EP1799368A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines dünnen metallbandes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines dünnen metallbandes

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EP1799368A1
EP1799368A1 EP05792599A EP05792599A EP1799368A1 EP 1799368 A1 EP1799368 A1 EP 1799368A1 EP 05792599 A EP05792599 A EP 05792599A EP 05792599 A EP05792599 A EP 05792599A EP 1799368 A1 EP1799368 A1 EP 1799368A1
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EP
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strip
flatness
metal strip
casting
influencing
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EP05792599A
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Andreas Flick
Andreas Schweichofer
Markus Brummayer
Gerald Hohenbichler
Gerald Eckerstorfer
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SIEMENS VAI METALS Technologies GmbH
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Siemens VAI Metals Technologies GmbH and Co
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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    • Y10T29/49991—Combined with rolling

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the continuous production of a thin metal strip, in particular a hot strip of steel, directly from a molten metal and with a strip casting thickness ⁇ 10 mm after a Walzeng screen Kunststoff using a Walzengit illusion pleasing.
  • the invention relates to a method and apparatus for producing a hot rolled steel strip having a strip casting thickness ⁇ 6 mm.
  • the hot strip thickness when storing the hot strip following the rolling deformation is between 0.3 and 4 mm.
  • the proposed roll casting methods embodying the invention include all kinds of casting methods in which molten metal is solidified on the mantle surface of a casting roll and a metal strip is continuously formed.
  • Both the single-roll casting process using a single roll caster and the vertical or horizontal two-roll casting process using a two-roll caster is suitable for the practice of the invention.
  • the arrangement of the axes of the two co-operating casting rolls in a plane inclined at an angle to the horizontal plane is also suitable for implementing the method according to the invention.
  • molten metal is introduced into a melting space laterally delimited by two rotating casting rolls and associated side plates, the axes of rotation of the casting rolls being substantially in a horizontal plane.
  • the two casting rolls with the associated side plates including necessary adjusting and regulating devices in this case form the core component of the Zweiwalzengitinnate.
  • the molten metal solidifies continuously on the lateral surfaces of the rotating, internally cooled casting rolls and forms strand shells, which are moved with the lateral surfaces.
  • the two strand shells are connected to an at least substantially solidified metal strip.
  • the cast metal band is with Casting speed between the casting rollers discharged and then fed to an inline thickness reduction in a rolling mill.
  • the rolled hot strip is fed to a storage device and stored in this.
  • This method is preferably suitable for the production of steel strip, but also metal strips of aluminum or an aluminum alloy can be produced in this way. Methods and systems of this type are already known, for example, from WO 01/94049 or from WO 03/035291 in the main features.
  • flat rolled hot-rolled strip In order to ensure perfect further processing, flat rolled hot-rolled strip must comply with flatness tolerances, some of which are defined in standards or demanded by customers according to the intended further processing. Experience in the production of hot rolled steel strip has shown that it is very difficult to meet these requirements when using the two-roll casting process on a corresponding casting plant.
  • the metal strip is produced in a process of highest solidification speeds directly in a format with extreme width / thickness ratio, which accounts for a variety of rolling passes to achieve the desired hot strip final thickness, but on the other hand, a wide independent, uniform convective heat transfer or liquid metal temperature on the solidification front (in the formation of the strand shells) are only partially possible as a result of highly turbulent flow processes in the metal bath.
  • the cast metal strip has on entry into a rolling mill an entrance structure with a cast structure, which is converted with a small decrease in a fine-grained rolling structure in order to achieve favorable material properties for the respective further processing steps.
  • the input thickness in front of the rolling stand is less than 10 mm, preferably less than 6 mm.
  • the high roughness of the metal strip caused by the casting process and by possible scaling, leads to a high work roll wear. These signs of wear on the work rolls increasingly occur in the strip edge area and lead to errors in the strip profile.
  • the wear phenomena are greatly influenced by the strip material, the strip profile and the thermal profile.
  • the object of the present invention is therefore to avoid these disadvantages and to propose a method and a device with which it is possible, in a continuous production process, starting directly from molten metal and a strip casting thickness of less than 10 mm, to produce a high quality, hot-rolled metal strip produce with a comparable property profile, in particular with regard to the desired flatness tolerances, as currently in the production of hot-rolled metal strip, especially steel strip, continuously cast thin slabs or slabs, with casting thicknesses between 40 and 300 mm, can be achieved with the prior art rolling devices.
  • This object is achieved in a method of the type described above in that a flatness measurement is performed on the moving metal strip and the flatness measured values of this flatness measurement are used to selectively influence the flatness of the metal strip.
  • the influence of the flatness of the metal strip can be done either during the metal band formation between the lateral surfaces of the two casting rolls or during inline thickness reduction via a control loop, but also by manual intervention.
  • the flatness measurement takes place along the path between the roller casting device formed by at least one casting roller and the storage device, in a plane transverse to the direction of strip travel.
  • the inline thickness reduction of the metal strip takes place in at least one deformation stage in an at least stand-alone rolling mill and the flatness measurement is carried out before or after at least one of these deformation stages, preferably immediately after the first deformation stage.
  • the flatness measurement is carried out by determining the stress distribution in the metal strip in a transverse plane to the transport direction.
  • the measured values of the flatness measurement are used to influence the roll gap in at least one roll stand of the rolling mill.
  • the measured and optionally processed in a central processing unit flatness values are used for a "closed loop flatness control", wherein components of the rolling stand, or the rolling stand largely immediately upstream facilities for the roll gap influencing or for influencing state variables of the metal strip are used.
  • the influence of the roll gap in the rolling stands is carried out by at least one of the following measures:
  • the measured values from the flatness measurement can be used for an at least zone-wise thermal influence of the metal strip.
  • Another possibility for generating control signals for the flatness control loop from the flatness measured values is to use the measured values of the flatness measurement to influence the surface profile of the at least one casting roll.
  • a further improvement of the flatness tolerances on the produced hot strip is achieved by determining a temperature profile of the metal strip in a plane transverse to the transport direction of the metal strip, at least before or after the rolling mill, and using the measured temperature profile for selectively influencing the flatness of the hot strip becomes.
  • Local temperature deviations of the hot strip which occur longitudinally zone by zone, can be specifically influenced if the temperature distribution in the metal strip is influenced in sections in a plane transverse to the transport direction of the metal strip depending on the measured temperature profile.
  • strip thickness profile is measured in a plane transverse to the transport direction of the metal strip and the measured strip thickness profile is used for selectively influencing the flatness of the hot strip.
  • the invention is preferably used in the manufacture of a metal strip by the two-roll casting process, in particular the vertical two-roll casting process, wherein a.
  • Flatness measuring device is arranged for detecting flatness measured values of the metal strip and the flatness measuring device is associated with an evaluation device for detecting and implementing the determined flatness measured values.
