EP3025799B2 - Walzanlage - Google Patents

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EP3025799B2
EP3025799B2 EP14195442.0A EP14195442A EP3025799B2 EP 3025799 B2 EP3025799 B2 EP 3025799B2 EP 14195442 A EP14195442 A EP 14195442A EP 3025799 B2 EP3025799 B2 EP 3025799B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
field inductor
metal strip
inductor
longitudinal
longitudinal field
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP14195442.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3025799B1 (de
EP3025799A1 (de
Inventor
Jürgen Seidel
Volker Kunze
Markus LANGEJÜRGEN
Andreas Piehlk
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 Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51987072&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3025799(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Priority to EP14195442.0A priority Critical patent/EP3025799B2/de
Priority to PCT/EP2015/077616 priority patent/WO2016083439A1/de
Publication of EP3025799A1 publication Critical patent/EP3025799A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3025799B1 publication Critical patent/EP3025799B1/de
Publication of EP3025799B2 publication Critical patent/EP3025799B2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product
    • 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
    • B21B1/22—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/24—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill

Definitions

  • the invention relates to a rolling mill with at least a first and a second roll stand, at least one inductor arranged between the first and the second roll stand for heating a metal strip moved by the inductor, the inductor being an upper induction coil which is arranged above the metal strip to be heated and a lower induction coil, which is arranged below the metal strip to be heated and opposite to the upper induction coil.
  • the rolling mill comprises an energy supply device for supplying the upper and the lower induction coil with electrical energy.
  • the invention relates to a casting and rolling system with a casting machine for producing the metal strip and a rolling system according to the invention downstream of the casting machine in the material flow direction.
  • the invention also relates to a method for producing a metal strip.
  • Inductors for heating metal strip are basically known in the prior art, for. B. from the GB 770 548 , of the JP 022 07 481 , of the JP 06122928 , of the JP 2000-252050 , of the JP 2004 306069-71 , of the WO 2010 036987 A2 and the WO 2014 021596 , the cited documents describing more distant prior art.
  • JP 4172122 discloses vertically adjustable inductor halves which are moved vertically when a ski is detected on the head of a metal strip with the aid of a camera in order to avoid a collision of the metal strip with the inductor.
  • the upper and lower induction coils are moved vertically according to a measured tape position.
  • the said Japanese application only speaks of an inductor, without distinguishing between cross-field or longitudinal field inductors.
  • the US 5,495,094 discloses inductor loops with a 180 ° phase shift, which in this respect represent a longitudinal field inductor.
  • the inductor loops can each be adjusted independently of one another perpendicular to a stationary workpiece to be heated.
  • EP 2 416 900 B1 The use of longitudinal and transverse field inductors in a rolling mill is disclosed in EP 2 416 900 B1 .
  • the WO 2012 045585 A2 discloses a laterally open cross-field inductor for entering or leaving the line of a metal strip in a rolling mill.
  • the EP 0 721 813A1 discloses a C-shaped inductor between two adjacent mill stands in a finishing train.
  • Cross-field inductors are primarily used for heating thin strips with thicknesses ⁇ 12 mm, while longitudinal field inductors are used for heating thicker strips with thicknesses> 6 mm, for example.
  • there is a transition range in the practical use of the two types of induction heating please refer EP 2 416 900 B1 .
  • Figure 9 shows the construction and mode of operation of a known cross-field inductor 180. It comprises an upper cross-field induction coil 182, which is assigned to the top of the metal strip 200.
  • the cross-field inductor comprises a lower cross-field induction coil 184, which is assigned to the underside of the metal strip 200.
  • the opening cross sections of the upper and lower transverse field inductor coils lie opposite one another and in each case parallel to the metal strip 200.
  • the magnetic field lines generated during operation of the inductor are shown in FIG Figure 9 also represented symbolically.
  • the upper and the lower cross-field inductor coils 182, 184 can each be moved, ie adjusted, independently of one another perpendicular to the plane of the metal strip 200.
  • the magnetic field or the magnetic flux acts primarily perpendicular to the plane of the metal strip.
  • the divided arrangement of the coils advantageously enables the two induction coils, ie in the case of both inductor halves, to be adjusted independently of one another perpendicular to the plane of the metal strip and that the inductor can be designed to be open on the side. In the event of a fault, the distance between the coils and the metal strip can therefore be slightly increased and / or the inductor can be moved out of the line of the metal strip.
  • Figure 8 shows an example of a known longitudinal field inductor, which is typically designed as a closed frame.
  • the metal strip to be heated therefore runs through a closed rectangular gap when it passes the known longitudinal field inductor.
  • the longitudinal field inductor essentially generates a magnetic field in the transport direction of the metal strip to be heated.
  • transverse and longitudinal field inductors are also from the WO 2014 021596 known.
  • the Japanese patent application JP 61195708 discloses a cross-field inductor with coils opposite the top and bottom of a metal strip to evenly heat the metal strip.
  • the part of the inductor assigned to the upper side of the metal strip and the part of the inductor assigned to the underside of the metal strip are each assigned moving devices in order to move the respective parts of the inductor perpendicular to the surface of the metal strip as a function of detected unevenness or curvatures in the metal strip perpendicular to its surface to proceed.
  • the European patent application EP 2 340 897 A1 discloses a rolling mill with a roughing stand and at least one stand of a finishing mill and with a longitudinal field inductor arranged between the two stands for heating the metal strip moved by the longitudinal field inductor.
  • the longitudinal field inductor has an upper induction coil, which is assigned above the metal strip to be heated, and a lower induction coil, which is arranged below the metal strip to be heated, opposite the upper induction coil.
  • the EP 2 340 897 A1 also an energy supply device for supplying the induction coils of the longitudinal field inductor with electrical energy.
  • the preamble of claims 1 and 14 is based on the WO2014 / 135710A1 .
  • the invention has for its object to develop a known rolling mill and a known casting-rolling plant for producing a metal strip such that in particular thicker metal strip with thicknesses> 6 mm, for example, is heated and rolled particularly effectively, ie using as little electrical energy as possible .
  • the main advantage of the invention of a new induction heater for a rolling mill, in particular a hot strip mill, is to combine the advantages of the above-described inductor types, namely the possibility of placing the upper or lower inductor coils and the efficient heating of thicker strips or slabs.
  • the adjustability of the divided longitudinal field inductors makes sense for thickness variations of ⁇ H ⁇ 6 mm or particularly preferably of ⁇ H ⁇ 15 mm.
  • the roughing strip between the roughing stand and the first rolling stand of the finishing train loses temperature particularly quickly.
  • the "waiting" end of the strip cools down because it has to linger longer before the finishing mill or is simply colder. This requires higher rolling forces in the finishing mill when rolling the strip end.
  • the provision according to the invention of an induction heater in the form of an inductor advantageously makes it possible to raise the temperature level at the end of the strip, but also over the entire length of the strip, as far as necessary.
  • a distance of less than 60 mm, preferably less than 20 mm, in each case of an induction coil from the metal strip is sought.
  • a minimum distance of 15 mm has been shown to be advantageous.
  • induction coil and “induction coil” are used interchangeably in the description.
  • the energy supply device has upper capacitors which are connected to the upper induction coil to form an upper partial resonant circuit, and the energy supply device has lower capacitors which are connected to the lower induction coil to form a lower partial resonant circuit.
  • the upper longitudinal field inductor traversing device is then designed to move the upper partial resonant circuit perpendicular to the top of the metal strip and / or the lower longitudinal field inductor traversing device is then designed to move the lower partial resonant circuit perpendicular to the underside of the metal strip.
  • the inductor's upper and lower inductors with antiphase electrical currents allows the inductor, i. H. the longitudinal field inductor can be made C-shaped. This advantageously also enables the transverse movement of the longitudinal field inductor into and out of the line of the metal strip.
  • the possibility of moving out of the line of the metal strip is particularly advantageous in the event of a malfunction in the rolling mill or if there is a shaft in the metal strip or if there is a ski on the head of the metal strip.
  • the upper and the lower induction coil can each be formed from a single turn or from a plurality of partial turns connected in parallel and preferably crosswise.
  • the provision of a single turn is often chosen at high frequencies.
  • a fall ie a crossover connection of the windings.
  • This technology known from electric motor technology, ensures that an external partial conductor is arranged in the outgoing conductor and on the inside in the return conductor. Through this crosswise connection, the current load of the parallel conductor. Since the conductors must cross at the winding overhangs, these should be designed with particularly little stray field.
  • the same partial inductances are also achieved by the cross-connection.
  • the energy supply device is advantageously designed to operate the induction coils and the partial resonant circuits - depending on the thickness of the metal strip - with current or voltage frequencies between 2 kHz and 30 kHz. The frequency increases as the band thickness decreases.
  • the number of partial turns per induction coil is between 3 and 15, depending on the frequency. The greater the number of partial turns, the finer the distribution of the current. But the complexity of the inductor also increases with a larger number of partial turns.
  • the inductor windings are typically covered with laminated cores made of laminated, layered electrical sheets to reduce the stray field. This measure is useful and necessary because the upper and lower induction coils are installed in close proximity to other rolling mill components. Since the other rolling mill components are almost exclusively made of ferrous materials, no stray field may emerge from the induction coils of the longitudinal field or transverse field inductors and the other rolling mill components may also heat up.
  • At least one transverse field inductor can also be provided in the rolling mill, which can then be operated in addition to the at least one longitudinal field inductor.
  • the cross-field inductors not only is the strip center to be heated, but at the same time the strip edges are heated up to efficiently produce a uniform strip temperature across the finished strip width.
  • An upper cross-field inductor coil or an upper cross-field inductor partial resonant circuit and a lower cross-field inductor coil or a lower cross-field inductor partial resonant circuit of the cross-field inductor are then likewise perpendicular to the plane spanned by the metal strip and / or transverse to the longitudinal direction of the metal strip, with the aid of associated cross-field inductor displacement devices .
  • the upper and lower transverse field inductor traversing device and / or the upper and / or lower longitudinal field inductor traversing device are controlled by a control device.
