EP3797006A1 - GIEß-WALZANLAGE FÜR DEN BATCH- UND ENDLOSBETRIEB - Google Patents

GIEß-WALZANLAGE FÜR DEN BATCH- UND ENDLOSBETRIEB

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EP3797006A1
EP3797006A1 EP19728590.1A EP19728590A EP3797006A1 EP 3797006 A1 EP3797006 A1 EP 3797006A1 EP 19728590 A EP19728590 A EP 19728590A EP 3797006 A1 EP3797006 A1 EP 3797006A1
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thin slab
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Definitions

  • This provides a cast rolling mill which is capable of rolling cast thin slabs of comparatively large casting thickness by means of at least seven rolling stands and rolling passes, preferably eight rolling stands and corresponding rolling passes, without the need for inductive intermediate heating in both batch and continuous operation ,
  • a system is provided by the particularly high casting thickness, which can produce a wide range of steel grades to a thickness of the thin or ultra-thin strip of 0.8 mm, without the need to provide an inductive intermediate heating, especially in continuous operation.
  • Table 1 an example calculation for the operation of an inventive

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gieß-Walzanlage (1) zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlosbetrieb, umfassend wenigstens eine Gießanlage (2a, 2b) zum Gießen einer Dünnbramme mit einer Gießdicke von 90mm bis 150mm, vorzugsweise von 90mm bis 140mm, besonders bevorzugt von 100mm bis 130mm, und einer Gießbreite von wenigstens 600mm, vorzugsweise wenigstens 1000mm, wenigstens einen stromabwärts der wenigstens einen Gießanlage (2a, 2b) angeordneten Durchlaufofen (7a, 7b) sowie wenigstens (7), vorzugsweise 8, stromabwärts des Durchlaufofens (7a, 7b) angeordnete Walzgerüste (9, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20), wobei die wenigstens eine Gießanlage (2a, 2b) eine Gießkokille (3a, 3b) umfasst, deren Längsseiten einen Abstand von wenigstens 90mm bis 150mm, vorzugsweise 90mm bis 140mm, besonders bevorzugt von 100mm bis 130mm, zueinander aufweisen und wobei die Gieß-Walzanlage (1) keine Induktionsheizung zum Wiedererwärmen der gegossenen Dünnbramme und/oder des gewalzten Bands aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands, vorzugsweise mittels einer derartigen Gieß-Walzanlage (1), wobei die Dünnbramme und/oder das Band keine induktive Erwärmung während des Verfahrens zum Erzeugen des dünnen oder ultradünnen Bands erfährt.

Description

Gieß-Walzanlage für den Batch- und Endlosbetrieb
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Gieß-Walzanlage zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere Warmbands, aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlosbetrieb, umfassend wenigstens eine Gießanlage zum Gießen einer Dünnbramme, wenigstens einen stromabwärts der wenigstens einen Gießanlage angeordneten Durchlaufofen sowie wenigstens sieben stromabwärts des Durchlaufofens angeordnete Walzgerüste. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere Warmbands, vorzugsweise mit einer Dicke von 0,8 bis 26 mm, aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlosbetrieb, vorzugsweise mittels einer Gieß-Walzanlage, wie sie eingangs erwähnt wurde.
2. Stand der Technik
Gieß-Walzanlagen zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere Warmbands, aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl sind hinlänglich bekannt. Dabei werden gegossene Dünnbrammen mit unterschiedlichen Formaten sowohl was deren Dicke als auch deren Breite angeht, üblicherweise mit einer Dicke von bis zu 60 mm und einer Breite von bis zu 2.000 mm, im Stranggießverfahren vergossen und anschließend unter Ausnutzung der Gießwärme direkt in einem nachgeschalteten Walzwerk zu dünnen oder ultradünnen Bändern mit einer Dicke von wenigstens 0,8 mm warmgewalzt.
Hierbei ist es von besonderer Bedeutung, wenn der gesamte Umformvorgang bis hin zum letzten Walzstich oberhalb der Umwandlungstemperatur Austenit— > Ferrit erfolgt, um ein Gefüge innerhalb des dünnen oder ultradünnen Bands zu gewährleisten, das den Erfordernissen an Warmband genügt.
Während Banddicken von etwa 1 ,2 mm ohne Weites im Batch-Betrieb hergestellt werden können, wobei der Gießstrang nach Verlassen der Strangführung abgetrennt und dann unabhängig von der Gießgeschwindigkeit im nachgeschalteten Walzwerk umgeformt werden kann, ist das Herabwalzen auf Banddicken von unter 1 ,2 mm, insbesondere unter 1 ,0 mm, mit Schwierigkeiten bei der Prozessführung verbunden, da Bänder einer derartigen Dicke dazu neigen, nicht sicher in den Walzspalt eingeführt werden zu können und dann zu Unterbrechungen des Walzprozesses aufgrund des sogenannten Cobbling führen können.
