EP2183065A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines metallbandes durch giesswalzen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines metallbandes durch giesswalzen

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Publication number
EP2183065A1
EP2183065A1 EP08801645A EP08801645A EP2183065A1 EP 2183065 A1 EP2183065 A1 EP 2183065A1 EP 08801645 A EP08801645 A EP 08801645A EP 08801645 A EP08801645 A EP 08801645A EP 2183065 A1 EP2183065 A1 EP 2183065A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
rolling
slabs
casting machine
metal strip
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08801645A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Rosenthal
Stephan Krämer
Christoph Klein
Jürgen Seidel
Wolfgang-Dietmar Hackenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of EP2183065A1 publication Critical patent/EP2183065A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0421—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the working steps
    • C21D8/0426—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C21D9/48—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/004—Transverse moving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49988—Metal casting
    • Y10T29/49991—Combined with rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metal strip by casting rolls, in which a thin slab is first cast in a casting machine, which is then rolled in at least one rolling mill using the primary heat of the casting, wherein in a first mode by direct coupling of the casting machine with the continuous rolling of the metal strip can take place at least one rolling train (endless rolling) and in a second operating mode a discontinuous production of the metal strip can take place by decoupling the casting machine from the at least one rolling train (batch operation). Furthermore, the invention relates to an apparatus for producing a metal strip by casting rolls.
  • Plants of this type are known as thin-slab thin-strip caster under the name CSP plants. Endless rolling out of the casting heat has been known for a long time, but it has not yet reached the market. The rigid connection of continuous casting plant and rolling mill and the temperature control through the entire system have proven to be difficult to control.
  • EP 0 286 862 A1 and EP 0 771 596 B1 disclose endless rolling out of the casting heat.
  • the casting and rolling processes are directly coupled.
  • a separation of the endless belt with a pair of scissors is done just before the reel.
  • An alternative technology for this is the rolling of single slabs or single bands.
  • the casting and rolling are decoupled.
  • the casting speed is usually very low and the rolling speed is independent of a high level in such a way that the temperature for the last transformation is above the minimum temperature.
  • Such systems which are also referred to as CSP plants, are described for example in EP 0 266 564 B1, where a high deformation in the thin slab plant is performed.
  • the advantages of batch rolling are that the casting and rolling speeds can be adjusted independently. In Dünnbandwalzung can be z. B. flexibly set higher rolling speeds, even if the casting machine operates at low speed or the speed is being changed there.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned so or to create a corresponding device with which or with which it is possible to increase the flexibility of the method and the device. It is no longer necessary, especially in the event of malfunctions or required short-term maintenance or other interruptions in rolling be to interrupt the casting process, which has significant economic and procedural advantages.
  • the solution of this object by the invention according to the method is characterized in that in the belt conveying direction behind the casting machine gegne- ne slabs or Vorb secondary taken out of the main transport line while driving the discontinuous production (ie rolling) of the metal strip, stored and later transported back to the main transport line, wherein the removed slabs or pre-belts are brought to a desired temperature or maintained at a desired temperature prior to being transported back into the main transport line.
  • a special ferry system consisting of two or more subsystems is preferably used in succession.
  • a proposed apparatus for producing a metal strip by casting rolls comprises a casting machine, in which a thin slab is first cast, and at least one downstream of the casting machine, in which the thin slab is rolled using the primary heat of the casting process.
  • the invention is characterized in that in the belt conveying direction behind the casting machine, a ferry system is arranged, which is suitable for moving out and in-drive cast slabs from or into the main transport line.
  • heating means are preferably arranged with which slabs can be brought to a desired temperature.
  • These heating means are advantageously designed as inductive heating and / or as furnaces with combustion means (eg gas, oil).
  • the ferry system may comprise conveying elements with which slabs can be moved transversely to the belt conveying direction. These conveying elements may comprise movable carriages. Alternatively, it is also possible that the conveying elements are lifting bar conveying elements.
  • the ferry system consists of two or more subsystems (eg 3 or 4) arranged in succession in the belt conveying direction. These subsystems can be moved together or independently of each other transversely to the belt conveying direction. Within the subsystems of the ferry system, longitudinal transport in the belt conveying direction or counter to it (i.e., forward or backward) from one to the other subsystem is possible.
  • the ferry system is preferably arranged between the casting machine and the rolling train. However, it can also be advantageous that the ferry system is arranged between a roughing mill or a roughing stand and a finishing train.
  • the ferry system may also be associated with a roller table for storing slabs.
  • the roller table can be provided with a thermal insulation. Heating means can be arranged between the roller table and the ferry system.
  • At least one additional memory, z. B. in the form of a Warmhaltegrube or a similar device for storing slabs or Vorb Sn be arranged. This expands the storage capacity or allows a longer storage time for microstructure control. This can therefore be advantageous for metallurgical reasons, namely, if longer should be realized in the acting as a memory Warmhaltegrube.
  • a slab or Vorbandschere may be arranged in belt conveying direction in front of the ferry system.
  • the continuous operation of the proposed casting and rolling plant, in connection with the CSP technology, has the following features: The result is a short overall length of the plant and thus lower investment costs. Energy savings are possible as a result of consistent direct deployment. Furthermore, a lower deformation resistance results due to the lower rolling speed. The possibility is created difficult to roll products and z.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a casting and rolling plant according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 1 is the associated with FIG. 1 top view
  • FIG. 3 is a view of the casting machine according to an alternative embodiment of the invention.
  • FIG. 4 the plan view associated with FIG. 3, 5 in the representation according to FIG. 1 a cast roll plant according to a further alternative embodiment of the invention, FIG.
  • FIG. 7 in the representation according to FIG. 1 a cast roll plant according to a further alternative embodiment of the invention, FIG.
  • FIG. 8 shows the plan view associated with FIG. 7,
  • FIG. 10 in the illustration of FIG. 9 shows an alternative embodiment of the ferry system
  • FIG. 11 in the illustration of FIG. 9 shows a further alternative embodiment of the ferry system.
  • Fig. 1 and Fig. 2 is a cast roll plant to see in which a metal strip 1 is produced.
  • a thin slab 3 is first cast in a casting machine 2 known per se, which is then fed to a rolling train 4, 5 which in the present case consists of a roughing train 4 (consisting of one or more scaffolds) and a finishing train 5.
  • the casting machine 2 has a strand cooling, which is provided with a narrow cooling zone division for a temperature zone control over the width in order to set a homogeneous outlet temperature from the continuous casting plant can.
  • the cast rolling mill still has various other elements that are known per se in such systems.
  • a scale scrubber 12 for slab cleaning.
  • Behind the roughing 4 follows a band shears 11.
  • the scissors is used to separate the cold strand during casting, for separating the slabs (usually single slabs or half slabs) and for shredding the band in case of disturbances.
  • a furnace 13 which is preferably designed as an induction furnace; but it can also be a roller hearth furnace here. There is still the possibility to divide the illustrated induction heating. An arrangement of an induction heater in front of and behind the ferry system would therefore also be conceivable. Behind this, another band shears 14 and another scale washer 15 are arranged.
  • the scissors 14 serves as an emergency scissors or for profiling the slab end shape.
  • the finishing train 5 often has three to eight scaffolding, preferably six scaffolding.