  • a temperature measuring device is provided for detecting the distribution of the temperature of the metal strip over its width, and the control device is designed to control the upper and / or lower longitudinal field inductor displacement device so that the longitudinal field inductor positions in response to the measured temperature distribution can be that the difference between the measured temperature distribution and a predetermined target temperature distribution across the width of the metal strip behind the finishing mill is minimal.
  • Several longitudinal field or transverse field inductors can preferably be arranged distributed over the length of the system.
  • a sensor device for detecting an irregularity in the metal strip, such as a ski on the head of the metal strip, a shaft or an arc in the metal strip, or another disturbance in the rolling process.
  • the control device is designed to control the upper and / or lower longitudinal field inductor displacement device in such a way that the distance of the induction coils from the top or the bottom of the metal strip is suitably changed in the area of the irregularity and / or the inductors from the line of the Metal strip can be moved out.
  • At least one touch sensor can be provided for detecting a contact of the longitudinal field inductor and / or transverse field inductor by the metal strip.
  • the control device is designed to control the moving devices in such a way that the longitudinal field inductor and / or the transverse field inductor is opened in the thickness direction and / or is moved laterally out of the line of the metal strip.
  • the thicknesses change with which the metal strip from the casting plant enters an oven or the at least one roughing stand of the rolling plant.
  • the thickness of the metal strip also changes within the rolling mill behind a roughing stand or between the individual rolling stands on a finishing mill.
  • the claimed longitudinal field and cross-field inductors can be optimally adjusted to the individual thickness of the metal strip at the points mentioned. Because the inductors, in particular the longitudinal field inductors, are each C-shaped or laterally open, they can also be used well with larger tolerances with regard to the lateral course of the metal strip.
  • a furnace can be connected between the casting machine and the rolling train, and advantageously a further longitudinal field inductor and / or the transverse field inductor can then advantageously be connected between the furnace and the roughing stand for further heating.
  • the arrangement of the further is particularly advantageous Longitudinal field inductor between the furnace and the at least one roughing stand, also the arrangement of the longitudinal field inductor between the roughing stand and the first stand of the finishing rolling mill and the arrangement of a transverse field inductor between individual stands of the finishing rolling mill.
  • the use of split, adjustable induction coils of the longitudinal field inductor is particularly suitable for thicknesses of the metal strip> 6 mm, because in this thickness range the non-closed longitudinal field inductor according to the invention offers better efficiency than the transverse field inductor and / or the closed longitudinal field inductor designed with a frame structure.
  • the adjustable, adjustable longitudinal field inductor according to the invention is preferably used at a strip temperature range of> 750 ° C. It is particularly suitable for continuous rolling (see definition below) or also for conventional rolling of flat products in a hot strip mill.
  • the distance d of the inductor surface from the metal strip i.e. H.
  • the distance between the side or surface of the induction coil facing the metal strip and the metal strip is, as said, preferably less than 20 mm during active operation of the longitudinal field inductor.
  • the safety distance between the induction coils and the metal strip can be more than 100 mm, in exceptional cases even more than 500 mm.
  • the split, adjustable longitudinal and transverse field inductors are preferably used in an endless casting and rolling process.
  • the casting installation and the rolling installation are connected via the casting strand. Both systems are then coupled and work with the same mass flow.
  • This process has to be started at some point and then an induction heater consisting of divided inductors (top, bottom), which can be turned on and is open at the side, is particularly advantageous.
  • This design is also advantageous in the start-up and unthreading process or in a fault situation.
  • adjustable inductors is preferably used in continuous strip casting processes in particular between two finishing stands, which have a stand spacing of 5 m to ⁇ 40 m and which are operated in endless mode.
  • a process model is used to control the start-up and removal strategy in the continuous strip casting process, which controls the settlement of the roll stands and activation of the inductors.
  • the strip areas of different strip temperatures are also tracked by the rolling mill and the effect of the temperature differences on the stand loading and stand setting is taken into account. That is, the cold strip head is set to a higher strip thickness or the decreases are limited and so z. B. also kept the scaffolding load within permissible limits.
  • Figure 1 shows an exemplary embodiment of the rolling mill 400 according to the invention. It comprises a roughing stand 420 and a finishing mill 440 downstream of the roughing stand in the material flow direction with the finishing stands F1-F N. In the material flow direction R, the rolling mill 400 comprises a cooling device 450 and a reel device 460 behind the finishing mill 440.
  • a longitudinal field inductor 170 designed according to the invention is arranged between the roughing stand 420 and the first rolling stand F1 of the finishing mill 440.
  • cross-field inductors 180 or further longitudinal field inductors 170 can be arranged in front of the finishing mill and / or between individual stands of the finishing mill 440.
  • Figure 2 illustrates the mode of operation of the longitudinal field inductor 170: Without the presence of the longitudinal field inductor 170, the temperature of the metal strip in z. B. the conventional rolling mill according to the solid line in Figure 2 before entering the first stand F1 of the finishing mill 440, drop sharply from the strip head to the strip end. This would result in the disadvantages mentioned in the general part of the description.
  • the longitudinal field inductor according to the invention between the roughing stand 420 and the first stand F1 of the finishing mill 440 advantageously has the effect that the temperature of the metal strip 200 from the strip head to the end of the strip can be kept constant at a high level, as shown in FIG Figure 2 is indicated by the horizontal dashed line.
  • the belt head can run out of the roughing stand with a ski. According to the prior art, this is eliminated or reduced before the induction heating with a roller straightening machine. If this does not succeed and a ski is still detected, the strap is retracted and pushed off. This is a disadvantage.
  • a split, adjustable longitudinal field inductor whose opening width can be increased (lifting the upper inductor and / or lowering the lower inductor) can ensure safe transport through the induction heating section, primarily at the head.
  • the inductor spacing is increased depending on whether a ski or ribbon bow is detected or whether a rolling fault occurs or generally without a ribbon shape detection.
  • the inductor can then be closed again and the pre-strip heated.
  • a roller straightening machine or other measures in front of a divided, adjustable longitudinal field induction heating can thus be dispensed with if the inductor gap is enlarged on each strip head which is not to be heated and is heated.
  • Figure 3 shows the construction of the longitudinal field inductor 100, 170 according to the invention. It comprises an upper induction coil 110, which is arranged above the metal strip 200 to be heated, and a lower induction coil 120, which is arranged below the metal strip to be heated, opposite the upper induction coil 110.
  • the two induction coils 110, 120 are supplied by a power supply device 130 with electrical energy, more precisely with electrical currents in opposite phases. Due to this operation of the upper and lower induction coils with opposite phase currents, the inductor 100 acts as a longitudinal field inductor 170.
  • the in Figure 3 described design of the longitudinal field inductor the advantage that the upper induction coil 110 and the lower induction coil 120 are independently vertically displaceable, so that the distance of the upper induction coil to the top of the metal strip 200 and the distance of the lower induction coil 120 to the bottom of the metal strip 200 individually in the desired Way and depending on the thickness of the metal strip 200 can be adjusted.
  • Figure 4 illustrates that an upper capacitor 115 is typically assigned to the upper induction coil 110, the upper induction coil and the upper capacitor 115 being connected to form an upper partial resonant circuit.
  • the lower induction coil is connected to an associated capacitor 125 to form a lower resonant circuit.
  • An upper longitudinal field inductor travel device 140 is assigned to the upper partial oscillating circuit for moving the upper partial oscillating circuit or at least the upper coil 110 perpendicular to the plane formed by the metal strip 200.
  • a lower longitudinal field inductor moving device 150 is assigned to the lower partial oscillating circuit for moving the lower partial oscillating circuit or at least the lower induction coil 120 perpendicular to the plane spanned by the metal strip 200.
  • the upper and lower induction coils 110, 120 of the longitudinal field inductor 100, 170 or their housing are, as in FIG Figure 4 shown, C-shaped for transverse movement of the inductor with the aid of the inductor carriage 142 or a similar transverse movement mechanism into or out of the line of the metal strip 200.
  • the line corresponds to the material flow direction R, which in Figure 4 is directed into or out of the plane of the drawing.
  • the rolling mill 400 can have a transverse field inductor 180 in addition to the at least one longitudinal field inductor 100, 170 between the roughing stand 120 and the first stand F1 of the finishing mill 440.
  • the cross-field inductor is in a known manner as in the prior art above with reference to FIG Figure 9 described, trained.
  • the arrangement described above with reference to the longitudinal field inductor 100, 170 according to FIG Figure 4 applies equally to the cross-field inductor 180.
  • the cross-field inductor 180 comprises an upper cross-field inductor coil 182 assigned to the top of the metal strip 200 and a lower cross-field inductor coil 184 assigned to the underside of the metal strip 200.
  • Capacitors 115, 125 can also be assigned to the cross-field inductor coils 182, 184 Form partial resonant circuits together with the inductor coils.
  • An upper cross-field inductor travel device 186 is provided for moving the upper cross-field inductor coil 182 or the upper cross-field inductor partial resonant circuit perpendicular to the plane spanned by the metal strip.
  • a lower cross-field inductor travel device 188 is provided for moving the lower cross-field inductor coil 184 or the lower cross-field inductor partial resonant circuit, likewise perpendicular to the plane spanned by the metal strip.
  • the upper and lower transverse field inductor traversing devices 186, 188 and / or the upper and lower longitudinal field inductor traversing devices 140, 150 can form a structural unit.
  • This structural unit is preferably assigned an inductor carriage 142 for moving the longitudinal field inductor and / or the transverse field inductor transversely to the longitudinal direction of the metal strip from the line of the metal strip or into the line of the metal strip 200.
  • the cross-field inductor travel devices 186, 188 and / or the longitudinal field inductor travel devices 140, 150 or the inductor carriage 142 are controlled by a control device 187; please refer Figure 4 .
  • Figure 5 shows a plan view of the metal strip 200.
  • a temperature measuring device 190 and possibly 550 for detecting the distribution of the temperature over its width can be seen.
  • the temperature measuring device 190 is preferably arranged behind the last rolling stand F N of the finishing mill 440.
