EP3558563A1 - Verfahren zur endlosen herstellung eines aufgewickelten warmbands in einer giess-walz-verbundanlage, verfahren zum anfahren einer giess-walz-verbundanlage und giess-walz-verbundanlage - Google Patents

Verfahren zur endlosen herstellung eines aufgewickelten warmbands in einer giess-walz-verbundanlage, verfahren zum anfahren einer giess-walz-verbundanlage und giess-walz-verbundanlage

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EP3558563A1
EP3558563A1 EP17826509.6A EP17826509A EP3558563A1 EP 3558563 A1 EP3558563 A1 EP 3558563A1 EP 17826509 A EP17826509 A EP 17826509A EP 3558563 A1 EP3558563 A1 EP 3558563A1
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EP
European Patent Office
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rolling
strand
thin slab
hot strip
cooling
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EP17826509.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3558563C0 (de
EP3558563B1 (de
Inventor
Bernd Linzer
Roman Winkler
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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Publication of EP3558563B1 publication Critical patent/EP3558563B1/de
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    • 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
    • C21D8/021—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular fabrication or treatment of ingot or slab
    • C21D8/0215—Rapid solidification; Thin strip casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • 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
    • B21B1/463—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 in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/22—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for rolling metal immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling of steel
    • 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
    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of cast-rolling compound plants. These are plants in a continuous casting plant for the continuous production of a steel strand with a slab format, e.g. Thin or
  • the invention relates to endlessly operated cast-rolled composite plants in which the casting plant as a
  • Thin slab continuous casting machine is formed (English TSER Thin S_lab Endless Rolling). In the process, the continuously produced in the continuous slab caster is endless
  • Two-roll strip casters with a downstream rolling mill are also known from the prior art. Although a two-roll strip caster is very compact and produces a strip immediately, this technology has not been able to prevail until now, since in particular medium to higher alloyed steel grades can not be reliably produced.
  • a cast-rolling composite plant for producing a steel strip in which between the continuous casting machine and the hot rolling mill, a milling machine 4 for milling a thin slab strand 3 is arranged.
  • the mass flow of the continuous casting machine can be between 0.28 and 0.39 m 2 / min. Since the thin slab or the pre-strip is (intermediate) heated before the finish rolling, the hot rolling does not take place exclusively from the casting heat.
  • WO 2007/054237 Al also discloses a cast-rolled composite installation for producing a steel strip.
  • Mass flow of the system can be 0.441 m 2 / min. Since the pre-strip is preheated before the finish rolling, the hot rolling does not take place exclusively from the casting heat.
  • the hot strip can be finish-rolled from the casting heat of the thin slab strand in the austenitic state.
  • this concept requires very high casting speeds, eg, with a slab thickness of 50 mm, a casting speed of about 10 m / min.
  • Casting speeds v c > 6 m / min are problematic because the reliability of the continuous casting machine decreases significantly. Attempting to achieve the specified specific throughput by using relatively thick slabs, for example, with a slab thickness of 100 mm by a casting speed of about 5 m / min, this leads to reliable conditions in the continuous casting, but the mill has many scaffolding (high CAPEX) to produce a hot strip with a thickness ⁇ 10 mm can. In the practical
  • Pre-rolled Vorband typically has to be reheated after 3 or 4 rolling passes.
  • today's cast-and-roll compound plants are usually operated at a casting speed of 5, 6 or 7 m / min and the pre-strip is reheated in an induction furnace. Due to the
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method for the endless production of a hot strip of steel in a cast-roll compound plant and a compact, favorable cast-rolling compound of the type mentioned, with which high quality hot strip of various
  • This task is through a process of endless
  • Thin slab strand Thin slab strand, a rolling mill with several rolling stands for hot rolling of the thin slab strand to the hot strip, a cooling section for cooling the hot strip, a pair of scissors for Cross-cutting the hot strip and a winding device for winding the hot strip, comprising the steps:
  • Thin slab strand wherein the thin slab strand at the exit from the continuous casting mold has a liquid core, a thickness of 45 to 70 mm, preferably 55 to 65 mm, and a width of 900 to 2300 mm, preferably 1100 to 1900 mm;
  • Thin slab strand exclusively from its casting heat out by at least three, preferably by three to five,
  • rolling passes is rolled to the hot strip with a thickness of 2.5 to 10 mm and the last roll pass is made in the austenitic temperature range of the steel;
  • the aforementioned continuous casting mold is designed either straight or arcuate. However, a straight-through mold is preferred because impurities in the molten steel can be taken up by the casting powder and thus the internal quality of the thin slab strand is improved.
  • Continuous casting mold has a thickness of 45 to 70 mm, preferably 55 to 65 mm, and a width of 900 to 2300 mm, preferably 1100 to 1900 mm.
  • Thickness reduction can be advantageous in the case of liquid (so-called liquid core redcution) or partially liquid core (so-called soft core redcution) of the
  • Thin slab strand is reduced in thickness after reduction without being previously descaled or heated, i. exclusively from its casting heat, in the rolling mill through
  • the hot strip is rolled at least three, more preferably by four, rolling passes to the hot strip with a thickness of 2.5 to 10 mm, wherein the last rolling pass takes place in the austenitic temperature range of the steel.
  • the hot strip on an austenitic structure.
  • the hot strip is cooled in the cooling section, transversely divided by the scissors and in the
  • Thin slab strand is continuously cooled, taking into account a target position of the sump tip in the strand guide, regulated, so that the actual position of the sump tip of the Target position corresponds as possible.
  • the actual position of the sump tip lies in the last third of the arcuate region of the strand guide or in the horizontal outlet region of the strand guide.
  • the temperature of the hot strip at the last pass can be accurately adjusted when the actual temperature Ti actual of the hot strip after the last pass in the rolling line and before cooling in the cooling section is measured and the cooling of the thin slab strand in the strand guide and / or the casting speed v c is set regulated, so that the actual temperature Ti Ist a setpoint temperature ison as possible corresponds.
  • the coiling temperature of the hot strip can be set exactly when the actual temperature T 2 i s t of the endless hot strip is measured after cooling in the cooling section and
  • Cooling nozzles of the cooling section are controlled temperature-controlled, so that the actual temperature T 2 i s t a setpoint temperature T 2 soii corresponds as possible.
  • Thin slab strand Thin slab strand, a rolling mill having a plurality of rolling stands for hot rolling the thin slab strand to the hot strip, a cooling section for cooling the hot strip, a scissors for cutting the hot strip and a winding device for winding the hot strip, the following steps are carried out:
  • the cold strand preferably passes through the winding device and in
  • Transport direction is stored behind the winding device
  • the cold strand is either in the transport direction
  • a thin slab strand is formed in the continuous casting mold, which is welded to the head of the cold strand.
  • the cold strand including the subsequent thin slab strand is then pulled out of the mold and in the
  • Cold strand is accelerated by powered roller table rollers and stored in the transport direction behind the winding device on the roller table. At least the unrolled thin slab strand is then by the scissors in a
  • Strand engageable strand guide rollers is reduced in thickness.
  • the rolling stands are set to the thin slab strand, so that the thin slab strand is rolled into a hot strip, the hot strip is then cooled, transversely divided and wound up.
  • a simple, extremely compact and inexpensive cast-rolled composite plant for the production of a hot strip made of steel has:
  • a continuous casting machine which is a continuous casting mold for the continuous production of a thin slab strand, which at the exit from the continuous casting mold a liquid core, a thickness of 45 to 70 mm and a width of 900 to 2300 mm, and a strand guide for supporting, guiding and reducing the thickness of the thin slab strand with a
  • Rolling mill arranged at a continuous casting plant has at least three, preferably three to five, more preferably exactly four, rolling stands, wherein the hot rolling of the
  • Thin slab strand exclusively from its casting heat out a hot strip is produced with a thickness of 2.5 to 10 mm and the last roll pass in the austenitic temperature range;
  • the rolling train Since the rolling train is located immediately after the continuous casting plant, neither a heater nor a descaler is arranged between the end of the continuous casting plant and the first rolling stand of the rolling train. Thus, the thin slab strand enters after the continuous casting with high surface and core temperature in the rolling mill and is there
  • Arc radius R from 4.5 to 6.5 m, preferably 5 to 6 m.
