed roller table serves.
- the strand (6) is then unencapsulated and fed directly to the finishing mill (10) without the use of a buffer or holding furnace.
- the feeding of the strands (5) and (6) from the equalizing furnaces (3) and (4) into the finishing mill (10) is very advantageous alternately and continuously.
- the higher pre-strip thickness or thickness of the strands (5, 6) very advantageously reduces the temperature loss or the necessary temperature increase in the finishing mill (10).
- the rolling mill (F1) On the rolling mill (F1), for example, no pass acceptance is carried out during the first pass through the respective strand.
- the rolling mill (F1) therefore only takes on the transport function for the strip or strand.
- descaling of the rolled strands takes place in the devices (11, 12).
- the intermediate thickness of the strands must be chosen in such a way that the strands are easily coiled in the coil box (14) after descaling in the descaling device (13) without problems can.
- the winding speed of the strands in the coil box (14) is relatively low at approximately 1.6 m / s at the head and 2.8 m / s (depending on the strip thickness) at the end.
- the drives of the rolling mills (F2) and (F3) - in certain cases also of (F1) - are very advantageously equipped with gearboxes (24) and (25) in order to be able to optimally use the drive motors (20, 21) and reduce investment costs.
- the drives of the rolling mills must be braked, the gear ratios on the rolling mills (F2) and (F3) switched over and the drives accelerated again.
- the rollers designed as CVC rollers may have to be moved and the mechanical adjustments moved to the new positions.
- the strand in the coil box (14) is kept warm. Only the outer strand turn cools more in the coil box (10) compared to the other inner turns of the strand.
- This drop in temperature of about 15 degrees C of the outer strand turn can, however, very easily be caused by a non-uniform increase in speed in the reversing stitch and / or by an increase in the length of the strip - corresponding to the Temperature curve - controlled interframe cooling can be reduced.
- no manual gearbox is required on the roll stand (F4), since the roll speeds of the rolling mill (F4) for the first pass through the strands and the reversing process are approximately the same.
- the rolled strip or roll strand from the coil box (14) must, as is known per se, be wound back or unwound in the opposite direction (arrow 28).
- the rolling strip In order to eliminate the secondary scale, the rolling strip must be descaled in the descaling device (13) before it enters the rolling mill (F4). All rolling mills from (F4) to (F1) are used in the reversing process.
- the strip which is then rolled in each case is cooled and wound on a reel shown in the drawing with the reference number (30).
- the exit speed from the finishing mill (10) after the last pass is approx. 8 m / s for a 2 mm thick finishing strip.
- the reduction in production due to the reversing process can, however, be easily compensated for at any time by correspondingly higher rolling speeds.
- the object of the invention is not limited to the embodiment shown in the drawing.
- the finished rolling mill can also be very advantageously designed as a three-stand rolling mill in a corresponding adaptation to the respective single-strand or multi-strand casting plant. It is also very advantageous to be able to swing the belt on the roller table in front of the finishing mill on which, if it is should be necessary for metallurgical reasons, lower pre-strip inlet temperatures.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von warmgewalzten Stahlbändern etc. aus stranggegossenen Vormaterialien in kontinuierlich aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten, wobei das stranggegossene Vormaterial nach Erstarrung auf eine bestimmte Länge geschnitten, in einem Ausgleichsofen auf Walztemperatur gebracht und zum Auswalzen in eine Fertigwalzstraße eingeführt wird.
- Aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 41 745 ist ein Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten Stahlbändern bekannt, gemäß dem der von der Gießanlage kommende bandförmige Gießstrang zu einem Bund aufgewickelt und nach Erwärmung wieder abgewickelt einem Walzwerk zum Auswalzen zu Endquerschnitten zugeführt wird. Die Gießanlage ist hierbei mehradrig ausgebildet, und die Gießstränge sind parallel in Walzrichtung angeordnet. Ferner ist hierbei ein als Zwischenspeicher dienender Ofen zur Aufnahme aller Gießstränge quer zur Stranggießanlage angeordnet und entsprechend breit ausgebildet. Von Nachteil sind hierbei die hohen Investitions- und Betriebskosten, und zwar insbesondere für den sehr groß und breit ausgelegten Ofen für die Aufnahme der parallel einlaufenden Gießstränge.