Dünne Bänder oder ultradünne Bänder mit einer Dicke von < 1 ,2 mm, insbesondere < 1 ,0 mm, werden daher üblicherweise im Endlos-Betrieb gewalzt, bei denen der Gießstrang nach dem Verlassen aus der Gießanlage und vor Eintritt in die Walzanlage nicht abgetrennt wird, so dass die Gießgeschwindigkeit einen direkten Einfluss auf den nachgeschalteten Walzprozess, insbesondere die hierbei maximal durchführbare Walzgeschwindigkeit, hat. Aufgrund des Umstands jedoch, dass die Endtemperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur Austenit— > Ferrit eine zwingend notwendige Prozessgröße ist, muss hierbei mehreren negativen Effekten begegnet werden. Einerseits führt die beim Endlos-Betrieb deutlich gegenüber dem Batch-Betrieb reduzierte Walzgeschwindigkeit zu geringeren Umformgeschwindigkeiten innerhalb der einzelnen Walzgerüste und somit zu einem geringeren Energieeintrag in das umgeformte Band. Zum anderen verweilt die Dünnbramme/das zu walzende Band im Endlos-Betrieb länger in der Gieß- Walzanlage als im Batch-Betrieb, verbunden mit den unvermeidlich auftretenden Wärmeverlusten. Im Endlos-Betrieb war es daher bisher üblich, eine Wiedererwärmung des abgekühlten vor dem Eintritt in eine Reihe von Walzgerüsten der Walzanlage vorzusehen, insbesondere unter Einsatz von Induktionsheizungen. Gieß-Walzanlagen zur Erzeugung eines dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere Warmbands, aus einer vorabgegossenen Dünnbramme aus Stahl sind dem Fachmann in einer Vielzahl bekannt, beispielsweise als sogenannte CSP- oder CEM-Anlagen. All diesen Anlagen ist gemein, dass sie eine Gießanlage aufweisen, in der die Primärkühlung der Dünnbramme erfolgt, gefolgt von einer Strangführung für die gegossene Dünnbramme, in der die Sekundärkühlung erfolgt. Hinter der Sekundärkühlung muss ein Durchlaufofen vorgesehen sein, um die vorab gegossene und gekühlte Dünnbramme auf die erforderliche Walztemperatur wieder zu erwärmen und insbesondere die Temperatur innerhalb der Dünnbramme über deren Querschnitt und Länge zu homogenisieren. Solche Gieß-Walzanlagen, die in einer Mehrzahl von Betriebsmodi, beispielsweise im Batch- und Endlosbetrieb gefahren werden können, erfordern bisher eine induktive oder anders bewirkte Erwärmung des Dünnbands. Gieß-Walzanlagen dieser Art sind somit aber sowohl was die Investitionen als auch deren Betrieb angeht, ausgesprochen kosten- und wartungsintensiv.
3. Aufgabe der Erfindung
Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Gieß-Walzanlage der in Rede stehenden Art zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, ein großes Spektrum an Stahlgüten zu dünnen und ultradünnen Bändern, insbesondere Warmbändern, mit minimal möglicher Enddicke abzuwalzen und dabei gleichzeitig kosteneffektiv betrieben werden zu können. Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen Sinne mit einer Gieß-Walzanlage, umfassend die Merkmal des Anspruchs 1 , sowie mit einem Verfahren, umfassend die Merkmale des Anspruchs 13, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind sowohl in den abhängigen Ansprüchen als auch in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung dargelegt. 4. Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Gieß-Walzanlage zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere eines Warmbands, aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlos-Betrieb zur Verfügung gestellt. Die Gießanlage ist dafür vorgesehen und eingerichtet, Dünnbrammen mit einer Mindestgießdicke von 90 mm und einer maximalen Dicke von 150 mm, vorzugsweise von 90 mm bis 140 mm und insbesondere bevorzugt von 100 mm bis 130 mm bei einer Gießbreite von wenigstens 600 mm, insbesondere wenigstens 1.000 mm zu vergießen. Die hierfür vorgesehenen Gießanlagen weisen Gießkokillen auf, die üblicherweise verstellbare Längs- und/oder Breitenseiten aufweisen, um ein größtmögliches Gießspektrum abdecken zu können. Wesentlich bei den gemäß der Erfindung eingesetzten Gießkokillen ist jedoch, dass die Längsseiten einen Abstand zueinander von wenigstens 90 mm bis 150 mm, vorzugsweise 90 mm bis 140 mm, besonders bevorzugt von 100 mm bis 130 mm, aufweisen, um die gewünschten Dünnbrammenformate vergießen zu können.