  • Thin slab strand has movable spray nozzles.
  • a lifting device is arranged between the pair of scissors and a pair of drive rollers, wherein the hot strip can be clamped by the drive rollers and the hot strip can be lifted by the lifting device, whereby the hot strip can be pulled away from the scissors.
  • the hot strip is first separated by the shears, then the hot strip lying behind the shears in the direction of transport is clamped by driver rolls and lifted by the lifting device. This will make the hot strip of the scissors
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a casting-rolling composite plant
  • FIG. 2 shows a representation of the continuous casting plant from FIG. 1
  • FIG. 5 shows an illustration of a temperature profile during the production according to the invention of a thin, hot-rolled finished strip in a cast roll mill
  • 6a and 6b each show a representation of a front view of a lifting device in a non-raised and a
  • FIG. 1 schematically shows a cast-rolled composite plant according to the invention for producing a hot-rolled hot strip of steel.
  • the pretreated by a vacuum treatment liquid steel with a hydrogen content -S 1 ppm is in pans to the ladle turret (in Fig 2 top left hinged in the pan turret pan 8 is shown) of the continuous casting 1 and transported there via a
  • Casting 9 poured into the formed as a funnel mold continuous mold 2.
  • a thin slab strand is formed with a thin strand shell having a thickness of 55 mm and a width of 1700 mm
  • the partially solidified thin slab strand is continuously drawn out of the continuous casting mold 2 and supported in the following strand guide 4, guided and by Spray nozzles (see Figure 4, reference numeral 19) a
  • the strand guide 4 has a vertical portion 4a, an arcuate portion 4b with a plurality of strand guide segments, and a
  • Strand guide segment 6 has in each case a plurality of strand guide rollers that can be hydraulically attached to the thin slab strand 3, as a result of which the thin slab strand 3 is reduced to a thickness of 45 mm.
  • the thin slab strand 3 preferably has a liquid core 5 (in what is known as a liquid core reduction) or a partially liquid core.
  • Control device 20 of the continuous casting 1 such
  • the reduced thickness, solidified, not descaled and endless thin slab strand 3 is immediately after the
  • the hot strip is then cooled by a cooling section 16 to winding temperature, cut by the scissors 17 and wound up by one of the winding devices 18 into coils.
  • the hot strip section lying behind the shears 17 in the direction of transport is clamped by drive rollers (for example a pair of drive rollers 18a of the winding devices 18) and the foot of the hot strip section by the lifting device
  • FIG. 2 shows further details of the continuous casting plant 1
  • FIG. 3 shows the vertical section 4a
  • arcuate portion 4b and the horizontal portion 4c of the strand guide 4 of the continuous casting 1 closer. Due to the straight through mold 2 and the vertical section 4a, inclusions in the molten steel accumulate on the meniscus, these are taken up by the casting powder and used in the form of casting slag for strand lubrication.
  • the radius R of the arcuate strand guide 4b is shown in FIG. 3 and is approximately 5 m in the continuous casting plant according to the invention.
  • the thin slab strand 3 occurs immediately (i.e.
  • the figure shows how a thin slab strand 3 with a liquid core. 5 the continuous casting mold 2 leaves and is reduced in thickness in the strand guide 4. The reduced thickness thin slab strand 3 is driven by one as a pair of
  • Control device 20 controlled or regulated set.
  • a width-adjustable secondary cooling in the strand guide 4 is shown.
  • the spray nozzles 19 are connected via spray nozzle holder 21, 21 ⁇ with a linear drive 22, which shifts the spray nozzles 19 in the axial direction of the linear drive 22.
  • the central spray nozzle 19 can either fixed or as
  • Continuous mold 2 of the continuous casting 1 is a
  • partially solidified thin slab strand 3 having a thickness of 55 mm and a width of 1700 mm formed and reduced by a liquid core reduction to a solidified thin slab strand 3 with a thickness of 45 mm thickness.
  • the solidified thin slab strand 3 is supplied without being descaled to a rolling train 14 and reduced there by four rolling stands F1 to F4 to a thickness of 3.2 mm.
  • FIG. 6a shows the lifting device 10 from FIG. 1 in a non-lifted state and in a raised state in FIG. 6b.
  • all the underlying roller table rollers - including the two liftable lifting rollers 13 - form a horizontal roller table 12. If, as in the
  • FIGS. 7a to 7e show schematically the
  • FIG. 7a shows the cast-rolled composite plant before
  • the continuous casting mold 2 is sealed in a fluid-tight manner by a cold strand 30 which comprises a cold strand head 31 and a link chain 32.
  • a cold strand 30 which comprises a cold strand head 31 and a link chain 32.
  • the continuous casting 1 of the dummy strand 30 th pulled out by the driver rollers 18a in the transport direction T from the cooled continuous mold 2.
  • the cold strand head 31 welded to the subsequent thin slab strand 3 (see Figure 7b), wherein the Dünnbrammen- strand 3 of the strand guide 4 (usually strand guide rollers of a strand guide segment 6) supported, guided and further cooled by a secondary cooling.
  • Thin slab strand 3 is, are the rolling stands F1 ... F4 of the rolling train 14 in a driven-up state, so that the cold strand 30, the rolling train 14 can pass through unrolled. This will damage the work rolls of the
  • the cold strand 30 has already passed the rolling train 14 and the cooling section 16 and was cut off from the thin slab strand 3 by the scissors 17.
  • the cold strand 30 was separated from the scissors 17 by driven rollers 33 and driver rollers.
  • the cold strand 30 has been deposited on a roller table 12 by driven rollers 33 behind the drive rollers 18a of the winding device 18.
  • the cold strand 30 has been deposited on a roller table 12 by driven rollers 33 behind the drive rollers 18a of the winding device 18.
  • Wedge piece 34 are chopped by the scissors 17 and the chopped material from the roller table 12 between the scissors 17 and the winding device 18 aus. By pushing the shredded material in the horizontal direction across the
  • Roll stand Fl is employed on the thickness-reduced thin slab strand 3.
  • the rolling stands F2 to F4 are still passed unrolled.
  • the thickness-reduced thin slab strand 3 is rolled into a hot strip 15 with a thickness between 2.5 and 10 mm.
  • the hot strip 15 is cooled in the cooling section 16, then transversely split on bundle length or weight of the scissors 17 and wound up in the winding device 18 into coils.
  • the plant according to the invention is considerably simpler, since it can be used, for example. only a single pair of scissors 17 needed and gets along completely without Entzunderer. In addition, the start-up of the cast-rolling composite plant is much easier. Nevertheless, the manufactured hot strip 15 is excellently suitable as a precursor for classic cold rolling.

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Abstract

Endlose Herstellung eines aufgewickelten Warmbands (15) aus Stahl und Gieß-Walz-Verbundanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines aufgewickelten Warmbands (15) in einer Gieß-Walz-Verbundanlage. Die Aufgabe der besteht darin, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit dem qualitativ hochwertiges Warmband (15) unterschiedlichster Stahlgüten kostengünstig hergestellt werden kann. Das Verfahren soll außerdem zuverlässig sein und extrem niedrige Betriebskosten verursachen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Description

Beschreibung
Verfahren zur endlosen Herstellung eines aufgewickelten Warmbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage, Verfahren zum Anfahren einer Gieß-Walz-Verbundanlage und Gieß-Walz- Verbundanlage
Gebiet der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Gieß-Walz-Verbundanlagen . Das sind Anlagen bei der eine Stranggießanlage zur kontinuierlichen Herstellung eines Stahlstranges mit Brammenformat, z.B. Dünn- oder
Mittelbrammen, direkt und inline mit einer Walzstraße zum Warmwalzen eines Warmbands verbunden ist. Das Warmband wird nach der Walzstraße in einer Kühlstrecke abgekühlt und anschließend ausgefördert, z.B. durch Aufwickeln des Bandes zu Bunden (engl, coils) . In der Literatur sind diese Anlagen z.B. auch unter TSCR (engl. Thin Slab Casting and Rolling) oder Arvedi ESP Anlagen bekannt.