  • the measured temperature distribution is fed as an input variable to the control device 187, so that in response to the temperature distribution the upper and / or the lower longitudinal field inductor displacement device 140, 150 and / or the upper and / or the lower transverse field inductor displacement device 186, 188 and / or suitably controls the inductor carriage 142.
  • the properties of the finished product can be optimally adjusted across the width.
  • the input temperature distribution 550 is also optionally taken into account.
  • a sensor device 195 can be provided for detecting an irregularity in the metal band 200, such as a ski. B. on the head of the metal strip, a shaft or an arc in the metal strip or other disruption of the rolling process.
  • the sensor device 187 is then designed to control the longitudinal field inductor moving devices 140, 150 and / or the transverse field inductor moving devices 186, 188 or the inductor carriage 142 such that the distance d between the inductor coils is suitably changed from the top / bottom of the metal strip in the area of the irregularity and / or the inductors are moved out of the line of the metal strip.
  • At least one touch sensor 198 can be provided, e.g. B. in the form of a motion sensor or an accelerometer for detecting a touch of the longitudinal field inductor 170 and / or the transverse field inductor 180 by the metal strip 200.
  • the control device 187 is then designed in response to a signal from the touch sensor, which represents the eventual touch, to control the Longitudinal field inductor moving devices 140, 150 and / or the transverse field inductor moving devices 186, 188 and / or the inductor carriage 142 such that the longitudinal field inductor 100, 170 and / or the transverse field inductor 180 opens in the thickness direction when touching the metal strip 200 and / or laterally from the Line is pulled out.
  • Figure 6 shows the casting and rolling plant 500 according to the invention. It comprises a casting machine 300 for producing the metal strip 200 as well as the previously described rolling plant 400 downstream of the casting machine 300 in the material flow direction R. According to a first embodiment, there is a furnace between the casting machine 300 and the rolling train 400 350 switched. As already described above, the rolling mill 400 has a longitudinal field inductor 170 and / or transverse field inductor 180 between the at least one roughing stand 420 and the first stand F1 of the finishing rolling mill 440.
  • a further longitudinal field inductor 170 and / or the transverse field inductor 180 can be connected between the furnace 350 and the at least one roughing stand 420.
  • the further longitudinal field inductor 170 can also be connected between the furnace 350 and the roughing stand, and the transverse field inductor 180 can be connected between individual ones of the finishing stands of the finishing rolling mill.
  • Figure 7 illustrates the preferred field of application of the divided longitudinal field inductor according to the invention without a frame structure, ie with an upper and lower induction coil which can be adjusted individually perpendicular to the plane of the metal strip.
  • the dashed lines show the course of the electrical efficiency for a longitudinal field inductor with a closed inductor frame, the upper and lower induction coils of which cannot be adapted to the respective thickness ratios of the metal strip.
  • the dash-dotted line shows the course of the efficiency for a transverse field inductor and the two solid lines show the course of the electrical efficiency depending on the strip thickness for a longitudinal field inductor with advantageously individually adjustable upper and / or lower induction coil depending on the strip thickness.
  • Both the dashed lines for the closed longitudinal field inductor and the solid lines for the longitudinal field inductor, which can be set in a split manner, are each indicated for two different frequencies f j f i , f m and f n , the different frequencies being chosen optimally with regard to the band thickness application areas become.
  • the diagram illustrates according to Figure 7 that the electrical efficiency is particularly high when using cross-field inductors (dash-dotted line) for strip thicknesses ⁇ 6 mm.
  • the efficiency is particularly large when using longitudinal field inductors, it then doesn't matter whether split adjustable longitudinal field inductors or closed longitudinal field inductors are used.
  • the invention relates to a method for producing a metal strip with a rolling installation 400 according to the invention or a casting-rolling installation 500 according to the invention.
  • the rolling installation and the casting-rolling installation each comprise at least one longitudinal field inductor 170 and optionally additionally at least one transverse field inductor 180
  • the method provides that the distance d between the upper and lower adjustable inductor coils of the longitudinal field inductor or the transverse field inductor is adjusted to a suitable operating distance d ⁇ 60 mm depending on the respective thickness of the metal strip during the rolling of the fillet of the metal strip 200.
  • This operating distance is preferably kept constant at a distance of d ⁇ 20 mm during the rolling of the fillet.
  • a minimum distance of 15 mm has been shown to be advantageous.
  • the upper and / or the lower adjustable inductor coil of the longitudinal field inductor and possibly also that of the transverse field inductor are either moved to a predefined safety distance during the threading process of the head of the metal strip into a roll stand or are moved outside the strip line.
  • the induction coils only become synonymous after completion of the threading process with inductor coils, set to the appropriate operating distance. Only when the desired operating distance d to the metal strip is reached or comes close to it, are the inductors 100, 170, 180 activated, that is to say supplied with electrical energy.
  • the energy supply device 130 according to the invention is designed to supply all electronic components, ie in particular the induction coils and the displacement devices and the inductor carriage, with electrical energy.
  • the upper and lower induction coils 110, 120, 184, 186 of the longitudinal field inductor 170 and / or the transverse field inductor 180 are again raised to the predefined safety distance, e.g. B. shortly before the end of the metal strip 200 leaves a roll stand in front of the respective longitudinal field inductor or transverse field inductor or when a previously existing strip tension is broken down or when a roll accident has happened or in another disturbance of the mass flow.
  • the induction coils can also be moved out of the line of the metal strip.
  • the casting and rolling plant is preferably operated in an endless mode and / or in a semi-endless mode.
  • endless mode A definition of "endless mode” is given above in the general part of the description.
  • the term "semi-endless mode” means casting a long slab that can be stored in the furnace 350, and then rolling and separating the strips in front of the reel into a few coils.
  • e.g. B. 5 connected slabs successively rolled one after the other (similar to endless) and only shared with scissors behind the finishing train and z. B. 5 individual coils.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Walzanlage mit mindestens einem ersten und einem zweiten Walzgerüst, mindestens einem zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst angeordneten Induktor zum Erwärmen von einem durch den Induktor bewegten Metallband, wobei der Induktor eine obere Induktionsspule, welche oberhalb des zu erwärmenden Metallbandes angeordnet ist und eine untere Induktionsspule, welche unterhalb des zu erwärmenden Metallbandes und gegenüberliegend zu der oberen Induktionsspule angeordnet ist, aufweist. Darüber hinaus umfasst die Walzanlage eine Energieversorgungseinrichtung zum Versorgen der oberen und der unteren Induktionsspule mit elektrischer Energie. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Gieß-Walzanlage mit einer Gießmaschine zum Erzeugen des Metallbandes und einer der Gießmaschine in Materialflussrichtung nachgeschalteten erfindungsgemäßen Walzanlage. Darüber hinaus betrifft die Erfindung schließlich auch ein Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes.
  • Induktoren zum Erwärmen von Metallband sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so z. B. aus der GB 770 548 , der JP 022 07 481 , der JP 06122928 , der JP 2000-252050 , der JP 2004 306069-71 , der WO 2010 036987 A2 und der WO 2014 021596 , wobei die genannten Druckschriften weiter entfernt liegenden Stand der Technik beschreiben.
  • Weiterhin sei verwiesen auf die JP 4172122 , welche vertikal anstellbare Induktorhälften offenbart, welche vertikal verfahren werden, wenn mit Hilfe einer Kamera ein Ski am Kopf eines Metallbandes detektiert wird, um eine Kollision des Metallbandes mit dem Induktor zu vermeiden. Die oberen und unteren Induktionsspulen werden entsprechend einer gemessenen Bandposition vertikal verfahren. Die besagte japanische Anmeldung spricht jedoch nur von einem Induktor, ohne zwischen Querfeld- oder Längsfeldinduktoren zu unterscheiden.
    Die US 5,495,094 offenbart Induktorschleifen mit einer 180° Phasenverschiebung, welche insofern einen Längsfeldinduktor repräsentieren. Die Induktorschleifen sind jeweils unabhängig voneinander senkrecht zu einem zu erwärmenden stehenden Werkstück anstellbar. Der Einsatz von Längs- und Querfeldinduktoren in einer Walzstraße ist offenbart in der EP 2 416 900 B1 . Die WO 2012 045585 A2 offenbart einen seitlich offenen Querfeld-Induktor zum Einfahren in die Linie oder aus der Linie eines Metallbandes in einer Walzstraße.
    Die EP 0 721 813A1 offenbart einen C-förmigen Induktor zwischen zwei benachbarten Walzgerüsten in einer Fertigstraße.
    In dem besagten Stand der Technik unterscheidet man zwischen Längsfeld- und Querfeldinduktoren. Querfeldinduktoren werden vornehmlich für das Erwärmen dünner Bänder mit Dicken < 12 mm eingesetzt, während Längsfeldinduktoren zum Erwärmen von dickeren Bändern mit Dicken > beispielsweise 6 mm eingesetzt werden. Je nach Design und Randbedingungen sowie einem gewählten Frequenzbereich gibt es einen Übergangsbereich bei der praktikablen Verwendung der beiden Induktionsheizungstypen; siehe EP 2 416 900 B1 .
  • Figur 9 zeigt den Aufbau und die Wirkungsweise eines bekannten Querfeldinduktors 180. Er umfasst eine obere Querfeldinduktionsspule 182, welche der Oberseite des Metallbandes 200 zugeordnet ist. Darüber hinaus umfasst der Querfeldinduktor eine untere Querfeldinduktionsspule 184, welche der Unterseite des Metallbandes 200 zugeordnet ist. Wie in Figur 9 gezeigt, liegen die Öffnungsquerschnitte der oberen und der unteren Querfeldinduktorspulen einander gegenüber und jeweils parallel zu dem Metallband 200. Die bei Betrieb des Induktors erzeugten Magnetfeldlinien sind in Figur 9 ebenfalls symbolisch dargestellt. Die obere und die untere Querfeldinduktorspule 182, 184 sind jeweils unabhängig voneinander senkrecht zur Ebene des Metallbandes 200 verfahrbar, d. h. anstellbar. Wie der Verlauf der Feldlinien zeigt, wirkt das magnetische Feld bzw. der magnetische Fluss vornehmlich senkrecht zur Ebene des Metallbandes. Die geteilte Anordnung der Spulen ermöglicht vorteilhafterweise, dass die beiden Induktionsspulen d. h. bei beiden Induktorhälften unabhängig voneinander senkrecht zur Ebene des Metallbandes anstellbar sind und dass der Induktor seitlich offen ausgebildet werden kann. Bei einer Störung kann deshalb der Abstand der Spulen zum Metallband leicht vergrößert und/oder der Induktor aus der Linie des Metallbandes herausgefahren werden.