Gemäß der Erfindung kann eine Gießanlage stromaufwärts der einen Walzanlage vorgesehen sein, es wird jedoch ebenso bevorzugt, wenn zwei parallele Gießanlagen, gegebenenfalls jeweils mit einem eigenen Durchlaufofen versehen, vor einer Walzanlage angeordnet sind. Der Grund hierfür ist, dass die Kapazität des Walzwerks deutlich höher als die Kapazität einer einzelnen Gießanlage ist, da die Gießgeschwindigkeit einer einzelnen Gießanlage im Wesentlichen von dem Gießformat und der zu vergießenden Stahlgüte abhängt. Um die Kapazität der Walzanlage bestmöglich ausnutzen zu können, werden häufig zwei Gießanlagen parallel geschaltet und speisen gemeinsam eine Walzanlage.
Wie oben bereits erwähnt, ist stromabwärts der Gießanlage, vorzugsweise stromabwärts jeder Gießanlage, ein Durchlaufofen angeordnet, um die gegossene Dünnbramme in ihrer Temperatur zu homogenisieren und gegebenenfalls auf die erforderliche Walztemperatur erwärmen zu können. Erfindungswesentlich ist, dass während des gesamten Umformvorgangs von der Dünnbramme bis zur gewünschten Enddicke des dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere Warmbands, keine Induktionsheizung zum Wiedererwärmen der gegossenen Dünnbramme und/oder des gewalzten Bands vorgesehen ist. Hierdurch wird eine Gieß-Walzanlage geschaffen, die gegossene Dünnbrammen mit vergleichsweise großer Gießdicke mittels wenigstens sieben Walzgerüsten und Walzstichen, vorzugsweise mit acht Walzgerüsten und entsprechenden Walzstichen, ohne die Notwendigkeit einer induktiven Zwischenerwärmung sowohl im Batch- als auch im Endlosbetrieb zu walzen in der Lage ist. Hierbei wird durch die besonders hohe Gießdicke eine Anlage zur Verfügung gestellt, die ohne die Notwendigkeit der Bereitstellung einer induktiven Zwischenerwärmung ein großes Spektrum an Stahlgüten bis zu einer Dicke des dünnen oder ultradünnen Bands von 0,8 mm fertigen kann, insbesondere im Endlos-Betrieb.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, den bei Gieß-Walzanlagen üblicherweise gefertigten Produktmix aus Stählen, insbesondere LC (Low Carbon), MC (Medium Carbon), HC (High Carbon), HSLA (High Strength Low Alloy), DP (Dual Phase), andere Mehrphasen-Stähle, API (die üblicherweise verwendete amerikanische Norm für Rohrgüten), Si-Grades (Silicium-Güten wie Elektrobleche), AHSS (Advanced High Strength Steel) sowie Corten (Wetterfeste Baustähle) mit einer Dicke von maximal 25,4 mm und minimal bis zu 0,8 mm sicher, flexibel und kostengünstig bis zu einer jährlich Produktionskapazität von 4,0 bis 5,0 Millionen Tonnen pro Jahr (abhängig vom Produktmix) zu fertigen.
Die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage ist aufgrund der Gießdicke in der Lage, auch solche Stahlgüten, die eine niedrige Gießgeschwindigkeit erfordern, insbesondere gilt dies für die oben erwähnten High Carbon-Güten, dennoch im Endlos-Modus zu dünnen oder ultradünnen Bändern zu verarbeiten, da der Massenfluss aus der Gießanlage, berechnet als Produkt aus Gießgeschwindigkeit (m/min.) und Gießdicke (mm) üblicherweise oberhalb eines für den Endlos-Betrieb angesetzten Schwellenwerts liegt.
In bestimmten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gieß-Walzanlage, beispielsweise bei einer Walzanlage mit sieben oder acht aufeinanderfolgenden Walzgerüsten ohne zwischengeschaltetem Durchlaufofen, liegt ein derartiger Schwellenwert beispielsweise bei 650 mm x m/min., kann jedoch bei einer Anlagenkonfiguration mit beispielsweise zwei Vorgerüsten, einem stromabwärts daran angeordneten zweiten Durchlaufofen und daran anschließend vorgesehenen fünf, sechs oder sieben Endwalzgerüsten beispielsweise bei 350 mm x m/min., vorzugsweise 500 mm x m/min., angesetzt werden.
