EP3849721A1 - Verfahren zu herstellung eines metallischen gutes - Google Patents

Verfahren zu herstellung eines metallischen gutes

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EP3849721A1
EP3849721A1 EP19780153.3A EP19780153A EP3849721A1 EP 3849721 A1 EP3849721 A1 EP 3849721A1 EP 19780153 A EP19780153 A EP 19780153A EP 3849721 A1 EP3849721 A1 EP 3849721A1
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EP
European Patent Office
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roll stand
thickness
scale
nozzles
row
Prior art date
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Application number
EP19780153.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3849721B1 (de
Inventor
Jürgen Seidel
Ralf Setzer
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP3849721A1 publication Critical patent/EP3849721A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3849721B1 publication Critical patent/EP3849721B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B2038/004—Measuring scale thickness

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metallic good, in particular a slab, a preliminary strip, a strip or a sheet, in which the good is first conveyed in the conveying direction by a scale washer and then by a rolling mill, the rolling mill at least one roll stand, in particular has a first roll stand in the conveying direction, the material in the scale washer being acted upon by at least one upper row of nozzles which descaled the top of the goods and by at least one lower row of nozzles which descaled the bottom of the goods.
  • the material is usually guided through a number of roll stands in the rolling mill; however, it is also possible to use a single roll stand, especially in the case of a stick egg rolling mill.
  • descaling devices are used to operate hot rolling mills. After removing the scale with the help of a high-pressure water jet, another forms immediately when it is transported on Secondary scale layer.
  • the growth rate of the scale thickness depends on the plant and process conditions.
  • the belt or slab in the area of the scale washer is wetted by water or remains there, on the underside, the applied water falls straight down again.
  • different strip temperatures usually occur on the top and bottom when passing through the scale washer line. As a result, these lead to different scale layers.
  • EP 1 365 870 B1 already describes how the conditions can be improved by setting a symmetrical temperature distribution from the top to the bottom of the belt in the area of the scale washer and after the scale washer. However, these measures are not sufficient to be able to set optimal conditions for the rolling mill and the strip. The scaling behavior must rather be taken into account and influenced in a targeted manner.
  • EP 1 034 857 B1 JP 1 -205810 A, JP 2001 -9520 A and JP 2001 -47122 A.
  • the object of the invention is to develop a generic method in such a way that the aforementioned Disadvantages can be reduced. Accordingly, the aim is to improve the product and system properties by optimizing the scale washer or the process of descaling in the same. This should be able to influence the formation of secondary scale in particular.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the method comprises the steps of: a) determining the thickness of a secondary scale layer on the top of the material, which is at the location of the at least one roll stand, in particular at the location of the first rolling stand, or at a defined location in front of the at least one rolling stand, in particular in front of the first rolling stand, and determining the thickness of a secondary scale layer on the underside of the material, which is at the location of the at least one rolling stand, in particular at the location of the first
  • Roll stand or at the defined location in front of the at least one roll stand, in particular the first roll stand; b) Determining the distance between the last row of nozzles in the conveying direction and the last row of nozzles in the conveying direction, so that the difference between the thickness of the secondary scale layer on the top of the product and the thickness of the secondary scale layer on the bottom of the product at the above location below a given one Value.
  • the determination according to step b) above is preferably carried out in such a way that a defined product mix for the good is considered and an average distance is determined for this.
  • the thickness of the upper and lower secondary scale layer can be determined by a measurement at the location of the at least one roll stand, in particular at the location of the first roll stand, or at the defined location in front of the at least one roll stand, in particular in front of the first roll stand (at this defined location it can be one shortly before the first rolling stand, which is selected or determined for determining the thickness of the secondary scale layer).
  • the thickness of the upper and lower secondary scale layers can be determined by numerical simulation using a process model.
  • the numerical simulation calculates the temperature profile on the top and on the underside of the goods as they pass through the scale washer to the rolling mill.
  • the numerical simulation or calculation of the thickness of the upper and lower secondary scale layer comprises determining the thickness using the relationship: with s: thickness of the secondary scale layer
  • the aforementioned equation for determining the scale thickness can be used in a simulation model.
  • the scale factor mentioned which is dependent on temperature and material, can be determined experimentally or taken from the literature. It can also be determined empirically by appropriate investigations in a professional manner.
  • the distance between the last row of upper nozzles in the conveying direction and the last row of lower nozzles in the conveying direction is preferably selected at least 0.2 m, particularly preferably at least 0.3 m.
  • the distance between the last row of nozzles in the conveying direction and the at least one roll stand, in particular the first roll stand, is preferably at most 6.0 m, particularly preferably at most 4.0 m.