  • the object of the invention is achieved by a device for continuously producing a thin metal strip, in particular a hot strip made of steel, directly from a molten metal and with a strip thickness ⁇ 10 mm with a Walzengit listening, with a downstream at least one rolling mill and a storage device for storing the rolled metal strip when a flatness measuring device for detecting flatness measured values of the metal strip is arranged between the roll casting device and the storage device and that the flatness measuring device is assigned an evaluation device for detecting and converting the flatness measured values.
  • the flatness measuring device for detecting flatness measured values is arranged in a plane transverse to the transport direction of the metal strip.
  • the flatness measuring device is arranged before or after a rolling stand of an at least stand-alone rolling mill.
  • the flatness measuring device is arranged before or preferably after the first rolling stand.
  • the flatness measurement can be carried out with various flatness measuring devices available on the market. In most cases, such measuring devices are known for determining flatness values from cold strip production, so that corresponding adaptations with regard to temperature resistance and measurement accuracy at high temperatures are necessary for the special application with hot strip at rolling temperature.
  • the flatness measuring device is preferably formed by a flatness measuring roll, a device for optical design detection or a device for detecting other inhomogeneities of strip surface properties.
  • the metal strip is usually under strip tension, which is taken into account in the evaluation of the measurement results in the evaluation. With an optical design detection of the metal strip, the metal strip must not be under strip tension, in order to achieve good measurement results.
  • the evaluation device preferably a central processing unit, is connected via signal lines for the transmission of manipulated variables with at least one of the following adjusting devices for influencing the roll gap in the rolling stands:
  • a heating / cooling device for at least zone-wise thermal influence of the metal strip.
  • the evaluation device is connected via signal lines to at least one of the following adjusting devices for influencing the surface profile of the at least one casting roller:
  • a heating / cooling device for zone-wise direct or indirect thermal influencing of the casting roll bale
  • a coating device for zone-wise coating of the casting roll bale with a coating agent influencing the heat transport or the nucleation density for influencing the strand shell solidification ratios
  • a temperature measuring device for detecting the temperature profile of the metal strip is additionally arranged in a plane transverse to the transport direction of the metal strip near or after at least one rolling stand of the rolling mill and an evaluation device for detecting and converting the measured values is assigned to this temperature measuring device ,
  • This temperature measurement should be at a small distance, preferably take place immediately in front of the first rolling stand, in order to reproduce the conditions in the roll gap as accurately as possible.
  • the temperature measuring device of the rolling mill is arranged upstream and the evaluation connected via signal lines for the transmission of manipulated variables for equalization of the temperature profile with a band heater or belt cooling device.
  • a further possibility for minimizing deviations in planarity on the hot strip is that a strip thickness measuring device for determining the strip thickness profile is arranged in a plane transverse to the transport direction of the metal strip and an evaluation device for detecting and converting the measured values is assigned to this strip thickness measuring device.
  • the evaluation device is connected via signal lines for the transmission of manipulated variables with at least one of the following adjusting devices for influencing the strip thickness profile in the rolling stands:
  • the evaluation device can be connected individually via signal lines with at least one of the following adjusting devices for influencing the strip thickness profile by means of the at least one casting roller:
  • a coating device for zone-wise coating of the casting roll bale with a coating agent influencing the heat transfer or the nucleation density for influencing the strand shell solidification ratios
  • a cleaning device for zone cleaning of G confusewalzenballen for zonal influencing the strand shell solidification conditions on G confusewalzenballen.
  • the measurement results of the flatness measurement can be used to selectively influence the flatness of the metal strip exclusively in at least one rolling stand, or exclusively in the roll casting device, or else in combination at both said devices.
  • influencing the flatness of the metal strip is also via associated devices, such as e.g. a band heater, possible.
  • the Walzeng screen rose is formed for the inventive implementation of Zweiwalzeng intelligent processors and comprises two rotationally driven casting rolls and two side plates, which together form a melting space for receiving molten metal and a casting gap for the formation of the cross-sectional shape of a cast metal strip.
  • FIG. 1 shows a production plant according to the invention for thin hot strip with a
  • Fig. 2 shows a production plant according to the invention for thin hot strip with a
  • Two-roll caster and a multi-stand rolling mill with the involvement of a flatness measuring device.
  • FIG. 1 and 2 two embodiments of a plant for the production of a hot strip of steel in a schematic longitudinal section are shown, which contains the essential system components, as well as measuring and control equipment for the Production of a thin hot strip within the standard for thin hot strip flatness tolerances includes.
  • the basic system design is the same when producing a non-ferrous metal strip.
  • the storage device 7 comprises a reel device for winding the hot strip into coils and can also be integrated in a coiler oven.
  • the storage device is a belt driver 10 for adjusting a strip tension during winding and upstream of a strip shear.
  • the steel strip passes through a strip heating device 12 upstream of the first rolling stand 11, which possibly also comprises a cooling device.
  • the band heater 12 allows transverse to the direction of tape travel zone-wise influencing the temperature of the steel strip, for example, an increased heating of the strip edges, if in this area already too high a cooling has occurred.
  • the first rolling stand 11 is preceded directly by a temperature measuring device 13, with which the strip temperature is detected continuously in several zones in a plane laid transversely to the strip running direction and used to guide the strip heating device 12. With the belt driver 14, the steel strip is held in the band heater 12 and to the first stand 11 under strip tension and optionally also centered.
  • the strip thickness of the cast steel strip leaving the two-roll casting plant is measured, which is preset with a casting-roll adjusting device 16 or corrected in accordance with the measurement results.
  • the first and only rolling stand 11 according to the embodiment according to Rg.1 and the first rolling stand 11 according to the embodiment of Fig. 2 is arranged at a short distance a flatness measuring device 18, with the flatness of the steel strip is detected in a plane transverse to the strip running direction. Flatness deviations result either from thickness deviations over the bandwidth or from ripples of the strip.
  • the flatness measuring device 18 comprises a flatness measuring roller 19 adapted for hot application.
  • a planarity measuring roller as can be used according to the invention, is described in detail in US Pat. No.
  • the corresponding measurement method for determining deviations in planarity is described in the application US 2002/0178840 A1 and can also be used here.
  • the determined measured values are fed to an evaluation device 20, which is formed by a central processing unit (CPU), where the measurement signals are evaluated and the positional deviation counteracting control signals to actuators 21 of the first rolling stand 11 and / or to adjusting devices 22 of the two-roll caster 1 is transmitted.
  • CPU central processing unit
  • the possible adjusting devices 21 of the first rolling stand are devices that are available as standard in conventional rolling stands.
  • the actuator 21 may comprise a bending block for work roll bending of, for example, cylindrical working or back-up rolls or a work roll displacement device for axial displacement of contoured work rolls or back-up rolls.
  • heating and cooling devices for zone-wise thermal influence of the roll bale of the work rolls come as a possible adjusting device in question.