Wesentlich bei der Festlegung der Betriebsart der Gieß-Walzanlage ist regelmäßig, ob die Endwalztemperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur Austenit— > Ferrit liegt, so dass ein Warmbandgefüge gemäß Kundenwünschen hergestellt werden kann. Erlaubt der Massenfluss aus der Gießanlage dies nicht oder steht keine Wiedererwärmungsmöglichkeit mittels eines Durchlaufofens nach etwaig vorgesehenen Vorgerüsten zur Verfügung, muss im Batch-Betrieb gewalzt werden, andernfalls kann regelmäßig der Endlos-Betrieb durchgeführt werden, was insbesondere die sichere Fierstellung geringster Dünnbanddicken von unterhalb 1 ,2 mm, insbesondere unterhalb 1 ,0 mm, erlaubt.
Die erfindungsgemäßen Gießdicken von 90 mm bis 150 mm, bevorzugt 90 mm bis 130 mm, insbesondere 100 mm bis 130 mm, werden bevorzugt bei Gießgeschwindigkeiten von bis zu 7m/min. zu Dünnbrammen vergossen und anschließend in einem Kompakt-Walzwerk zu dünnem Band oder ultradünnem Band umgeformt. Der Arbeitswalzendurchmesser der ersten Walzgerüste, vorzugsweise der ersten zwei Walzgerüste der Walzanlage beträgt vorzugsweise mehr als 1.000 mm, insbesondere bevorzugt 1.050 mm, wobei die ersten Walzgerüste, vorzugsweise die ersten beiden Walzgerüste, eine Walzkraft von maximal 35 mN/m bei einem Walzmoment von maximal 4.000 kNm aufbringen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schere zum Abschneiden des vorauseilenden Bandanfangs sowie gegebenenfalls des Bandendes zwischen den Walzgerüsten vorzugsweise nach dem zweiten und vor dem dritten der wenigstens sieben, vorzugsweise acht, Walzgerüste angeordnet. Hierdurch kann der Bandanfang, gegebenenfalls auch das Bandende, welches sich insbesondere bei den ersten Walzstichen zungenartig verformen kann, begradigt werden, wodurch eine sicherere Prozessführung und ein sichereres Einfädeln des Bandanfangs in die weiteren Walzgerüste erreicht werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Walzgerüste der der Gießanlage oder den Gießanlagen nachgeschalteten Walzanlagen aufgeteilt sein in ein oder zwei Vorwalzgerüste, insbesondere ein oder zwei Vorwalzgerüste mit besonders hohem Drehmoment von mindestens 1.800 kNm, vorzugsweise wenigstens 2.000 kNm, besonders bevorzugt zwischen 2.000 kNm und 3.400 kNm, sowie wenigstens fünf, vorzugsweise sechs oder sieben, Endwalzgerüste, vorzugsweise Endwalzgerüste mit einem gegenüber den Vorwalzgerüsten geringerem Drehmoment von mindestens 100 kNm, vorzugsweise zwischen 100 kNm und 1.400 kNm. Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn zwischen den Vorwalzgerüsten und den Endgerüsten ein weiterer Durchlaufofen angeordnet ist, in dem das vorgewalzte Band für die Endwalzung auf die gewünschte Temperatur aufgewärmt und/oder homogenisiert wird. Weiterhin kann auf eine induktive Zwischenerwärmung gänzlich verzichtet werden, da der Massenfluss für die Herstellung dünner oder ultradünner Bänder im Endlosbetrieb über einen großen Produktmix bis hin zu kleinsten Dicken auch bei solchen Stahlgüten, die eine besonders niedrige Gießgeschwindigkeit erfordern, ermöglicht wird. Einschränkungen bestehen wenn überhaupt nur bei der Herstellung ultradünner Bänder mit einer Dicke < 1 ,2 mm für hochfeste Güten mit besonders niedriger Gießgeschwindigkeit. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Walzspalt des letzten Endwalzgerüsts auf eine Enddicke des zu erzeugenden Dünnbands von 0,8 mm bis 26 mm, vorzugsweise von 1 ,0 mm bis 25,4 mm, einstellbar. Hierdurch wird gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage das vom Markt geforderte Produktspektrum sicher und kosteneffektiv zu fertigen in der Lage ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage stromabwärts des letzten Walzgerüsts eine Kühlstrecke, eine Schere, vorzugsweise eine fliegende Schere, sowie wenigstens einen Haspel auf, so dass das gewalzte Warmband sicher abgekühlt und zu Coils mit vordefiniertem Gewicht aufgewickelt werden kann.
