EP3797006B1 - Casting-rolling system for batch and continuous operation - Google Patents
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Description
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 aus einer gegossenen Dünnbramme aus Stahl im Batch- oder Endlosbetrieb, vorzugsweise mittels einer Gieß-Walzanlage, wie sie eingangs erwähnt wurde.The invention relates to a casting-rolling plant for producing a thin or ultra-thin strip, in particular hot strip, from a cast thin slab of steel in batch or continuous operation, comprising at least one casting plant for casting a thin slab, at least one continuous furnace arranged downstream of the at least one casting plant and at least seven rolling stands arranged downstream of the continuous furnace. The invention further relates to a method for producing a thin or ultra-thin strip, in particular hot strip, from a cast thin slab of steel in batch or continuous operation, preferably by means of a casting-rolling plant as mentioned at the beginning.
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.Casting and rolling plants for producing a thin or ultra-thin strip, in particular hot strip, from a cast thin slab of steel are well known. Cast thin slabs with different formats in terms of both their thickness and width, usually with a thickness of up to 60 mm and a width of up to 2,000 mm, are cast using the continuous casting process and then hot-rolled directly in a downstream rolling mill using the casting heat to produce thin or ultra-thin strips with a thickness of at least 0.8 mm.
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.It is particularly important that the entire forming process up to the last rolling pass takes place above the austenite → ferrite transformation temperature in order to ensure a microstructure within the thin or ultra-thin strip that meets the requirements of hot-rolled strip.
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.While strip thicknesses of around 1.2 mm can be easily produced in batch operation, whereby the cast strand can be separated after leaving the strand guide and then formed in the downstream rolling mill regardless of the casting speed, rolling down to strip thicknesses of less than 1.2 mm, especially less than 1.0 mm, is associated with difficulties in process control, since strips of such a thickness tend not to be able to be safely introduced into the roll gap and can then lead to interruptions in the rolling process due to so-called cobbling.
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.Thin strips or ultra-thin strips with a thickness of < 1.2 mm, in particular < 1.0 mm, are therefore usually rolled in continuous operation, in which the cast strand is not separated after leaving the casting plant and before entering the rolling plant, so that the casting speed has a direct influence on the downstream rolling process, in particular the maximum rolling speed that can be achieved here. However, due to the fact that the final temperature above the austenite → ferrite transformation temperature is an essential process variable, several negative effects must be counteracted. On the one hand, the rolling speed in continuous operation, which is significantly reduced compared to batch operation, leads to lower forming speeds within the individual rolling stands and thus to a lower energy input into the formed strip. On the other hand, the thin slab/strip to be rolled stays in the casting-rolling plant longer in continuous operation than in batch operation, associated with the inevitable heat losses. In continuous operation, it has therefore been common practice to reheat the cooled steel before it enters a series of rolling stands in the rolling mill, in particular by using induction heating.
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, siehe beispielsweise
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.What all these plants have in common is that they have a casting plant in which the primary cooling of the thin slab takes place, followed by a strand guide for the cast thin slab in which the secondary cooling takes place. Behind the secondary cooling A continuous furnace must be provided to reheat the previously cast and cooled thin slab to the required rolling temperature and, in particular, to homogenize the temperature within the thin slab over its cross-section and length. Such casting and rolling plants, which can be operated in a number of operating modes, for example in batch and continuous operation, have previously required inductive or other heating of the thin strip. Casting and rolling plants of this type are therefore extremely costly and maintenance-intensive, both in terms of investment and operation.