  • Figur 8 zeigt ein Beispiel für einen bekannten Längsfeldinduktor, der typischerweise als geschlossener Rahmen ausgebildet ist. Das zu erwärmende Metallband läuft deshalb beim Passieren des bekannten Längsfeldinduktors durch einen geschlossenen Rechteckspalt. Wie in Figur 8 zu erkennen ist, erzeugt der Längsfeldinduktor im Wesentlichen ein magnetisches Feld in Transportrichtung des zu erwärmenden Metallbandes.
  • Die besagten Definitionen und die Form von Quer- und Längsfeldinduktoren sind auch aus der WO 2014 021596 bekannt.
  • Die japanische Offenlegungsschrift JP 61195708 offenbart einen Querfeldinduktor mit Spulen gegenüberliegend zur Oberseite und zur Unterseite eines Metallbandes, um das Metallband gleichmäßig zu erwärmen. Dem der Oberseite des Metallbandes zugeordneten Teil des Induktors und dem der Unterseite des Metallbandes zugeordneten Teil des Induktors sind jeweils Verfahreinrichtungen zugeordnet, um die jeweiligen Teile des Induktors senkrecht zur Oberfläche des Metallbandes in Abhängigkeit von detektierten Unebenheiten bzw. Wölbungen in dem Metallband senkrecht zu dessen Oberfläche zu verfahren.
    Die europäische Patentanmeldung EP 2 340 897 A1 offenbart eine Walzanlage mit einem Vorgerüst und mindestens einem Gerüst einer Fertigwalzstraße sowie mit einem zwischen den beiden Gerüsten angeordneten Längsfeldinduktor zum Erwärmen des durch den Längsfeldinduktor bewegten Metallbandes. Der Längsfeldinduktor weist eine obere Induktionsspule auf, welche oberhalb des zu erwärmenden Metallbandes zugeordnet ist, und eine untere Induktionsspule, welche unterhalb des zu erwärmenden Metallbandes gegenüberliegend zu der oberen Induktionsspule angeordnet ist. Zumindest implizit offenbart die EP 2 340 897 A1 auch eine Energieversorgungseinrichtung zum Versorgen der Induktionsspulen des Längsfeldinduktors mit elektrischer Energie. Der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14 basiert auf der WO2014/135710A1 . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Walzanlage und eine bekannte Gieß-Walz-Anlage zum Erzeugen eines Metallbandes dahingehend weiterzubilden, dass insbesondere dickeres Metallband mit Dicken beispielsweise > 6 mm besonders effektiv erwärmt und gewalzt wird, d. h. unter Einsatz von möglichst wenig elektrischer Energie.
  • Diese Aufgabe wird durch die Walzanlage gemäß Hauptanspruch 1 und eine Gieß-Walz-Anlage gem. Patentanspruch 14 gelöst.
  • Der Hauptvorteil der Erfindung einer neuen Induktionsheizung für eine Walzanlage, insbesondere eine Warmbandstraße, besteht darin, die Vorteile bei den obig beschriebenen Induktortypen, nämlich die Anstellmöglichkeit der oberen bzw. unteren Induktorspulen und das effiziente Erwärmen dickerer Bänder oder Brammen zu kombinieren.
  • Ganz besonders wichtig ist die Anstellbarkeit bzw. das Verfahren der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktorspulen senkrecht zum Metallband, wenn die Metallbanddicke im Bereich der Längsfeld-Induktionsheizungen von z. B. 6-20 mm - d. h. um z. B. ΔH = 14 mm - oder in einem anderen Anwendungsfall zwischen z. B. 32-70 mm - d. h. um z. B. ΔH = 38 mm - variiert. Allgemein macht die Anstellbarkeit der geteilten Längsfeldinduktoren Sinn bei Dickenvariationen von ΔH ≥6 mm oder besonders bevorzugt von ΔH ≥ 15 mm.
  • Bei Verwendung eines Vorgerüstes innerhalb einer z. B. konventionellen Walzanlage verliert das Vorband zwischen dem Vorgerüst und dem ersten Walzgerüst der Fertigstraße besonders rasch an Temperatur. Insbesondere das "wartende" Bandende kühlt aus, weil es länger vor der Fertigwalzstraße verweilen muss oder einfach kälter ist. Dies erfordert beim Walzen des Bandendes höhere Walzkräfte in der Fertigwalzstraße. Das erfindungsgemäße Vorsehen einer Induktionsheizung in Form eines Induktors ermöglicht es vorteilhafterweise, das Temperaturniveau am Bandende, aber auch über der gesamten Bandlänge soweit wie erforderlich anzuheben. Die Ansteuerung des Induktors mit gegenphasigen Strömen, so dass der Induktor als Längsfeldinduktor zwischen dem Vorgerüst und dem ersten Gerüst der Fertigwalzstraße betrieben werden kann, bietet insbesondere bei dickeren Bändern den Vorteil einer effizienteren Erwärmung. Schließlich ermöglicht die weiterhin beanspruchte Verfahrbarkeit der oberen und unteren Induktionsspule senkrecht zur Ebene des Metallbandes den Vorteil, dass der Abstand der beiden Spulen zum Metallband individuell optimal im Hinblick auf die jeweilige Metallbanddicke eingestellt werden kann, so dass ein möglichst effektiver Wärmeübergang in das Metallband möglich ist. In der Praxis wird in einer Arbeitsposition, d. h. wenn das Metallband während des Betriebs der Walzanlage ohne Störung durch den Induktor läuft, ein Abstand von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 20 mm jeweils einer Induktionsspule zum Metallband angestrebt. Vorteilhaft hat sich ein minimaler Abstand von 15 mm gezeigt.
  • Durch die beanspruchte Kombination der genannten Maßnahmen werden insbesondere dickere Metallbänder mit Dicken von beispielsweise größer 6mm vor dem Einlaufen in eine Fertigwalzstraße optimal erwärmt.
  • Die Begriffe "Induktorspule" und "Induktionsspule" werden in der Beschreibung gleichbedeutend verwendet.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist die Energieversorgungseinrichtung obere Kondensatoren auf, welche mit der oberen Induktionsspule zu einem oberen Teilschwingkreis verschaltet sind, und weist die Energieversorgungseinrichtung untere Kondensatoren auf, welche mit der unteren Induktionsspule zu einem unteren Teilschwingkreis verschaltet sind. Die obere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung ist dann ausgebildet zum Verfahren des oberen Teilschwingkreises senkrecht zur Oberseite des Metallbandes und/oder die untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung ist dann ausgebildet zum Verfahren des unteren Teilschwingkreises senkrecht zur Unterseite des Metallbandes.
  • Der oben beanspruchte Betrieb der oberen und unteren Induktionsspule des Induktors mit gegenphasigen elektrischen Strömen ermöglicht es, dass der Induktor, d. h. der Längsfeldinduktor C-förmig ausgebildet werden kann. Dies ermöglicht vorteilhafterweise zusätzlich das Querverfahren des Längsfeldinduktors in die und aus der Linie des Metallbandes. Die Möglichkeit aus der Linie des Metallbandes herauszufahren ist insbesondere vorteilhaft bei einer Störung in der Walzanlage oder bei Vorliegen einer Welle in dem Metallband oder bei Vorliegen eines Skis am Kopf des Metallbandes.
  • Die obere und die untere Induktionsspule können jeweils aus einer einzigen Windung oder aus einer Mehrzahl von parallel und vorzugsweise über Kreuz geschalteten Teilwindungen gebildet sein. Das Vorsehen einer einzigen Windung wird oftmals bei hohen Frequenzen gewählt. Um eine möglichst gleichmäßige Stromverteilung bei der Parallelschaltung von Windungen zu bewirken, ist ein Stürzen, d. h. eine Überkreuz-Verschaltung der Wicklungen vorzusehen. Diese aus der Elektromotorentechnik bekannte Technik sorgt dafür, dass ein außen liegender Teilleiter im Hinleiter und beim Rückleiter innen angeordnet ist. Durch diese kreuzweise Verschaltung vergleichmäßigt sich die Strombelastung der parallelen Leiter. Da sich die Leiter an den Wickelköpfen kreuzen müssen, sollten diese besonders streufeldarm ausgeführt sein. Durch die Kreuz-Verschaltung werden auch gleiche Teilinduktivitäten erreicht.
  • Die Energieversorgungseinrichtung ist vorteilhafterweise ausgebildet, die Induktionsspulen und die Teilschwingkreise - je nach Dicke des Metallbandes - mit Strom- oder Spannungs-Frequenzen zwischen 2 kHz und 30 kHz zu betreiben. Dabei steigt die Frequenz mit geringer werdender Banddicke.
  • Die Anzahl der Teilwindungen pro Induktionsspule liegt, je nach Frequenz, zwischen 3 und 15. Je größer die Anzahl der Teilwindungen ist, desto feiner verteilt sich der Strom. Aber auch die Komplexität des Induktors steigt mit größerer Anzahl von Teilwindungen. Die Induktorwindungen sind typischerweise überdeckt mit Blechpaketen aus laminierten, geschichteten Elektroblechen zur Reduzierung des Streufeldes. Diese Maßnahme ist sinnvoll und notwendig, weil die oberen und unteren Induktionsspulen in unmittelbarer Nähe zu anderen Walzwerkskomponenten installiert werden. Da die anderen Walzwerkskomponenten fast ausschließlich aus feritischen Werkstoffen hergestellt sind, darf von den Induktionsspulen des Längsfeld- oder des Querfeldinduktors kein Streufeld austreten und die anderen Walzwerkskomponenten mit aufheizen.