Sofern die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage zwei parallel zueinander angeordnete Gießanlagen vor der Walzanlage aufweist, wird bevorzugt, wenn eine Einrichtung zum Transfer einer Dünnbramme von der zweiten Gießanlage in oder hinter dem Durchlaufofen stromabwärts der ersten Gießanlage vorgesehen ist. Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise ein mobiles Ofensegment sein, bevorzugt wird jedoch die Verwendung zweier stationärer Ofensegmente sowohl im Durchlaufofen stromabwärts der ersten Gießanlage als auch im Durchlaufofen stromabwärts der zweiten Gießanlage, wobei die stationären Ofensegmente so ausgebildet sind, dass sie aufeinander zu schwenkbare Rollgangssegmente aufweisen, die aus einer Ruhelage in eine Transferlage fluchtend zueinander verschwenkt werden können, um hierdurch den Transfer einer Dünnbrammen vom Durchlaufofen stromabwärts der zweiten Gießanlage zum Durchlaufofen stromabwärts der ersten Gießanlage und gegebenenfalls auch zurück zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Gieß-Walzanlage ist dazu vorgesehen und eingerichtet, ein großes Spektrum an Dünnbrammen mit unterschiedlicher Dicke und unterschiedlicher Breite zu fertigen. Bevorzugt wird hierbei, wenn die in den jeweiligen Gießanlagen vorgesehenen Gießkokillen verstellbare Breitenseiten aufweisen, deren Abstand wenigstens 900 mm, vorzugsweise wenigstens 1.000 mm bis 2.000 mm, besonders bevorzugt 1.000 mm bis 1.800 mm, zueinander einnehmen kann. Hierdurch wird mit besonders einfachen Mitteln eine Gießanlage geschaffen, die ohne die Notwendigkeit des Austauschs einer Gießkokille durch eine andere in der Lage ist, das gewünschte Spektrum an Dünnbrammen-Breiten zu fertigen.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands, insbesondere Warmbands, aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlosbetrieb mit einer Gieß- Walzanlage, besonders bevorzugt einer Gieß-Walzanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, zur Verfügung gestellt. Die Gieß-Walzanlage umfasst wenigstens eine Gießanlage und wenigstens sieben, vorzugsweise acht, stromabwärts der Gießanlage angeordnete Walzgerüste. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte des Gießens wenigstens einer Dünnbramme mit einer Gießdicke von 90 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 90 mm bis 140 mm, besonders bevorzugt von 100 mm bis 130 mm, mit einer Gießbreite von wenigstens 600 mm, vorzugsweise wenigstens 1.000 mm, des Erwärmens und/oder Homogenisierens der Temperatur der Dünnbramme in einem Durchlaufofen und des Walzens der erwärmten und/oder homogenisierten Dünnbramme mittels wenigstens sieben, vorzugsweise acht Walzgerüsten, zu einem dünnen oder ultradünnen Band, vorzugsweise Warmband, wobei die Dünnbramme und/oder das Band keine induktive Erwärmung während des Verfahrens zum Erzeugen des dünnen oder ultradünnen Bands erfährt.
Die mit dem zweiten Aspekt der Erfindung bewirkbaren technischen Effekte entsprechen denjenigen, die oben bereits in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Bevorzugt wird, wenn die Gieß-Walzanlage abhängig vom Massenfluss der Gießanlage, berechnet als Produkt der Gießdicke (in mm) und der Gießgeschwindigkeit (in m/min.) zwischen dem Batch-Betrieb und dem Endlos- Betrieb umschaltbar ist. Besonders bevorzugt wird, wenn der Endlosbetrieb regelmäßig bei Überschreiten eines Schwellenwerts für den Massenfluss eingestellt wird, wobei besonders bevorzugt dieser Schwellenwert für den Massenfluss bei 350 mm x m/min., vorzugsweise 500 mm x m/min., eingestellt ist, wenn die Umformung der Dünnbramme zu einem dünnen oder ultradünnen Band mittels ein oder zwei Vorgerüsten und fünf bis sieben Endgerüsten mit zwischengeschaltetem Durchlaufofen erfolgt. Wird die Umformung der gegossenen Dünnbramme zu einem dünnen oder ultradünnen Band dagegen mit wenigstens sieben, vorzugsweise acht, Walzgerüsten ohne zwischen diesen angeordnetem Durchlaufofen, durchgeführt, wird ein Schwellenwert für den Massenfluss von 650 mm/m und min. bevorzugt, um zwischen dem Batch-Betrieb und dem Endlosbetrieb umzuschalten.
5. Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Tabelle und eine figürliche Darstellung näher erläutert, wobei in der Tabelle und der Figur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind.
Es zeigt
Tabelle 1 : eine Beispielrechnung für den Betrieb einer erfindungsgemäßen
Gieß-Walzanlage mit acht hintereinander angeordnet Walzgerüsten, und
io Figur 1 eine schematische Ansicht einer erweiterten Anlagenkonfiguration gemäß der Erfindung.