  • Possible adjusting devices 22 for influencing the surface profile of the casting rolls on the two-roll casting device comprise a heating and / or cooling device for zone-wise direct or indirect thermal influencing of the outer shape of the G manwalzenballens, preferably hydraulically actuated deformation devices on the casting rolls for applying radially acting deformation forces on the G manwalzenmantel, a gas purging device for zonal influencing the strand shell solidification conditions on the G manwalzenballen, a coating device for zonewise coating of G confusewalzenballen with a heat transfer affecting coating agent for influencing the strand shell solidification ratios or also a cleaning device for zone-wise cleaning of the casting roll bales for zone-wise influencing of the strand shell solidification ratios on the casting roll bales.
  • An expedient regulation for minimizing the deviations in planarity may be that both the profile formation during the casting process in the two-roll casting device and the profile formation or change during the first rolling pass in the first rolling stand are monitored and influenced. This can be done solely by means of corresponding evaluations in the evaluation device or else involving a further flatness measuring device in front of the first rolling stand.
  • 15a detected strip thickness profiles can be incorporated in the evaluation in addition to the flatness values in a mathematical model with which an optimal control strategy developed and corresponding control signals are generated.
  • the temperature profile of the cast metal strip can be detected immediately after its formation.
  • This temperature profile allows conclusions about the strand shell formation on the roll bale of the casting rolls and the prevailing solidification or temperature conditions.
  • the consideration of this temperature profile makes it possible, in the evaluation of the flatness measured values in the evaluation device, to generate correcting variables which are more precisely matched to the banding conditions, in particular for the control of the adjusting devices 22 on the two-roll casting device.
  • the measures described with regard to a vertical Zweiwalzeng screen listening can equally be transferred to a Einwalzeng screen immunity.
  • the casting roll of Einwalzeng screen interests is a smoothing roll for Associated conditioning of the free belt surface and the adjusting means for influencing the flatness can be assigned to both the casting roll and the smoothing roll.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnen Metallbandes, insbesondere eines Warmbandes aus Stahl, unmittelbar aus einer Metallschmelze und mit einer Bandgießdicke < 10 mm nach dem Walzengießverfahren, wobei das gegossene Metallband einer Inline-Dickenreduktion und nachfolgend einer Speichereinrichtung zugeführt wird. Um in einem kontinuierlichen Produktionsprozess, unmittelbar ausgehend von Metallschmelze und bei der geringen Bandgießdicke, ein hochqualitatives, warmgewalztes Metallband mit vergleichbaren Planheitstoleranzen, wie sie derzeit bei der Herstellung von warmgewalzten Metallband aus stranggegossenen Dünnbrammen oder Brammen, bei Gießdicken zwischen 40 und 300 mm, erzielbar sind, zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass am bewegten Metallband eine Planheitsmessung vorgenommen wird und die Messergebnisse dieser Planheitsmessung zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Metallbandes herangezogen werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnen Metallbandes:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnen Metallbandes, insbesondere eines Warmbandes aus Stahl, unmittelbar aus einer Metallschmelze und mit einer Bandgießdicke < 10 mm nach einem Walzengießverfahren unter Anwendung einer Walzengießeinrichtung.
Im Speziellen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlbandes mit einer Bandgießdicke < 6 mm. Die Warmbanddicke beim Speichern des Warmbandes im Anschluss an die Walzverformung liegt zwischen 0,3 und 4 mm.
Die der Erfindung zu Grunde liegenden, vorgeschlagenen Walzengießverfahren umfassen alle Arten von Gießverfahren, bei denen Metallschmelze auf der Manteloberfläche einer Gießwalze zur Erstarrung gebracht und ein Metallband kontinuierlich gebildet wird. Sowohl das Einwalzengießverfahren unter Verwendung einer Einwalzengießeinrichtung als auch das vertikale oder horizontale Zweiwalzengießverfahren unter Verwendung einer Zweiwalzengießeinrichtung ist für die Umsetzung der Erfindung geeignet. Auch die Anordnung der Achsen der zwei zusammen wirkenden Gießwalzen in einer schräg zur Horizontalen geneigten Ebene ist für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
Bei einem vertikalen Zweiwalzengießverfahren wird Metallschmelze in einen von zwei rotierenden Gießwalzen und zugeordneten Seitenplatten seitlich begrenzten Schmelzenraum eingebracht, wobei die Drehachsen der Gießwalzen im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegen. Die beiden Gießwalzen mit den zugeordneten Seitenplatten, inklusive notwendiger Stell- und Regeleinrichtungen bilden hierbei die Kernkomponente der Zweiwalzengießeinrichtung. Die Metallschmelze erstarrt kontinuierlich an den Mantelflächen der rotierenden, innengekühlten Gießwalzen und bildet Strangschalen aus, die mit den Mantelflächen mitbewegt werden. Im engsten Querschnitt zwischen den beiden Gießwalzen werden die beiden Strangschalen zu einem zumindest weitgehend durcherstarrten Metallband verbunden. Das gegossene Metallband wird mit Gießgeschwindigkeit zwischen den Gießwalzen ausgefördert und anschließend einer Inline- Dickenreduktion in einer Walzanlage zugeführt. Anschließend wird das gewalzte Warmband einer Speichereinrichtung zugeführt und in dieser gespeichert. Dieses Verfahren ist vorzugsweise für die Herstellung von Stahlband geeignet, aber auch Metallbänder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung können in dieser Weise hergestellt werden. Verfahren und Anlagen dieser Art sind beispielsweise aus der WO 01/94049 oder aus der WO 03/035291 in den Grundzügen bereits bekannt.
Zur Gewährleistung einer einwandfreien Weiterverarbeitung sind bei gewalztem Warmband Planheitstoleranzen einzuhalten, die teilweise in Normen festgelegt sind oder von Kunden entsprechend der beabsichtigten Weiterverarbeitung eingefordert werden. Erfahrungen bei der Herstellung von warmgewalztem Stahlband haben gezeigt, dass es sehr schwierig ist, diese Vorgaben bei Anwendung des Zweiwalzengießverfahren auf einer entsprechenden Gießanlage zu erfüllen.
Gängige Werte für die Planheit von dünnen Warmband sind in Normenwerken (z.B. DIN 10051 ) festgelegt und liegen für gewalztes Warmband für die eingangs beschriebenen Dickenbereich bei Werten von 20 bis 30 l-units.