Insbesondere betrifft die Erfindung endlos betriebene Gieß- Walz-Verbundanlagen bei der die Gießanlage als eine
Dünnbrammen-Stranggießanlage ausgebildet ist (engl. TSER Thin S_lab Endless Rolling) . Dabei wird der in der Dünnbrammen- Stranggießanlage kontinuierlich hergestellte, endlose
Dünnbrammenstrang direkt, inline und ungeschnitten der
Walzstraße zugeführt und dort zu einem endlosen Warmband gewalzt. Das Band wird nach der Walzstraße wiederum in einer Kühlstrecke abgekühlt, danach das erste Mal auf eine
bestimmte Länge bzw. ein bestimmtes Gewicht geschnitten und zu Bunden aufgewickelt.
Stand der Technik
Obwohl eine Arvedi ESP Anlage bereits wesentlich kompakter als eine CSP oder eine QSP Anlage mit einem Tunnelofen ist, sowie die Betriebskosten und der CO2 Ausstoß pro Tonne Warmbandes ebenfalls stark reduziert wurden, gibt es einen Bedarf an noch kompakteren Gieß-Walz-Verbundanlagen zur Herstellung einer Jahresproduktionsmenge an Warmband im Bereich von 1 Million Tonnen und weniger.
Die derzeit auf dem Markt befindlichen Lösungen, wie eine Stranggießanlage mit einer nachgeschalteten Breitbandstraße, eine Arvedi ESP-, Danieli QSP-DUE- oder SMS CSP/CEM-Anlage, sind für diese geringen Mengen nicht kompakt genug und/oder aufgrund der wesentlich höheren Jahresproduktionsmengen von ca. 2,5 Millionen Tonnen und des hohen Kapitaleinsatzes CAPEX bei einer Jahresproduktionsmenge von ca. 1 Millionen Tonnen und weniger nicht wirtschaftlich betreibbar. Somit besteht insbesondere bei kleinen Stahlwerken ein Bedarf nach einer kompakten Gieß-Walz-Verbundanlage, die günstig in Anschaffung und Betrieb ist, aber dennoch hochqualitatives Warmband unterschiedlichster Stahlgüten erzeugen kann.
Aus dem Stand der Technik sind auch Zweiwalzen- Bandgießanlagen mit einem nachgeschalteten Walzwerk bekannt. Obwohl eine Zweiwalzen-Bandgießanlage sehr kompakt ist und unmittelbar ein Band erzeugt, hat sich diese Technologie bis dato nicht durchsetzen können, da insbesondere mittel bis höher legierte Stahlgüten nicht zuverlässig hergestellt werden können.
Aus der DE 10 2007 022 932 AI ist eine Gieß-Walz- Verbundanlage zur Herstellung eines Stahlbands bekannt, bei der zwischen der Stranggießmaschine und dem Warmwalzwerk eine Fräsmaschine 4 zum Abfräsen eines Dünnbrammenstrangs 3 angeordnet ist. Der Massenfluss der Stranggießmaschine kann zwischen 0,28 und 0,39 m2/min betragen. Da die Dünnbramme bzw. das Vorband vor dem Fertigwalzen ( zwischen- ) erwärmt wird, erfolgt das Warmwalzen nicht ausschließlich aus der Gießhitze heraus.
Auch aus der WO 2007/054237 AI ist eine Gieß-Walz- Verbundanlage zur Herstellung eines Stahlbands bekannt. Der Massenfluss der Anlage kann 0,441 m2/min betragen. Da das Vorband vor dem Fertigwalzen zwischenerwärmt wird, erfolgt das Warmwalzen nicht ausschließlich aus der Gießhitze heraus.
Aus der WO 97/36699 ist ein Konzept für den Endlosbetrieb einer Gieß-Walz-Verbundanlage bekannt. Dabei wird die
Temperatur eines in einer Stranggießanlage hergestellten Dünnbrammenstrangs in einem Ausgleichsofen homogenisiert, der Dünnbrammenstrang anschließend entzundert, in einer
siebengerüstigen Walzstraße gewalzt, abgekühlt und
aufgewickelt. Die Schrift gibt an, dass ab einem spezifischen Durchsatz h0*vc von h0*vc > 0,487 m2/min das Warmband aus der Gießhitze des Dünnbrammenstrangs im austenitischen Zustand fertiggewalzt werden kann. Insbesondere bei relativ dünnen Dünnbrammensträngen erfordert dieses Konzept jedoch sehr hohe Gießgeschwindigkeiten, so z.B. bei einer Brammendicke von 50 mm eine Gießgeschwindigkeit von ca. 10 m/min. In der
industriellen Praxis hat sich herausgestellt, dass
Gießgeschwindigkeiten vc > 6 m/min problematisch sind, da die Zuverlässigkeit des Stranggießanlage signifikant abnimmt. Versucht man den angegebenen spezifischen Durchsatz durch den Einsatz relativ dicker Brammen zu erreichen, z.B. bei einer Brammendicke von 100 mm durch eine Gießgeschwindigkeit von ca. 5 m/min, so führt dies zwar zu zuverlässigen Bedingungen in der Stranggießanlage, jedoch muss die Walzstraße viele Gerüste (hohes CAPEX) aufweisen um ein Warmband mit einer Dicke < 10 mm erzeugen zu können. In der praktischen
Anwendung hat sich außerdem herausgestellt, dass das
vorgewalzte Vorband typischerweise nach 3 oder 4 Walzstichen zwischenerwärmt werden muss. Somit werden heutige Gieß-Walz- Verbundanlagen üblicherweise bei einer Gießgeschwindigkeit von 5, 6 oder 7 m/min betrieben und das Vorband wird in einem Induktionsofen zwischenerwärmt. Bedingt durch die
Zwischenerwärmung steigen aber die Betriebskosten (OPEX) an. Demnach besteht ein Bedarf nach einer günstigen und einfachen Gieß-Walz-Verbundanlage (niedriges CAPEX) , die einerseits zuverlässig betrieben werden kann und andererseits ohne Zwischenerwärmung (niedriges OPEX) auskommt, aber dennoch ein qualitativ hochwertiges Warmband mit einer Dicke von 2,5 bis 10 mm im austenitischen Zustand fertigwalzen kann.
Wie diese Aufgabe gelöst werden kann, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Techniks zu überwinden und ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines Warmbands aus Stahl in einer Gieß- Walz-Verbundanlage sowie eine kompakte, günstige Gieß-Walz- Verbundanlage der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen qualitativ hochwertiges Warmband unterschiedlichster
Stahlgüten (Low- , Medium- und High-Carbon, aber auch HSLA, API Grades etc.) kostengünstig hergestellt werden kann. Das Verfahren soll äußerst zuverlässig sein und extrem niedrige Betriebskosten verursachen. Die erfindungsgemäße Gieß-Walz- Verbundanlage soll deutlich günstiger als vergleichbare ESP/QSP/CSP Anlagen sein. Außerdem soll ein einfaches
Verfahren zum Anfahren einer Gieß-Walz-Verbundanlage
angegeben werden, sodass die Anlage rasch und zuverlässig angefahren werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur endlosen
Herstellung eines aufgewickelten Warmbands aus Stahl in einer Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Konkret erfolgt die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe durch ein Verfahren zur endlosen Herstellung eines
aufgewickelten Warmbands aus Stahl in einer Gieß-Walz- Verbundanlage, wobei die Gieß-Walz-Verbundanlage eine
Stranggießanlage zur Herstellung eines endlosen
Dünnbrammenstrangs, eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Warmwalzen des Dünnbrammenstrangs zu dem Warmband, eine Kühlstrecke zum Abkühlen des Warmbands, eine Schere zum Querteilen des Warmbands und eine Wickeleinrichtung zum Aufwickeln des Warmbands umfasst, aufweisend die Schritte:
- Stranggießen einer Stahlschmelze in einer
Durchlaufkokille der Stranggießanlage zu dem
Dünnbrammenstrang, wobei der Dünnbrammenstrang beim Austritt aus der Durchlaufkokille einen flüssigen Kern, eine Dicke von 45 bis 70 mm, bevorzugt 55 bis 65 mm, und eine Breite von 900 bis 2300 mm, bevorzugt 1100 bis 1900 mm, aufweist;
- Stützen, Führen und Dickenreduzieren des
Dünnbrammenstrangs in einer Strangführung der
Stranggießanlage, wobei der dickenreduzierte
Dünnbrammenstrang eine Dicke h von 35 bis 52 mm, bevorzugt 40 bis 50 mm, eine Gießgeschwindigkeit vc und einen spezifischen Durchsatz D = h.vc von 0,45 m2/min > D > 0,27 m2/min aufweist;
- Warmwalzen des endlosen, dickenreduzierten
Dünnbrammenstrangs in der Walzstraße, wobei der
Dünnbrammenstrang ausschließlich aus seiner Gießhitze heraus durch zumindest drei, bevorzugt durch drei bis fünf,
besonders bevorzugt durch vier, Walzstiche zu dem Warmband mit einer Dicke von 2,5 bis 10 mm gewalzt wird und der letzte Walzstich im austenitischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt;
- Abkühlen des Warmbands in der Kühlstrecke;
- Querteilen des abgekühlten Warmbands; und
- Aufwickeln des Warmbands zu Bunden in der
Wickeleinrichtung .