  • the pre-strip is here rolled down to a final thickness of, for example, about 0.8 to 16 mm.
  • Slabs 3 or split slabs or pre-strips 3 'from the main transport line 6 taken out for storage and later can be introduced into this again.
  • the ferry elements are indicated here as carriages, which are arranged movably transversely to the belt conveying direction F, in order to be able to carry out or inward transport of slabs out of or into the main transport line 6.
  • Slab heating is also provided at low casting speeds in order to be able to set flexibly almost constant inlet temperatures for the subsequent processes.
  • FIGS. 3 and 4 5 and 6 or 7 and 8, variations of the solution according to FIGS. 1 and 2 can be seen.
  • the solution according to FIGS. 3 and 4 further ferries 7 are provided, wherein a slab transport within the ferries and outside the main transport line 6 can take place in or against the belt conveying direction F (see double arrows in belt conveying direction F in FIG.
  • the ferry system is directly behind the caster - d. H. in front of the rolling mill - arranged. Furthermore, further induction heaters 19 are arranged between the rolling stands of the finishing train 5 for continuous operation.
  • a cold strand disposal 20 is indicated, with which the cut cold strand can be removed. It can be taken up or laterally out of the transport line by means of a "gallows" or a chain by means of a sliding unit at the sprue, after which a roller table cover 21 can be swung down to reduce the temperature loss.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the oven / ferrule arrangement 7/8.
  • a longer fault slabs 3 or half slabs to a secondary roller table 9 deport.
  • a longer slab or pre-strip storage time is necessary for metallurgical reasons (structural training)
  • these can then optionally be stored in holding pits 10 and later reinserted and rolled out, as indicated in FIG. 11.
  • FIG. 11 the parking positions of the ferries shown at the bottom with dashed lines and also between the main transport line 6 and the ferries at the very top are shown with dashed lines. In the uppermost position of the ferries 7, the pushing off of the slabs 3 or pre-bands 3 'takes place.
  • roller table 9 may be encapsulated for thermal insulation.
  • the subsequent reheating can optionally inductive with a heating means 8, z.
  • a heating means 8 z.
  • Fig. 10 it can be seen that there is also a short embodiment of the fen fen ferry arrangement when z. B. three or more ferries 7 are provided side by side.
  • the preliminary strip can be brought individually to the desired finishing line inlet temperature.
  • a higher temperature eg. B. 1350 0 C
  • GO-Si-Steel grain-oriented silicon steel
  • it can also be provided, in the case of low temperatures, to work without or with low energy input, for example, if energy is to be saved in normal bands.
  • the induction heating in front of the finishing train is optionally also supported by induction heaters within the finishing train.
  • the induction heating in front of the finishing train is optionally transversely displaceable or swiveling, so that the induction heating can be replaced by a roller table cover (passive or heated) or a conventional oven part as required.
  • the band shears 18 in Fig. 5 is used to cut the bands just before the reel 17, when the system is operated in endless mode.
  • the arrangement of the ferry system 7 can take place (as shown in FIGS. 5 to 8) directly behind the casting machine 2. However, it is also possible (as shown in FIGS. 1 to 4) to first carry out a reduction in thickness of one or more stands (see roughing street 4) behind the casting machine 2 and then to install the ferry system 7.
  • the holding furnace 13 arranged behind the casting plant 2 can also be a conventionally gas-fired furnace.
  • the roughing train 4 has a rolling stand, while the finishing train 5 has six rolling stands.
  • the furnace 13 is arranged as an induction furnace in order to heat the strip after the rough rolling in the roughing train 4 to the optimum strip temperature before finish rolling in the finishing train 5.
  • the band shearing machine 11 is used for separating the thin slabs 3 in the batch mode and the band shears 14 for separating the bands in endless rolling.
  • the scissors 11 is used in particular for scooping the tape head or tape end when starting or discharging in continuous operation or in discontinuous operation.
  • the level of casting speed determines the temperature profile throughout the plant.
  • a calculation model dynamically controls the heating performance of the furnaces before and inside the rolling train in such a way that the rolling-line outlet temperature reaches the target temperature.
  • the system switches automatically from endless mode to discontinuous rolling.
  • the thin slab 3 is separated with the scissors 11 and 14 and the rolling speed is increased so that the desired final rolling temperature is reached.
  • the slab or. Tracked segments within the road 4, 5 and dynamically adjusted depending on the temperature distribution, the transport or rolling speed and inductive heating power over the tape length.
  • the endless mode during processing will not be generally used; Batch operation will be used primarily for casting speed problems or during startup.
  • the right combination of generation method optimizes the energy balance of the CSP continuous batch system for the entire product mix.
  • the casting speed is set relatively low. At low casting speeds, continuous rolling with this low mass flow from the caster to the finishing mill is not possible or uneconomical for reasons of temperature.
  • the batch mode is preferably used. In batch mode, the casting process and the finish rolling are each decoupled and thus take place at different speeds (ie mass flow). After sprueing, the cold strand is first disposed of and the thin slab is scooped up in the slab head area. After reaching the desired coil weight, the repeated scooping takes place on the scissors behind the continuous casting plant or roughing line for each slab. It follows the rolling in the finishing train with an individually adjustable rolling speed and the further transport through the cooling section and ultimately the winding.
  • the system switches to endless mode.
  • the scissors in front of the reel are used to separate the bands.
  • the inductive heaters are used within the finishing mill and support the inductive heaters in front of the finishing train.
  • the casting process should not be interrupted or disturbed.
  • a short roller hearth furnace is provided behind the casting plant in a compact CSP plant in which four (or six) slabs can be accommodated due to the process.
  • the furnace is embodied in its embodiment in the form of the proposed ferries, as can be seen in particular from FIGS. 9 to 11.
  • two ferry groups T, 7 " are arranged one after the other in the transport direction, both of which can travel transversely independently of one another
  • the front ferry group T is also permanently installed behind the casting machine 2 or roughing 4 as the furnace part
  • the front ferry group T is also permanently installed behind the casting machine 2 or roughing 4 as the furnace part
  • four whole or half thin slabs can be accommodated in total
  • storage possibilities are provided in short oven parts
  • the dashed fields in Figures 2, 4, 6 and 8 to 11 are alternative parking positions for the ferries 7, 7 ', 7 ". It is also a transport of slabs from ferry to ferry next to the rolling line possible, so that individually from one or the other ferry backhaul of slabs in the rolling line can be performed.
  • This arrangement facilitates the flexible return transport of slabs after a roll interruption (i.e., in particular when changing rolls or in the event of a malfunction).
  • a second ferry group more than two ferry parts or lifting beam furnace parts (for example, three or four) are conceivable side by side, in order to increase the storage capacity with the same overall system length.
  • a constellation of ovens and ferries is selected in a short G demwalzstrom, wherein three furnaces 8 are arranged side by side, which are fed by a ferry 7.
  • three furnaces 8 are arranged side by side, which are fed by a ferry 7.
  • the slabs on a roller table 9 can be deported, stored, reheated and later reinserted in the main transport line 6 and rolled.
  • the casting speed is optionally reduced to increase the buffering time.
  • a 1-strand caster with pendulum or transverse ferries is preferably provided in order to store a thin slab or deformed thin slab z. B. during a roll change in a ferry and / or parallel stoves to allow.