Ein wesentlicher Grund für Schwierigkeiten beim Erreichen üblicher Planheitswerte ergeben sich aus der hohen Produktionsgeschwindigkeit beim gewählten Erzeugungsverfahren für das gegossene Zwischenprodukt. Das Metallband wird in einem Prozess höchster Erstarrungsgeschwindigkeiten unmittelbar in einem Format mit extremem Breiten/Dicken- Verhältnis erzeugt, wodurch zwar eine Vielzahl von Walzstichen zum Erreichen der gewünschten Warmband-Enddicke entfallen, andererseits aber eine breitenunabhängige, gleichmäßige konvektive Wärmeübertragung bzw. Flüssigmetalltemperatur an der Erstarrungsfront (bei der Bildung der Strangschalen) als Folge der hochturbulenten Strömungsvorgänge im Metallbad nur bedingt möglich sind. Hierdurch ergibt sich schon beim Austritt des gegossenen Metallbandes aus dem Gießspalt zwischen den Gießwalzen ein Temperatur-Breiten-Profil am Metallband, welches Fluktuationen von bis zu 100% und darüber, bezogen auf die Unterkühlung gegenüber der Gleichgewichts-Solidustemperatur, aufweist, sodass Eigenspannungsverhältnisse und Kriechverhalten vorliegen, die Unebenheiten des gegossenen Bandes verursachen. Auch wenn die Fluktuation nur in einem Bereich von 30 - 40 % liegt, kommt es bereits zu Unebenheiten, die außerhalb der Warmband-Norm liegen. Das Inline-Walzen eines gegossenen Metallbandes kann ebenfalls zum Entstehen weiterer Unebenheiten beitragen, wenn die Bandeinlauftemperatur (Eintrittstemperatur des Metallbandes in das Walzgerüst) über die Breite des Metallbandes relativ ungleichmäßig ist, bzw. das Einlaufbandprofil unbekannt ist oder wechselnd. Daraus resultiert ein variables Umformverhalten im Walzspalt durch unterschiedliche Auffederung bzw. Walzspaltprofile quer zur Walzrichtung.
Das gegossene Metallband weist bei erstmaligem Eintritt in ein Walzgerüst ein Eintrittsgefüge mit einer Gussstruktur auf, welches mit geringer Stichabnahme in ein feinkörnigeres Walzgefüge umgewandelt wird, um für die jeweiligen Weiterverarbeitungsschritte günstige Materialeigenschaften zu erreichen. Gleichzeitig liegt die Eingangsdicke vor dem Walzgerüst bei weniger als 10 mm, vorzugsweise bei weniger als 6 mm. Bei den bevorzugten geringen Eingangsdicken ist eine Beeinflussung des relativen Bandprofils ohne Planheitsdefekt nicht möglich. Weiters führt die hohe Rauhigkeit des Metallbandes, hervorgerufen durch den Gießvorgang und durch etwaige Verzunderung, zu einem hohen Arbeitswalzenverschleiß. Diese Verschleißerscheinungen auf den Arbeitswalzen treten verstärkt im Bandkantenbereich auf und führen zu Fehlern im Bandprofil. Die Verschleißerscheinungen werden hierbei abgesehen von der Banddicke und dem Temperaturniveau in hohem Maße durch den Bandwerkstoff, das Bandprofil und das thermische Profil beeinflusst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der es möglich ist, in einem kontinuierlichen Produktionsprozess, unmittelbar ausgehend von Metallschmelze und einer Bandgießdicke von weniger als 10 mm, ein hochqualitatives, warmgewalztes Metallband mit einem vergleichbaren Eigenschaftsprofil herzustellen, insbesondere hinsichtlich der anzustrebenden Planheitstoleranzen, wie sie derzeit bei der Herstellung von warmgewalzten Metallband, insbesondere von Stahlband, aus stranggegossenen Dünnbrammen oder Brammen, bei Gießdicken zwischen 40 und 300 mm, mit dem Stand der Technik entsprechenden Walzeinrichtungen erzielbar sind.
Unter das vergleichbare Eigenschaftsprofil eines hochqualitativen warmgewalzten Metallbandes fallen insbesondere:
• die Homogenität des erzeugten Metallbandes, insbesondere die mechanischen
Eigenschaften des Metallbandes in Quer- und Längsrichtung und über die gesamte
Produktion, • die Erzielung von Planheitswerten ähnlich der derzeit vorgeschriebenen und in der Praxis erzielbaren Werte für Warmband und gegebenenfalls nach Durchlaufen einer Fertigstraße für Kaltband,
• ein Oberflächenerscheinungsbild und Rauhigkeitswerte, nahe den bei konventionellen Herstellverfahren erzielbaren,
• Einhaltung geometrischer Anforderungen hinsichtlich weiterführender oberflächenbehandelnder oder formgebender Verarbeitungsschritte.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass am bewegten Metallband eine Planheitsmessung vorgenommen wird und die Planheitsmesswerte dieser Planheitsmessung zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Metallbandes herangezogen werden. Die Beeinflussung der Planheit des Metallbandes kann hierbei entweder während der Metallbandbildung zwischen den Mantelflächen der beiden Gießwalzen oder während der Inline-Dickenreduktion über einen Regelkreis, aber auch durch manuellen Eingriff erfolgen. Die Planheitsmessung erfolgt entlang der Wegstrecke zwischen der von mindestens einer Gießwalze gebildeten Walzengießeinrichtung und der Speichereinrichtung, in einer Ebene quer zur Bandlaufrichtung.
Die Inline-Dickenreduktion des Metallbandes erfolgt in mindestens einer Verformungsstufe in einer mindestens eingerüstigen Walzanlage und die Planheitsmessung wird vor oder nach mindestens einer dieser Verformungsstufen vorgenommen, vorzugsweise unmittelbar nach der ersten Verformungsstufe.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Planheitsmessung durch Ermittlung der Spannungsverteilung im Metallband in einer quer zur Transportrichtung liegenden Ebene.
Zweckmäßig werden die Messwerte der Planheitsmessung zur Beeinflussung des Walzspaltes in mindestens einem Walzgerüst der Walzanlage herangezogen. Die gemessenen und in einer zentralen Recheneinheit gegebenenfalls aufbereiteten Planheitswerte werden für eine „Closed Loop Flatness Control" herangezogen, wobei Komponenten des Walzgerüstes, bzw. dem Walzgerüst weitgehend unmittelbar vorgelagerte Einrichtungen für die Walzspaltbeeinflussung bzw. für die Beeinflussung von Zustandsgrößen des Metallbandes eingesetzt werden. Die Beeinflussung des Walzspaltes in den Walzgerüsten erfolgt durch mindestens eine der folgenden Maßnahmen:
- eine Arbeitswalzenbiegung,
- eine Arbeitswalzenverschiebung,
- eine zumindest zonenweise thermische Beeinflussung des Walzenballens oder der Arbeitswalzen.
Gleichermaßen können die Messwerte aus der Planheitsmessung für eine zumindest zonenweise thermische Beeinflussung des Metallbandes herangezogen werden.
Eine weitere Möglichkeit, um aus den Planheitsmesswerten Stellsignale für den Planheitsregelkreis zu generieren, besteht darin, die Messwerte der Planheitsmessung zur Beeinflussung des Oberflächenprofils der mindestens einen Gießwalze heranzuziehen.