Die genannte Durchlaufkokille ist entweder gerade oder bogenförmig ausgeführt. Bevorzugt wird jedoch eine gerade Durchlaufkokille, da Verunreinigungen in der Stahlschmelze durch das Gießpulver aufgenommen werden können und somit die interne Qualität des Dünnbrammenstrangs verbessert wird.
In der Durchlaufkokille wird ein Dünnbrammenstrang mit einem flüssigen Kern ausgebildet, der beim Austritt aus der
Durchlaufkokille eine Dicke von 45 bis 70 mm, bevorzugt 55 bis 65 mm, und eine Breite von 900 bis 2300 mm, bevorzugt 1100 bis 1900 mm, aufweist. Der Dünnbrammenstrang wird in der der Durchlaufkokille nachfolgenden Strangführung gestützt, geführt und dickenreduziert, sodass der dickenreduzierte Dünnbrammenstrang eine Dicke h von 35 bis 52 mm, bevorzugt 40 bis 50 mm und einen spezifischen Durchsatz D = h.vc von
0,45 m2/min > D > 0,27 m2/min aufweist. Das Dickenreduzieren kann vorteilhaft bei flüssigem (sog. Liquid Core Redcution) oder teilflüssigem Kern (sog. Soft Core Redcution) des
Dünnbrammenstrangs erfolgen. Am erfindungsgemäßen Verfahren zur endlosen Herstellung eines aufgewickelten Warmbands ist bemerkenswert, dass nicht - so wie im Stand der Technik angegeben - ein möglichst hoher Durchsatz durch die
Stranggießanlage vorteilhaft ist, sondern ein mittlerer spezifischer Durchsatz D zwischen 0,27 und 0,45 m2/min angestrebt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die
Stranggießanlage zuverlässig arbeitet. Der endlose
Dünnbrammenstrang wird nach der Dickenreduktion ohne vorher entzundert oder erwärmt worden zu sein, d.h. ausschließlich aus seiner Gießhitze heraus, in der Walzstraße durch
zumindest drei, besonders bevorzugt durch vier, Walzstiche zu dem Warmband mit einer Dicke von 2,5 bis 10 mm gewalzt, wobei der letzte Walzstich im austenitischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt. Somit weist das Warmband ein austenitisches Gefüge auf. Anschließend wird das Warmband in der Kühlstrecke abgekühlt, durch die Schere quergeteilt und in der
Wickeleinrichtung zu Bunden aufgewickelt.
Damit der Energiegehalt des dickenreduzierten Dünnbrammenstrangs möglichst genau eingestellt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn eine Steuer- oder Regeleinrichtung der Stranggießanlage mithilfe eines mathematischen Modells eine
Ist-Position einer Sumpfspitze entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs in der Strangführung und ein Ist- Temperaturprofil entlang des Transportweges des
Dünnbrammenstrangs in der Strangführung und vorzugsweise in Normalebenen dazu kontinuierlich berechnet und der
Dünnbrammenstrang unter Berücksichtigung einer Soll-Position der Sumpfspitze in der Strangführung kontinuierlich, geregelt abgekühlt wird, sodass die Ist-Position der Sumpfspitze der Soll-Position möglichst entspricht. Hierbei ist es
vorteilhaft, wenn die Ist-Position der Sumpfspitze im letzten Drittel des bogenförmigen Bereichs der Strangführung oder im horizontalen Auslaufbereich der Strangführung liegt.
Die Temperatur des Warmbandes beim letzten Walzstich kann genau eingestellt werden, wenn die Ist-Temperatur TiIst des Warmbands nach dem letzten Walzstich in der Walzstraße und vor dem Abkühlen in der Kühlstrecke gemessen wird und die Abkühlung des Dünnbrammenstrangs in der Strangführung und/oder die Gießgeschwindigkeit vc geregelt eingestellt wird, sodass die Ist-Temperatur TiIst einer Soll-Temperatur ison möglichst entspricht. Die Wickeltemperatur des Warmbandes kann genau eingestellt werden, wenn die Ist-Temperatur T2ist des endlosen Warmbands nach dem Abkühlen in der Kühlstrecke gemessen wird und
Kühldüsen der Kühlstrecke temperaturgeregelt angesteuert werden, sodass die Ist-Temperatur T2ist einer Soll-Temperatur T2soii möglichst entspricht.
Um die Dicke des Warmbands zu verringern und dessen
Oberflächenqualität zu verbessern, ist es günstig, wenn ein Bund anschließend gebeizt und durch mehrere Walzstiche in einer Kaltwalzstraße auf eine Dicke von 0,3 bis 7 mm
kaltgewalzt wird.
Beim Anfahren der Gieß-Walz- erbundanlage , die eine
Stranggießanlage zur Herstellung eines endlosen
Dünnbrammenstrangs, eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Warmwalzen des Dünnbrammenstrangs zu dem Warmband, eine Kühlstrecke zum Abkühlen des Warmbands, eine Schere zum Querteilen des Warmbands und eine Wickeleinrichtung zum Aufwickeln des Warmbands umfasst, werden folgende Schritte ausgeführt:
- Angießen der Stranggießanlage, wobei ein Kaltstrang, der eine Durchlaufkokille der Stranggießanlage fluiddicht abdichtet, in Transportrichtung aus der Durchlaufkokille ausgezogen wird;
- Stützen und Führen eines dem Kaltstrang nachfolgenden Dünnbrammenstrangs in einer Strangführung der
Stranggießanlage;
- Passieren der Walzgerüste der Walzstraße, wobei der Kaltstrang die Walzstraße ungewalzt passiert;
- optional Abkühlen des ungewalzten Dünnbrammenstrangs in der Kühlstrecke;
- Abschneiden des Kaltstrangs durch die Schere;
- Ausfördern des Kaltstrangs, wobei der Kaltstrang vorzugsweise die Wickeleinrichtung passiert und in
Transportrichtung hinter der Wickeleinrichtung abgelegt wird;
- Querteilen des ungewalzten Dünnbrammenstrangs in ein Häckselgut durch die Schere und Ausfördern des Häckselguts;
- optional Erhöhen einer Gießgeschwindigkeit und
Dickenreduzieren des Dünnbrammenstrangs in der Strangführung;
- Anstellen der Walzgerüste an den Dünnbrammenstrang und Warmwalzen des Dünnbrammenstrangs zu einem Warmband;
- Abkühlen des Warmbands in der Kühlstrecke;
- Querteilen des abgekühlten Warmbands; und
- Aufwickeln des Warmbands zu Bunden in der
Wickeleinrichtung . Anfangs wird der Kaltstrang entweder in Transportrichtung
(engl, top feeding) oder entgegen der Transportrichtung des Dünnbrammenstrangs (engl, bottom feeding) in die
Durchlaufkokille eingebracht, sodass er die Kokille
fluiddicht abdichtet. Durch das Angießen der Stranggießanlage bildet sich in der Durchlaufkokille ein Dünnbrammenstrang aus, der mit dem Kopf des Kaltstrangs verschweißt ist. Der Kaltstrang inkl. des nachfolgenden Dünnbrammenstrangs wird anschließend aus der Kokille ausgezogen und in der
Strangführung gestützt und geführt. Um eine Beschädigung der Walzgerüste durch den Kaltstrang bzw. den relativ kalten Dünnbrammenstrang zu verhindern, werden die Walzgerüste gegenüber der Einstellung zum Walzen eines Warmbands mit einer Dicke zwischen 2,5 und 10 mm aufgefahren, sodass der Kaltstrang die Walzstraße ungewalzt passieren kann.