  • the specified value for the difference between the thickness (s 0 ben) of the secondary scale layer on the top of the material and the thickness (s un ten) of the secondary scale layer on the bottom of the material when it enters the at least one roll stand, in particular in the first roll stand, is preferably determined according to the relationship: With. SMeans - (Soben Sunten) / 2
  • the temperature of the material in the area between the scale washer and the at least one roll stand, in particular the first roll stand is preferably set such that the temperature (romp) of the goods on the top and the temperature (T un ten) of the goods on the Bottom side when entering the at least one roll stand, in particular the first roll stand, the following applies: With. TlVlittel - (frolic tunts) / 2
  • the temperatures are to be used in ° C.
  • the material is preferably additionally cooled with water in the area between the scale washer and the at least one roll stand, in particular the first roll stand.
  • Different nozzle sizes can be used in the scale washer on the top of the goods and on the underside of the goods.
  • a further row of nozzles can be provided in the scale washer for the underside of the goods, which is activated if necessary.
  • the proposed concept provides a combination of measures and a definition of boundary conditions, so that instead of symmetrical strip temperatures it is possible to influence the scale formation or scale symmetry in a targeted manner, which enables an improved procedure in the sense of the above task.
  • FIG. 1 schematically shows a section of a production line for a metallic strip according to the prior art, the area of a scale washer and a subsequent rolling mill being shown and the temperature profile and the course of the temperature in the direction of conveyance for the top and bottom of the band the formation of secondary scale is shown with a calculated thickness
  • Fig. 2 in the representation of Figure 1, the corresponding illustration for a solution according to the invention.
  • a strip 1 (or a slab, a preliminary strip or a sheet) is indicated, which is descaled in a scale washer 2 on the top 6 of the strip 1 and on the underside 8 of the strip 1.
  • the strip which has been cleaned or descaled in this way is fed in a conveying direction F to a rolling mill 3, where it is rolled.
  • the rolling mill 3 has a number of rolling stands 4, of which only one is shown in the figures, namely the first rolling stand F1 of the rolling mill 3.
  • the scale washer 2 has an upper row of nozzles 5 and a lower row of nozzles 7, which are provided for the respective cleaning or descaling of the corresponding side of the belt 1.
  • a pair of rollers 9 and a pair of rollers 10 are provided to promote the belt.
  • the scale washer 2 also has a further upper nozzle row 11 and a further lower nozzle row 12. With the various rows of nozzles, water W is applied to the top and bottom of the belt 1
  • FIG. 1 shows an example of a two-row scale washer 2 in front of a rolling mill 3 in the form of a finishing train according to the prior art. It shows how the strip surface temperatures (T 0 / u ) can develop.
  • the scale growth between the respective last scale scrubber spray bars 5 and 7 and the finishing train 3 is particularly remarkable. If, as shown in FIG. 1, the two rows of descaling 5 and 7 are arranged one above the other, these boundary conditions form at the same distance from the first roll stand 4 of the rolling mill 3 (F1) and different surface temperatures T 0 / u a different scale layer thickness s 0 / u , which leads to the problems described at the beginning. Especially the differences in
  • Tinder layer thickness between the top and bottom are disadvantageous and should be minimized according to the invention or kept within certain limits.
  • the upper descaling row 5 and the lower descaling row 7 can be staggered in the conveying direction F in such a way that the lower row 7 is closer to the finishing train 3 or in particular in front of the first mill stand F1. This is represented by the distance a in FIG. 2.
  • the scale conditions can be optimized, which is shown below in a specific embodiment.
  • the temperature profiles for the top 6 of the band 1 (T 0 ) and for the bottom 8 of the band 1 (T u ) and the important scale growth with the thickness of the scale layer forming on the top 6 of the band 1 (s 0 ) and on the Underside 8 of band 1 (s u ) are shown in FIG. 2 and can be calculated.
  • the distance b between a descaling row and the rolling stand F1 and the distance a from the upper to the lower descaling row can be determined in such a way that the scale layer thicknesses are optimal for the subsequent or subsequent roll forming operations. This means that the difference in the scale layer thickness s 0 / u is set so that the difference in the layer thickness on the top and the bottom of the strip on the roll stand is below a predetermined value.
  • Rolling mill 3 is designed in such a way that the following optimally defined conditions can be set for the feed speed and surface temperatures, averaged over the product mix, based on the production share:
  • the upper and lower scale washer spray bars 5 and 7 are arranged offset from one another (distance a) such that the lower spray bar is arranged last.