In Ergänzung zur Planheitsmessung wird eine weitere Verbesserung der Planheitstoleranzen am hergestellten Warmband dadurch erreicht, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene zumindest vor oder nach der Walzanlage ein Temperaturprofil des Metallbandes ermittelt wird und das gemessene Temperaturprofil zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Warmbandes herangezogen wird.
Lokale Temperaturabweichungen des Warmbandes, die längsgerichtet zonenweise auftreten, können spezifisch beeinflusst werden, wenn die Temperaturverteilung im Metallband in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene in Abhängigkeit vom gemessenen Temperaturprofil abschnittsweise beeinflusst wird. Je mehr unabhängig regelbare Kühl-, bzw. Heizzonen quer zur Bandlaufrichtung angeordnet sind, desto besser regelbar ist das Temperaturprofil am gegossenen Metallband.
Eine weitere Möglichkeit, die Planheit des Metallbandes zu vergleichmäßigen, besteht darin, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene zusätzlich das Banddickenprofil gemessen wird und das gemessene Banddickenprofil zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Warmbandes herangezogen wird.
Die Erfindung wird bevorzugt bei der Herstellung eines Metallbandes nach dem Zweiwalzengießverfahren, insbesondere dem vertikalen Zweiwalzengießverfahren, angewandt, wobei zwischen der Walzengießeinrichtung und der Speichereinrichtung eine Planheitsmesseinrichtung zur Erfassung von Planheitsmesswerten des Metallbandes angeordnet ist und der Planheitsmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Umsetzung der ermittelten Planheitsmesswerte zugeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnen Metallbandes, insbesondere eines Warmbandes aus Stahl, unmittelbar aus einer Metallschmelze und mit einer Banddicke < 10 mm mit einer Walzengießeinrichtung, mit einer nachgeordneten mindestens eingerüstige Walzanlage und einer Speichereinrichtung für das Speichern des gewalzten Metallbandes gelöst, wenn zwischen der Walzengießeinrichtung und der Speichereinrichtung eine Planheitsmesseinrichtung zur Erfassung von Planheitsmesswerten des Metallbandes angeordnet ist und dass der Planheitsmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Umsetzung der Planheitsmesswerte zugeordnet ist.
Zweckmäßig ist die Planheitsmesseinrichtung zur Erfassung von Planheitsmesswerten in einer Ebene quer zur Transportrichtung des Metallbandes angeordnet.
Vorzugsweise ist die Planheitsmesseinrichtung vor oder nach einem Walzgerüst einer mindestens eingerüstigen Walzanlage angeordnet. Bei einer mehrgerüstigen Walzstraße ist die Planheitsmesseinrichtung vor oder bevorzugt nach dem ersten Walzgerüst angeordnet.
Die Planheitsmessung kann mit verschiedenen am Markt angebotenen Planheitsmesseinrichtungen durchgeführt werden. Zumeist sind solche Messeinrichtungen zur Ermittlung von Planheitswerten von der Kaltbandprodeuktion her bekannt, sodass für die spezielle Anwendung bei Warmband mit Walztemperatur entsprechende Adaptionen hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit und der Messgenauigkeit bei hohen Temperaturen notwendig sind. Für die Planheitsmessung im Heißbereich wird die Planheitsmesseinrichtung vorzugsweise von einer Planheitsmessrolle, einer Einrichtung zur optischen Gestalterfassung oder einer Einrichtung zur Erfassung sonstiger Inhomogenitäten von Bandoberflächeneigenschaften gebildet. Bei der Planheitsmessung mit einer Planheitsmessrolle befindet sich das Metallband zumeist unter Bandzug, der bei der Auswertung der Messergebnisse in der Auswerteeinrichtung berücksichtigt wird. Bei einer optischen Gestalterfassung des Metallbandes darf das Metallband nicht unter Bandzug stehen, um gute Messergebnisse zu erzielen. Planheitsmesseinrichtungen, wie sie bei konventionellen Kalt- und Warmwalzeinrichtungen angewendet werden, sind aus der DE 37 21 746 A1 , der US 6,606,919 B2, der US 2002/0178840 A1 und der US 2002/0080851 A1 bereits bekannt und dort in ihrem Aufbau im Detail beschrieben.
Die Auswerteeinrichtung, vorzugsweise eine zentrale Recheneinheit, ist über Signalleitungen zur Übermittlung von Stellgrößen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen zur Beeinflussung des Walzspaltes in den Walzgerüsten verbunden:
- einem Biegeblock zur Arbeitswalzenbiegung,
- einer Arbeitswalzen-Verschiebeeinrichtung,
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen direkten oder indirekten thermischen Beeinflussung des Walzenballens
- einer Heiz-/ Kühleinrichtung zur zumindest zonenweisen thermischen Beeinflussung des Metallbandes.
Alternativ oder auch zusätzlich ist die Auswerteeinrichtung über Signalleitungen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen zur Beeinflussung des Oberflächenprofils der mindestens einen Gießwalze verbunden:
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen direkten oder indirekten thermischen Beeinflussung des Gießwalzenballens,
- vorzugsweise hydraulisch betätigbare Verformungseinrichtung an der Gießwalze zur Aufbringung radial wirkender Verformungskräfte,
- einer Gasspüleinrichtung zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen- Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen,
- einer Beschichtungseinrichtung zur zonenweisen Beschichtung des Gießwalzenballen mit einem den Wärmetransport bzw. die Nukleationsdichte beeinflussenden Beschichtungsmittel zur Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse,
- eine Reinigungseinrichtung zur zonenweisen Reinigung des Gießwalzenballen zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen.
Zur Erzielung von Planheitswerten in einem sehr engen Toleranzfeld ist in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene nahe vor oder nach mindestens einem Walzgerüst der Walzanlage zusätzlich eine Temperaturmesseinrichtung zur Erfassung des Temperaturprofils des Metallbandes angeordnet und dieser Temperaturmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Umsetzung der Messwerte zugeordnet. Diese Temperaturmessung soll in geringem Abstand, vorzugsweise unmittelbar vor dem ersten Walzgerüst erfolgen, um die Verhältnisse im Walzspalt möglichst genau abzubilden.
Zweckmäßig ist die Temperaturmesseinrichtung der Walzanlage vorgeordnet und die Auswerteeinrichtung über Signalleitungen zur Übermittlung von Stellgrößen zur Vergleichmäßigung des Temperaturprofils mit einer Bandheizeinrichtung oder Bandkühleinrichtung verbunden.
Eine weitere Möglichkeit zur Minimierung von Planheitsabweichungen am Warmband besteht darin, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene eine Banddickenmesseinrichtung zur Ermittlung des Banddickenprofils angeordnet ist und dieser Banddickenmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Umsetzung der Messwerte zugeordnet ist.