Andernfalls ist es natürlich ebenfalls möglich, dass die Walzgerüste bereits vor dem Anfahren aufgefahren werden.
Danach wird der Kaltstrang vom nachfolgenden
Dünnbrammenstrang durch die Schere abgeschnitten und der Kaltstrang aus dem Rollgang zwischen der Schere und der Wickeleinrichtung bzw. den Wickeleinrichtungen ausgefördert. Besonders einfach kann dies dadurch erfolgen, dass der
Kaltstrang durch angetriebene Rollgangsrollen beschleunigt wird und in Transportrichtung hinter der Wickeleinrichtung auf dem Rollgang abgelegt wird. Zumindest der ungewalzte Dünnbrammenstrang wird sodann durch die Schere in ein
Häckselgut gehäckselt und das Häckselgut ausgefördert. Das Ausfördern kann dadurch erfolgen, dass das Häckselgut in einen Schrottkübel unterhalb des Rollgangs eingebracht wird. Anschließend ist es vorteilhaft, wenn die Gießgeschwindigkeit der Stranggießanlage schrittweise erhöht wird, insbesondere auf einen spezifischen Durchsatz D mit D = h.vc von
0,45 m2/min > D > 0,27 m2/min, und der Dünnbrammenstrang in der Strangführung der Stranggießanlage durch hydraulisch an den
Strang anstellbare Strangführungsrollen dickenreduziert wird. Schließlich werden die Walzgerüste an den Dünnbrammenstrang angestellt, sodass der Dünnbrammenstrang zu einem Warmband gewalzt wird, wobei das Warmband anschließend abgekühlt, quergeteilt und aufgewickelt wird.
Dem Fachmann ist klar, dass sich die Transportrichtung in der Stranggießanlage von der lotrechten Richtung über einen bogenförmigen Abschnitt in die Horizontale verändert und dem Materialfluss durch die Anlage folgt.
Eine einfache, äußerst kompakte und günstige Gieß-Walz- Verbundanlage zur Herstellung eines Warmbandes aus Stahl weist auf :
eine Stranggießanlage, die eine Durchlaufkokille zur kontinuierlichen Herstellung eines Dünnbrammenstrangs, der beim Austritt aus der Durchlaufkokille einen flüssigen Kern, eine Dicke von 45 bis 70 mm und eine Breite von 900 bis 2300 mm, aufweist, und eine Strangführung zum Stützen, Führen und Dickenreduzieren des Dünnbrammenstrangs mit einer
Sekundärkühlung zum Abkühlen des Dünnbrammenstrangs, wobei der Dünnbrammenstrang nach der Dickenreduktion eine Dicke von 35 bis 52 mm, bevorzugt 40 bis 50 mm, eine
Gießgeschwindigkeit vc und einen spezifischen Durchsatz
0,45 m2/min > D > 0,27 m2/min aufweist, umfasst;
- eine Walzstraße zum Warmwalzen des dickenreduzierten Dünnbrammenstrangs, wobei die unmittelbar nach der
Stranggießanlage angeordnete Walzstraße zumindest drei, bevorzugt drei bis fünf, besonders bevorzugt genau vier, Walzgerüste aufweist, wobei durch das Warmwalzen des
Dünnbrammenstrangs ausschließlich aus seiner Gießhitze heraus ein Warmband mit einer Dicke von 2,5 bis 10 mm erzeugt wird und der letzte Walzstich im austenitischen Temperaturbereich erfolgt;
- eine Kühlstrecke zum Abkühlen des Warmbands;
- eine Schere zum Querteilen des abgekühlten Warmbands; und
- eine Wickeleinrichtung zum Aufwickeln des Warmbands zu Bunden .
Da die Walzstraße unmittelbar nach der Stranggießanlage angeordnet ist, ist zwischen dem Ende der Stranggießanlage und dem ersten Walzgerüst der Walzstraße weder eine Heizung noch ein Entzunderer angeordnet. Somit tritt der Dünnbrammenstrang nach der Stranggießanlage mit hoher Oberflächen- und Kerntemperatur in die Walzstraße ein und wird dort
ausschließlich aus seiner Gießhitze heraus zu einem Warmband gewalzt, wobei der letzte Walzstich im austenitischen
Temperaturbereich erfolgt.
Für die Kompaktheit der Stranggießanlage ist es günstig, wenn ein bogenförmiger Abschnitt der Strangführung einen
Bogenradius R von 4,5 bis 6,5 m, bevorzugt 5 bis 6 m, aufweist . Um die Kantenbereiche des Dünnbrammenstrangs nicht zu unterkühlen, ist es günstig, wenn die Sekundärkühlung an mehreren Positionen innerhalb der Strangführung jeweils zumindest zwei in einer Breitenrichtung des
Dünnbrammenstrangs verfahrbare Spritzdüsen aufweist.
Um möglichst viel Gießhitze von der Stranggießanlage in die Walzstraße mitzunehmen, ist es vorteilhaft, wenn im Bereich zwischen dem Ende eines horizontalen Abschnitts der
Strangführung und dem ersten Gerüst der Walzstraße
Wärmeisolationspanele (sog. Encopanels bzw. engl, heat
Covers), vorzugsweise ein Thermotunnel , angebracht sind.
Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, wenn der
horizontale Abstand zwischen zwei Walzgerüsten der Walzstraße zwischen 3 und 6 m, insbesondere zwischen 4 und 5 m, und/oder die Länge der Kühlstrecke zwischen 10 und 60 m beträgt.
Schließlich ist es günstig, wenn zwischen der Schere und einem Paar von Treiberrollen eine Hubeinrichtung angeordnet ist, wobei das Warmband durch die Treiberrollen geklemmt und das Warmband von der Hubeinrichtung angehoben werden kann, wodurch das Warmband von der Schere weggezogen werden kann. Bei einem sog. Cobble in der Gieß-Walz- erbundanlage wird zuerst das Warmband durch die Schere getrennt, anschließend das in Transportrichtung hinter der Schere liegende Warmband durch Treiberrollen geklemmt und durch die Hubeinrichtung angehoben. Dadurch wird das Warmband von der Schere
weggezogen, sodass eine Kollision mit dem nachfolgenden Warmband verhindert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele. Die nachfolgenden schematisch
dargestellten Figuren zeigen: Fig 1 eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz- Verbundanlage
Fig 2 eine Darstellung der Stranggießanlage aus Fig 1
Fig 3 eine Darstellung der unterschiedlichen Abschnitte der Strangführung der Stranggießanlage
Fig 4 eine Darstellung mehrerer breitenverstellbarer
Spritzdüsen in der Strangführung der Stranggießanlage
Fig 5 eine Darstellung eines Temperaturverlaufs bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines dünnen, warmgewalzten Fertigbands in einer Gieß-Walz- erbundanlage
Fig 6a und 6b je eine Darstellung einer Vorderansicht einer Hubeinrichtung in einem nicht angehobenen und einem
angehobenen Zustand Fig 7a bis 7e die Schritte beim Anfahren einer
erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage
Beschreibung der Ausführungsformen Die Fig 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Gieß-Walz- Verbundanlage zur Herstellung eines warmgewalzten Warmbands aus Stahl. Der durch eine Vakuumbehandlung vorbehandelte flüssige Stahl mit einem Wasserstoffgehalt -S 1 ppm wird in Pfannen zum Pfannendrehturm (in Fig 2 ist links oben eine in den Pfannendrehturm eingehängte Pfanne 8 dargestellt) der Stranggießanlage 1 transportiert und dort über einen
Gießverteiler 9 in die als Trichterkokille ausgebildete Durchlaufkokille 2 gegossen. In der Durchlaufkokille 2 bildet sich ein Dünnbrammenstrang mit einer dünnen Strangschale aus, der eine Dicke von 55 mm und eine Breite von 1700 mm
aufweist. Der teilerstarrte Dünnbrammenstrang wird aus der Durchlaufkokille 2 kontinuierlich ausgezogen und in der nachfolgenden Strangführung 4 gestützt, geführt und durch Spritzdüsen (siehe Fig 4, Bezugszeichen 19) einer
Sekundärkühlung weiter abgekühlt. Die Strangführung 4 weist einen vertikalen Abschnitt 4a, einen bogenförmigen Abschnitt 4b mit mehreren Strangführungssegmenten, und einen
horizontalen Abschnitt 4c auf (siehe Fig 3) . In Fig 2 sind zwei Strangführungssegmente 6 dargestellt. Jedes
Strangführungssegment 6 weist jeweils mehrere, hydraulisch an den Dünnbrammenstrang 3 anstellbare Strangführungsrollen auf, wodurch der Dünnbrammenstrang 3 auf eine Dicke von 45 mm reduziert wird. Vorzugsweise weist der Dünnbrammenstrang 3 bei der Dickenreduktion einen flüssigen Kern 5 (bei einer sog. Liquid Core Reduction) oder teilflüssigen Kern auf. Um die mechanische Verforumungsarbeit bei den nachfolgenden Walz schritten in der Walzstraße 14 möglichst niedrig zu halten und die Gießhitze im Dünnbrammenstrang 3 zu halten, wird die Sekundärkühlung in der Strangführung 4 sowie die Gießgeschwindigkeit vc durch eine Steuer- oder
Regeleinrichtung 20 der Stranggießanlage 1 derart
eingestellt, dass der Dünnbrammenstrang 3 an einer
vorbestimmten Position innerhalb der Strangführung 4
durcherstarrt (siehe Fig 3) . Die Stranggießanlage 1 wird mit einer Gießgeschwindigkeit vc von 6 m/min und mit einem spezifischen Durchsatz D = h. vc = 0,27 m2/min betrieben.