  • Neben dem beanspruchten Längsfeldinduktor zwischen dem mindestens einen Vorgerüst und dem ersten Walzgerüst der Fertigstraße kann auch mindestens ein Querfeldinduktor in der Walzanlage vorgesehen sein, welcher dann zusätzlich zu dem mindestens einen Längsfeldinduktor betrieben werden kann. Mit den Querfeldinduktoren soll nicht nur die Bandmitte erwärmt werden, sondern gleichzeitig werden die Bandkanten verstärkt erhitzt, um effizient eine gleichmäßige Bandtemperatur über die Fertigbandbreite zu erzeugen.
  • Eine obere Querfeldinduktorspule bzw. ein oberer Querfeldinduktor-Teilschwingkreis und eine untere Querfeldinduktorspule bzw. ein unterer Querfeldinduktor-Teilschwingkreis des Querfeldinduktors sind dann ebenfalls mit Hilfe zugeordneter Querfeldinduktor-Verfahreinrichtungen jeweils senkrecht zu der von dem Metallband aufgespannten Ebene und/oder quer zur Längsrichtung des Metallbandes verfahrbar.
  • Die obere und untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung und/oder die obere und/oder untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung werden von einer Steuereinrichtung angesteuert.
  • Es ist eine Temperatur-Messeinrichtung vorgesehen zum Erfassen der Verteilung der Temperatur des Metallbandes über seiner Breite und die Steuereinrichtung ist ausgebildet zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung, so, dass der Längsfeldinduktor im Ansprechen auf die gemessene Temperatur-Verteilung so positioniert werden kann, dass die Differenz zwischen der gemessenen Temperaturverteilung und einer vorgegebenen Solltemperaturverteilung über der Breite des Metallbandes hinter der Fertigwalzstraße minimal wird. Mehrere Längsfeld- oder Querfeldinduktoren können vorzugsweise über der Länge der Anlage verteilt angeordnet sein.
  • Zusätzlich ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen zum Detektieren einer Unregelmäßigkeit in dem Metallband, wie einem Ski am Kopf des Metallbandes, einer Welle oder einem Bogen in dem Metallband oder einer sonstigen Störung des Walzprozesses. Auch in diesem Fall ist die Steuereinrichtung ausgebildet zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung derart, dass der Abstand der Induktionsspulen von der Oberseite oder der Unterseite des Metallbandes im Bereich der Unregelmäßigkeit geeignet geändert wird und/oder die Induktoren aus der Linie des Metallbandes heraus verfahren werden.
  • Weiterhin kann mindestens ein Berührungssensor vorgesehen sein zum Detektieren einer Berührung des Längsfeldinduktors und/oder Querfeldinduktors durch das Metallband. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung ausgebildet zum Ansteuern der Verfahreinrichtungen so, dass der Längsfeldinduktor und/oder der Querfeldinduktor in Dickenrichtung geöffnet und/oder seitlich aus der Linie des Metallbandes herausgefahren wird.
  • Durch den Einsatz von Liquid Core Reduction, d. h. einer Veränderung der Brammendicke innerhalb der Gießanlage, ändern sich die Dicken, mit welchen das Metallband aus der Gießanlage in einen Ofen oder das mindestens eine Vorgerüst der Walzanlage eintritt. Auch innerhalb der Walzstraße hinter einem Vorgerüst oder zwischen den einzelnen Walzgerüsten einer Fertigwalzstraße ändern sich jeweils die Dicken des Metallbandes. Aufgrund ihrer Anstellbarkeit quer zur Ebene des Metallbandes sind die beanspruchten Längsfeld- und Querfeldinduktoren an den genannten Stellen jeweils optimal auf die individuelle Dicke des Metallbandes anstellbar. Weil die Induktoren, insbesondere die Längsfeldinduktoren, jeweils C-förmig ausgebildet bzw. seitlich offen sind, sind sie zusätzlich auch bei größeren Toleranzen bezüglich des seitlichen Verlaufens des Metallbandes gut einsetzbar.
  • Die oben genannte Aufgabe wird bezüglich der Gieß-Walz-Anlage durch den Gegenstand des Anspruchs 14 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Walzanlage genannten Vorteilen.
  • Zwischen der Gießmaschine und der Walzstraße kann ein Ofen geschaltet sein und vorteilhafterweise kann dann zwecks weiterer Aufheizung ein weiterer Längsfeldinduktor und/oder der Querfeldinduktor zwischen den Ofen und das Vorgerüst geschaltet sein. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des weiteren Längsfeldinduktors zwischen dem Ofen und dem mindestens einen Vorgerüst, auch die Anordnung des Längsfeldinduktors zwischen dem Vorgerüst und dem ersten Gerüst der Fertigwalzstraße und die Anordnung eines Querfeld-Induktors zwischen einzelne Gerüste der Fertigwalzstraße.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Walzanlage und der Gieß-Walz-Anlage sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Weitere allgemeine Aussagen zum Gegenstand der Erfindung:
  • Der Einsatz von geteilten, anstellbaren Induktionsspulen des Längsfeldinduktors eignet sich insbesondere für Dicken des Metallbandes > 6 mm, weil in diesem Dickenbereich der erfindungsgemäße nicht geschlossene Längsfeldinduktor einen besseren Wirkungsgrad bietet als der Querfeldinduktor und/oder der mit Rahmenstruktur ausgebildete geschlossene Längsfeldinduktor. Der erfindungsgemäße geteilte, anstellbare Längsfeldinduktor wird vorzugsweise bei einem Bandtemperaturbereich von > 750°C verwendet. Er eignet sich insbesondere zum Endloswalzen (Definition siehe weiter unten) oder auch zum konventionellen Walzen von Flachprodukten in einer Warmbandstraße. Der Abstand d der Induktorfläche von dem Metallband, d. h. der Abstand zwischen der dem Metallband zugewandten Seite bzw. Fläche einer Induktionsspule zu dem Metallband beträgt während des aktiven Betriebs des Längsfeldinduktors, wie gesagt, vorzugsweise weniger als 20 mm. Beim Anfahren der Anlage oder bei einer Störungsbeseitigung kann ein Sicherheitsabstand der induktionsspulen zum Metallband auch mehr als 100 mm, in Ausnahmefällen auch mehr als 500 mm betragen.
  • Die geteilten, anstellbaren Längs- und auch Querfeldinduktoren werden bevorzugt bei einem Endlos-Gießwalzprozess eingesetzt. Bei dieser Fahrweise sind die Gießanlage und die Walzanlage über den Gießstrang verbunden. Beide Anlagen sind dann gekoppelt und arbeiten mit dem gleichen Massenfluss. Dieser Prozess muss irgendwann gestartet werden und genau dann ist eine Induktionsheizung, die aus geteilten Induktoren (oben, unten) besteht, die anstellbar und seitlich offen sind, besonders vorteilhaft. Diese Bauweise ist auch vorteilhaft beim Anfahr- und Ausfädelprozess oder in einer Störungssituation.
  • Anfahren des Endlos-Gießwalzprozesses unter Verwendung von geteilten, anstellbaren Längsfeldinduktoren:
    • Bei diesem Einfädelvorgang des Bandkopfes ist/sind die teilbaren Längsfeldinduktoren weiter geöffnet oder/und alternativ in Warteposition neben dem Band, weil mit einem Band-Ski oder Bandwellen bzw. -bögen gerechnet werden muss.
    • Nach Passieren des jeweiligen Induktors oder nach Aufbau eines Bandzuges zwischen den zwei Gerüsten oder zwischen einem Gerüst und Treiber werden die geöffneten Induktoren auf den engen Betriebsabstand, d. h. eine enge Arbeitsposition angestellt oder erst in die Walzlinie gebracht und dann angestellt.
    • Erst in Betriebsposition oder nahe der Betriebsposition wird der jeweilige Induktor aktiviert und das Band durch den Induktor geheizt.
    • Bei Verstellung (z. B. Verminderung) der Dicke werden die Induktorpositionen entsprechend nachgefahren (z. B. enger gestellt).
  • Ausfädeln des Brammen- bzw. Bandendes nach dem Gießende oder Abbruch des Endlos-Gießwalzprozesses:
    • Kurz bevor das Bandende das Gerüst vor der jeweiligen Induktorstrecke verlässt und der Bandzug abgebaut wird, wird der teilbare Längsfeldinduktor wieder geöffnet oder/und der Induktor herausgefahren, um auch dort eine Beschädigung oder Berührung der Induktoren zu vermeiden. Diese Fahrweise muss nicht zwangsläufig stattfinden, die Anlage kann aber sicherheitshalber so betrieben werden.
  • Störungsschutz während des Walzvorgangs:
    • Kommt es zu einem Walzunfall oder andere Massenflussstörungen im Filetteil des Bandes so besteht die Gefahr, dass sich ein Bandbogen im Bereich des Induktors bildet und eine Berührung des Bandes am Induktor stattfindet. Auch in diesem Fall wird der geteilte Längsfeldinduktor geöffnet.
    • Zur Störungsbeseitigung wird der Längsfeldinduktor ggf. auch aus der Walzlinie heraufgefahren.
    • Eine eventuelle Berührung des Bandes an dem Induktor wird durch optische oder mechanische Sensoren detektiert. Vorteilhafterweise werden Bewegungssensoren z. B. Beschleunigungsgeber am Längsfeldinduktor oder an einer Längsfeldinduktorgruppe angebracht (oben oder/und ggf. unten). Bei einem Berührungssignal oder Berührungsgefahr wird die Längsfeldinduktionsheizung entsprechend oben, unten oder beidseitig aufgefahren.
  • Obige Fahrweise bzw. Einsatz von anstellbaren Induktoren findet vorzugsweise bei Endlos-Bandgießprozessen insbesondere zwischen zwei Fertiggerüsten statt, die einen Gerüstabstand von 5m bis < 40 m aufweisen und die im Endlosmode betrieben werden.