  • the distance b between the last descaling bar 7 and the roll stand F1 and the distance a between the upper and lower spray bars 5 and 7 are chosen so that the scale thickness when entering the rolling mill (in the example on the stand F1 of the finishing train 3) is on average on the top and bottom of the strip is preferably the same or the difference
  • As of the calculated scale layer thicknesses (amount) between the top and bottom sides is less than 15% of the average scale layer thickness (see the area for the distance of the roll stand F1 from the last descaling row 7 in Figure 2).
  • the surface temperature curves behind the scale washer 2 with or without additional belt cooling between scale washer 2 and rolling mill 3 should result in the surface surface temperatures such that the temperature difference (amount) between the top and bottom 6 and 8 of the belt 1 is less than 3% of the average surface temperature on Roll stand is.
  • the distance a between the upper and lower spray rows 5 and 7 of the scale washer 2 is preferably more than 0.2 m, particularly preferably more than 0.3 m.
  • the distance b between the last scale scrubber spray row 7 and the following mill stand F1 is preferably less than or equal to 6 m and particularly preferably less than or equal to 4 m.
  • the descaling nozzle for the top of the belt differs from the nozzle on the underside of the belt; larger nozzles are used in particular below than above. In this case, this means that a larger amount of water is applied to the bottom in order to be able to influence the temperatures on the surface of the belt in a desired manner.
  • a third row of scale washer nozzles can be provided on the underside of the belt, which is activated by the process model depending on the boundary conditions.
  • the first row of descaling nozzles can only be deactivated at the top, only at the bottom or on both sides (this applies to a multi-row scale washer).
  • the amount of water and / or the pressure level of the first or / and second row of descaling nozzles (or also on another row of nozzles) on the top and / or bottom can be reduced individually.
  • the design of the system in particular the determination of the distances in the area of the scale washer and roll stand, is carried out in the following steps:
  • the distance between the last descaling row 7 to the rolling mill, i. H. up to the first mill stand F1 is preferably minimized in order to minimize secondary scale formation.
  • the distance (a) between the upper and lower scale washer spray bars is determined so that the conditions or goals of the above scale and / or temperature relationships are met, or the difference in the scale layer thickness between the top - and bottom is minimal.
  • variable temperature or scale control elements When operating the existing system with given distances, the variable temperature or scale control elements (nozzle pressures, water quantities) are used so that the above tolerances are observed.
  • the surface temperatures in front of and / or behind the (first) mill stand F1 can be measured and compared with the calculated values.
  • the difference in torque between the upper and lower drive spindles can also be used to draw indirect conclusions about the roughness difference of the work rolls of the roll stand if a difference persists across several belts or increases during a rolling program.
  • This measured value can also be used as feedback for the scale model and the setting of the descaling parameters (water pressure and quantity)
  • a process model is preferably provided that not only optimally controls the pressure level or the amount of water in the scale washer and the additional cooling (if available) behind the scale washer, so that the target of equal scale layer thicknesses on the top and bottom can be as close as possible, but can energy consumption (ie minimum water pressure and quantity) and strip temperature losses (minimum water quantity) are also minimized.
  • Piston pumps are ideal for varying the pressure level and for saving energy.
  • the proposed configuration according to the invention makes it possible to select a position (Pos) for the position of the first roll stand F1, the extent of which is indicated in FIG. 2. This position is within an optimal range (Opt) for the arrangement of the mill stand F1 following the scale washer 2.
  • the distances mentioned are advantageously designed according to the rolling portfolio.
  • the concept can be adapted so that the descaling rows can be switched on or off as required.