Der durch die Steuer- oder Regeleinrichtung 20 gesteuerte oder geregelte Betrieb der Stranggießanlage 1, sodass die Sumpfspitze (d.h. der Durcherstarrungspunkt) des
Dünnbrammenstrangs 3 an einer vorbestimmten Position
innerhalb der Strangführung 4 zu liegen kommt, ist z.B. aus der WO 01/03867 AI bekannt. Die entsprechende Offenbarung wird hiermit per Referenz in diese Anmeldung aufgenommen.
Der dickenreduzierte, durcherstarrte, nicht entzunderte und endlose Dünnbrammenstrang 3 wird unmittelbar nach dem
Stranggießen durch vier Walzgerüste F1...F4 der Walzstraße 14 zu einem Warmband mit einer Dicke von 3,2 mm gewalzt (siehe die nachfolgende Tabelle mit den einzelnen Dickenabnahmen und Durchschnittstemperaturen) . vor Fl nach Fl nach F2 nach F3 nach F4
Dicke [mm] 45 19 9 4,5 3,2
0 Temperatur 1090 1040 950 885 830
[°C]
Tab 1
Das Warmband wird anschließend durch eine Kühlstrecke 16 auf Wickeltemperatur abgekühlt, von der Schere 17 geschnitten und von einer der Wickeleinrichtungen 18 zu Bunden aufgewickelt.
Sollte ein Problem in der Walzstraße 14 oder der Kühlstrecke 16 auftreten, wird das Warmband von der Schere 17
abgeschnitten, der in Transportrichtung hinter der Schere 17 liegende Warmbandabschnitt durch Treiberrollen (z.B. ein Treiberrollenpaar 18a der Wickeleinrichtungen 18) geklemmt und der Fuß des Warmbandabschnitts durch die Hubeinrichtung
10 von der Schere 17 weggezogen. Das von der Walzstraße 14 nachkommende Warmband wird von der Schere 17 zu kurzen
Warmbandabschnitten gehäckselt und z.B. mittels Schrottkübeln
11 ausgefördert.
In Fig 2 sind weitere Details der Stranggießanlage 1
dargestellt.
Die Fig 3 zeigt den vertikalen Abschnitt 4a, den
bogenförmigen Abschnitt 4b und den horizontalen Abschnitt 4c der Strangführung 4 der Stranggießanlage 1 näher. Durch die gerade Durchlaufkokille 2 und den vertikalen Abschnitt 4a sammeln sich Einschlüsse in der Stahlschmelze am Meniskus an, diese werden vom Gießpulver aufgenommen und in Form von Gießschlacke zur Strangschmierung verwendet. Der Radius R der bogenförmigen Strangführung 4b ist in Fig 3 gezeigt und beträgt bei der erfindungsgemäßen Stranggießanlage ca. 5 m. Der Dünnbrammenstrang 3 tritt unmittelbar (d.h. ohne
entzundert zu werden) nach dem horizontalen Abschnitt 4c in das erste Walzgerüst Fl der Walzstraße ein. Weiters zeigt die Figur, wie ein Dünnbrammenstrang 3 mit einem flüssigen Kern 5 die Durchlaufkokille 2 verlässt und in der Strangführung 4 dickenreduziert wird. Der dickenreduzierte Dünnbrammenstrang 3 wird durch eine als ein Paar von angetriebenen
Strangführungsrollen ausgebildete Auszieheinrichtung 7 aus der Durchlaufkokille 2 ausgezogen. Um die Sumpfspitze des
Dünnbrammenstrangs 3 an einer bestimmten Position zu halten, wird die Gießgeschwindigkeit vc, optional auch die
Dickenreduktion des Dünnbrammenstrangs 3 durch die
Strangführungssegmente 6, durch die Steuer- oder
Regeleinrichtung 20 gesteuert bzw. geregelt eingestellt.
In Fig 4 ist eine breitenverstellbare Sekundärkühlung in der Strangführung 4 gezeigt. Sowohl bei schmalen 3 als auch bei breiten Dünnbrammensträngen 3 Λ wird eine Überkühlung der Kantenbereiche des Strangs 3 verhindert, indem die äußeren zwei Spritzdüsen 19 sowohl in Breitenrichtung als auch normal zur Strangoberfläche verschieblich ausgebildet sind. Die Spritzdüsen 19 sind über Spritzdüsenhalter 21, 21 Λ mit einem Linearantrieb 22 verbunden, der die Spritzdüsen 19 in der axialen Richtung des Linearantriebs 22 verschiebt. Die mittlere Spritzdüse 19 kann entweder fix oder so wie
dargestellt, ebenfalls verschieblich ausgebildet sein.
In Fig 5 ist der Temperaturverlauf in °C bei der
erfindungsgemäßen Herstellung eines warmgewalzten Warmbands in einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage
dargestellt; die Figur korrespondiert mit der obigen
Beschreibung und den Angaben in Tab 1. Die Kerntemperatur ist jeweils punktiert, die Oberflächentemperatur strichliert und die Durchschnittstemperatur durchgezogen dargestellt. Eine Stahlschmelze der Güte DD11 wird vor dem Stranggießen einer Vakuumbehandlung unterworfen, wodurch der Wasserstoffgehalt im flüssigen Stahl auf ^ 1 ppm reduziert wird. In der
Durchlaufkokille 2 der Stranggießanlage 1 wird ein
teilerstarrter Dünnbrammenstrang 3 mit einer Dicke von 55 mm und einer Breite von 1700 mm gebildet und durch eine Liquid Core Reduction zu einem durcherstarrten Dünnbrammenstrang 3 mit einer Dicke von 45 mm dickenreduziert. Der durcherstarrte Dünnbrammenstrang 3 verlässt den horizontalen Abschnitt 4c der Stranggießanlage 1 mit einer Gießgeschwindigkeit von vc = 6 m/min und somit mit einem spezifischen Durchsatz D = h.vc = 0,27 m2/min. Der durcherstarrte Dünnbrammenstrang 3 wird ohne entzundert zu werden einer Walzstraße 14 zugeführt und dort durch vier Walzgerüste Fl bis F4 auf eine Dicke von 3,2 mm reduziert. Hierbei ist bemerkenswert, dass selbst bei dem sehr niedrigen spezifischen Durchsatz von D = 0,27 m2/min der letzte Walzstich im Walzgerüst F4 im austenitischen Zustand des Stahls erfolgt. Anschließend wird das Warmband in der Kühlstrecke 16 abgekühlt, geschnitten und zu Bunden
aufgewickelt .