Die Auswerteeinrichtung ist über Signalleitungen zur Übermittlung von Stellgrößen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen zur Beeinflussung des Banddickenprofils in den Walzgerüsten verbunden:
- Arbeitswalzenanstelleinrichtung,
- einem Biegeblock zur Arbeitswalzenbiegung,
- einer Arbeitswalzen-Verschiebeeinrichtung,
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen direkten oder indirekten thermischen Beeinflussung des Walzenballens.
Weiters kann die Auswerteeinrichtung individuell über Signalleitungen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen zur Beeinflussung des Banddickenprofils mittels der mindestens einen Gießwalze verbunden sein :
- einer Gießwalzenanstelleinrichtung,
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen thermischen Beeinflussung des Gießwalzenballens,
- vorzugsweise hydraulische betätigbare Verformungseinrichtung an der Gießwalze zur Aufbringung radial wirkender Verformungskräfte,
- eine Gasspüleinrichtung zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen- Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen,
- einer Beschichtungseinrichtung zur zonenweisen Beschichtung des Gießwalzenballen mit einem den Wärmetransport oder die Nukleationsdichte beeinflussenden Beschichtungsmittel zur Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse, - eine Reinigungseinrichtung zur zonenweisen Reinigung des Gießwalzenballen zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen.
Die Messergebnisse der Planheitsmessung, aber auch mehrerer Planheitsmessungen entlang der Produktionslinie, können zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Metallbandes ausschließlich in mindestens einem Walzgerüst, oder ausschließlich in der Walzengießeinrichtung, oder aber auch in Kombination an beiden genannten Einrichtungen eingesetzt werden. Zusätzlich ist eine Beeinflussung der Planheit des Metallbandes auch über zugeordnete Einrichtungen, wie z.B. eine Bandheizeinrichtung, möglich.
Vorzugsweise ist die Walzengießeinrichtung für die erfindungsgemäße Umsetzung des Zweiwalzengießverfahrens ausgebildet und umfasst zwei rotierend angetriebene Gießwalzen und zwei Seitenplatten, die gemeinsam einen Schmelzenraum für die Aufnahme von Metallschmelze und einen Gießspalt für die Ausbildung des Querschnittformates eines gegossenen Metallbandes bilden.
Die Umsetzung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens in einer semi-industriellen Versuchsanlage hat schon nach wenigen Versuchen eine Verringerung der Planheitsabweichungen um bis zu 50 % erbracht.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Produktionsanlage für dünnes Warmband mit einer
Zweiwalzengießeinrichtung und einer eingerüstigen Walzanlage unter Einbindung einer Planheitsmesseinrichtung,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Produktionsanlage für dünnes Warmband mit einer
Zweiwalzengießeinrichtung und einer mehrgerüstigen Walzanlage unter Einbindung einer Planheitsmesseinrichtung.
In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ausführungsformen einer Anlage zur Herstellung eines Warmbandes aus Stahl in einem schematischen Längsschnitt dargestellt, der die wesentlichen Anlagenkomponenten, sowie Mess- und regeltechnische Einrichtungen für die Herstellung eines dünnen Warmbandes innerhalb der für dünnes Warmband üblichen Planheitstoleranzen umfasst. Der grundsätzliche Anlagenaufbau ist bei Herstellung eines Nichteisen-Metallbandes der Gleiche.
In einer Zweiwalzengießeinrichtung 1 wird in einen von zwei innengekühlten, gegensinnig rotierenden Gießwalzen 2 und von zwei stirnseitig an die Gießwalzen positionierte Seitenplatten 3 geformten Schmelzenraum 4 Stahlschmelze eingebracht und aus einem von den Gießwalzen 2 und den Seitenplatten 3 gebildeten Gießspalt ein gegossenen Stahlband 5 mit vorbestimmtem Querschnittsformat vertikal nach unten gerichtet ausgefördert. Nach der Umlenkung des Stahlbandes in eine horizontale Transportrichtung wird das gegossene Stahlband in einer Walzanlage 6 einer Dickenreduktion und Gefügeveränderung unterworfen und danach einer Speichereinrichtung 7 zugeführt. Je nach Stahlqualität, Gießdicke und Enddicke des Warmbandes ist die Walzanlage 6 als eingerüstige Walzanlage 8 (Rg. 1), beispielsweise für Bandstahl mit geringen Qualitätsanforderungen, oder als mehrgerüstige Walzstraße 9 (Fig. 2) , beispielsweise für die Herstellung von hochwertige Stahlqualitäten mit größerem Reduktionsgrad und mit besonderen Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit und Verformungseigenschaften, ausgebildet. Die Speichereinrichtung 7 umfasst eine Haspeleinrichtung zum Aufwickeln des Warmbandes zu Bunden und kann auch in einen Haspelofen integriert sein. Der Speichereinrichtung ist ein Bandtreiber 10 zur Einstellung eines Bandzuges beim Aufwickeln und eine Bandschere vorgelagert.
Zur Einstellung einer konstanten Walztemperatur vor dem ersten Walzgerüst durchläuft das Stahlband eine dem ersten Walzgerüst 11 vorgelagerte Bandheizeinrichtung 12, die gegebenenfalls auch eine Kühleinrichtung umfasst. Die Bandheizeinrichtung 12 ermöglicht quer zur Bandlaufrichtung eine zonenweise Temperaturbeeinflussung des Stahlbandes, beispielsweise ein verstärktes Aufheizen der Bandkanten, wenn in diesem Bereich bereits eine zu starke Abkühlung erfolgt ist. Dem ersten Walzgerüst 11 ist eine Temperaturmesseinrichtung 13 unmittelbar vorgelagert, mit der die Bandtemperatur in einer quer zur Bandlaufrichtung gelegten Ebene kontinuierlich in mehreren Zonen erfasst und zur Führung der Bandheizeinrichtung 12 herangezogen wird. Mit dem Bandtreiber 14 wird das Stahlband in der Bandheizeinrichtung 12 und bis zum ersten Walzgerüst 11 unter Bandzug gehalten und gegebenenfalls auch zentriert. Mit einer Banddickenprofilmesseinrichtung 15 wird die Banddicke des die Zweiwalzengießanlage verlassenden gegossenen Stahlbandes gemessen, die mit einer Gießwalzen-Stelleinrichtung 16 voreingestellt wird oder entsprechend der Messergebnisse korrigiert wird. Dem ersten und einzigen Walzgerüst 11 gemäß der Ausführungsform nach Rg.1 und dem ersten Walzgerüst 11 gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 ist im kurzen Abstand eine Planheitsmesseinrichtung 18 nachgeordnet, mit der der Planheitsverlauf am Stahlband in einer Ebene quer zur Bandlaufrichtung erfasst wird. Planheitsabweichungen ergeben sich entweder aus Dickenabweichungen über die Bandbreite oder durch Welligkeiten des Bandes. Die Planheitsmesseinrichtung 18 umfasst eine für den Heißeinsatz adaptierte Planheitsmessrolle 19. Eine Planheitsmessrolle, wie sie erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, ist in der amerikanischen Patentschrift US 6,606,919 B2 im Detail beschrieben. Das entsprechende Messverfahren zur Ermittlung von Planheitsabweichungen ist in der Anmeldung US 2002/0178840 A1 beschrieben und kann auch hier angewendet werden. Die ermittelten Messwerte werden einer Auswerteeinrichtung 20 zugeführt, die von einer zentralen Recheneinheit (CPU) gebildet ist, dort werden die Messsignale ausgewertet und den Planheitsabweichungen entgegenwirkende Stellsignale an Stelleinrichtungen 21 des ersten Walzgerüstes 11 und/oder an Stelleinrichtungen 22 der Zweiwalzengießeinrichtung 1 übertragen.
