EP1954418B1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung bzw. entzunderung von dünnbrammen und bändern in warmbandstrassen, bandbehandlungsanlagen oder dergleichen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur reinigung bzw. entzunderung von dünnbrammen und bändern in warmbandstrassen, bandbehandlungsanlagen oder dergleichen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning or descaling of thin slabs and strips in hot strip mills, strip processing plants or the like and to an apparatus for carrying out the method.
  • the slab or strip is subject to continuous scaling during transport through the kiln and rolling train.
  • This scale is usually removed with the help of scale scrubbers before a rolling is performed.
  • water is injected at high pressure (about 200 ... 380 bar) onto the warm surface.
  • high pressure about 200 ... 380 bar
  • this cooling effect has a particularly disturbing effect due to the low transport speeds.
  • the scale In the case of strip processing plants, the scale is generally removed with the aid of pickling lines before a rolling is carried out. In this case, the band is pulled through a warm acid bath (hydrochloric acid, sulfuric acid, mixed acids, etc.). Due to the chemical reactions, the desired cleaning process occurs. However, this process is expensive and not necessarily environmentally friendly because of the acid bath used.
  • a warm acid bath hydrochloric acid, sulfuric acid, mixed acids, etc.
  • the publication US 5,758,530 discloses a rolling line with at least one pair of opposed rollers between which a material to be rolled is reduced in thickness.
  • Descaling devices are provided above and / or below the metal strip, each of the descaling devices comprising spray nozzles for a liquid, for a gas or for plasma.
  • the spray nozzles are each formed as a pair of nozzles, wherein a first spray nozzle of the pair is arranged so that it sprays the spray medium at an acute angle in the transport direction of the tape on the surface and wherein a second nozzle of the pair is arranged so that it under the spray medium sprays an acute angle in the transport direction of the tape.
  • the two nozzles are also arranged so that the two of them rising spray meet together.
  • the publication DE 101 60 902 A1 discloses an apparatus for the cleaning of objects by means of a high-pressure jet of a cryogenic liquid gas. It contains a storage tank for the cryogenic liquid gas, a high-pressure pump and at least one cleaning nozzle.
  • the international patent application WO 01/32335 A1 discloses a method for producing a steel strand on a continuous casting plant. According to the method, the steel strand is first passed through a device having an atmosphere led, which prevents oxidation of the surface of the steel strand and consequently the formation of scale. Subsequently, the steel strand is rolled and descaled. Finally, the rolled and descaled strand or the rolled and descaled strip are wound on a coiler into a coil.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung bzw. Entzunderung von Dünnbrammen und Bändern in Warmbandstraßen, Bandbehandlungsanlagen oder dergleichen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Beim Warmwalzprozess in Warmbandstraßen unterliegt die Bramme bzw. das Band beim Transport durch Ofen und Walzstraße einer ständigen Verzunderung. Dieser Zunder wird in der Regel mit Hilfe von Zunderwäschern entfernt, bevor eine Walzung durchgeführt wird. Hierbei wird Wasser mit hohem Druck (ca. 200 ... 380 bar) auf die warme Oberfläche gespritzt. Infolge der Beaufschlagung mit Wasser kommt es neben dem erwünschten Reinigungsprozess zu einer nicht unwesentlichen Abkühlung des Bandes. Bei Walzanlagen, bei denen die Gießmaschine mit der Walzstraße direkt verbunden ist, d. h. mit Gießgeschwindigkeit gewalzt wird, wirkt sich dieser Kühleffekt infolge der niedrigen Transportgeschwindigkeiten besonders störend aus.
  • Bei Bandbehandlungsanlagen wird der Zunder in der Regel mit Hilfe von Beizlinien entfernt, bevor eine Walzung durchgeführt wird. Hierbei wird das Band durch ein warmes Säurebad (Salzsäure, Schwefelsäure, Mischsäuren usw.) gezogen. Infolge der chemischen Reaktionen kommt es zu dem erwünschten Reinigungsprozess. Dieser Prozess ist jedoch aufwendig und wegen des verwendeten Säurebades nicht unbedingt umweltfreundlich.
  • In dem Dokument DE 1 99 53 230 C2 ist zwar ein Kaltwalzverfahren beschrieben, bei dem in den Bereich des Walzspalts anstatt Kühlflüssigkeit Inertgas geblasen wird, welches eine unterhalb von Raumtemperatur liegende Inertgastemperatur hat, die geringer ist als die Walzguttemperatur im Walzspalt und aus der WO02/087803 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt wie beim Kaltwalzen das inertgas nahe an den Walzspalt der Walzen herangeführt wird; jedoch sind die Verhältnisse beim Kaltwalzen nicht auf das Warmwalzen und die Oberflächenbehandlung von Bändern übertragbar.