  • roller change is previously switched from continuous operation to batch mode.
  • the invention proposal suggests that both the benefits of the continuous casting rolling process and those of the single belt rolling process can be utilized.
  • a very advantageous solution for the roll change results.
  • the conversion costs (rolling energy, heating energy) can be reduced, and it is possible to reduce the length of the system by approx. 40% to 50% compared with the CSP technology. Accordingly, the investment costs and the operating costs are lowered.
  • the endless rolling reduces the number of punctures in the finishing train, which is particularly advantageous in the rolling of thin end thicknesses.
  • the cast slab for example, passes through two in-line rolling stands, in which it is reduced to a pre-strip thickness which is suitable for producing the final product with the smallest possible number of finishing stands.
  • the pre-strip temperature can be maintained in a roller hearth furnace at the level of the temperature exiting the inline stands.
  • An inductive heating before and optionally also within the finishing train increases this to the required rolling temperature.
  • the proposed method also allows the single strip rolling known from the CSP process.
  • the Vorband is divided with a pendulum scissors after the inline scaffolding in the desired length.
  • This allows the production of a variety of steel grades, which must be cast out of metallurgical requirements with lower casting speeds. At these low casting speeds, an endless rolling process is not economical. The required reheating to maintain the final rolling temperature is too high.
  • the steel grades produced by this process eliminate the advantages of continuous rolling, since these products are produced in the usual final strip thicknesses. Preferably, the continuous casting operation should not be disturbed when changing the roll in the finishing train.
  • the roller hearth furnace is a suitable solution for this.
  • the roller hearth furnace is essentially designed to accommodate approximately four half the pretreatment lengths, which provides a buffer in the length of the required roll changeover time by transverse processing and storage of the pre-belts.
  • the concept described is a single-line concept. An extension to two casting strands is possible. Designed as a single-line system, the capacity of the system components is utilized. This generally leads to favorable investment and operating costs.
  • Typical data in the proposed concept are casting thicknesses between 60 and 100 mm, casting speeds between 4 m / min and 8 m / min, pre-strip thicknesses between 25 mm and 60 mm and final strip thicknesses between 1, 0 and 16 mm.
  • heating means induction heating or roller hearth furnace
  • heating means induction heating

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes (1) durch Gießwalzen, bei dem zunächst in einer Gießmaschine (2) eine Dünnbramme (3) gegossen wird, wobei diese anschließend in mindestens einer Walzstraße (4, 5) unter Nutzung der Primärhitze des Gießvorgangs gewalzt wird, wobei in einer ersten Betriebsart durch direkte Kopplung der Gießmaschine (2) mit der mindestens einen Walzstraße (4, 5) eine kontinuierliche Herstellung des Metallbandes (1) erfolgen kann (Endloswalzen) und wobei in einer zweiten Betriebsart durch Entkopplung der Gießmaschine (2) von der mindestens einen Walzstraße (4, 5) eine diskontinuierliche Herstellung des Metallbandes (1) erfolgen kann (Batch-Betrieb). Um die Flexibilität der Anlage zu erhöhen, sieht die Erfindung verfahrensgemäß vor, dass in Bandförderrichtung (F) hinter der Gießmaschine (2) gegossene Brammen (3) oder Vorbänder (3') aus der Haupttransportlinie (6) beim Fahren der diskontinuierlichen Herstellung des Metallbandes (1) herausgenommen, gespeichert und später wieder in die Haupttransportlinie (6) transportiert werden, wobei die herausgenommenen Brammen (3) oder Vorbänder (3') vor dem Zurücktransport in die Haupttransportlinie (6) auf eine gewünschte Temperatur gebracht oder auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes (1) durch Gießwalzen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Gießwalzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes durch Gießwalzen, bei dem zunächst in einer Gießmaschine eine Dünnbramme gegossen wird, wobei diese anschließend in mindestens einer Walzstraße unter Nutzung der Primärhitze des Gießvorgangs gewalzt wird, wobei in einer ersten Betriebsart durch direkte Kopplung der Gießmaschine mit der mindestens einen Walzstraße eine kontinuierliche Herstellung des Metallbandes erfolgen kann (Endloswalzen) und wobei in einer zweiten Betriebsart durch Entkopplung der Gießmaschine von der mindestens einen Walzstraße eine diskontinuierliche Herstellung des Metallbandes erfolgen kann (Batch-Betrieb). Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Gießwalzen.
Anlagen dieser Art sind als Dünnbrammen-Dünnband-Gießwalzanlagen unter der Bezeichnung CSP-Anlagen bekannt. Das Endloswalzen aus der Gießhitze heraus ist seit langem bekannt, es hat sich jedoch noch nicht am Markt durch- gesetzt. Die starre Verbindung von Stranggussanlage und Walzstraße sowie die Temperaturführung durch die Gesamtanlage haben sich als schwer beherrschbar erwiesen.
Aus der EP 0 286 862 A1 und aus der EP 0 771 596 B1 ist das Endloswalzen aus der Gießhitze heraus bekannt. Hier sind der Gieß- und der Walzprozess direkt gekoppelt. Ein Trennen des Endlosbandes mit einer Schere erfolgt kurz vor dem Haspel.
Ähnliche Verfahren für das kontinuierliche Herstellen von Bandstahl bei der Kopplung von Gieß- und Walzanlage offenbaren die EP 0 415 987 B2 und die EP 0 889 762 B1. Zum Überwinden der Temperaturprobleme bei der relativ niedrigen Transportgeschwindigkeit sind dort induktive Heizungen vor und innerhalb der Walzstraße vorgesehen.
Eine alternative Technologie hierzu ist das Walzen von Einzelbrammen bzw. Einzelbändern. Bei dem diskontinuierlichen Walzen von Bändern werden das Gießen und Walzen entkoppelt. Die Gießgeschwindigkeit ist in der Regel sehr niedrig und die Walzgeschwindigkeit erfolgt unabhängig davon auf hohem Niveau in der Art, dass die Temperatur für die letzte Umformung oberhalb der Mindesttemperatur liegt. Derartige Anlagen, die auch als CSP-Anlagen bezeichnet werden, sind beispielsweise in der EP 0 266 564 B1 beschrieben, wo eine Hochumformung in der Dünnbrammenanlage durchgeführt wird.
Eine ähnliche Dünnbrammenanlage zeigt auch die EP 0 666 122 A1 , wo diskontinuierlich Bänder unter Verwendung von induktiver Erwärmung zwischen den ersten Fertiggerüsten gewalzt werden.
Die Vorteile des diskontinuierlichen Walzens sind, dass die Gieß- und die Walzgeschwindigkeit unabhängig voneinander eingestellt werden können. Bei Dünnbandwalzung lassen sich z. B. flexibel höhere Walzgeschwindigkeiten einstellen, auch wenn die Gießanlage mit niedriger Geschwindigkeit arbeitet oder die Geschwindigkeit dort gerade verändert wird.