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 Merkmale des Anspruchs 1, sowie mit einem Verfahren, umfassend die Merkmale des Anspruchs 12, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind sowohl in den abhängigen Ansprüchen als auch in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung dargelegt.It was therefore an object of the invention to provide a casting-rolling plant of the type in question which is capable of rolling a wide range of steel grades into thin and ultra-thin strips, in particular hot strips, with the minimum possible final thickness and at the same time can be operated cost-effectively. This object is achieved in the sense of the invention with a casting-rolling plant comprising the features of claim 1 and with a method comprising the features of claim 12. Advantageous embodiments of the invention are set out both in the dependent claims and in the following detailed description of the invention.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Gieß-Walzanlage zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands mit einer Dicke von minimal 0,8mm bis < 1,0mm 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 >100 mm und einer maximalen Dicke von 150 mm, vorzugsweise von >100 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 und einer Gießgeschwindigkeit bis zu 7,0 m/min 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 >100 mm bis 150 mm, vorzugsweise >100 mm bis 140 mm, besonders bevorzugt von >100 mm bis 130 mm, aufweisen, um die gewünschten Dünnbrammenformate vergießen zu können.According to a first aspect of the invention, a casting-rolling plant is provided for producing a thin or ultra-thin strip with a thickness of at least 0.8 mm to < 1.0 mm from a cast thin slab of steel in batch or continuous operation. The casting plant is intended and set up to produce thin slabs with a minimum casting thickness of > 100 mm and a maximum thickness of 150 mm, preferably from > 100 mm to 140 mm and particularly preferably from > 100 mm to 130 mm with a casting width of at least 600 mm, in particular at least 1,000 mm and a casting speed of up to 7.0 m/min. The casting systems provided for this purpose have casting molds which usually have adjustable long and/or wide sides in order to be able to cover the largest possible casting spectrum. However, it is essential for the casting molds used according to the invention that the long sides are spaced apart from one another by at least >100 mm to 150 mm, preferably >100 mm to 140 mm, particularly preferably >100 mm to 130 mm, in order to be able to cast the desired thin slab formats.
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.According to the invention, a casting plant can be provided upstream of one rolling mill, but it is also preferred if two parallel casting plants, each possibly provided with its own continuous furnace, are arranged upstream of a rolling mill. The reason for this is that the capacity of the rolling mill is significantly higher than the capacity of a single casting plant, since the casting speed of a single casting plant depends essentially on the casting format and the steel grade to be cast. In order to be able to make the best possible use of the capacity of the rolling mill, two casting plants are often connected in parallel and feed a rolling mill together.
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.As already mentioned above, a continuous furnace is arranged downstream of the casting plant, preferably downstream of each casting plant, in order to homogenize the temperature of the cast thin slab and, if necessary, to be able to heat it to the required rolling temperature. It is essential to the invention that during the entire forming process from the thin slab to the desired final thickness of the thin or ultra-thin strip, in particular hot strip, no induction heating is provided for reheating the cast thin slab and/or the rolled strip. This creates a casting-rolling plant that is able to roll cast thin slabs with a comparatively large casting thickness by means of at least seven rolling stands and rolling passes, preferably with eight rolling stands and corresponding rolling passes, without the need for inductive intermediate heating in both batch and continuous operation. The particularly high casting thickness provides a plant that can be used without the need for inductive intermediate heating. can produce a wide range of steel grades down to a thin or ultra-thin strip thickness of 0.8 mm, especially in continuous operation.
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.According to the invention, it is possible to produce the product mix of steels usually manufactured in casting and rolling plants, in particular LC (Low Carbon), MC (Medium Carbon), HC (High Carbon), HSLA (High Strength Low Alloy), DP (Dual Phase), other multi-phase steels, API (the commonly used American standard for pipe grades), Si grades (silicon grades such as electrical sheets), AHSS (Advanced High Strength Steel) and Corten (weatherproof structural steels) with a maximum thickness of 25.4 mm and a minimum of up to 0.8 mm safely, flexibly and cost-effectively up to an annual production capacity of 4.0 to 5.0 million tons per year (depending on the product mix).
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.Due to the casting thickness, the casting-rolling plant according to the invention is able to process even those steel grades that require a low casting speed, in particular this applies to the high carbon grades mentioned above, into thin or ultra-thin strips in continuous mode, since the mass flow from the casting plant, calculated as the product of casting speed (m/min.) and casting thickness (mm), is usually above a threshold value set for continuous operation.
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.In certain embodiments of the casting-rolling plant according to the invention, for example in a rolling plant with seven or eight consecutive rolling stands without an intermediate continuous furnace, such a threshold value is, for example, 650 mm x m/min., but can be set at, for example, 350 mm x m/min., preferably 500 mm x m/min., in a plant configuration with, for example, two roughing stands, a second continuous furnace arranged downstream of them and five, six or seven final rolling stands provided thereafter.