6. Detaillierte Beschreibung der Tabelle und der Figur
Tabelle 1 zeigt Beispielversuche zum Fierstellen dünner Bänder aus verschiedenen Stahlgüten mit einer Gieß-Walzanlage 1 gemäß der Erfindung, hier mit einem Anlagenlayout, das eine Gießanlage, einen nachgeschalteten Durchlaufofen 7 sowie acht Endwalzgerüste 9, 10, 14 - 19, gefolgt von einer Kühlstrecke 21 und zwei Flaspeln 25a, 25b aufweist. Nach den ersten zwei Gerüsten 9, 10 ist eine Schere 13 angeordnet, um den Bandkopf nach Austritt aus dem zweiten Walzgerüst 10 abzuschneiden und das Band kopfseitig zu begradigen. Ein Stahl der Güte S315MC wurde bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 7,9 m/min. bzw. 7,2 m/min. zu einer Dünnbramme mit 100 mm bzw. 110 mm Dicke und 1.200 mm Breite vergossen. Aus dieser Dünnbramme wurde im Endlosbetrieb ein Dünnband mit 1 ,0 mm Dicke und 1.200 mm Breite gewalzt. In einem weiteren Versuch wurde die gleiche Stahlgüte bei 9,1 m/min. bzw. 8,4 m/min. Gießgeschwindigkeit zu einer Dünnbramme mit 100 mm bzw. 110 mm Dicke und einer Breite von 1.550 mm gegossen und ebenfalls im Endlosbetrieb zu einem Dünnband mit 1 ,3 mm Dicke und 1.550 mm Breite gewalzt. Der Massenfluss („Flow“) betrug 700 bis etwa 925 mm x m/min, somit oberhalb des Schwellenwertes für den Einsatz des Endlosbetriebs. Die Endwalztemperaturen betrugen hierbei mehr als 900°C, somit deutlich oberhalb der
Umwandlungstemperatur Austenit— > Ferrit.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde Stahl der Güte FIDT580X bei
Gießgeschwindigkeiten von 9,6 m/min. bzw. 8,8 m/min. zu Dünnbrammen mit einer Dicke von 100 mm bzw. 110 mm und einer Breite von 1.200 mm vergossen. Die Umformung im Endlos-Betrieb führte zu einem dünnen Band mit einer Dicke von 1 ,2 mm und einer Breite von 1.200 mm. In einem weiteren Versuchspaar wurde der gleiche Stahl bei einer Gießgeschwindigkeit von 11 ,5 m/min. bzw. 10,7 m/min. zu einer Dünnbramme mit einer Dicke von 100 mm bzw. 110 mm und einer Breite von 1.550 mm vergossen. Der Massenfluss („Flow“) betrug 960 bis 1.180 mm x m/min., somit ebenfalls deutlich oberhalb des Schwellenwertes für den Endlosbetrieb, die Endwalztemperaturen für die Versuchsreihen mit der Stahlgüte HDT580X lagen oberhalb 900°C.
Bei gleichem Anlagenlayout wurde in einer weiteren Versuchsreihe Stahl der Güte S315MC zu einer Dünnbramme mit 100 mm Dicke und 1.200 mm Breite vergossen. Im Batch-Betrieb wurde hieraus ein dünnes Band mit 2,30 mm Dicke gewalzt. Eine Dünnbramme aus Stahl der Güte S315MC wurde zudem mit einer Dicke von 100 mm und einer Breite von 1.550 mm gegossen und schlussendlich im Batch-Betrieb zu einem Dünnband mit 2,80 mm Dicke gewalzt.
Stahl der Güte HDT580X wurde in einer weiteren Versuchsreihe zu einer Dünnbramme mit 100 mm Dicke und einer Breite von 1.200 mm bzw. 1.550 mm vergossen und schlussendlich zu dünnem Band mit einer Dicke von 2,75 mm bzw. 3,50 mm im Batchbetrieb gewalzt. Auch im Batch-Betrieb lagen die Endwalztemperaturen oberhalb der Umwandlungstemperatur Austenit— > Ferrit, um somit ein Warmwalzgefüge beim endgewalzten Band zu erhalten.