Beide Verfahren - also auf der einen Seite das kontinuierliche Gießwalzen und auf der anderen Seite das diskontinuierliche Gießwalzen - sind aufgrund der oben erläuterten Umstände nur schwer zu kombinieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so fortzubilden bzw. eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, die Flexibilität des Verfahrens und der Vorrichtung zu erhöhen. Es soll insbesondere bei Störungen bzw. erforderlichen kurz- zeitigen Wartungen bzw. bei anderen Walzunterbrechungen nicht mehr nötig sein, den Gießprozess zu unterbrechen, was wesentliche wirtschaftliche und verfahrenstechnische Vorteile aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass in Bandförderrichtung hinter der Gießmaschine gegosse- ne Brammen oder Vorbänder aus der Haupttransportlinie beim Fahren der diskontinuierlichen Herstellung (d. h. Walzung) des Metallbandes herausgenommen, gespeichert und später wieder in die Haupttransportlinie transportiert werden, wobei die herausgenommenen Brammen oder Vorbänder vor dem Zurücktransport in die Haupttransportlinie auf eine gewünschte Temperatur gebracht oder auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden.
Dabei wird bevorzugt ein spezielles Fährensystem bestehend aus zwei oder mehreren Teilsystemen hintereinander eingesetzt.
Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass während eines Walzenwechsels in der Walzstraße bei stetigem Betrieb der Gießmaschine gegossene Brammen aus der Haupttransportlinie herausgenommen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder in die Haupttransportlinie transportiert werden. Dadurch ist es möglich, einen Walzenwechsel durchzuführen, ohne auf den kontinuierlichen Betrieb der Gießmaschine verzichten zu müssen.
Eine vorgeschlagene Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Gießwalzen weist eine Gießmaschine auf, in der zunächst eine Dünnbramme gegossen wird, und mindestens eine der Gießmaschine nachgeschaltete WaIz- straße, in der die Dünnbramme unter Nutzung der Primärhitze des Gießvorgangs gewalzt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in Bandförderrichtung hinter der Gießmaschine ein Fährensystem angeordnet ist, das zum Herausfahren und Hereinfahren gegossener Brammen aus der bzw. in die Haupttransportlinie geeignet ist. An dem oder in dem Fährensystem sind bevor- zugt Heizmittel angeordnet, mit denen Brammen auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden können. Diese Heizmittel sind mit Vorteil als Induktivheizung und/oder als mit Brennmitteln (z. B. Gas, Öl) beheizter Ofen ausgebildet. Das Fährensystem kann Förderelemente umfassen, mit der Brammen quer zur Bandförderrichtung bewegt werden können. Diese Förderelemente können verfahrbare Wagen umfassen. Es ist alternativ auch möglich, dass die Förderelemente Hubbalkenförderele- mente sind.
Das Fährensystem besteht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus zwei oder mehreren (z. B. 3 oder 4) in Bandförderrichtung hintereinander angeordne- ten Teilsystemen. Diese Teilsysteme können gemeinsam oder unabhängig voneinander quer zur Bandförderrichtung verfahren werden. Innerhalb der Teilsysteme des Fährensystems ist ein Längstransport in Bandförderrichtung oder entgegen derselben (d. h. vorwärt oder rückwärts) von dem einen zum anderen Teilsystem möglich.
Das Fährensystem ist vorzugsweise zwischen der Gießmaschine und der Walzstraße angeordnet. Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass das Fährensystem zwischen einer Vorwalzstraße oder einem Vorwalzgerüst und einer Fertigwalzstraße angeordnet ist.
Das Fährensystem kann weiterhin mit einem Rollgang zum Speichern von Brammen in Verbindung gebracht werden. Der Rollgang kann dabei mit einer Wärmedämmung versehen sein. Zwischen dem Rollgang und dem Fährensystem können Heizmittel angeordnet sein.
Neben dem Rollgang kann mindestens ein Zusatzspeicher, z. B. in Form einer Warmhaltegrube oder eine ähnliche Einrichtung, zum Speichern von Brammen oder Vorbändern angeordnet sein. Hiermit wird die Speicherkapazität erweitert oder eine längere Lagerzeit zur Gefügebeeinflussung ermöglicht. Dies kann also aus metallurgischen Gründen vorteilhaft sein, wenn nämlich längere La- gerzeiten in der als Speicher fungierenden Warmhaltegrube realisiert werden sollen.
In Bandförderrichtung vor dem Fährensystem kann eine Brammen- oder Vorbandschere angeordnet sein.
Die Vorteile der Endlostechnik, d. h. des kontinuierlichen Betriebs der vorgeschlagenen Gieß- und Walz-Anlage, im Zusammenhang mit der CSP- Technologie liegen in folgenden Merkmalen: Es ergibt sich eine kurze Baulänge der Anlage und damit geringere Investitionskosten. Es ist eine Energieeinspa- rung infolge des konsequenten Direkteinsatzes möglich. Weiter ergibt sich eine geringere Umformfestigkeit infolge der niedrigeren Walzgeschwindigkeit. Die Möglichkeit wird geschaffen, schwierig zu walzende Produkte und z. B. sehr dünne (ultra dünne) Bänder (Banddicke von ca. 0,8 mm) in hohen Produktionsmengen herzustellen. Es können Sondermaterialien (hochfeste Materialien) verarbeitet werden. Es kann eine Kombination von breiten und dünnen Bändern verarbeitet werden. Bandendenverwalzungen und damit Walzenbeschädigungen können vermieden bzw. vermindert werden. Die Störrate der Anlage kann verringert und Hochgeher können vermieden werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer Gießwalzanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 die zu Fig. 1 zugehörige Draufsicht,
Fig. 3 in der Darstellung nach Fig. 1 eine Gießwalzanlage gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 die zu Fig. 3 zugehörige Draufsicht, Fig. 5 in der Darstellung nach Fig. 1 eine Gießwalzanlage gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 die zu Fig. 5 zugehörige Draufsicht,
Fig. 7 in der Darstellung nach Fig. 1 eine Gießwalzanlage gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8 die zu Fig. 7 zugehörige Draufsicht,
Fig. 9 den Bereich eines Fährensystems als Ausschnitt aus der Draufsicht auf eine Gießwalzanlage,
Fig. 10 in der Darstellung gemäß Fig. 9 eine alternative Ausgestaltung des Fährensystems und
Fig. 11 in der Darstellung gemäß Fig. 9 eine weitere alternative Ausgestaltung des Fährensystems.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Gießwalzanlage zu sehen, in der ein Metallband 1 hergestellt wird. Hierfür wird zunächst in einer an sich bekannten Gießmaschine 2 eine Dünnbramme 3 gegossen, die dann einer Walzstraße 4, 5 zugeführt wird, die vorliegend aus einer Vorstraße 4 (bestehend aus einem oder mehre- ren Gerüsten) und einer Fertigstraße 5 besteht. Die Gießmaschine 2 weist eine Strangkühlung auf, die mit einer engen Kühlzonenteilung für eine Temperaturzonenregelung über der Breite versehen ist, um eine homogene Austrittstemperatur aus der Stranggussanlage einstellen zu können.
Die Gießwalzanlage weist noch diverse weitere Elemente auf, die an sich bei derartigen Anlagen bekannt sind. In Bandförderrichtung F hinter der Gießma- schine 2 ist ein Zunderwäscher 12 zur Brammenreinigung angeordnet. Hinter der Vorstraße 4 folgt eine Bandschere 11. Die Schere wird benutzt zum Abtrennen des Kaltstrangs beim Anguss, zum Trennen der Brammen (in der Regel Einzelbrammen bzw. halbe Brammen) und zum Häckseln des Bandes bei Störungen.