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 Herstellung geringster Dünnbanddicken von unterhalb 1,2 mm, insbesondere unterhalb 1,0 mm, erlaubt.When determining the operating mode of the casting-rolling plant, it is essential to determine whether the final rolling temperature is above the austenite → ferrite transformation temperature so that a hot strip structure can be produced according to customer requirements. If the mass flow from the casting plant does not allow this or if there is no possibility of reheating using a continuous furnace after any roughing stands provided, rolling must be carried out in batch mode; otherwise, continuous operation can be carried out regularly, which in particular allows the reliable production of extremely thin strip thicknesses of less than 1.2 mm, in particular less than 1.0 mm.
Die erfindungsgemäßen Gießdicken von >100 mm bis 150 mm, bevorzugt >100 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.The casting thicknesses according to the invention of >100 mm to 150 mm, preferably >100 mm to 130 mm, in particular >100 mm to 130 mm, are preferably cast into thin slabs at casting speeds of up to 7 m/min and then formed into thin strip or ultra-thin strip in a compact rolling mill. The working roll diameter of the first rolling stands, preferably the first two rolling stands of the rolling mill, is preferably more than 1,000 mm, in particular preferably 1,050 mm, whereby the first rolling stands, preferably the first two rolling stands, can apply a rolling force of a maximum of 35 mN/m at a rolling moment of a maximum of 4,000 kNm.
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.In a preferred embodiment of the invention, a shear for cutting off the leading strip beginning and optionally the strip end is arranged between the rolling stands, preferably after the second and before the third of the at least seven, preferably eight, rolling stands. This allows the strip beginning and optionally also the strip end, which can deform like a tongue, particularly during the first rolling passes, to be straightened, which enables a more reliable process control and a more reliable threading of the strip beginning into the further rolling stands.
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.According to a further preferred embodiment of the invention, the rolling stands of the rolling plants downstream of the casting plant or the casting plants can be divided into one or two roughing stands, in particular one or two roughing stands with a particularly high torque of at least 1,800 kNm, preferably at least 2,000 kNm, particularly preferably between 2,000 kNm and 3,400 kNm, and at least five, preferably six or seven, finishing stands, preferably finishing stands with a lower torque than the roughing stands. Torque of at least 100 kNm, preferably between 100 kNm and 1,400 kNm. In this context, it is particularly preferred if another continuous furnace is arranged between the roughing stands and the final stands, in which the pre-rolled strip is heated to the desired temperature and/or homogenized for the final rolling. Furthermore, inductive intermediate heating can be dispensed with entirely, since the mass flow for the production of thin or ultra-thin strips in continuous operation over a large product mix down to the smallest thicknesses is possible even for those steel grades that require a particularly low casting speed. Restrictions exist, if at all, only in the production of ultra-thin strips with a thickness < 1.2 mm for high-strength grades with a particularly low casting speed.
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.In a further preferred embodiment of the invention, the casting-rolling plant according to the invention has a cooling section, a shear, preferably a flying shear, and at least one reel downstream of the last rolling stand, so that the rolled hot strip can be safely cooled and wound into coils with a predefined weight.
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.If the casting-rolling plant according to the invention has two casting plants arranged parallel to one another in front of the rolling plant, it is preferred if a device for transferring a thin slab from the second casting plant into or behind the continuous furnace downstream of the first casting plant is provided. Such a device can be, for example, a mobile furnace segment, but it is preferred to use two stationary furnace segments both in the continuous furnace downstream of the first casting plant and in the continuous furnace downstream of the second casting plant, wherein the stationary furnace segments are designed in such a way that they have roller table segments that can be pivoted towards one another and which consist of a can be pivoted from a rest position into a transfer position in alignment with one another in order to ensure the transfer of a thin slab from the continuous furnace downstream of the second casting plant to the continuous furnace downstream of the first casting plant and, if necessary, also back.