  • Zur Steuerung der Anfahr- und Ausfädelstrategie beim Endlos-Bandgießprozess wird ein Prozessmodell eingesetzt, welche/welches die Setzung der Walzgerüste und Aktivierung der Induktoren steuert bzw. regelt.
  • Insbesondere werden auch die Bandbereiche unterschiedlicher Bandtemperatur durch die Walzstraße verfolgt und die Auswirkung der Temperaturunterschiede auf die Gerüstbelastung und Gerüstanstellung berücksichtigt. D. h., der kalte Bandkopf wird auf eine höhere Banddicke eingestellt bzw. die Abnahmen begrenzt und so z. B. auch die Gerüstbelastung in zulässigen Grenzen gehalten.
  • Der Erfindung sind neun Figuren beigefügt, wobei
    • Figur 1
    eine Walzanlage mit eingebauten erfindungsgemäßen Induktoren;
    Figur 2
    die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Längsfeldinduktors zwischen dem Vorgerüst und dem ersten Gerüst der Fertigwalzstraße;
    Figur 3
    einen Längsfeldinduktor gemäß der vorliegenden Erfindung;
    Figur 4
    Verfahreinrichtungen für einen Längsfeld- oder Querfeldinduktor senkrecht zur Ebene des Metallbandes sowie einen Induktionswagen zum Verfahren des Längs- oder Querfeldinduktors quer zum Metallband;
    Figur 5
    die Verwendung einer Temperaturmesseinrichtung und Sensoreinrichtungen zum Detektieren einer Unregelmäßigkeit in dem Metallband zum geeigneten Verfahren der Induktoren;
    Figur 6
    eine Gieß-Walz-Anlage mit einem Beispiel für den Einsatz der erfindungsgemäßen Längsfeld- und Querfeldinduktoren;
    Figur 7
    den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen geteilten anstellbaren Längsfeldinduktoren in Abhängigkeit der Banddicke und im Vergleich zu Längsfeldinduktoren mit geschlossener Rahmenstruktur und zu Querfeldinduktoren;
    Figur 8
    einen Längsfeldinduktor mit geschlossener Rahmenstruktur gemäß dem Stand der Technik; und
    Figur 9
    einen Querfeldinduktor gemäß dem Stand der Technik
    zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Walzanlage 400. Sie umfasst ein Vorgerüst 420 sowie eine dem Vorgerüst in Materialflussrichtung nachschaltete Fertigwalzstraße 440 mit den Fertigwalzgerüsten F1 - FN. In Materialflussrichtung R umfasst die Walzanlage 400 hinter der Fertigwalzstraße 440 eine Kühleinrichtung 450 sowie eine Haspeleinrichtung 460.
  • Zwischen dem Vorgerüst 420 und dem ersten Walzgerüst F1 der Fertigwalzstraße 440 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Längsfeld-Induktor 170 angeordnet. Zusätzlich können vor der Fertigwalzstraße und/oder zwischen einzelnen Gerüsten der Fertigwalzstraße 440 Querfeldinduktoren 180 oder weitere Längsfeldinduktoren 170 angeordnet sein.
  • Figur 2 veranschaulicht die Wirkungsweise des Längsfeldinduktors 170: Ohne das Vorhandensein des Längsfeldinduktors 170 würde die Temperatur des Metallbandes in z. B. der konventionellen Walzstraße gemäß der durchgezogenen Linie in Figur 2 vor dem Einlauf in das erste Gerüst F1 der Fertigwalzstraße 440 vom Bandkopf zum Bandende hin stark abfallen. Dies hätte die im allgemeinen Teil der Beschreibung erwähnten Nachteile zur Folge. Vorteilhafterweise bewirkt der erfindungsgemäße Längsfeldinduktor zwischen dem Vorgerüst 420 und dem ersten Gerüst F1 der Fertigwalzstraße 440, dass die Temperatur des Metallbandes 200 vom Bandkopf bis zum Bandende auf hohem Niveau konstant gehalten werden kann, wie dies in Figur 2 durch die horizontale gestrichelte Linie angedeutet ist.
  • Aus dem Vorgerüst kann der Bandkopf mit einem Ski auslaufen. Dieser wird nach dem Stand der Technik vor der Induktionsheizung mit einer Rollenrichtmaschine beseitigt oder vermindert. Gelingt das nicht und ein Ski wird dennoch detektiert, so wird das Vorband zurückgefahren und abgeschoben. Dies ist nachteilig.
  • Ein geteilter, anstellbarer Längsfeldinduktor deren Öffnungsweite vergrößert werden kann (Anheben des oberen Induktor und/oder Absenken des unteren Induktors), kann einen sicheren Transport durch die Induktionsheizstrecke vornehmlich am Kopf gewährleisten. Abhängig davon, ob ein Ski oder Bandbogen detektiert wird oder auch eine Walzstörung austritt oder auch generell ohne Bandformerfassung, wird der Induktorabstand vergrößert. Nach Durchlaufen des Bandkopfes (z. B. skibehaftet) kann dann der Induktor wieder geschlossen und das Vorband geheizt werden. Es kann so auf eine Rollenrichtmaschine oder andere Maßnahmen vor einer geteilten, anstellbaren Längsfeldinduktionsheizung verzichtet werden, wenn an jedem skibehafteten nicht zu heizenden Bandkopf der Induktorspalt vergrößert wird.
  • Figur 3 zeigt den konstruktiven Aufbau des erfindungsgemäßen Längsfeldinduktors 100, 170. Er umfasst eine obere Induktionsspule 110, welche oberhalb des zu erwärmenden Metallbandes 200 angeordnet ist und eine untere Induktionsspule 120, welche unterhalb des zu erwärmenden Metallbandes gegenüberliegend zu der oberen Induktionsspule 110 angeordnet ist. Die beiden Induktionsspulen 110, 120 werden von einer Energieversorgungseinrichtung 130 mit elektrischer Energie, genauer gesagt mit gegenphasigen elektrischen Strömen gespeist. Aufgrund dieses Betriebs der oberen und der unteren Induktionsspule mit gegenphasigen Strömen wirkt der Induktor 100 als Längsfeldinduktor 170. Im Unterschied zu traditionellen Längsfeldinduktoren bietet die in Figur 3 beschriebene Ausbildung des Längsfeldinduktors den Vorteil, dass die obere Induktionsspule 110 und die untere Induktionsspule 120 unabhängig voneinander vertikal verschiebbar sind, so dass der Abstand der oberen Induktionsspule zur Oberseite des Metallbandes 200 und der Abstand der unteren Induktionsspule 120 zur Unterseite des Metallbandes 200 individuell in gewünschter Weise und in Abhängigkeit der Dicke des Metallbandes 200 eingestellt werden können.
  • Figur 4 veranschaulicht, dass der oberen Induktionsspule 110 typischerweise ein oberer Kondensator 115 zugeordnet ist, wobei die obere Induktionsspule und der obere Kondensator 115 zu einem oberen Teilschwingkreis verschaltet sind. Analog ist die untere Induktionsspule mit einem zugeordneten Kondensator 125 zu einem unteren Teilschwingkreis verschaltet. Dem oberen Teilschwingkreis ist eine obere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung 140 zugeordnet zum Verfahren des oberen Teilschwingkreises oder zumindest der oberen Spule 110 senkrecht zu der von dem Metallband 200 ausgebildeten Ebene. Analog ist dem unteren Teilschwingkreis eine untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung 150 zugeordnet zum Verfahren des unteren Teilschwingkreises oder zumindest der unteren Induktionsspule 120 senkrecht zu der von dem Metallband 200 aufgespannten Ebene.
  • Die obere und die untere Induktionsspule 110, 120 des Längsfeldinduktors 100, 170 oder deren Gehäuse sind, wie in Figur 4 gezeigt, C-förmig ausgebildet zum Querverfahren des Induktors mit Hilfe des Induktorwagens 142 oder einem ähnlichen Querverfahrmechanismus in die oder aus der Linie des Metallbandes 200. Die Linie entspricht der Materialflussrichtung R, welche in Figur 4 in die Zeichenebene hinein oder aus dieser heraus gerichtet ist.
  • Wie bereits oben unter Bezugnahme auf Figur 1 erwähnt, kann die Walzanlage 400 zusätzlich zu dem mindestens einen Längsfeldinduktor 100, 170 zwischen dem Vorgerüst 120 und dem ersten Gerüst F1 der Fertigwalzstraße 440 einen Querfeldinduktor 180 aufweisen. Der Querfeldinduktor ist in bekannter Weise, wie oben im Stand der Technik unter Bezugnahme auf Figur 9 beschrieben, ausgebildet. Die oben mit Bezug auf den Längsfeldinduktor 100, 170 beschriebene Anordnung gemäß Figur 4 gilt gleichermaßen auch für den Querfeldinduktor 180. Konkret umfasst der Querfeldinduktor 180 eine der Oberseite des Metallbandes 200 zugeordnete obere Querfeldinduktorspule 182 und eine der Unterseite des Metallbandes 200 zugeordnete untere Querfeldinduktorspule 184. Auch den Querfeldinduktorspulen 182, 184 können Kondensatoren 115, 125 zugeordnet sein, welche zusammen mit den Induktorspulen jeweils Teilschwingkreise ausbilden. Es ist eine obere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung 186 vorgesehen zum Verfahren der oberen Querfeldinduktorspule 182 bzw. des oberen Querfeldinduktor-Teilschwingkreises senkrecht zu der von dem Metallband aufgespannten Ebene. Gleichermaßen ist eine untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung 188 vorgesehen zum Verfahren der unteren Querfeldinduktorspule 184 bzw. des unteren Querfeldinduktor-Teilschwingkreises ebenfalls senkrecht zu der von dem Metallband aufgespannten Ebene.