- Ferner werden zur Herstellung von warmgewalzten Stahlbändern aus stranggegossenen Vormaterialien gemäß einer noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung zwei bandförmige Vormaterialstränge übereinanderliegend und gemeinsam in einem Rollenherdofen auf Walztemperatur gebracht und vereinzelt, nacheinander in einer Fertigwalzstraße zu Fertigbändern ausgewalzt. Einer von diesen Gießsträngen, die aus dem Rollenherdofen austreten, wird hierbei einem als Zwischenspeicher dienendem Ofen zugeführt, in dem der bandförmige Gießstrang zu einem Bund aufgewickelt und warm gehalten wird, bevor er in die Fertigwalzstraße eingeführt wird.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer weitergehenden wesentlichen verfahrens- und vorrichtungsmäßigen Verbesserung, insbesondere der oben zuletzt angeführten Maßnahmen zur Herstellung von warmgewalzten Stahlbändern etc.
- Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß das stranggegossene Vormaterial nach der Erwärmung einer mehrgerüstigen, reversierbaren Fertigwalzstraße mit daran angeschlossener Coilbox zugeführt wird.
- Durch diese erfi ndungsgemäßen Maßnahmen werden im Vergleich zu den bisher bekannten und praktizierten Verfahren nachfolgende Vorteile erzielt:
- Bessere Ausnutzung der Fertigwalzstraße.
- Kürzere Ausgleichsofenlänge zur Erwärmung der stranggegossenen Vormaterialien sowie kürzere Rollgangslänge durch etwas höhere Vorbanddicken.
- Die größere Vorbanddicke erlaubt eine höhere Fertigbanddicke als bei dünneren Bändern, da der notwendige Verfestigungsgrad (Mindestabnahme ca. 3 : 1) erreicht wird.
- Die reversierbare Fertigwalzstraße mit der daran angeschlossenen Coilbox ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang bzw. in Verbindung mit der Stranggießtechnik. So werden beispielsweise im Vergleich zu bekannten Verfahren bei Verwendung von konventionellen Brammendicken (H = 200 mm) nicht nur die Umformmomente und damit die Anzahl der Stiche wesentlich verringert, sondern es wird auch eine Einsparung an Walzgerüsten (3 oder 4 Gerüste), und zwar bei baulich geringerer Dimensionierung der Gerüste, erreicht.
- Höhere Walzgeschwindigkeit und damit niedrigere thermische Belastung der Walzen und geringerer Walzenverschleiß.
- Höhere Bandgeschwindigkeiten und damit kürzere Transportzeiten zwischen den Walzgerüsten mindern die Sekundärzunderbildung und verbessern somit die Qualität des Walzproduktes.
- Es ist kein Wickelofen als Zwischenspeicher mehr erforderlich, in dem bisher der bandförmige Gießstrang zu einem Bund aufgewickelt und warmgehalten werden mußte, da die Zwischendicke des bandförmig gewalzten Gießstranges gemäß dem Verfahren der Erfindung mit beispielsweise H = 10 - 18 mm noch coilbar bzw. wickelbar ist. - In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Reversierstich eine über die Bandlänge und -breite entsprechend dem Temperaturverlauf geregelte Zwischengerüstkühlung erfolgt. Durch die Zwischengerüstkühlung wird eine konstante Walztemperatur eingestellt, wodurch gleichmäßige, verbesserte Materialeigenschaften über die gesamte Bandlänge erzielt werden.
- Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Ein- oder Mehrstranggießanlage mit nachgeschaltetem Ausgleichsofen und dazwischengeschalteter Schneidmaschine sowie mit einer dem Ausgleichsofen nachgeschalteten, reversierbaren Fertigwalzenstraße mit daran angeschlossener Coilbox gelöst. Die Coilbox kann dabei auch als Wickelofen ausgebildet sein. Nach Verlassen des letzten Walzgerüstes wird der jeweilige Strang in der Coilbox aufgewickelt. Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft an Hallenlänge eingespart und vor allem der Temperaturverlust für das Zwischenbandende bzw. Zwischenstrangende sehr gering gehalten werden.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen einer in der Zeichnung schematisch in Draufsicht dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Coilbox in schematischer Seitenansicht gezeigt ist.
- Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung handelt es sich um eine aus zwei Gießmaschinen (1 und 2) bestehende Stranggießanlage. Jeder Gießmaschine ist ein Ausgleichsofen (3) bzw. (4) nachgeschaltet, dem die Stränge (5) bzw. (6) unmittelbar zugeführt werden. Zwischen den Gießmaschinen (1, 2) sind Schneidemaschinen (7, 8) zum Abschneiden der Stränge (5, 6) auf eine vorbestimmte Länge angeordnet. An den Ausgleichsofen (3) schließt ein Rollgang (9) an, der als Transport- und Kühlrollgang benutzt wird und der den Ausgleichsofen (3) mit der reversierbaren Fertigwalzstraße (10) verbindet. Diese Fertigwalzstraße (10) ist hierbei vorteilhaft viergerüstig ausgebildet, d. h. sie weist vier mit Abstand nacheinander angeordnete Walzwerke (F1, F2, F3, F4) auf. Zwischen den Walzwerken (F1, F2) und (F3) sind Einrichtungen (11, 12) zur Entzunderung oder Kühlung der Walzstränge angeordnet. Im Anschluß an das Walzwerk (F4) ist über eine weitere Entzunderungseinrichtung (13) der Fertigwalzstraße (10) eine Coilbox (14) nachgeschaltet (Darstellung in aus der Zeichenebene um 90 Grad gedrehter, schematischer Seitenansicht). Die Walzwerke (F1, F2, F3, F4) der Fertigwalzstraße (10) stehen über Kammwalzgetriebe (15, 16, 17, 18) mit den Antriebsmotoren (19, 20, 21, 22) in Verbindung. Während zwischen dem Kammwalzgetriebe (18) und dem Antriebsmotor (22) ein normales Getriebe (23) angeordnet ist, sind zwischen den Kammwalzgetrieben (16) und (17) und den Antriebsmotoren (20) und (21) sehr vorteilhaft besondere Schaltgetriebe (24) und (25) vorgesehen. Diese Schaltgetriebe (24, 25) über die der Antrieb der hauptlasttragenden Walzwerke (F2) und (F3) der Fertigwalzstraße (10) erfolgt, ermöglichen eine erheblich bessere Ausnutzung der Anriebsmotore (20, 21), d. h. die Antriebsmotore (20, 21) können ohne Überdimensionierung mit voller Leistung betrieben werden. Für den Antrieb der Walzwerke (F2, F3) können daher wesentlich geringer aufwendige Motore eingesetzt werden, als dies bisher bei den üblichen Walzwerken zur Herstellung von warmgewalzten Stahlbändern aus stranggegossenen Vormaterialien der Fall war.
- Im Betrieb der in der Zeichnung schematisch dargestellten Zweistranggießanlage werden in den Gießmaschinen (1, 2) Vorbänder bzw. Stränge (5, 6) mit einer Dicke von über 50 mm, vorzugsweise von 65 mm, erzeugt. Nach Erreichen der jeweils gewünschten Stranglänge wird der Strang (5) bzw. (6) von der Schneidemaschine (7) bzw. (8) abgeschnitten und im Ausgleichsofen (3) bzw. (4) auf eine Temperatur von 1100 Grad C bis 1130 Grad C gebracht bzw. erhitzt. Vom Ausgleichsofen (3) wird der Strang (5) direkt d. h. unmittelbar auf den Rollgang (9) gebracht (während der für das spätere Aufwickeln des fertiggewalzten Bandes erforderliche Haspel mit Treiber (30) außer Funktion bleibt) und von dort dem Walzwerk bzw. der reversierbaren Fertigwalzstraße (10) zugeführt, während der aus dem Ausgleichsofen (4) kommende Strang (6) mit Hilfe einer gekapselten Querfähre (26) und mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Querverschiebeeinrichtung in Pfeilrichtung (27) auf den Zufuhrrollgang (9) transportiert wird, der gleichzeitig auch als Auslaufrollgang dient. Der Strang (6) wird dann ungekapselt und ohne Verwendung eines Zwischenspeichers oder Halteofens unmittelbar der Fertigwalzstraße (10) zugeführt. Die Zuführung der Stränge (5) und (6) aus den Ausgleichsöfen (3) und (4) in die Fertigwalzstraße (10) erfolgt sehr vorteilhaft wechselweise und kontinuierlich. Die höhere Vorbanddicke bzw. Dicke der Stränge (5, 6) vermindert hierbei sehr vorteilhaft den Temperaturverlust bzw. die notwendige Temperaturerhöhung in der Fertigwalzstraße (10).