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.The casting and rolling plant according to the invention is intended and set up to produce a wide range of thin slabs with different thicknesses and different widths. It is preferred if the casting molds provided in the respective casting plants have adjustable width sides, the distance between which can be at least 900 mm, preferably at least 1,000 mm to 2,000 mm, particularly preferably 1,000 mm to 1,800 mm, from one another. This creates a casting plant with particularly simple means that is able to produce the desired range of thin slab widths without the need to replace one casting mold with another.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen eines dünnen oder ultradünnen Bands mit einer Dicke von minimal 0,8mm bis < 1,0mm 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 100 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 100 mm bis 140 mm, besonders bevorzugt von 100 mm bis 130 mm, mit einer Gießbreite von wenigstens 600 mm, vorzugsweise wenigstens 1.000 mm mit einer Gießgeschwindigkeit von bis zu 7,0 m/min, 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.According to the second aspect of the invention, a method is provided for producing a thin or ultra-thin strip with a thickness of at least 0.8 mm to < 1.0 mm from a cast thin slab of steel in batch or continuous operation with a casting-rolling plant, particularly preferably a casting-rolling plant according to the first aspect of the invention. The casting-rolling plant comprises at least one casting plant and at least seven, preferably eight, rolling stands arranged downstream of the casting plant. The method according to the invention comprises the steps of casting at least one thin slab with a casting thickness of 100 mm to 150 mm, preferably from 100 mm to 140 mm, particularly preferably from 100 mm to 130 mm, with a casting width of at least 600 mm, preferably at least 1,000 mm with a casting speed of up to 7.0 m/min, heating and/or homogenizing the temperature of the thin slab in a continuous furnace and rolling the heated and/or homogenized thin slab by means of at least seven, preferably eight rolling stands, to form a thin or ultra-thin strip, preferably hot strip, wherein the thin slab and/or the strip does not undergo any inductive heating during the process for producing the thin or ultra-thin strip.
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.The technical effects that can be achieved with the second aspect of the invention correspond to those that have already been described above with respect to the first aspect of the invention.
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.It is preferred if the casting-rolling plant can be switched between batch operation and continuous operation depending on the mass flow of the casting plant, calculated as the product of the casting thickness (in mm) and the casting speed (in m/min.). It is particularly preferred if continuous operation is regularly set when a threshold value for the mass flow is exceeded, with this threshold value for the mass flow being particularly preferably set at 350 mm x m/min., preferably 500 mm x m/min., when the thin slab is formed into a thin or ultra-thin strip using one or two roughing stands and five to seven final stands with an intermediate continuous furnace. However, if the forming of the cast thin slab into a thin or ultra-thin strip is carried out with at least seven, preferably eight, rolling stands without a continuous furnace arranged between them, a threshold value for the mass flow of 650 mm/m and min. is preferred in order to switch between batch operation and continuous operation.
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.The invention is explained in more detail below with reference to a table and a figure, wherein preferred embodiments of the invention are shown in the table and the figure.
Es zeigt
- Tabelle 1:
- eine Beispielrechnung für den Betrieb einer erfindungsgemäßen Gieß-Walzanlage mit acht hintereinander angeordnet Walzgerüsten, und
- Figur 1
- eine schematische Ansicht einer erweiterten Anlagenkonfiguration gemäß der Erfindung.
- Table 1:
- an example calculation for the operation of a casting-rolling plant according to the invention with eight rolling stands arranged one behind the other, and
- Figure 1
- a schematic view of an extended plant configuration according to the invention.
Tabelle 1 zeigt Beispielversuche zum Herstellen 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 Haspeln 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.Table 1 shows example tests for producing thin strips from different steel grades using a casting-rolling plant 1 according to the invention, here with a plant layout that has a casting plant, a downstream continuous furnace 7 and eight final rolling stands 9, 10, 14 - 19, followed by a
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.A steel of grade S315MC was cast at a withdrawal speed of 7.9 m/min. or 7.2 m/min. to form a thin slab with a thickness of 100 mm or 110 mm and a width of 1,200 mm. This thin slab was rolled in continuous operation into a thin strip with a thickness of 1.0 mm and a width of 1,200 mm. In a further test, the same steel grade was cast at a casting speed of 9.1 m/min. or 8.4 m/min. to form a thin slab with a thickness of 100 mm or 110 mm and a width of 1,550 mm and also rolled in continuous operation into a thin strip with a thickness of 1.3 mm and a width of 1,550 mm. The mass flow was 700 to about 925 mm x m/min, thus above the threshold value for the use of continuous operation. The final rolling temperatures were more than 900°C, thus significantly above the austenite → ferrite transformation temperature.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde Stahl der Güte HDT580X 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.In another series of tests, HDT580X steel was cast at casting speeds of 9.6 m/min. and 8.8 m/min. to form thin slabs with a thickness of 100 mm and 110 mm and a width of 1,200 mm. The continuous forming operation resulted in a thin strip with a thickness of 1.2 mm and a width of 1,200 mm. In another pair of tests, the same steel was cast at a casting speed of 11.5 m/min. and 10.7 m/min. to form a thin slab with a thickness of 100 mm and 110 mm and a width of 1,550 mm. The mass flow was 960 to 1,180 mm xm/min., thus also significantly above the threshold value for continuous operation, the final rolling temperatures for the test series with the steel grade HDT580X were above 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.In another series of tests using the same plant layout, steel of grade S315MC was cast into a thin slab with a thickness of 100 mm and a width of 1,200 mm. In batch operation, a thin strip with a thickness of 2.30 mm was rolled from this. A thin slab made of steel of grade S315MC was also cast with a thickness of 100 mm and a width of 1,550 mm and finally rolled in batch operation into a thin strip with a thickness of 2.80 mm.