Es schließt sich ein Fährensystem 7 an, das nachfolgend näher beschrieben wird.
Hinter dem Fährensystem 7 ist ein Ofen 13 angeordnet, der bevorzugt als In- duktionsofen ausgebildet ist; es kann sich aber hier auch um einen Rollenherdofen handeln. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die dargestellte Induktionsheizung aufzuteilen. Eine Anordnung einer Induktionsheizung vor und hinter dem Fährensystem wäre also auch denkbar. Dahinter sind eine weitere Bandschere 14 und ein weiterer Zunderwäscher 15 angeordnet. Die Schere 14 dient als Notschere oder zur Profilierung der Brammenendenform.
Hinter der Fertigstraße 5 ist eine Kühlstrecke 16 angeordnet. Dahinter befinden sich die Haspel 17. Die Fertigstraße 5 hat oft drei bis acht Gerüste, bevorzugt sechs Gerüste. Das Vorband wird hier auf eine Enddicke von beispielsweise ca. 0,8 bis 16 mm heruntergewalzt.
Zum Fährensystem 7 sei folgendes angemerkt: Es handelt sich bei der Lösung gemäß Fig. 1 und 2 - wie in Fig. 2 gesehen werden kann - um beheizbare Fähren oder Ofenteile, die als zusätzlicher kurzer Brammenspeicher dienen, bei- spielsweise für die Zeit des Walzenwechsels in der Fertigstraße, in denen
Brammen 3 oder geteilte Brammen bzw. Vorbänder 3' aus der Haupttransportlinie 6 zwecks Speicherung heraus genommen und später wieder in diese eingeschleust werden können. Die Fährenelemente sind hier als Wagen angedeutet, die quer zur Bandförderrichtung F beweglich angeordnet sind, um den Heraus- bzw. Hereintransport von Brammen aus der bzw. in die Haupttransportlinie 6 vornehmen zu können. Alternativ ist es auch möglich, statt eines Fähren- Wagens einen Hubbalkenförderer neben der Haupttransportlinie 6 einzusetzen. Beim Transport durch die Fähre bzw. den Ofen wird in der Regel die Brammen- temperatur gehalten. Bei niedrigen Gießgeschwindigkeiten ist auch eine Brammenerwärmung vorgesehen, um flexibel nahezu gleich bleibende Eingangstemperaturen für die nachfolgenden Prozesse einstellen zu können.
Wie weiter zu sehen ist, sind zwei in Bandförderrichtung F aufeinander folgende Fähren-Teilsysteme T und 7" vorgesehen. Diese können vorteilhafter Weise in Summe die Länge einer Bramme mit maximalem Ringgewicht zuzüglich etwas Spielraum zum Pendeln haben. Somit ist der Fähren- bzw. Ofenbereich relativ kurz ausgeführt.
In den Figuren 3 und 4, 5 und 6 bzw. 7 und 8 sind Variationen der Lösung gemäß Fig. 1 und 2 zu sehen. Bei der Lösung gemäß Fig. 3 und 4 sind weitere Fähren 7 vorgesehen, wobei auch ein Brammentransport innerhalb der Fähren und außerhalb der Haupttransportlinie 6 in oder entgegen der Bandförderrichtung F erfolgen kann (s. Doppelpfeile in Bandförderrichtung F in Fig. 4).
In der Ausführungsform gemäß der Figuren 5 und 6 ist das Fährensystem direkt hinter der Gießanlage - d. h. vor der Walzstraße - angeordnet. Weiterhin sind für den Endlosbetrieb weitere Induktionsheizungen 19 zwischen den Walzgerüsten der Fertigstraße 5 angeordnet.
In Fig. 7 ist eine Kaltstrangentsorgung 20 angedeutet, mit der der abgeschnittene Kaltstrang entfernt werden kann. Über einen „Galgen" bzw. eine Kette kann dieser nach oben oder seitlich über eine Verschiebeeinheit beim Anguss aus der Transportlinie genommen werden. Nach diesem Vorgang kann eine Rollgangsabdeckung 21 zur Reduzierung des Temperaturverlusts heruntergeschwenkt werden.
In Fig. 9 ist eine weitere Ausgestaltung der Ofen-Fähren-Anordnung 7 / 8 dargestellt. Hier besteht die Möglichkeit, bei einer längeren Störung Brammen 3 oder halbe Brammen auf einen Nebenrollgang 9 abzuschieben. Auch aus metallurgischen Gründen (Gefügeausbildung) ist eine längere Brammen- oder Vorband-Speicherzeit notwendig.
Diese können dann - wie Fig. 11 zeigt - optional in Warmhaltegruben 10 ge- speichert und später wieder eingesetzt und ausgewalzt werden, wie es in Fig. 11 angedeutet ist. In Fig. 11 sind im übrigen mit den ganz unten mit gestrichelten Linien dargestellten Parkpositionen der Fähren und auch zwischen der Haupttransportlinie 6 und den ganz oben skizzierten Fähren mit gestrichelten Linien Speicherpositionen der Fähren skizziert. In der obersten Stellung der Fähren 7 erfolgt das Abschieben der Brammen 3 oder Vorbänder 3'.
Je nach Anlagenvariante kann mit oder ohne festem Ofenteil vor der Fähre 7 gearbeitet werden. Das gilt auch für die hinter der Fähre angeordnete Induktionsheizung bzw. den Rollenherdofen 13. Zwischen dem Rollgang 9 und den sich rechts neben diesem befindlichen Fähren 7 kann ein Pendeln der Bramme 3 erfolgen, um die Bramme 3 mittels der Induktionsheizung 8 zu erwärmen. Der Rollgang 9 kann zwecks Wärmeisolation gekapselt sein.
Die spätere Wiedererwärmung kann optional induktiv mit einem Heizmittel 8, z. B. einem gas- oder ölbeheizten Rollenherdofen, erfolgen.
In Fig. 10 ist zu erkennen, dass sich auch eine kurze Ausführungsform der O- fen-Fährenanordnung ergibt, wenn z. B. drei oder mehrere Fähren 7 nebeneinander vorgesehen werden.
Mit dem vorzugsweise als Induktionsheizung ausgebildeten Heizmittel 19 (in Fig. 9) bzw. Heizmittel 13 (in Fig. 2 oder 6) kann das Vorband individuell auf die gewünschte Fertigstraßeneinlauftemperatur gebracht werden. Dies ist beispielsweise deshalb angestrebt, um höhere Temperaturen (z. B. 1.350 0C) bei der Walzung von kornorientiertem Silizium-Stahl (GO-Si-Steel) oder bei anderen Materialien einstellen zu können, um höhere Temperaturen bei der Dünn- bandwalzung (H kleiner als 1 ,5 mm) einstellen zu können oder um die Temperaturen zu erhöhen, wenn die Dünnbrammentemperatur zu niedrig ist. Es kann natürlich auch vorgesehen werden, im Falle dessen, dass niedrige Temperaturen angestrebt werden, ohne bzw. mit geringem Energieeintrag zu arbeiten, wenn beispielsweise bei normalen Bändern Energie eingespart werden soll.