- Am Walzwerk (F1) wird beim ersten Durchlauf des jeweiligen Stranges hierbei beispielsweise keine Stichabnahme durchgeführt. Das Walzwerk (F1) übernimmt daher nur die Transportfunktion für das Band bzw. den Strang. Hinter dem Walzwerk (F1) und dem Walzwerk (F2) erfolgt jeweils in den Einrichtungen (11, 12) eine Entzunderung der Walzstränge. Im Walzwerk (F2) wird eine geringe Abnahme der Strangdicke (z.B. ca. 25 %) und damit ein niedrigerer Walzenverschleiß bewirkt, während in den Walzwerken (F3) und (F4) eine größere Abnahme der Strangdicke durchgeführt wird. Die Zwischendicke der Stränge muß jeweils so gewählt werden, daß die Stränge nach der Entzunderung in der Entzunderungseinrichtung (13) in der Coilbox (14) ohne Probleme leicht gecoilt d. h. aufgewickelt werden können. Die Wickelgeschwindigkeit der Stränge in der Coilbox (14) ist mit ca. 1,6 m/s am Kopf und 2,8 m/s (abhängig von der Banddicke) am Ende relativ niedrig.
- Die Antriebe der Walzwerke (F2) und (F3) - in bestimmten Fällen auch von (F1) - sind hierbei sehr vorteilhaft mit Schaltgetrieben (24) und (25) ausgerüstet, um dadurch die Antriebsmotore (20, 21) optimal ausnutzen zu können und die Investitionskosten zu senken. Beim ersten Durchlauf der Stränge durch die Walzwerke (F1, F2, F3, F4) der Fertigwalzstraße (10) werden hohe Momente und niedrige Walzgeschwindigkeiten benötigt, während beim Reversiervorgang niedrige Momente und hohe Walzgeschwindigkeiten erforderlich sind.
- Bevor der Reversierstich des Stranges eingeleitet werden kann, müssen die Antriebe der Walzwerke abgebremst, die Getriebeübersetzungen an den Walzwerken (F2) und (F3) umgeschaltet und die Antriebe erneut beschleunigt werden. Weiterhin sind eventuell die als CVC-Walzen ausgebildeten Walzen zu verschieben sowie die mechanischen Anstellungen in die neuen Positionen zu fahren. In dieser Zeit wird der Strang in der Coilbox (14) warm gehalten. Lediglich die äußere Strangwindung kühlt in der Coilbox (10) gegenüber den übrigen innenliegenden Windungen des Stranges stärker ab. Dieser Temperaturabfall von etwa 15 Grad C der äußeren Strangwindung kann jedoch sehr leicht durch eine ungleichförmige Geschwindigkeitserhöhung im Reversierstich und/oder eine über die Bandlänge - entsprechend dem Temperaturverlauf - geregelte Zwischengerüstkühlung vermindert werden. Am Walzgerüst (F4) ist im übrigen hierbei kein Schaltgetriebe erforderlich, da die Walzendrehzahlen des Walzwerkes (F4) für den ersten Durchlauf der Stränge und den Reversiervorgang etwa gleich hoch liegen.
- Beim Reversiervorgang muß das Walzband bzw. der Walzstrang aus der Coilbox (14) wieder, wie an sich bekannt, in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 28) zurück- bzw. abgewickelt werden. Um den Sekundärzunder zu beseitigen, muß das Walzband vor Einlauf in das Walzwerk (F4) in der Entzunderungseinrichtung (13) entzundert werden. Beim Reversiervorgang werden alle Walzwerke von (F4) bis (F1) benutzt. Das dann jeweils fertig gewalzte Band wird gekühlt und auf einem in der Zeichnung mit der Bezugsziffer (30) dargestellten Haspel aufgewickelt. Die Auslaufgeschwindigkeit aus dem Fertigwalzwerk (10) nach dem letzten Stich beträgt für ein 2 mm dickes Fertigband ca. 8 m/s. Die Produktionsminderung durch den Reversiervorgang kann jedoch durch entsprechend höhere Walzgeschwindigkeiten jederzeit sehr leicht wieder ausgeglichen werden.
- Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann gegebenenfalls die Fertigwalzstraße in entsprechender Anpassung an die jeweilige Ein- oder Mehstranggießanlage auch sehr vorteilhaft als dreigerüstige Walzstraße ausgebildet sein. Auch kann sehr vorteilhaft vor der Fertigwalzstraße das Band auf dem Rollgang gependelt werden, auf dem sich, wenn es aus metallurgischen Gründen erforderlich sein sollte, niedrigere Vorbandeinlauftemperaturen realisieren lassen.
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