  • Die obere und untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung 186, 188 und/oder die obere und untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung 140, 150 können eine bauliche Einheit bilden. Dieser baulichen Einheit ist vorzugsweise ein Induktorwagen 142 zugeordnet zum Verfahren des Längsfeldinduktors und/oder des Querfeldinduktors quer zur Längsrichtung des Metallbandes aus der Linie des Metallbandes heraus oder in die Linie des Metallbandes 200 hinein.
  • Die Querfeldinduktor-Verfahreinrichtungen 186, 188 und/oder die Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtungen 140, 150 oder der Induktorwagen 142 werden von einer Steuereinrichtung 187 angesteuert; siehe Figur 4.
  • Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf das Metallband 200. Zu erkennen ist eine Temperatur-Messeinrichtung 190 und ggf. 550 zum Erfassen der Verteilung der Temperatur über dessen Breite. Die Temperatur-Messeinrichtung 190 ist vorzugsweise hinter dem letzten Walzgerüst FN der Fertigwalzstraße 440 angeordnet. Die gemessene Temperaturverteilung wird als Eingangsgröße der Steuereinrichtung 187 zugeführt, damit diese im Ansprechen auf die Temperaturverteilung die obere und/oder die untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung 140, 150 und/oder die obere und/oder die untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung 186, 188 und/oder den Induktorwagen 142 geeignet ansteuert. Geeignet heißt in diesem Fall, dass der Induktor 100, d. h. der Längsfeldinduktor 170 oder der Querfeldinduktor 180 im Ansprechen auf den notwendigen Energieeintrag und auf die gemessene Temperatur-Verteilung so positioniert wird, dass die Differenz zwischen der gemessenen Temperaturverteilung hinter der Fertigwalzstraße 440 und einer vorgegebenen Solltemperaturverteilung an gleicher Position über der Materialbreite minimal wird. Durch Berücksichtigung der Effekte an den Induktoren und in der Walzstraße können die Eigenschaften des Fertigproduktes über der Breite optimal eingestellt werden.
  • Für die geeignete Ansteuerung der Induktoren (Leistungen, Induktoranstellungen) mit Hilfe eines Prozessmodells wird auch optional die Eingangstemperaturverteilung 550 berücksichtig.
  • Weiterhin kann eine Sensoreinrichtung 195 vorgesehen sein zum Detektieren einer Unregelmäßigkeit in dem Metallband 200, wie einem Ski z. B. am Kopf des Metallbandes, einer Welle oder einem Bogen in dem Metallband oder einer sonstigen Störung des Walzprozesses. Die Sensoreinrichtung 187 ist dann im Ansprechen auf ein Signal der Sensoreinrichtung, welches die Unregelmäßigkeit repräsentiert, ausgebildet zum Ansteuern der Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtungen 140, 150 und/oder der Querfeldinduktor-Verfahreinrichtungen 186, 188 oder des Induktorwagens 142 derart, dass der Abstand d der Induktorspulen von der Oberseite/Unterseite des Metallbandes im Bereich der Unregelmäßigkeit geeignet geändert wird und/oder die Induktoren aus der Linie des Metallbandes heraus verfahren werden.
  • Weiterhin kann zumindest ein Berührungssensor 198 vorgesehen sein, z. B. in Form eines Bewegungssensors oder eines Beschleunigungsgebers zum Detektieren einer Berührung des Längsfeldinduktor 170 und/oder den Querfeldinduktor 180 durch das Metallband 200. Die Steuereinrichtung 187 ist dann im Ansprechen auf ein Signal des Berührungssensors, welches die eventuelle Berührung repräsentiert, ausgebildet zum Ansteuern der Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtungen 140, 150 und/oder der Querfeldinduktor-Verfahreinrichtungen 186, 188 und/oder des Induktorwagens 142 derart, dass der Längsfeldinduktor 100, 170 und/oder der Querfeldinduktor 180 bei Berührung des Metallbandes 200 in Dickenrichtung geöffnet und/oder seitlich aus der Linie herausgefahren wird.
  • Figur 6 zeigt die erfindungsgemäße Gieß-Walz-Anlage 500. Sie umfasst eine Gießmaschine 300 zum Erzeugen des Metallbandes 200 sowie die bereits beschriebene, der Gießmaschine 300 in Materialflussrichtung R nachgeschaltete Walzanlage 400. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist zwischen die Gießmaschine 300 und die Walzstraße 400 ein Ofen 350 geschaltet. Die Walzanlage 400 weist, wie oben bereits beschrieben, zwischen dem mindestens einen Vorgerüst 420 und dem ersten Gerüst F1 der Fertigwalzstraße 440 einen erfindungsgemäßen Längsfeldinduktor 170 und/oder Querfeldinduktor 180 auf.
  • Zwischen den Ofen 350 und dem mindestens einem Vorgerüst 420 kann ein weiterer Längsfeldinduktor 170 und/oder der Querfeldinduktor 180 geschaltet sein.
  • Konkret kann auch der weitere Längsfeldinduktor 170 zwischen den Ofen 350 und dem Vorgerüst geschaltet sein und kann der Querfeldinduktor 180 zwischen einzelne der Fertigwalzgerüste der Fertigwalzstraße geschaltet sein.
  • Figur 7 veranschaulicht das bevorzugte Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen geteilten Längsfeldinduktors ohne Rahmenstruktur, d. h. mit individuell senkrecht zur Ebene des Metallbandes anstellbarer oberer und unterer Induktionsspule. Die gestrichelten Linien zeigen den Verlauf des elektrischen Wirkungsgrades für einen Längsfeldinduktor mit geschlossenem Induktorrahmen, dessen obere und untere Induktionsspule nicht an die jeweiligen Dickenverhältnisse des Metallbandes anpassbar sind. Die strichpunktierte Linie zeigt den Verlauf des Wirkungsgrades für einen Querfeldinduktor und die beiden durchgezogenen Linien zeigen den Verlauf des elektrischen Wirkungsgrades in Abhängigkeit der Banddicke für einen Längsfeldinduktor mit vorteilhafterweise individuell anstellbarer oberer und/oder unterer Induktionsspule in Abhängigkeit der Banddicke. Sowohl die gestrichelten Linien für den geschlossenen Längsfeldinduktor wie auch die durchgezogenen Linien für den geteilt anstellbaren Längsfeldinduktor sind jeweils für zwei verschiedene Frequenzen fj fi, fm und fn angegeben, wobei die verschiedenen Frequenzen jeweils optimal im Hinblick auf die Banddicken-Einsatzbereiche gewählt werden. Allgemein veranschaulicht das Diagramm gemäß Figur 7, dass der elektrische Wirkungsgrad besonders hoch ist bei der Verwendung von Querfeldinduktoren (strichpunktierte Linie) für Banddicken < 6 mm. Im Unterschied dazu ist für Banddicken von z. B. 100 mm der Wirkungsgrad besonders groß bei der Verwendung von Längsfeldinduktoren, wobei es dann egal ist, ob geteilte anstellbare Längsfeldinduktoren oder geschlossene Längsfeldinduktoren verwendet werden. Unabhängig davon ist zu erkennen, dass für mittlere Banddicken zwischen ca. 6 und z. B. 100 mm die Verwendung von Längsfeldinduktoren mit individuell anstellbarer oberer und unterer Induktionsspule (durchgezogene Linien) elektrisch besonders effektiv ist; siehe den senkrecht schraffierten Bereich in Figur 7.
  • Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes mit einer erfindungsgemäßen Walzanlage 400 oder einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Anlage 500. Die Walzanlage und die Gieß-Walz-Anlage umfassen jeweils mindestens einen Längsfeldinduktor 170 sowie optional zusätzlich mindestens einen Querfeldinduktor 180. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass der Abstand d der oberen und unteren anstellbaren Induktorspulen des Längsfeldinduktors oder des Querfeldinduktors während des Walzens des Filets des Metallbandes 200 in Abhängigkeit der jeweiligen Dicke des Metallbandes auf einen geeigneten Betriebsabstand d < 60 mm eingestellt wird. Dieser Betriebsabstand wird während des Walzens des Filets vorzugsweise auf einem Abstand von d < 20 mm konstant gehalten. Vorteilhaft hat sich ein minimaler Abstand von 15 mm gezeigt.
  • Die obere und/oder die untere anstellbare Induktorspule des Längsfeldinduktors und gegebenenfalls auch die des Querfeldinduktors werden während des Einfädelvorgangs des Kopfes des Metallbandes in ein Walzgerüst entweder auf einen vordefinierten Sicherheitsabstand aufgefahren oder nach außerhalb der Bandlinie verfahren. Erst nach Abschluss des Einfädelvorgangs werden die Induktionsspulen, gleichbedeutend mit Induktorspulen, auf den jeweils geeigneten Betriebsabstand eingestellt. Erst wenn der jeweils gewünschte Betriebsabstand d zu dem Metallband erreicht ist oder dem nahe kommt, werden die Induktoren 100, 170, 180 aktiviert, d. h. mit elektrischer Energie beaufschlagt. Die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung 130 ist ausgebildet zum Versorgen aller elektronischer Komponenten, d. h. insbesondere der Induktionsspulen und der Verfahreinrichtungen und des Induktorwagens mit elektrischer Energie.
  • Die oberen und unteren Induktionsspulen 110, 120, 184, 186 des Längsfeldinduktors 170 und/oder des Querfeldinduktors 180 werden wieder auf den vordefinierten Sicherheitsabstand aufgefahren z. B. kurz bevor das Ende des Metallbandes 200 ein Walzgerüst vor dem jeweiligen Längsfeldinduktor oder Querfeldinduktor verlässt oder wenn ein zuvor bestehender Bandzug abgebaut wird oder wenn ein Walzunfall passiert war oder bei einer anderen Störung des Massenflusses. Alternativ zum Auffahren auf den vordefinierten Sicherheitsabstand können die Induktionsspulen auch aus der Linie des Metallbandes herausgefahren werden.