Figur 1 zeigt eine Gieß-Walzanlage 1 in einem weiteren Anlagenlayout gemäß der Erfindung, wobei die Gieß-Walzanlage 1 zwei Gießanlagen 2a, 2b mit den jeweiligen Gießkokillen 3a, 3b aufweist. Nach dem Austritt aus der Strangführung 4a, 4b wird der durcherstarrte Strang, sofern ein Batch-Betrieb auf der Gieß- Walzanlage 1 durchgeführt werden soll, mittels einer Schere 6a, 6b geschnitten und tritt dann in einen Durchlaufofen 7a, 7b ein. Zwischen den Durchlauföfen 7a, 7b ist eine Einrichtung 8 zum Transfer einer (nicht dargestellten) Bramme aus dem Durchlaufofen 7b in den Durchlaufofen 7a vorgesehen. Nach Austritt aus dem Durchlaufofen 7a tritt die Bramme in ein Paar Vorwalzgerüste 9, 10 ein und wird in diesen Vorwalzgerüsten 9, 10 zu einem Band vorgewalzt, welches dann in einen weiteren Durchlaufofen 11 eintritt und dort wiedererwärmt wird. Nach dem Austritt aus dem weiteren Durchlaufofen 11 kann das vorgewalzte Band kopfseitig mittels einer Schere 13 begradigt werden, um dann in eine Reihe von Endwalzgerüsten 14 bis 20 einzutreten. Bei Austritt aus dem letzten Walzgerüst 20 weist das Band die gewünschte Enddicke und die gewünschte Endwalztemperatur auf, woraufhin dann in der Kühlstrecke 21 das gewalzte Band auf die für das Haspeln notwendige Temperatur abgekühlt wird. Stromabwärts der Kühlstrecke 21 ist eine Hochgeschwindigkeits-Schere 24 vorgesehen, die dann zum Einsatz kommt, wenn Dünnband im Endlos-Modus gewalzt wird und in diesem Fall ohne Unterbrechung des Gieß-Walzprozesses auf die Haspellänge abgelängt werden muss. Im fliegenden Wechsel kann dann das gewalzte und gegebenenfalls abgelängte Dünnband auf zwei Haspeln 25a, 25b im Wechsel aufgehaspelt werden.
Bezugszeichenliste
1 Gieß-Walzanlage
2a, 2b Gießanlagen
3a, 3b Gießkokillen
4a, 4b Strangführung
6a, 6b Schere
7a, 7b Durchlaufofen
8 Einrichtung zum Transfer einer Bramme
9 Vorwalzgerüst
10 Vorwalzgerüst
1 1 Durchlaufofen
13 Schere
14-20 Endwalzgerüste
21 Kühlstrecke
23 Kühlstrecke
24 Hochgeschwindigkeits-Schere
25a, 25b Haspel

Claims

Patentansprüche
1. Gieß-Walzanlage (1 ) zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder
Endlosbetrieb, umfassend wenigstens eine Gießanlage (2a, 2b) zum Gießen einer Dünnbramme mit einer Gießdicke von 90mm bis 150mm, vorzugsweise von 90mm bis 140mm, besonders bevorzugt von 100mm bis 130mm, und einer Gießbreite von wenigstens 600 mm, vorzugsweise wenigstens 1000mm, wenigstens einen stromabwärts der wenigstens einen Gießanlage (2a, 2b) angeordneten Durchlaufofen (7) sowie wenigstens sieben, vorzugsweise acht, stromabwärts des Durchlaufofens (7) angeordnete Walzgerüste (9, 10, 14-20), wobei die wenigstens eine
Gießanlage (2a, 2b) eine Gießkokille (3a, 3b) umfasst, deren Längsseiten einen Abstand von wenigstens 90mm bis 150mm, vorzugsweise 90mm bis 140mm, besonders bevorzugt von 100mm bis 130mm, zueinander aufweisen und wobei die Gieß-Walzanlage (1 ) keine Induktionsheizung zum Wiedererwärmen der gegossenen Dünnbramme und/oder des gewalzten Bands aufweist.
2. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Schere (13) zum Abschneiden des vorauseilenden Bandanfangs sowie ggf. des Bandendes zwischen den Walzgerüsten (9, 10, 14-20),
vorzugsweise nach dem zweiten (210) und vor dem dritten (14) der wenigstens sieben, vorzugsweise acht, Walzgerüste (9, 10, 14-20) angeordnet ist.
3. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Walzgerüste (9, 10, 14-20) wenigstens ein, vorzugsweise zwei, Vorwalzgerüst(e) (9, 10), einen stromabwärts des oder der Vorwalzgerüst(e,s) (9, 10) angeordneten weiteren Durchlaufofen (11 ) sowie wenigstens fünf, vorzugsweise sechs oder sieben, stromabwärts des weiteren Durchlaufofens (11 ) angeordnete Endwalzgerüste (14-20) umfassen, wobei die Gieß-Walzanlage (1 ) keine Induktionsheizung zum Wiedererwärmen der gegossenen Dünnbramme und/oder des
grobgewalzten und/oder endgewalzten Bands aufweist.
4. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Walzspalt des letzten Endwalzgerüsts (20) auf eine Enddicke des zu erzeugenden Dünnbands von 0,8mm bis
26mm, vorzugsweise von 1 ,0mm bis 25,4mm, einstellbar ist.
5. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des letzten Walzgerüsts (20) eine Kühlstrecke (21 ), eine Schere, (24), vorzugsweise eine
Trommelschere, sowie wenigstens ein Haspel (25a, 26b) angeordnet sind.
6. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der wenigstens einen Gießanlage (2a, 2b) und dem Durchlaufofen (7) stromaufwärts der Walzgerüste (9, 10,
14-20) eine Schere (6), vorzugsweise eine Pendelschere, angeordnet ist.
7. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gießanlagen (2a, 2b) mit jeweils einer Pendelschere (6a, 6b) vorgesehen sind.
8. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gießanlage (2a, 2b) ein eigener Durchlaufofen (7a, 7b) zugeordnet ist, wobei eine Einrichtung (8) zum Transfer einer Dünnbramme von der zweiten Gießanlage (2b) in oder hinter den Durchlaufofen (7a)
stromabwärts der ersten Gießanlage (2a) vorgesehen ist.
9. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zum Transfer zwei zueinander verstellbare
Ofensegmente sowohl des Durchlaufofens (7a) stromabwärts der ersten Gießanlage (2a) als auch des Durchlaufofens (7b) stromabwärts der zweiten Gießanlage (2b) umfasst.
10. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Breitseiten der wenigsten einen
Gießkokille (3a, 3b) einen Abstand von wenigstens 900mm, vorzugsweise 1000mm bis 2000mm, besonders vorzugsweise 1000mm bis 1800mm, zueinander aufweisen.
11. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass das Drehmoment des wenigstens einen
Vorwalzgerüsts (9, 10) mindestens 1.800 kNm, vorzugsweise wenigstens 2.000 kNm, besonders bevorzugt zwischen 2.000 kNm und 3.400 kNm, beträgt.
12. Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der mindestens fünf Endwalzgerüste (14-20) jeweils mindestens 100 kNm, vorzugsweise zwischen 100 kNm und 1.400 kNm, beträgt.
13. Verfahren zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlosbetrieb mit einer Gieß-Walzanlage (1 ), umfassend wenigstens eine Gießanlage (2a, 2b) und wenigstens sieben, vorzugsweise acht Walzgerüste (9, 10, 14-20), umfassend die Schritte des Gießens wenigstens einer Dünnbramme mit einer Gießdicke von 90mm bis 150mm, vorzugsweise von 90mm bis
140mm, besonders bevorzugt von 100mm bis 130mm, und einer Gießbreite von wenigstens 600mm, vorzugsweise wenigstens 1000mm, des Erwärmens und/oder Homogenisierens der Temperatur der Dünnbramme in einem Durchlaufofen (7a, 7b) und des Walzens der erwärmten und/oder homogenisierten Dünnbramme mittels wenigstens sieben, vorzugsweise acht Walzgerüsten (9, 10, 14-20) zu einem dünnen oder ultradünnen Band, wobei die Dünnbramme und/oder das Band keine induktive Erwärmung während des Verfahrens zum Erzeugen des dünnen oder ultradünnen Bands erfährt. 14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
vorauseilende Bandanfang sowie ggf. das Bandende zwischen den
Walzgerüsten (9, 10, 14-20), vorzugsweise nach dem zweiten (10) und vor dem dritten (14) der wenigstens sieben, vorzugsweise acht, Walzgerüste (9, 10,
14-20), abgeschnitten wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen der Dünnbramme das Vorwalzen der erwärmten und/oder homogenisierten Dünnbramme mittels wenigstens eines, vorzugsweise zweier, Vorwalzgerüst(e) (9, 10), das Erwärmen und/oder Homogenisierens der Temperatur der vorgewalzten Dünnbramme/des Bands in einem weiteren Durchlaufofen (11 ) sowie das Endwalzen der vorgewalzten
Dünnbramme/des Bands mittels wenigstens fünf, vorzugsweise sechs oder sieben, stromabwärts des weiteren Durchlaufofens (11 ) angeordneter Endwalzgerüste (14-20) zu einem dünnen oder ultradünnen Band umfasst.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Gieß-Walzanlage (1 ) abhängig vom Massenfluss der Gießanlage (2a, 2b) als Produkt aus Gießdicke (in mm) und
Gießgeschwindigkeit (in m/min) zwischen dem Batchbetrieb und dem Endlosbetrieb umschaltbar ist.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gieß- Walzanlage (1 ) oberhalb eines Schwellenwerts für den Massenfluss von 350 (mm m)/min., vorzugsweise 500 (mm m)/min., im Endlosbetrieb betreibbar ist.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die jährliche Produktion der Gieß-Walzanlage (1 ) zwischen 4,0 und 5,0 Millionen Tonnen liegt.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass sie zur Erzeugung dünnen oder ultradünnen Bands aus LC, MC, HC, HSLA, DP, API, Si-grades, AHSS und Corten-Stählen ausgelegt ist.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Endwalztemperatur im letzten Walzgerüst (20) oberhalb 820°C eingestellt ist.
21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es mittels einer Gieß-Walzanlage (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt wird.
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