Weiterhin können mit den Heizmitteln 8, 13 bzw. 19 homogene Temperaturen über der Dünnbrammenlänge erzeugt und eventuelle Temperaturungleichmäßigkeiten durch unterschiedliche Energieeinbringung über der Länge ausgeglichen werden.
Wird die Anlage im Endlosmodus mit einer relativ niedrigen Gießgeschwindigkeit und damit Walzgeschwindigkeit in der Walzstraße betrieben, dann ist die Induktionsheizung zur Einstellung einer ausreichend hohen Walztemperatur notwendig. Unterstützt wird die Induktionsheizung vor der Fertigstraße optional auch durch Induktionsheizungen innerhalb der Fertigstraße. Die Induktionsheizung vor der Fertigstraße ist optional quer verschiebbar oder hochschwenkbar ausgeführt, so dass die Induktionsheizung durch eine Rollgangsabdeckung (passiv oder beheizt) oder ein konventionelles Ofenteil nach Bedarf ersetzt werden kann.
Die Bandschere 18 in Fig. 5 dient zum Schneiden der Bänder kurz vor dem Haspel 17, wenn die Anlage im Endlosmodus betrieben wird.
Die Anordnung des Fährensystems 7 kann (wie in den Figuren 5 bis 8 darge- stellt) direkt hinter der Gießmaschine 2 erfolgen. Es ist jedoch (wie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt) auch möglich, zunächst hinter der Gießmaschine 2 eine Dickenreduktion an einem oder mehreren Gerüsten (s. Vorstraße 4) durchzuführen und dann das Fährensystem 7 einzubauen.
Der hinter der Gießanlage 2 angeordnete Halteofen 13 kann auch ein konventionell gasbefeuerter Ofen sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist die Vorstraße 4 ein Walzgerüst auf, während die Fertigstraße 5 sechs Walzgerüste hat. Zwischen der Vorstraße 4 und der Fertigstraße 5 ist der Ofen 13 als Induktionsofen angeordnet, um das Band nach dem Vorwalzen in der Vorstraße 4 auf die optimale Band- temperatur vor dem Fertigwalzen in der Fertigstraße 5 aufzuheizen.
Die Bandschere 11 wird zum Trennen der Dünnbrammen 3 beim diskontinuierlichen Betrieb und die Bandschere 14 zum Trennen der Bänder beim Endloswalzen verwendet. Die Schere 11 dient insbesondere zum Schöpfen des Band- kopfes oder Bandendes beim Anfahren oder Ausfördern im Endlosbetrieb oder im diskontinuierlichen Betrieb.
Durch Einsatz der vorgeschlagenen Anlagentypen ist ein gekoppelter voll- kontinuierlicher Gieß-Walz-Prozess (Endloswalzen) und wahlweise ein entkoppelter diskontinuierlicher Einsatz von Einzelbrammen (Batch-rolling) möglich.
Beim Endloswalzen bestimmt das Niveau der Gießgeschwindigkeit den Temperaturverlauf durch die gesamte Anlage. Abhängig von der Gießgeschwindigkeit steuert ein Rechenmodell dynamisch die Heizleistungen der Öfen vor und in- nerhalb der Walzstraße in der Art, dass die Walzstraßen-Auslauftemperatur die Zieltemperatur erreicht.
Unterschreitet die Gießgeschwindigkeit einen bestimmten vorgegebenen Schwellenwert (bei Problemen in der Gießanlage, bei schwierig zu gießenden Materialien, beim Anfahrvorgang etc.), so wird automatisch vom Endlosmodus zum diskontinuierlichen Walzen umgeschaltet. D. h. die Dünnbramme 3 wird mit der Schere 11 bzw. 14 getrennt und die Walzgeschwindigkeit so erhöht, dass die gewünschte Endwalztemperatur erreicht wird. Dabei werden die Brammenbzw. Bandsegmente innerhalb der Straße 4, 5 verfolgt und dynamisch abhängig von der Temperaturverteilung die Transport- bzw. Walzgeschwindigkeit und induktiven Heizleistungen über der Bandlänge angepasst. Hat sich der Gießprozess wieder stabilisiert und die Gießgeschwindigkeit übersteigt den vorgegebenen Mindestwert, dann wird analog vom diskontinuierlichen Betrieb wieder zurück in den Endlosmodus geschaltet.
Durch ein beliebiges Umschalten bzw. Einstellen von Endlosbetrieb oder diskontinuierlichem Betrieb ist ein hohes Maß an Flexibilität gegeben, die eine Erhöhung der Prozesssicherheit darstellt. Dies gilt insbesondere bei einer Inbetriebnahme einer Produktionsanlage.
Der Endlosmodus bei der Verarbeitung wird nicht generell eingesetzt werden; der Batch-Betrieb wird primär bei Gießgeschwindigkeitsproblemen oder beim Anfahrvorgang genutzt werden.
Zwecks Energieoptimierung kann vorgesehen werden, vornehmlich dünnere oder schwierig zu erzeugende Bänder im Endlosmodus und Bänder mit Dicken größer als eine kritische Dicke im Batch-Betrieb bei hoher Geschwindigkeit und dabei geringem Heizenergiebedarf zu walzen. Die richtige Kombination der Erzeugungsart optimiert die Energiebilanz der CSP-Endlos-Batch-Anlage für den gesamten Produktmix.
Durch den Einsatz der vorgeschlagenen Anlage ist ein gekoppelter vollkontinuierlicher Gieß-Walz-Prozess (Endloswalzen) und wahlweise ein entkoppelter diskontinuierlicher Einsatz einzelner Brammen im Batchmode möglich. Die Anlage ist sehr Platz sparend aufgebaut. Im Vergleich mit einer konventionellen CSP-Anlage ergibt sich nur etwa die halbe Anlagenlänge (ca. 250 m). Dennoch erlaubt die vorgeschlagene Anlage einen Arbeitswalzenwechsel, ohne den Gießvorgang abzubrechen.
Zu den möglichen Betriebsweisen der vorgeschlagenen Anlage sei folgendes angemerkt: 1. Batch-Betrieb in der Walzstraße:
Bei Beginn des Gießprozesses, bei der Inbetriebnahme der Anlage, bei allgemeinen Gießproblemen oder bei schwierig zu gießenden Stählen wird die Gießgeschwindigkeit relativ niedrig eingestellt. Bei niedrigen Gießgeschwindigkeiten ist ein Endlos-Walzen mit diesem niedrigen Massenfluss von Gießanlage bis Fertigstraße aus Temperaturgründen nicht möglich oder unwirtschaftlich. Zur Reduktion der Energieverluste wird der Batch-Mode bevorzugt eingesetzt. Beim Batch-Betrieb sind der Gießprozess und die Fertig-Walzung jeweils ent- koppelt und finden somit mit unterschiedlicher Geschwindigkeit (d. h. Massenfluss) statt. Nach dem Anguss wird zunächst der Kaltstrang entsorgt und im Brammenkopfbereich die Dünnbramme geschöpft. Nach dem Erreichen des gewünschten Coilgewichts erfolgt für jede Bramme das wiederholende Schöpfen an der Schere hinter der Stranggussanlage bzw. Vorstraße. Es folgt die Walzung in der Fertigstraße mit einer individuell einstellbaren Walzgeschwindigkeit und der Weitertransport durch die Kühlstrecke und letztlich das Aufwickeln.