Die Fig 6a zeigt die Hubeinrichtung 10 aus Fig 1 in einem nicht angehobenen und in Fig 6b in einem angehobenen Zustand. Im nicht angehobenen Zustand bilden sämtliche untenliegenden Rollgangsrollen - inkl. der beiden anhebbaren Hubrollen 13 - einen horizontalen Rollgang 12 aus. Wenn, wie in der
Beschreibung zu Fig 1 umrissen, ein Problem während des Endlosbetriebs in dem Walzwerk 14 oder danach auftritt, wird das endlose Warmband von der Schere 17 geschnitten, geklemmt und die beiden Hubrollen 13 werden nach oben verfahren (siehe den angehobenen Zustand in Fig 6b) . Da das Warmband 15 an einer Position hinter der Schere 17 geklemmt ist, wird der Fuß des Warmbandabschnitts von der Schere 17 weggezogen.
Dadurch wird auf einfache Weise eine Kollision zwischen dem weggezogenen Warmbandabschnitt und dem von der Walzstraße 14 nachkommenden Warmband vermieden. Die Figuren 7a bis 7e zeigen schematisch die
Verfahrensschritte beim Anfahren einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage .
Die Fig 7a zeigt die Gieß-Walz-Verbundanlage vor dem
Gießbeginn der Stranggießanlage. Die Durchlaufkokille 2 wird durch einen Kaltstrang 30, der einen Kaltstrangkopf 31 und eine Gliederkette 32 umfasst, fluiddicht abgedichtet. Nach dem Angießen der Stranggießanlage 1 wird der Kaltstrang 30 durch Treiberrollen 18a in Transportrichtung T aus der gekühlten Durchlaufkokille 2 ausgezogen. Durch das Angießen verschweißt der Kaltstrangkopf 31 mit dem nachfolgenden Dünnbrammenstrang 3 (siehe Fig 7b) , wobei der Dünnbrammen- sträng 3 von der Strangführung 4 (meist von Strangführungsrollen eines Strangführungssegments 6) gestützt, geführt und durch eine Sekundärkühlung weiter abgekühlt wird.
In Fig 7b ist der Kaltstrang 30 bereits weitgehend aus der Stranggießanlage 1 ausgezogen. Da der Kaltstrang 30
wesentlich kälter und härter als der nachfolgende
Dünnbrammenstrang 3 ist, befinden sich die Walzgerüste F1...F4 der Walzstraße 14 in einem aufgefahrenen Zustand, sodass der Kaltstrang 30 die Walzstraße 14 ungewalzt passieren kann. Dadurch wird eine Beschädigung der Arbeitswalzen der
Walzgerüste F1...F4 verhindert.
In Fig 7c hat der Kaltstrang 30 bereits die Walzstraße 14 und die Kühlstrecke 16 passiert und wurde durch die Schere 17 vom Dünnbrammenstrang 3 abgeschnitten. Im dargestellten Zustand wurde der Kaltstrang 30 durch angetriebene Rollen 33 bzw. Treiberrollen von der Schere 17 getrennt.
Gemäß Fig 7d wurde der Kaltstrang 30 durch angetriebene Rollen 33 hinter den Treibrollen 18a der Wickeleinrichtung 18 auf einem Rollgang 12 abgelegt. Außerdem wurde die
Gießgeschwindigkeit vc der Stranggießanlage 1 erhöht und der Dünnbrammenstrang 3 durch die Strangführung 4
dickenreduziert, wodurch sich ein keilförmiges Keilstück 34 ausbildet. Der ungewalzte Dünnbrammenstrang 3 und das
Keilstück 34 werden von der Schere 17 gehäckselt und das Häckselgut vom Rollgang 12 zwischen der Schere 17 und der Wickeleinrichtung 18 ausgefördert, bspw. durch ein Abschieben des Häckselguts in horizontaler Richtung quer zur
Transportrichtung T. Außerdem werden die Walzgerüste Fl bis F4 der Walzstraße 14 nun schrittweise an den
dickenreduzierten Dünnbrammenstrang 3 angestellt und der Dünnbrammenstrang 3 zu einem Warmband 15 gewalzt. In der Figur ist der Zeitpunkt dargestellt, bei dem das erste
Walzgerüst Fl an den dickenreduzierten Dünnbrammenstrang 3 angestellt wird. Die Walzgerüste F2 bis F4 werden noch ungewalzt passiert.
In Fig 7e wurden schließlich alle Walzgerüste F1...F4
angestellt, sodass der dickenreduzierte Dünnbrammenstrang 3 zu einem Warmband 15 mit einer Dicke zwischen 2,5 und 10 mm gewalzt wird. Das Warmband 15 wird in der Kühlstrecke 16 abgekühlt, anschließend auf Bundlänge bzw. -gewicht von der Schere 17 quergeteilt und in der Wickeleinrichtung 18 zu Bunden aufgewickelt.
Im Unterschied zu Gieß-Walz- erbundanlagen nach dem Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Anlage deutlich einfacher, da diese z.B. nur eine einzige Schere 17 benötigt und gänzlich ohne Entzunderer auskommt. Außerdem ist das Anfahren der Gieß-Walz-Verbundanlage wesentlich einfacher. Dennoch eignet sich das hergestellte Warmband 15 hervorragend als Vorprodukt für das klassische Kaltwalzen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
Stranggießanlage
Durchlaufkokille
Dünnbrammenstrang
Strangführung
vertikaler Absch30nitt der Strangführung bogenförmiger Abschnitt der Strangführung horizontaler Abschnitt der Strangführung flüssiger Kern
Strangführungssegment
Auszieheinrichtung
Pfanne
Gießverteiler
Hubeinrichtung
Schrottkübel
Rollgang
anhebbare Hubrolle
Walzstraße
Warmband
Kühlstrecke
Schere
Wickeleinrichtung
Treiberrollen
Spritzdüse
Steuer- oder Regeleinrichtung
Spritzdüsenhalter
Linearantrieb
Kaltstrang
Kaltstrangkopf
Gliederkette
angetriebene Rolle
Keilstück
Dicke des dickenreduzierten Dünnbrammenstrang Walzgerüst
spezifischer Durchsatz
Radius Transportrichtung Gießgeschwindigkeit

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur endlosen Herstellung eines aufgewickelten Warmbands (15) aus Stahl in einer Gieß-Walz-Verbundanlage, wobei die Gieß-Walz-Verbundanlage
- eine Stranggießanlage (1) zur Herstellung eines endlosen Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ);
- eine Walzstraße (14) mit mehreren Walzgerüsten (F1...F4) zum Warmwalzen des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) zu dem Warmband (15);
- eine Kühlstrecke (16) zum Abkühlen des Warmbands (15);
- eine Schere (17) zum Querteilen des Warmbands (15); und
- eine Wickeleinrichtung (18) zum Aufwickeln des
Warmbands (15);
umfasst, aufweisend die Schritte:
- Stranggießen einer Stahlschmelze in einer
Durchlaufkokille (2) der Stranggießanlage (1) zu dem
Dünnbrammenstrang (3, 3 ), wobei der Dünnbrammenstrang (3, 3Λ) beim Austritt aus der Durchlaufkokille (2) einen
flüssigen Kern (5), eine Dicke von 45 bis 70 mm, bevorzugt 55 bis 65 mm, und eine Breite von 900 bis 2300 mm, bevorzugt 1100 bis 1900 mm, aufweist;
- Stützen, Führen und Dickenreduzieren des
Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in einer Strangführung (4) der Stranggießanlage (1), wobei der dickenreduzierte
Dünnbrammenstrang (3, 3Λ) eine Dicke h von 35 bis 52 mm, bevorzugt 40 bis 50 mm, eine Gießgeschwindigkeit vc und einen spezifischen Durchsatz D = h.vc von 0,45 m2/min > D > 0,27 m2/min aufweist;
- Warmwalzen des endlosen, dickenreduzierten
Dünnbrammenstrangs in der Walzstraße (14), wobei der
Dünnbrammenstrang ausschließlich aus seiner Gießhitze heraus durch zumindest drei, besonders bevorzugt durch vier,
Walzstiche zu dem Warmband (15) mit einer Dicke von 2,5 bis
10 mm gewalzt wird und der letzte Walzstich im austenitischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt;
- Abkühlen des Warmbands (15) in der Kühlstrecke (16); - Querteilen des abgekühlten Warmbands (15); und
- Aufwickeln des Warmbands (15) zu Bunden in der
Wickeleinrichtung (18) . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regeleinrichtung (20) der Stranggießanlage (1) mithilfe eines mathematischen Modells
- eine Ist-Position einer Sumpfspitze entlang des
Transportweges des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in der
Strangführung (4) und
- ein Ist-Temperaturprofil entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in der Strangführung (4) und in Normalebenen dazu kontinuierlich berechnet und der
Dünnbrammenstrang (3, 3Λ) unter Berücksichtigung einer Soll- Position der Sumpfspitze in der Strangführung (4)
kontinuierlich geregelt abgekühlt wird, sodass die Ist- Position der Sumpfspitze der Soll-Position möglichst
entspricht . 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Temperatur TiIst des Warmbandes (15) nach dem letzten Walzstich in der Walzstraße (14) und vor dem Abkühlen in der Kühlstrecke (16) gemessen wird und die Abkühlung des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in der
Strangführung (4) und/oder die Gießgeschwindigkeit vc geregelt eingestellt wird, sodass die Ist-Temperatur Tnst einer Soll-Temperatur TiSon möglichst entspricht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickenreduzieren eine Soft Reduction in einem Bereich mit noch flüssigem Kern (5) oder
teilflüssigem Kern des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) anwendet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Temperatur T2ist des endlosen
Warmbands (15) nach dem Abkühlen in der Kühlstrecke (16) gemessen wird und Kühldüsen der Kühlstrecke (16)
temperaturgeregelt angesteuert werden, sodass die Ist- Temperatur 2ist einer Soll-Temperatur T2S011 möglichst
entspricht .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bund anschließend gebeizt und durch mehrere Walzstiche in einer Kaltwalzstraße auf eine Dicke von 0,3 bis 7 mm kaltgewalzt wird.