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.In another series of tests, HDT580X steel was cast into a thin slab with a thickness of 100 mm and a width of 1,200 mm or 1,550 mm and finally rolled into thin strip with a thickness of 2.75 mm or 3.50 mm in batch operation. Even in batch operation, the final rolling temperatures were above the austenite ---> ferrite transformation temperature in order to obtain a hot-rolled structure in the final rolled strip.
- 11
- Gieß-WalzanlageCasting-rolling plant
- 2a, 2b2a, 2b
- GießanlagenCasting systems
- 3a, 3b3a, 3b
- GießkokillenCasting moulds
- 4a, 4b4a, 4b
- StrangführungStrand guide
- 6a, 6b6a, 6b
- SchereScissors
- 7a, 7b7a, 7b
- DurchlaufofenContinuous furnace
- 88th
- Einrichtung zum Transfer einer BrammeDevice for transferring a slab
- 99
- VorwalzgerüstRoughing mill
- 1010
- VorwalzgerüstRoughing mill
- 1111
- DurchlaufofenContinuous furnace
- 1313
- SchereScissors
- 14-2014-20
- EndwalzgerüsteFinal rolling mills
- 2121
- KühlstreckeCooling section
- 2323
- KühlstreckeCooling section
- 2424
- Hochgeschwindigkeits-SchereHigh speed shear
- 25a, 25b25a, 25b
- Haspelreel
Claims (20)
- Casting and rolling plant (1) for producing a thin or ultra-thin strip with a thickness of a minimum of 0.8 mm to < 1.0 mm from a cast thin slab of steel in batch or endless operation, comprising at least one casting plant (2a, 2b) for casting a thin slab with a cast thickness of > 100 mm to 150 mm, preferably of > 100 to 140 mm, particularly preferably of > 100 mm to 130 mm, and a casting width of at least 600 mm, preferably at least 1000 mm, at least one continuous furnace (7) arranged downstream of the at least one casting plant (2a, 2b) and at least seven, preferably eight, roll stands (9, 10, 14 - 20) arranged downstream of the continuous furnace (7), wherein the at least one casting plant (2a, 2b) comprises a casting mould (3, 3b), the long sides of which have a spacing of at least > 100 mm to 150 mm, preferably > 100 mm to 140 mm, particularly preferably of > 100 mm to 130 mm, from one another and wherein the casting and rolling plant (1) does not have induction heating means for reheating the cast thin slab or induction heating means for reheating the rolled strip and wherein the casting and rolling plant is suitable for casting thin slabs at a casting rate of up to 7 m per minute.
- Casting and rolling plant (1) according to claim 1, characterised in that shears (13) for cutting off the leading strip start and optionally the strip end are arranged between the roll stands (9, 10, 14 - 20), preferably after the second (10) and before the third (14) of the at least seven, preferably eight, roll stands (I, 10, 14 - 20).
- Casting and rolling plant (1) according to one of the preceding claims, characterised in that the roll stands (9, 10, 14 - 20) comprise at least one roughing stand, preferably two roughing stands (9, 10), a further continuous furnace (11) arranged downstream of the roughing stand or stands (9, 10) and at least five, preferably six or seven, finishing roll stands (14 - 20) arranged downstream of the further continuous furnace (11), wherein the casting and rolling plant (1) does not have induction heating means for reheating the cast thin slab and/or the coarsely rolled strip and/or strip rolled to final state.
- Casting and rolling plant (1) according to any one of the preceding claims, characterised in that a cooling path (21), shears (24), preferably drum shears, and at least one coiler (25a, 26b) are arranged downstream of the last roll stand (20).
- Casting and rolling plant (1) according to any one of the preceding claims, characterised in that shears (6), preferably pendulating shears, are arranged between the at least one casting plant (2a, 2b) and the continuous furnace (7) upstream of the roll stands (9, 10, 14 - 20).