2. Endlos-Betrieb (d. h. Gießmaschine und Walzstraße sind gekoppelt)
Mit zunehmender Gießgeschwindigkeit und abhängig von den zu walzenden Enddicken wird in den Endlosmode umgeschaltet. Bei diesem Betriebsmodus wird die Schere vor dem Haspel zum Trennen der Bänder verwendet. Bevor die Dünnbramme in die Fertigstraße einläuft, wird sie induktiv erwärmt, so dass sich eine ausreichend hohe Walztemperatur einstellt und die Walzung im austenitischen Bereich stattfindet. Beim anschließenden Endlos-Walzen werden in der Regel auch die induktiven Heizungen innerhalb der Fertigstraße eingesetzt und unterstützen die induktiven Heizungen vor der Fertigstraße. Beim dis- kontinuierlichen Betrieb oder beim Anfahrvorgang am Bandkopf stehen sie dagegen in sicherer Warteposition weit entfernt über oder neben dem Band. 3. Walzenwechsel in der Fertigstraße bei aktivem Gießvorgang
Beim Wechseln der Arbeitswalzen oder bei Störungen in den Walzstraßen soll- te vorzugsweise der Gießprozess nicht unterbrochen oder gestört werden.
Deshalb ist es sinnvoll, einen Puffer für die Brammen einzubauen. Hierzu ist ein kurzer Rollenherdofen hinter der Gießanlage bei einer Kompakt-CSP-Anlage vorgesehen, in dem verfahrensbedingt vier (bzw. sechs) Brammen Platz finden. Der Ofen ist in seiner Ausgestaltung in Form der vorgeschlagenen Fähren aus- gebildet, wie es insbesondere aus den Figuren 9 bis 11 hervorgeht.
Wie aus den Figuren zu sehen ist, sind in Transportrichtung zwei Fährengruppen T, 7" hintereinander angeordnet, von denen beide unabhängig voneinander quer verfahren können. Alternativ ist auch die vordere Fährengruppe T hin- ter der Gießmaschine 2 bzw. Vorstraße 4 als Ofenteil fest eingebaut. In diesen beiden Fährengruppen finden in Summe beispielsweise vier ganze oder halbe Dünnbrammen Platz. Optional sind Speichermöglichkeiten in kurzen Ofenteilen vorgesehen. Die gestrichelten Felder in den Figuren 2, 4, 6 und 8 bis 11 sind Ausweichparkpositionen für die Fähren 7, 7', 7". Es ist auch ein Transport von Brammen von Fähre zu Fähre neben der Walzlinie möglich, so dass individuell von der einen oder anderen Fähre ein Rücktransport von Brammen in die Walzlinie durchgeführt werden kann. Diese Anordnung erleichtert den flexiblen Rücktransport von Brammen nach einer Walzunterbrechung (d. h. insbesondere beim Walzenwechsel oder bei einer Störung). Als weitere alternative Ausgestal- tung sind als zweite Fährengruppe auch mehr als zwei Fährenteile oder Hubbalkenofenteile (beispielsweise drei oder vier) nebeneinander denkbar, um die Speicherkapazität bei gleicher Gesamtanlagenlänge zu erhöhen.
In Fig. 4 ist in einer kurzen Gießwalzanlage eine Konstellation von Öfen und Fähren gewählt, wobei drei Öfen 8 nebeneinander angeordnet sind, die von einer Fähre 7 beschickt werden. Sind die Fähren (Öfen) voll, z. B. weil die Walzunterbrechung länger dauert, so können die Brammen auf einem Rollgang 9 (s. Figuren 10 und 11 ) abgeschoben, gespeichert, wiedererwärmt und später wieder in die Haupttransportlinie 6 eingesetzt und gewalzt werden.
Das Speichern von halben Brammen (also Kompromiss während des Walzen- wechselns) erleichtert bei kurzer Bauweise das Lücke Ziehen zwischen zwei Bändern, so dass Brammen mit einer Fähre leicht aus oder in die Transportlinie 6 gefahren werden können. Die Gesamtlänge der beiden Fähren erlaubt im Normalbetrieb hingegen eine gesamte Brammenlänge warm zu halten.
In der Zeit des Walzenwechsels wird optional die Gießgeschwindigkeit reduziert, um die Pufferzeit zu erhöhen.
Vorgesehen ist bevorzugt eine 1 -Strang-Gießanlage mit Pendel- oder Querfähren, um eine Speicherung einer Dünnbramme bzw. verformter Dünnbramme z. B. während eines Walzenwechsels in einer Fähre und/oder parallel angeordneten Öfen zu ermöglichen.
Für den Walzenwechsel wird zuvor vom Endlosbetrieb in den Batchbetrieb umgeschaltet.
Innerhalb der Fähren, die neben der Haupttransportlinie 6 stehen, ist auch ein Längstransport von Brammen von einer zur anderen Fähre möglich (s. hierzu Doppelpfeil in Richtung der Bandförderrichtung F in Fig. 4).
Demgemäß ergibt sich durch den Erfindungsvorschlag, dass sowohl die Vorteile des Endlos-Gieß-Walzprozesses als auch diejenigen des Einzelband- Walzprozesses genutzt werden können. Insbesondere ergibt sich eine sehr vor- teilhafte Lösung für den Walzenwechsel. Die Umwandlungskosten (Walzenergie, Heizenergie) können gesenkt werden, und es ist eine Reduzierung der Baulänge der Anlage verglichen mit der CSP- Technologie um ca. 40 % bis 50 % möglich. Demgemäß werden auch die Investitionskosten und die Betriebskosten gesenkt.
Das Endloswalzen reduziert die Anzahl der Anstiche in der Fertigstraße, was insbesondere bei der Walzung dünner Enddicken vorteilhaft ist. Die gegossene Bramme durchläuft beispielsweise zwei Inline-Walzgerüste, in denen sie auf eine Vorbanddicke reduziert wird, die geeignet ist, mit einer möglichst geringen Anzahl Fertiggerüsten das Endprodukt zu erzeugen.
Die Vorbandtemperatur kann in einem Rollenherdofen auf dem Niveau der aus den Inline-Gerüsten austretenden Temperatur gehalten werden. Eine induktive Heizung vor und optional auch innerhalb der Fertigstraße erhöht diese auf die notwendige Walztemperatur.
Der Vorteil des Vorsehens induktiver Heizsysteme vor und in der Fertigstraße ergibt sich aus der Tatsache, dass im Endlosverfahren nur relativ niedrige Walzgeschwindigkeiten möglich sind. Hierbei wäre der Temperaturverlust ohne induktives Heizsystem größer, als bis zum Ende der Fertigstraße zur Einhaltung der Endwalztemperatur erlaubt.
Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt ebenfalls die von dem CSP-Prozess her bekannte Einzelbandwalzung. Hierfür wird das Vorband mit einer Pendelschere nach den Inline-Gerüsten in die gewünschte Länge unterteilt. Dies erlaubt die Herstellung einer Vielzahl von Stahlgüten, die aus metallurgischen Erfordernissen heraus mit niedrigeren Gießgeschwindigkeiten vergossen werden müssen. Bei diesen niedrigen Gießgeschwindigkeiten ist ein Endloswalzprozess nicht wirtschaftlich. Die erforderliche Nachheizleistung zur Einhaltung der Endwalztemperatur ist zu hoch. Außerdem entfallen bei den mit diesem Verfahren her- gestellten Stahlgüten die Vorteile des Endloswalzens, da diese Produkte in üblichen Endbanddicken erzeugt werden. Vorzugsweise soll beim Walzenwechsel in der Fertigstraße der kontinuierliche Gießbetrieb nicht gestört werden. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, das vorgeschlagene System zur Pufferung der Vorbänder einzubauen, das einerseits die erforderliche Pufferzeit herstellen kann, andererseits aber die Qualität des Vorbandes nicht beeinträchtigt. Die Gleichmäßigkeit der Vorbandtemperatur über Länge und Breite ist ein markantes Merkmal der CSP-Technologie und Voraussetzung für eine Vielzahl von Vorteilen bei dem nachgeordneten Fertig- walzprozess. Der Rollenherdofen ist hierfür eine geeignete Lösung. Vorliegend wird der Rollenherdofen im wesentlichen zur Aufnahme von ca. vier halben Vorbandlängen ausgelegt, die durch Querverfahren und Lagern der Vorbänder einen Puffer in der Länge der benötigten Walzenwechselzeit zur Verfügung stellt.
Das beschriebene Konzept ist ein Einstrangkonzept. Eine Erweiterung auf zwei Gießstränge ist möglich. Als Einstranganlage ausgelegt, wird die Kapazität der Anlagenkomponenten ausgenutzt. Dies führt generell zu günstigen Investitionsund Betriebskosten.
Typische Daten bei dem vorgeschlagenen Konzept sind Gießdicken zwischen 60 und 100 mm, Gießgeschwindigkeiten zwischen 4 m/min und 8 m/min, Vorbanddicken zwischen 25 mm und 60 mm und Endbanddicken zwischen 1 ,0 und 16 mm.
13.03.2008 go.kl.vh 44
935
Bezugszeichenliste:
1 Metallband
2 Gießmaschine
3 Dünnbramme
3' Vorband
4, 5 Walzstraße
4 Vorstraße
5 Fertigstraße
6 Haupttransportlinie
7 Fährensystem
T Teilsystem
7" Teilsystem
8 Heizmittel (Induktionsheizung oder Rollenherdofen)
9 Rollgang
10 Warmhaltegrube / Zusatzspeicher
11 Bandschere
12 Zunderwäscher
13 Ofen (Induktionsofen oder Rollenherdofen)
14 Bandschere
15 Zunderwäscher
16 Kühlstrecke
17 Haspel
18 Bandschere
19 Heizmittel (Induktionsheizung) 20 Kaltstrangentsorgung
21 Rollgangsabdeckung
F Bandförderrichtung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes (1 ) durch Gießwalzen, bei dem zunächst in einer Gießmaschine (2) eine Dünnbramme (3) gegossen wird, wobei diese anschließend in mindestens einer Walzstraße (4, 5) unter Nutzung der Primärhitze des Gießvorgangs gewalzt wird, wobei in einer ersten Betriebsart durch direkte Kopplung der Gießmaschine (2) mit der mindestens einen Walzstraße (4, 5) eine kontinuierliche Herstellung des Metallbandes (1 ) erfolgen kann (Endloswalzen) und wobei in einer zweiten Betriebsart durch Entkopplung der Gießmaschine (2) von der mindestens einen Walzstraße (4, 5) eine diskontinuierliche Herstellung des Metallbandes (1 ) erfolgen kann (Batch-Betrieb),
dadurch gekennzeichnet,
dass in Bandförderrichtung (F) hinter der Gießmaschine (2) gegossene Brammen (3) oder Vorbänder (31) aus der Haupttransportlinie (6) beim Fahren der diskontinuierlichen Herstellung des Metallbandes (1 ) herausgenommen, gespeichert und später wieder in die Haupttransportlinie (6) transportiert werden, wobei die herausgenommenen Brammen (3) oder Vorbänder (3') vor dem Zurücktransport in die Haupttransportlinie (6) auf eine gewünschte Temperatur gebracht oder auf einer gewünschten Tem- peratur gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während eines Walzenwechsels in der Walzstraße (4, 5) bei stetigem
Betrieb der Gießmaschine (2) gegossene Brammen (3) oder Vorbänder (3') aus der Haupttransportlinie (6) herausgenommen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder in die Haupttransportlinie (6) zurücktransportiert werden.
3. Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes (1 ) durch Gießwalzen, mit einer Gießmaschine (2), in der zunächst eine Dünnbramme (3) gegossen wird, und mindestens einer der Gießmaschine (2) nachgeschalteten Walzstraße (4, 5), in der die Dünnbramme (3) unter Nutzung der Primärhitze des Gießvorgangs gewalzt wird, insbesondere zur Durchführung des Ver- fahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Bandförderrichtung (F) hinter der Gießmaschine (2) oder Vorstraße (4) ein Fährensystem (7) angeordnet ist, das zum Herausfahren und Hereinfahren gegossener Brammen (3) aus der bzw. in die Haupttrans- portlinie (6) geeignet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem oder in dem Fährensystem (7) Heizmittel (8) angeordnet sind, mit denen Brammen (3) auf eine gewünschte Temperatur gebracht oder auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden können.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel (8) als Induktivheizung und/oder als beheizter Rollenherdofen ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fährensystem (7) Förderelemente umfasst, mit der Brammen quer zur Bandförderrichtung (F) bewegt werden können.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente verfahrbare Wagen umfasst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente Hubbalkenförderelemente sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fährensystem (7) aus zwei oder mehreren in Bandförderrichtung (F) hintereinander angeordneten Teilsystemen (7', 7") besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Teilsysteme (7', 7") des Fährensystems (7) gemeinsam quer zur Bandförderrichtung (F) verfahren werden können.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Teilsysteme (7', 7") des Fährensystems (7) un- abhängig voneinander quer zur Bandförderrichtung (F) verfahren werden können.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fährensystem (7) zwischen der Gießmaschine (2) und der WaIz- straße (4, 5) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fährensystem (7) zwischen einer Vorwalzstraße oder einem
Vorwalzgerüst (4) und einer Fertigwalzstraße (5) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mit denen innerhalb des Fährensystems (7) ein Längstransport der Brammen (3) oder Vorbänder (3') in Bandforderrichtung (F) oder entgegen derselben von einem Teilsystem (7', 7") zum anderen erfolgen kann.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fährensystem (7) mit einem Rollgang (9, 21 ) zum Speichern von Brammen (3) oder Vorbändern (3') in Verbindung gebracht werden kann.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollgang (9, 21 ) mit einer Wärmedämmung versehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rollgang (9) und dem Fährensystem (7) Heizmittel (8) angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Rollgang (9) mindestens ein Zusatzspeicher zum Spei- ehern von Brammen (3) oder Vorbändern (3') angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zusatzspeicher als Warmhaltegrube (10) ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Bandförderrichtung (F) vor dem Fährensystem (7) eine Bandschere (11 ) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Induktionsheizungen und/oder Rollenherdöfen (13) vor und hinter dem Fährensystem (7) angeordnet sind.
EP08801645A 2007-08-24 2008-08-21 Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines metallbandes durch giesswalzen Withdrawn EP2183065A1 (de)

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