Bei den möglichen Stelleinrichtungen 21 des ersten Walzgerüstes handelt es sich um Einrichtungen, die bei konventionellen Walzgerüsten standardmäßig verfügbar sind. Die Stelleinrichtung 21 kann einen Biegeblock zur Arbeitswalzenbiegung von beispielsweise zylindrischen Arbeits- oder Stützwalzen oder eine Arbeitswalzen-Verschiebeeinrichtung zur axialen Verschiebung von konturierten Arbeits- oder Stützwalzen umfassen. Weiters kommen Heiz- und Kühleinrichtungen zur zonenweisen thermischen Beeinflussung des Walzenballens der Arbeitswalzen als mögliche Stelleinrichtung in Frage.
In Teilbereichen entstehen Planheitsabweichungen bzw. Dickenprofilabweichungen am Stahlband bereits während der Bildung des Stahlbandes in der Zweiwalzengießeinrichtung. Bei der geringen Bandgießdicke können diese Abweichungen durch die nachfolgenden Walzstiche nicht mehr oder nur zu einem geringen Teil beseitigt werden. Insbesondere können die bei der Stahlbandbildung entstehenden Dickenprofilabweichungen bei den Walzstichen zu Planheitsabweichungen führen. Es ist daher zweckmäßig, bereits auf Basis der gemessenen Planheitswerte mit einer Stelleinrichtung 22 unmittelbar an der Zweiwalzengießeinrichtung 1 regelnd in die Bandprofilbildung einzugreifen. Mögliche Stelleinrichtungen 22 zur Beeinflussung des Oberflächenprofils der Gießwalzen an der Zweiwalzengießeinrichtung umfassen eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung zur zonenweisen direkten oder indirekten thermischen Beeinflussung der äußeren Form des Gießwalzenballens, vorzugsweise hydraulisch betätigbare Verformungseinrichtungen an den Gießwalzen zur Aufbringung radial wirkender Verformungskräfte auf den Gießwalzenmantel, eine Gasspüleinrichtung zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse an den Gießwalzenballen, eine Beschichtungseinrichtung zur zonenweisen Beschichtung der Gießwalzenballen mit einem den Wärmetransport beeinflussenden Beschichtungsmittel zur Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse oder auch eine Reinigungseinrichtung zur zonenweisen Reinigung der Gießwalzenballen zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse an den Gießwalzenballen.
Eine zweckmäßige Regelung zur Minimierung der Planheitsabweichungen kann darin bestehen, dass sowohl die Profilbildung während des Gießprozesses in der Zweiwalzengießeinrichtung als auch die Profilbildung bzw. Veränderung beim ersten Walzstich im ersten Walzgerüst überwacht und beeinflusst wird. Dies kann allein über entsprechende Auswertungen in der Auswerteeinrichtung erfolgen oder aber auch unter Einbeziehung einer weiteren Planheitsmesseinrichtung vor dem ersten Walzgerüst.
Mit den Temperaturmesseinrichtungen 13, 13a, 13b erfasste Temperaturprofile über die Bandbreite und mit den Banddickenprofilmesseinrichtungen 15, 15a erfasste Banddickenprofile können in der Auswerteeinrichtung zusätzlich zu den Planheitswerten in ein mathematisches Modell einfließen, mit dem eine optimale Regelstrategie entwickelt und dementsprechende Stellsignale generiert werden.
Mit der Temperaturmesseinrichtung 13b, die in einem Abstand unterhalb der beiden Gießwalzen 2 angeordnet ist, kann das Temperaturprofil des gegossenen Metallbandes unmittelbar nach dessen Bildung erfasst werden. Dieses Temperaturprofil ermöglicht Rückschlüsse auf die Strangschalenbildung am Walzenballen der Gießwalzen und die dabei vorherrschenden Erstarrungs- bzw. Temperaturverhältnisse. Die Berücksichtigung dieses Temperaturprofils ermöglicht bei der Auswertung der Planheitsmesswerte in der Auswerteeinrichtung präziser auf die Bandbildungsbedingungen abgestimmte Stellgrößen, insbesondere für die Steuerung der Stelleinrichtungen 22 an der Zweiwalzengießeinrichtung zu generieren.
Die mit Hinblick auf eine vertikale Zweiwalzengießeinrichtung beschriebenen Maßnahmen können gleichermaßen auf eine Einwalzengießeinrichtung übertragen werden. Vorzugsweise ist der Gießwalze der Einwalzengießeinrichtung eine Glättwalze zur Konditionierung der Freien Bandoberfläche zugeordnet und die Stelleinrichtungen zur Beeinflussung der Planheit können sowohl der Gießwalze als auch der Glättwalze zugeordnet sein.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnen Metallbandes, insbesondere eines Warmbandes aus Stahl, unmittelbar aus einer Metallschmelze und mit einer Bandgießdicke < 10 mm nach einem Walzengießverfahren, bei dem
- an einer Mantelfläche mindestens einer rotierenden Gießwalze Metallschmelze aufgebracht und ein Metallband gebildet wird,
- das Metallband mit Gießgeschwindigkeit einer Inline-Dickenreduktion zugeführt wird und
- das Metallband nachfolgend einer Speichereinrichtung zugeführt und in dieser gespeichert wird. dadurch gekennzeichnet, dass
- am bewegten Metallband eine Planheitsmessung vorgenommen wird und
- die Planheitsmesswerte dieser Planheitsmessung zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Metallbandes herangezogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Inline- Dickenreduktion des Metallbandes in mindestens einer Verformungsstufe in einer mindestens eingerüstigen Walzanlage erfolgt und die Planheitsmessung vor oder nach mindestens einer Verformungsstufe vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmessung unmittelbar nach der ersten oder einzigen Verformungsstufe vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmessung durch Ermittlung der Spannungsverteilung im Metallband in einer quer zur Transportrichtung liegenden Ebene erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesswerte der Planheitsmessung zur Beeinflussung des Walzspaltes in mindestens einem Walzgerüst der Walzanlage herangezogen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des Waizspaltes in den Walzgerüsten durch mindestens eine der folgenden Maßnahmen erfolgt:
- eine Arbeitswalzenbiegung,
- eine Arbeitswalzenverschiebung,
- eine zumindest zonenweise thermische Beeinflussung des Walzenballens,
- eine zumindest zonenweise thermische Beeinflussung der Arbeitswalze,
- eine zumindest zonenweise thermische Beeinflussung des Metallbandes.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesswerte der Planheitsmessung zur Beeinflussung des Oberflächenprofils der Gießwalze herangezogen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metalibandes liegenden Ebene nahe vor oder nach der Walzanlage ein Temperaturprofil des Metailbandes ermittelt wird und das gemessene Temperaturprofil zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Warmbandes herangezogen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturverteilung im Metallband in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene in Abhängigkeit vom gemessenen Temperaturprofil abschnittsweise beeinflusst wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene das Banddickenprofil gemessen wird und das gemessene Banddickenprofil zur gezielten Beeinflussung der Planheit des Warmbandes herangezogen wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgießverfahren als vertikales Zweiwalzengießverfahren ausgebildet ist,
- wobei Metallschmelze in einen von rotierenden Gießwalzen und Seitenplatten begrenzten Schmelzenraum eingebracht wird,
- Metallschmelze an den Mantelflächen der Gießwalzen mitlaufend in Form von Strangschalen kontinuierlich erstarrt,
- diese Strangschalen im engsten Querschnitt zwischen den Gießwalzen zu einem zumindest weitgehend durcherstarrten Metallband verbunden werden,
- das Metallband mit Gießgeschwindigkeit zwischen den Gießwalzen ausgefördert wird.
12. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnen Metallbandes, insbesondere eines Warmbandes aus Stahl, unmittelbar aus einer Metallschmelze und mit einer Banddicke < 10 mm mit einer Walzengießeinrichtung, mit einer nachgeordneten mindestens eingerüstige Walzanlage und einer Speichereinrichtung für das Speichern des gewalzten Metallbandes, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Walzengießeinrichtung und der Speichereinrichtung (7) eine Planheitsmesseinrichtung (18) zur Erfassung von Planheitsmesswerten des Metallbandes angeordnet ist und dass der Planheitsmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung (20) zur Erfassung und Umsetzung der Planheitsmesswerte zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesseinrichtung (18) zur Erfassung von Planheitsmesswerten in einer Ebene quer zur Transportrichtung des Metallbandes angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesseinrichtung (18) vor oder nach einem Walzgerüst (11 ) einer mindestens eingerüstigen Walzanlage (8, 9) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesseinrichtung (18) von einer Planheitsmessrolle (19), einer Einrichtung zur optischen Gestalterfassung oder einer Einrichtung zur Erfassung sonstiger Inhomogenitäten von Bandoberflächeneigenschaften gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) über Signalleitungen zur Übermittlung von Stellgrößen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen (21) zur Beeinflussung des Walzspaltes in den Walzgerüsten verbunden ist: - einem Biegeblock zur Arbeitswalzenbiegung,
- einer Arbeitswalzen-Verschiebeeinrichtung,
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen thermischen Beeinflussung des Walzenballens,
- einer Heiz-/ Kühleinrichtung zur zumindest zonenweisen thermischen Beeinflussung des Metallbandes.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (20) über Signalleitungen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen (22) zur Beeinflussung des Oberflächenprofils der Gießwalze (2) verbunden ist :
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen thermischen Beeinflussung des Gießwalzenballens,
- vorzugsweise hydraulisch betätigbare Verformungseinrichtung an der Gießwalze zur Aufbringung radial wirkender Verformungskräfte,
- einer Gasspüleinrichtung zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen- Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen,
- einer Beschichtungseinrichtung zur zonenweisen Beschichtung des Gießwalzenballen mit einem den Wärmetransport oder die Nukleationsdichte beeinflussenden Beschichtungsmittel zur Beeinflussung der Strangschalen- Erstarrungsverhältnisse,
- eine Reinigungseinrichtung zur zonenweisen Reinigung des Gießwalzenballen zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene zumindest vor oder nach mindestens einem Walzgerüst der Walzanlage (8, 9) eine Temperaturmesseinrichtung (13, 13a, 13b) zur Erfassung des Temperaturprofils des Metallbandes angeordnet ist und dieser Temperaturmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung (20) zur Erfassung und Umsetzung der Messwerte zugeordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (13, 13b) der Walzanlage vorgeordnet ist und die Auswerteeinrichtung (20) über Signalleitungen zur Übermittlung von Stellgrößen zur Vergleichmäßigung des Temperaturprofils mit der Bandheizeinrichtung (12) oder Bandkühleinrichtung verbunden ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einer quer zur Transportrichtung des Metallbandes liegenden Ebene eine Banddickenprof ilmesseinrichtung (15, 15a) zur Ermittlung des Banddickenprofils angeordnet ist und dieser Banddickenmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung (20) zur Erfassung und Umsetzung der Messwerte zugeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinrichtung (20) über Signalleitungen zur Übermittlung von Stellgrößen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen (21) zur Beeinflussung des Bandickenprofils in den Walzgerüsten verbunden ist:
- einer Arbeitswalzenanstelleinrichtung,
- einem Biegeblock zur Arbeitswalzenbiegung,
- einer Arbeitswalzen-Verschiebeeinrichtung,
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen thermischen Beeinflussung des Walzenballens.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinrichtung (20) über Signalleitungen mit mindestens einer der folgenden Stelleinrichtungen (21 ) zur Beeinflussung des Banddickenprofils mittels der Gießwalze verbunden ist :
- einer Gießwalzenanstelleinrichtung,
- einer Heiz- / Kühleinrichtung zur zonenweisen thermischen Beeinflussung des Gießwalzenballens,
- vorzugsweise hydraulische betätigbare Verformungseinrichtung an der Gießwalze zur Aufbringung radial wirkender Verformungskräfte,
- eine Gasspüleinrichtung zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen- Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen,
- einer Beschichtungseinrichtung zur zonenweisen Beschichtung des Gießwalzenballen mit einem den Wärmetransport oder die Nukleationsdichte beeinflussenden Beschichtungsmittel zur Beeinflussung der Strangschalen- Erstarrungsverhältnisse,
- eine Reinigungseinrichtung zur zonenweisen Reinigung des Gießwalzenballen zur zonenweisen Beeinflussung der Strangschalen-Erstarrungsverhältnisse am Gießwalzenballen.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzengießeinrichtung zwei rotierend angetriebene Gießwalzen und zwei Seitenplatten umfasst, die gemeinsam einen Schmelzenraum für die Aufnahme von Metallschmelze und einen Gießspalt für die Ausbildung des Querschnittformates eines gegossenen Metallbandes bilden.
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