  • Die Druckschrift US 5,758,530 offenbart eine Walzlinie mit mindestens einem Paar von gegenüberliegenden Walzen, zwischen denen ein zu walzendes Gut dickenreduziert wird. Oberhalb und/oder unterhalb des Metallbandes sind Entzunderungseinrichtungen vorgesehen, wobei jede der Entzunderungseinrichtungen Sprühdüsen für eine Flüssigkeit, für ein Gas oder für Plasma umfasst. Die Sprühdüsen sind jeweils als Düsenpaar ausgebildet, wobei eine erste Sprühdüse des Paares so angeordnet ist, dass sie das Sprühmedium unter einem spitzen Winkel in Transportrichtung des Bandes auf dessen Oberfläche sprüht und wobei eine zweite Düse des Paares so angeordnet ist, dass sie das Sprühmedium unter einem spitzen Winkel in Transportrichtung des Bandes sprüht. Die beiden Düsen sind darüber hinaus so angeordnet, dass die beiden von ihnen aufgehenden Sprühstrahlen zusammen treffen.
  • Die Druckschrift DE 101 60 902 A1 offenbart eine Vorrichtung für das Reinigen von Objekten mit Hilfe eines Hochdruckstrahles eines tiefkaltflüssigen Gases. Sie enthält einen Speicherbehälter für das tiefkalte flüssige Gas, eine Hochdruckpumpe und mindestens einer Reinigungsdüse.
  • Die internationale Patentanmeldung WO 01/32335 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlstranges auf einer Stranggussanlage. Gemäß dem Verfahren wird der Stahlstrang zunächst durch eine Vorrichtung mit einer Atmosphäre geführt, welche eine Oxidation der Oberfläche des Stahlstrangs und demzufolge auch die Bildung von Zunder verhindert. Nachfolgend wird der Stahlstrang gewalzt und entzundert. Schließlich wird der gewalzte und entzunderte Strang bzw, das gewalzte und entzunderte Band auf einer Haspeleinrichtung zu einem Coil aufgehaspelt.
  • Es werden also aufgabegemäß Alternativen gesucht, beim Warmwalzen den Temperaturverlust beim Entzunderungsprozess zu minimieren und den Reinigungseffekt zu verbessern sowie bei Bandbehandlungsanlagen die Reinigung des Bandes zu verbessern.
  • Als vorteilhafte Lösung der Aufgabe erweist sich die Verwendung von Kyrogenen für das Reinigungs- bzw. Entzunderungsverfahren von Brammen oder Bändern. Hierbei handelt es sich um flüssige Gase, wie z.B. flüssiger Stickstoff oder Kohlendioxid. Es können die Gase in Reinform oder unter Verwendung mit Druckluft oder mit einem anderen geeigneten Trägermedium eingesetzt werden. Das flüssige Gas wird analog wie das Wasser des Zunderwäschers auf die Brammen- oder Bandoberfläche gespritzt bzw. auf das zu entzundernde Band. Da es sich jedoch um flüssiges Gas handelt, verflüchtigt es sich nach dem Auftreffen auf der Oberfläche und bewirkt so nur eine minimale Temperaturreduktion. Das ungiftige Gas mit den Staub- bzw. Zunderpartikel wird gegebenenfalls anschließend abgesaugt. Die Reinigungswirkung oder Entzunderungswirkung basiert auf drei Effekten:
    • Thermischer Effekt
      Dabei entstehen Mikrorisse in der Zunderschicht sowie zwischen Zunder und Band.
    • Kinetischer Effekt
      Die flüssigen Partikel treffen auf die Oberfläche auf und dringen in die erzeugten Spalte ein.
    • Phasenumwandlung
      Die schlagartige Volumenvergrößerung des flüssigen Gases sprengt die Zunderschicht bzw. Schmutzschicht ab.
  • Bei diesem Prozess ergeben sich beim Warmwalzen in einer Warmbandstraße folgende Vorteile:
    • Entfernen des Zunders
    • Geringer Temperaturverlust bei der Reinigung der Oberfläche
    • Der geringere Temperaturverlust kann genutzt werden:
      • * zur Einsparung von Heizenergie, indem die Ofentemperatur niedriger gewählt wird.
      • * Verminderung der Fertigbanddicke bei ausreichender Endwalztemperatur.
      • * Erweiterung der Anlagenkonfiguration (gekoppelter Gieß-Walz-Prozess).
      • * Wegfall des konventionellen Zunderwäschers mit entsprechender Druckwasserversorgung und hierdurch weitere Energieeinsparung.
      • * Weniger Temperatursteifigkeiten über der Bandbreite wird erwartet.