7. Verfahren zum Anfahren einer Gieß-Walz-Verbundanlage, wobei die Gieß-Walz-Verbundanlage
- eine Stranggießanlage (1) zur Herstellung eines endlosen Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ);
- eine Walzstraße (14) mit mehreren Walzgerüsten (F1...F4) zum Warmwalzen des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) zu dem Warmband (15) ;
- eine Kühlstrecke (16) zum Abkühlen des Warmbands (15);
- eine Schere (17) zum Querteilen des Warmbands (15) ; und
- eine Wickeleinrichtung (18) zum Aufwickeln des
Warmbands (15);
umfasst, aufweisend die Schritte:
- Angießen der Stranggießanlage (1), wobei ein
Kaltstrang (30), der eine Durchlaufkokille (2) der
Stranggießanlage (1) abdichtet, in Transportrichtung (T) aus der Durchlaufkokille (2) ausgezogen wird;
- Stützen und Führen eines dem Kaltstrang (30)
nachfolgenden Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in einer
Strangführung (4) der Stranggießanlage;
- Passieren der Walzgerüste (F1...F4) der Walzstraße (14), wobei der Kaltstrang (30) ungewalzt die Walzstraße (14) passiert;
- Abschneiden des Kaltstrangs (30) durch die Schere
(17) ;
- Ausfördern des Kaltstrangs (30) , wobei der Kaltstrang (30) vorzugsweise die Wickeleinrichtung (18) passiert und in
Transportrichtung (T) dahinter abgelegt wird; - Querteilen des ungewalzten Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in ein Häckselgut durch die Schere (17) und Ausfördern des Häckselguts;
- vorzugsweise Erhöhen einer Gießgeschwindigkeit vc und Dickenreduzieren des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in der
Strangführung (4);
- Anstellen der Walzgerüste (F1...F4) an den
Dünnbrammenstrang (3, 3Λ) und Warmwalzen des
Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) zu einem Warmband (15);
- Abkühlen des Warmbands (15) in der Kühlstrecke (16);
- Querteilen des abgekühlten Warmbands (15); und
- Aufwickeln des Warmbands (15) zu Bunden in der
Wickeleinrichtung (18) . 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erhöhen der Gießgeschwindigkeit ein spezifischer
Durchsatz D mit D = h.vc von 0,45 m2/min > D > 0,27 m2/min
eingestellt wird. 9. Gieß-Walz- erbundanlage zur Herstellung eines
aufgewickelten Warmbandes (15) aus Stahl, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend
- eine Stranggießanlage (1), die
- eine Durchlaufkokille (2) zur kontinuierlichen Herstellung eines
Dünnbrammenstrangs (3, 3 ), der beim Austritt aus der Durchlaufkokille (2) einen flüssigen Kern (5), eine Dicke von 45 bis 70 mm, bevorzugt 55 bis 65 mm, und eine Breite von 900 bis 2300 mm, bevorzugt
1100 bis 1900 mm, aufweist; und
- eine Strangführung (4) zum Stützen, Führen und Dickenreduzieren des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) mit einer Sekundärkühlung zum Abkühlen des Dünnbrammenstrangs (3, 3 ), wobei der
Dünnbrammenstrang (3, 3Λ) nach der Dickenreduktion eine Dicke von 35 bis 52 mm, bevorzugt 40 bis 50 mm, eine Gießgeschwindigkeit vc und einen spezifischen Durchsatz D = h.vc von 0,45 m2/min >D> 0,27 m2/min aufweist;
umfasst ;
- eine Walzstraße (14) zum Warmwalzen des
dickenreduzierten Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) , wobei die unmittelbar nach der Stranggießanlage (1) angeordnete
Walzstraße (14) zumindest drei, besonders bevorzugt genau vier, Walzgerüste (F1...F4) aufweist, wobei durch das
Warmwalzen des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) ausschließlich aus seiner Gießhitze heraus ein Warmband (15) mit einer Dicke von 2,5 bis 10 mm erzeugt wird und der letzte Walzstich im austenitischen Temperaturbereich erfolgt;
- eine Kühlstrecke (16) zum Abkühlen des Warmbands (15);
- eine Schere (17) zum Querteilen des abgekühlten
Warmbands (15); und
- eine Wickeleinrichtung (18) zum Aufwickeln des
Warmbands (15) zu Bunden.
10. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Stranggießanlage (1) eine Steueroder Regeleinrichtung (20) und ein mathematisches Modell zur kontinuierlichen Berechnung
- einer Ist-Position einer Sumpfspitze entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in der
Strangführung (4) und
- eines Ist-Temperaturprofils entlang des Transportweges des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) in der Strangführung (4) und in Normalebenen dazu
umfasst, wobei die Steuer- oder Regeleinrichtung (20) zumindest eine Größe aus der Gruppe einer Kühlintensität in der Sekundärkühlung und der Gießgeschwindigkeit vc unter Berücksichtigung einer Soll-Position einer Sumpfspitze in der Strangführung geregelt einstellt, sodass die Ist-Position der Sumpfspitze des Dünnbrammenstrangs (3, 3Λ) der Soll-Position möglichst entspricht.
11. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein bogenförmiger Abschnitt (4b) der Strangführung (4) einen Bogenradius R von 4,5 bis 6,5 m, bevorzugt 5 bis 6 m, aufweist.
12. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen dem Ende eines horizontalen Abschnitts (4c) der Strangführung (4) und dem ersten Gerüst (Fl) der Walzstraße (14)
Wärmeisolationspanele, vorzugsweise ein Thermotunnel , angebracht sind.
13. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale Abstand zwischen zwei Walzgerüsten (Fl, F2, F3, F4) der Walzstraße (14) zwischen 3 und 6 m, insbesondere zwischen 4 und 5 m, beträgt.
14. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der Ansprüche 9 bis
13, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Kühlstrecke (16) zwischen 10 und 60 m beträgt.
15. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der Ansprüche 9 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schere (17) und einem Paar von Treiberrollen (18a) eine Hubeinrichtung (10) angeordnet ist, wobei das Warmband (15) durch die
Treiberrollen (18a) geklemmt und das Warmband (15) von der Hubeinrichtung (10) angehoben werden kann, wodurch das
Warmband (15) von der Schere (17) weggezogen werden kann.
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