- Casting and rolling plant (1) according to any one of the preceding claims, characterised in that two casting plants (2a, 2b) each with pendulating shears (6a, 6b) are provided.
- Casting and rolling plant (2) according to claim 6, characterised in that an individual continuous furnace (7a, 7b) is associated with each casting plant (2a, 2b), wherein a device (8) for transfer of a thin slab from the second casting plant (2b) is provided in or behind the continuous furnace (7a) downstream of the first casting plant (2a).
- Casting and rolling plant (1) according to claim 7, characterised in that the device (8) for transfer comprises two furnace segments adjustable relative to one another of both the continuous first furnace (7a) downstream of the first casting plant (2a) and the continuous furnace (7b) downstream of the second casting plant (2b).
- Casting and rolling plant (1) according to any one of the preceding claims, characterised in that the wide sides of the at least one casting mould (3a, 3b) have a spacing of at least 900 mm, preferably 1000 mm to 2000 mm, particularly preferably 1000 mm to 1800 mm, from one another.
- Casting and rolling plant (1) according to any one of claims 3 to 8, characterised in that the torque of the at least one roughing stand (9, 10) is at least 1800 kNm, preferably at least 2000 kNm, particularly preferably between 2000 kNm and 3400 kNm.
- Casting and rolling plant (1) according to claim 10, characterised in that the torque of the at least five finishing roll stands (14 - 20) is in each instance at least 100 kNm, preferably between 100 kNm and 1400 kNm.
- Method for producing a thin or ultra-thin strip with a thickness of a minimum of 0.8 mm to < 1.0 mm from a cast thin slab of steel in batch or endless operation with a casting and rolling plant (1), comprising at least one casting plant (2a, 2b) and at least seven, preferably eight roll stands (9, 10, 14 - 20), comprising the steps ofcasting at least one thin slab, with a cast thickness of > 100 mm to 150 mm, preferably of > 100 to 140 mm, particularly preferably of > 100 mm to 130 mm, and a cast width of at least 600 mm, preferably at least 1000 mm, and a casting rate of up to 7 m per minute, heating and/or homogenising the temperature of the thin slab in a continuous furnace (7a, 7b) androlling the heated and/or homogenised thin slab by means of at least seven, preferably eight, roll stands (9, 10, 14 - 20) to form a thin or ultra-thin strip,wherein the thin slab and the strip do not undergo inductive heating during the method for producing the thin or ultra-thin strip.
- Method according to claim 12, characterised in that the leading strip start and optionally the strip end are cut off between the roll stands (9, 10, 14 - 20), preferably after the second (10) and before the third (14) of the at least seven, preferably eight, roll stands (9, 10, 14 - 20).
- Method according to claim 12 or 13, characterised in that the rolling of the thin slab to form a thin or ultra-thin strip comprises rough-rolling of the heated and/or homogenised thin slab by means of at least one roughing stand, preferably two roughing stands (9, 10), heating and/or homogenising the temperature of the rough-rolled thin slab or the strip in a further continuous furnace (11) and rolling of the rough-rolled thin slab or strip to a finished state by means of at least five, preferably six or seven, finishing roll stands (14 - 20) arranged downstream of the further continuous furnace (11).
- Method according to any one of claims 12 to 14, characterised in that the casting and rolling plant (1) can be switched over between batch operation and endless operation in dependence on the mass flow of the casing plant (2a, 2b) as a product of cast thickness (in mm) and casting rate (in m/min.).
- Method according to claim 15, characterised in that the casting plant (1) is operable in endless operation above a threshold value for the mass flow of 350 (mm · m) per minute, preferably 500 (mm · m) per minute.
- Method according to any one of claims 12 to 16, characterised in that the annual production of the casting and rolling plant (1) is between 4.0 and 5.0 million tonnes.
- Method according to any one of claims 12 to 17, characterised in that it is designed for production of thin or ultra-thin strip from LC, MC, HC, HSLA, DP, API, Si grades, AHSS and Corten steels.
- Method according to any one of claims 12 to 18, characterised in that the finishing rolling temperature in the last roll stand (20) is set to above 820° C.
- Method according to any one of claims 12 to 19, characterised in that it is performed by means of a casting and rolling plant (1) according to any one of claims 1 to 11.
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