  • Die Gieß-Walz-Anlage wird vorzugsweise in einem Endlosmode und/oder in einem Semi-Endlosmode betrieben. Eine Definition des "Endlosmode" ist oben im allgemeinen Teil der Beschreibung gegeben. Der Begriff "Semi-Endlosmode" meint ein Gießen einer langen Bramme, die Platz in dem Ofen 350 findet, und ein anschließendes Walzen und Trennen der Bänder vor dem Haspel zu einigen Coils. Je nach Länge des Ofens werden z. B. 5 verbundene Brammen nacheinander kontinuierlich gewalzt (ähnlich wie Endlos) und erst hinter der Fertigstraße mit der Schere geteilt und zu z. B. 5 Einzelcoils gewickelt.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Induktor
    110
    obere Längsfeld-Induktorspule
    115
    obere Kondensatoren
    120
    untere Längsfeld-Induktorspule
    125
    untere Kondensatoren
    130
    Energieversorgungseinrichtung
    140
    obere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung
    142
    Induktorwagen
    150
    untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung
    170
    Längsfeldinduktor
    180
    Querfeldinduktor
    182
    obere Querfeldinduktorspule
    184
    untere Querfeldinduktorspule
    186
    obere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung
    187
    Steuereinrichtung
    188
    untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung
    190
    Temperatur-Messeinrichtung
    195
    Sensoreinrichtung
    198
    Berührungssensor
    200
    Metallband
    300
    Gießmaschine
    350
    Ofen
    400
    Walzanlage
    420
    Vorgerüst
    430
    Trenneinrichtung
    440
    Fertigwalzstraße
    450
    Kühleinrichtung
    460
    Haspeleinrichtung
    500
    Gieß-Walz-Anlage
    550
    Temperatur-Messeinrichtung
    F1
    Zweites Walzgerüst = erstes Fertigwalzgerüst
    F1-Fn:
    Fertigwalzgerüst
    d
    Abstand
    R
    Materialflussrichtung
    ΔH
    Variation der Metallbanddicke

Claims (16)

  1. Walzanlage (400) mit
    mindestens einem ersten Walzgerüst (420) in Form eines Vorgerüstes und einem zweiten Walzgerüst in Form eines ersten Walzgerüstes aus einer Mehrzahl von Walzgerüsten einer Fertigwalzstraße;
    mindestens einem zwischen dem ersten und dem zweiten Walzgerüst angeordneten Längsfeld-Induktor (100, 170) zum Erwärmen von einem durch den Induktor bewegten Metallband (200), wobei der Längsfeld-Induktor eine obere Induktionsspule (110), welche oberhalb des zu erwärmenden Metallbandes (200) angeordnet ist, und eine untere Induktionsspule (120), welche unterhalb des zu erwärmenden Metallbandes gegenüberliegend zu der oberen Induktionsspule angeordnet ist, aufweist und wobei der Längsfeld-Induktor geteilt und seitlich offen ausgebildet ist;
    einer oberen Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140) zum Verfahren der oberen Induktionsspule (110) senkrecht zur Oberseite des Metallbandes (200) oder/und einer unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (150) zum Verfahren der unteren Induktionsspule (120) senkrecht zur Unterseite des Metallbandes (200);
    einer Steuereinrichtung (187) zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140, 150); und
    einer Energieversorgungseinrichtung (130) zum Versorgen der oberen und der unteren Induktionsspule des Längsfeld-Induktors (100, 170) mit elektrischer Energie so, dass sie mit gegenphasigen elektrischen Strömen betrieben werden;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstand (d) der oberen Induktionsspule (110) von der Oberseite des Metallbandes und/oder der Abstand d der unteren Induktionsspule (120) von der Unterseite des Metallbandes in einer Arbeitsposition d<60mm, bevorzugt d<20mm beträgt;
    dass eine Temperatur-Messeinrichtung (190) vorgesehen ist zum Erfassen der Verteilung der Temperatur des Metallbandes über seiner Breite;
    dass die Temperatur-Messeinrichtung vorzugsweise hinter dem letzten Walzgerüst der Fertigwalzstraße angeordnet ist; und
    dass die Steuereinrichtung (187) ausgebildet ist zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140, 150) so, dass der Längsfeldinduktor (100) oder ein weiterer Längsfeldinduktor (170) im Ansprechen auf die gemessene Temperatur-Verteilung so positionierbar ist, dass die Differenz zwischen der gemessenen Temperaturverteilung und einer vorgegebenen Solltemperaturverteilung über der Metallbandbreite minimal wird;
    dass eine Sensoreinrichtung (195) vorgesehen ist zum Detektieren einer Unregelmäßigkeit in dem Metallband, wie einem Ski am Kopf des Metallbandes, einer Welle oder einem Bogen in dem Metallband, oder einer sonstigen Störung des Walzprozesses; und
    dass die Steuereinrichtung (187) ausgebildet ist zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140, 150) derart, das der Abstand (d) der Induktorspulen von der Oberseite/Unterseite des Metallbandes im Bereich der Unregelmäßigkeit geeignet geändert wird oder/und die Induktoren aus der Linie des Metallbandes heraus verfahren werden.
  2. Walzanlage (400) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Energieversorgungseinrichtung (130) obere Kondensatoren (115) aufweist, welche mit der oberen Induktionsspule (110) zu einem oberen Teilschwingkreis verschaltet sind, und untere Kondensatoren (125) aufweist, welche mit der unteren Induktionsspule (120) zu einem unteren Teilschwingkreis verschaltet sind; und
    dass die obere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140) ausgebildet ist zum Verfahren des oberen Teilschwingkreises senkrecht zur Oberseite des Metallbandes oder/und dass die untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (150) ausgebildet ist zum Verfahren der unteren Induktionsspule (120) senkrecht zur Unterseite des Metallbandes (200).
  3. Walzanlage (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die obere und die untere Induktionsspule (110, 120) des Längsfeldinduktors (100) oder deren Gehäuse C-förmig ausgebildet sind zum Querverfahren des Längsfeldinduktors in die und aus der Linie des Metallbandes (200).
  4. Walzanlage (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere und die untere Induktionsspule (110, 120) jeweils aus einer einzigen Windung oder aus einer Mehrzahl von parallel und vorzugsweise über Kreuz geschalteten Teilwindungen gebildet sind.
  5. Walzanlage nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Energieversorgungseinrichtung (130) ausgebildet ist, die Induktionsspulen (110, 120) und die Teilschwingkreise - je nach Dicke des Metallbandes - mit Strom- oder Spannungs-Frequenzen zwischen 2kHz und 30kHz zu betreiben.
  6. Walzanlage nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl der Teilwindungen pro Induktionsspule - je nach Frequenzzwischen 3 und 15 liegt.
  7. Walzanlage (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    weiterhin gekennzeichnet durch
    mindestens einen Querfeldinduktor (180), welcher zusätzlich zu dem mindestens einen Längsfeldinduktor in der Walzanlage betreibbar ist.
  8. Walzanlage (400) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Querfeldinduktor (180) einen oberen der Oberseite des Metallbandes zugeordneten Querfeldinduktor-Teilschwingkreis mit einem Kondensator (115) und einer Querfeldinduktorspule (182) und einen unteren der Unterseite des Metallbandes zugeordneten Querfeldinduktor-Teilschwingkreis mit einem Kondensator 125 und einer Querfeldinduktorspule (184) aufweist; und dass eine obere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung (186) vorgesehen ist zum Verfahren des oberen Querfeldinduktor-Teilschwingkreises und eine untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung (188) vorgesehen ist zum Verfahren des unteren Querfeldinduktor-Teilschwingkreises, jeweils senkrecht zu der von dem Metallband (200) aufgespannten Ebene.
  9. Walzanlage (400) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere und untere Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung (186,188) und/oder die obere und untere Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140, 150) eine bauliche Einheit bilden.
  10. Walzanlage (400) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die bauliche Einheit einen Induktorwagen (142) aufweist zum Verfahren des Längsfeldinduktors und/oder des Querfeldinduktors quer zur Längsrichtung des Metallbandes aus der Linie oder in die Linie des Metallbandes (200).
  11. Walzanlage (400) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Steuereinrichtung (187) vorgesehen ist zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung (186, 188) oder des Induktorwagens (142).
  12. Walzanlage (400) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens ein Berührungssensor (198) vorgesehen ist, zum Beispiel in Form eines Bewegungssensors oder eines Beschleunigungsgebers, zum Detektieren einer Berührung des Längsfeld-Induktors (170) oder/und des Querfeldinduktors (180) durch das Metallband 200; und
    die Steuereinrichtung (187) ausgebildet ist zum Ansteuern der oberen und/oder unteren Längsfeldinduktor-Verfahreinrichtung (140, 150) und/oder der oberen und/oder unteren Querfeldinduktor-Verfahreinrichtung (186, 188) und/oder des Induktorwagens (142) derart, dass der Längsfeld-Induktor (100) oder/und der Querfeldinduktor (180) bei Berührung des Metallbandes (200) in Dickenrichtung geöffnet oder/und seitlich aus der Linie herausgefahren wird.
  13. Walzanlage (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüchr 7 - 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein weiterer Längsfeldinduktor (170) und/ oder der Querfeldinduktor (180) zwischen einzelne Walzgerüste der Fertigwalzstraße geschaltet ist.
  14. Gieß-Walz-Anlage (500) mit
    einer Gießmaschine (300) zum Erzeugen eines Metallbandes (200); gekennzeichnet durch
    eine der Gießmaschine in Materialflussrichtung nachgeschaltete Walzanlage (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 13.
  15. Gieß-Walz-Anlage (500) nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen die Gießmaschine (300) und die Walzstraße (400) ein Ofen (350) geschaltet ist; und
    dass mindestens ein weiterer Längsfeldinduktor (170) und/ oder mindestens ein Querfeldinduktor (180) zwischen den Ofen (350) und das Vorgerüst (420) geschaltet ist.
  16. Gieß-Walz-Anlage (500) nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der geteilte, in Dickenrichtung des Metallbandes anstellbare mindestens eine weitere Längsfeld-Induktor (170) zwischen den Ofen (350) und das Vorgerüst und der mindestens eine Querfeld-Induktor (180) zwischen einzelne der Fertigwalzgerüste (440-n) geschaltet ist.
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