      • * Zusätzlich zu der Entzunderungswirkung ist neben der Beaufschlagungsstelle der Bereich des Bandes mit Inertgas umgeben (das Gas verteilt sich). Dort wird zusätzlich die erneute Verzunderung unterdrückt.
  • Bei diesem Prozess ergeben sich für Bandanlagen folgende Vorteile:
    • Entfernen des Zunders
    • Geringerer Säureverbrauch in der Beize
    • Geringerer Energieverbrauch der Beize
    • Verkürzung des Beizbehälters, bzw. Einsparung einer, oder mehrerer Beizstufen
    • Effizienzerhöhung bei alternativen Entzunderungsverfahren
    • Produktionserhöhung vorhandener Beizlinien
    • Stickstoffentzunderung als Ersatz für einen Steckrichter (Zunderbrecher). D. h. Einsparung des Streckrichters (Zunderbrecher).
  • In den Figuren 1 bis 6 sind mögliche Einbauorte für die Entzunderungseinrichtung mit flüssigem Gas in einer Warmbandstraße aufgeführt:
    • Figur 1
    stellt die Anordnung hinter einer Gießanlage vor einer Walzstraße oder einem Ofen dar. Hier ist die Transportgeschwindigkeit beson- ders niedrig. Eine konventionelle Entzunderung ist hier schwierig zu realisieren.
    Figur 2
    zeigt mögliche Einbauorte vor einer Fertigstraße.
    In Figur 3
    sind Anwendungen zwischen zwei Gerüsten einer Fertigstraße zu sehen. Durch Entfernen der dünnen Zunderschicht wird das Einwal- zen des neu gebildeten Sekundärzunders unterdrückt. Um die Zun- derdicke am Fertigband (Coil) zu vermindern, mit dem Ziel die Beiz- geschwindigkeit zu steigern, ist eine Flüssiggas-Enzunderung kurz vor dem Treiber/Haspel vorgesehen, was
    Figur 4
    zeigt.
    Figur 5
    zeigt, dass die Flüssiggasreinigung als Einzeleinrichtung mit einem oder mehreren Spritzbalken ausgeführt sein kann oder in Kombinati- on mit einer konventionellen Entzunderung bzw. Niederdruck- Bandreinigung betrieben werden kann.
    Figur 6
    stell dar, wie eine Absaugung des Gases bzw. der Zunderpartikel ausgeführt sein kann. Weiterhin sieht man in Figur 6 die ausgeführte Abschirmung der Verteilerleitung vor dem warmen Band. Weiterhin ist zu beachten, dass die Düse möglichst dicht vor dem Band positi- oniert ist, damit die volle Wirkung entsteht und die Flüssigkeit vor dem Verdampfen auf die Oberfläche auftritt.
  • Mögliche Einbauorte für die Entzunderungseinrichtung mit flüssigem Gas in einer Bandanlage sind:
    1. 1. Eine Anordnung als Ergänzung eines Streckrichters. D.h. die Düsen werden in, bzw. direkt an den Streckrichter angebaut. Dieser Einbauort bietet sich auch für Nachrüstungen an, weil dort bereits Absauganlagen Installiert sind.
    2. 2. Die Entzunderungseinrichtung mit flüssigem Gas als "stand alone" Anwendung eventuell als Ersatz für den Streckrichter.

Claims (2)

  1. Verfahren zur Entzunderung von Dünnbrammen in einer Warmbandstraße oder von Bändern in einer Bandbehandlungsanlage durch Aufspritzen eines flüssigen Gases auf die zu entzundernden Oberflächen der Dünnbrammen oder Bänder,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem flüssigen, tiefkalten Gas um eine Verbindung von Kyrogenen mit einem Trägermedium wie Druckluft handelt; und dass das verflüchtigte Kyrogen ggf. zusammen mit dem Trägermedium und Zunderpartikeln von den Dünnbrammen bzw. den Bändern abgesaugt wird.
  2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem oder mehreren Spritzbalken oberhalb bzw. unterhalb der Dünnbrammen bzw. der Bänder zum Aufspritzen des flüssigen Gases auf die Ober- oder Unterseite der Dünnbrammen oder der Bänder;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem flüssigen Gas um eine Verbindung von Kyrogenen mit einem Trägermedium wie Druckluft handelt; und
    dass die Spritzbalken von einer Abschirmhaube mit einer Absaugung umgeben sind zum Absaugen des Gases und der Zunderpartikel.
EP06818606A 2005-12-01 2006-11-17 Verfahren und vorrichtung zur reinigung bzw. entzunderung von dünnbrammen und bändern in warmbandstrassen, bandbehandlungsanlagen oder dergleichen Not-in-force EP1954418B1 (de)

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