  • the pressure level can be set differently for the upper or lower of the respective nozzle rows.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gutes (1), insbesondere einer Bramme, eines Vorbandes, eines Bandes oder eines Blechs, bei dem das Gut (1) in Förderrichtung (F) zunächst durch einen Zunderwäscher (2) und anschließend durch ein Walzwerk (3) gefördert wird, wobei das Walzwerk (3) mindestens ein Walzgerüst (4), insbesondere ein in Förderrichtung (F) erstes Walzgerüst (F1), aufweist, wobei das Gut (1) im Zunderwäscher (2) durch mindestens eine obere Düsenreihe (5), die die Oberseite (6) des Gutes (1) entzundert, und durch mindestens eine untere Düsenreihe (7), die die Unterseite (8) des Gutes (1) entzundert, beaufschlagt wird. Um eine Verbesserung der Produkt-und Anlageneigenschaften durch eine Optimierung des Zunderwäschers bzw. des Vorgangs der Entzunderung in demselben zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) Ermittlung der Dicke (soben) einer Sekundärzunderschicht auf der Oberseite (6) des Bandes (1), die am Ort des ersten Walzgerüsts (F1) vorliegt, und Ermittlung der Dicke (sunten) einer Sekundärzunderschicht auf der Unterseite (8) des Bandes (1), die am Ort des ersten Walzgerüsts (F1) vorliegt; b) Festlegen des Abstands (a) zwischen der in Förderrichtung (F) letzten oberen Düsenreihe (5) und der in Förderrichtung (F) letzten unteren Düsenreihe (7), so dass die Differenz zwischen der Dicke (soben) der Sekundärzunderschicht auf der Oberseite (6) des Bandes (1) und die Dicke (sunten) der Sekundärzunderschicht auf der Unterseite (8) des Bandes (1) an obigem Ort unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gutes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gutes, insbesondere einer Bramme, eines Vorbandes, eines Bandes oder eines Blechs, bei dem das Gut in Förderrichtung zunächst durch einen Zunderwäscher und anschließend durch ein Walzwerk gefördert wird, wobei das Walzwerk mindestens ein Walzgerüst, insbesondere ein in Förderrichtung erstes Walzgerüst, aufweist, wobei das Gut im Zunderwäscher durch mindestens eine obere Düsenreihe, die die Oberseite des Gutes entzundert, und durch mindestens eine untere Düsenreihe, die die Unterseite des Gutes entzundert, beaufschlagt wird.
Das Gut wird im Walzwerk zumeist durch eine Anzahl an Walzgerüsten geführt; möglich ist allerdings auch der Einsatz eines einzelnen Walzgerüsts, namentlich im Falle eines Steckeiwalzwerks.
Bei der Herstellung metallischer Bänder werden zunehmend steigende Anfor- derungen an die Bandtemperaturführung, an die Zundereigenschaften und damit an die Produktqualität sowie an die Bandlaufstabilität gestellt. Untersuchungen haben ergeben, dass nicht nur die Temperaturführung sondern vor allem das Zunderwachstum im Anschluss eines Zunderwäschers für die folgenden Walzprozesse Einfluss auf obige Eigenschaften hat. Es hat sich gezeigt, dass vor allem eine unterschiedliche Zunderschichtdicke an Bandober- und -Unterseite zu Schubwalzeffekten, Skibildung und Walzmomentvertrimmung bei der Walz- Umformung und unterschiedlicher Walzenrauigkeit sowie im späteren Walzpro- grammverlauf zu unterschiedlicher Bandrauigkeit und nachteiligen Sekundär- zundereffekten auf der Ober- und Unterseite führt.
Beim Betrieb von Warmwalzwerken werden bekanntlich Entzunderungs- einrichtungen eingesetzt. Nach der Entfernung des Zunders mit Hilfe eines Hochdruckwasserstrahls bildet sich beim Weitertransport sofort erneut eine Sekundärzunderschicht. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Zunderdicke ist dabei von den Anlagen- und Prozessbedingungen abhängig. Auf der Oberseite ist das Band oder die Bramme im Bereich des Zunderwäschers von Wasser benetzt bzw. es bleibt dort liegen, auf der Unterseite fällt das applizierte Wasser direkt wieder nach unten. Beim Durchlaufen der Zunderwäscherstrecke entstehen deshalb in der Regel unterschiedliche Bandtemperaturen an Ober- und Unterseite. Diese führen in der Folge zu unterschiedlichen Zunderschichtdicken.
In der EP 1 365 870 B1 ist bereits beschrieben, wie durch Einstellung einer symmetrischen Temperaturverteilung von Ober- zur Unterseite des Bandes im Bereich des Zunderwäschers und nach dem Zunderwäscher die Bedingungen verbessert werden können. Diese Maßnahmen reichen jedoch nicht aus, um optimale Bedingungen für die Walzanlage und das Band einstellen zu können. Es muss vielmehr das Zunderbildungsverhalten mit berücksichtigt und gezielt beeinflusst werden.
Weitere und andere Lösungen zeigen die EP 1 034 857 B1 , die JP 1 -205810 A, die JP 2001 -9520 A und die JP 2001 -47122 A. Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so fortzubilden, dass die genannten Nachteile vermindert werden können. Demgemäß wird eine Verbesserung der Produkt- und Anlageneigenschaften durch eine Optimierung des Zunderwäschers bzw. des Vorgangs der Entzunderung in demselben angestrebt. Damit soll insbesondere auf die Sekundärzunderbildung Einfluss genommen werden können.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) Ermittlung der Dicke einer Sekundärzunderschicht auf der Oberseite des Gutes, die am Ort des mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere am Ort des ersten Walzgerüsts, oder an einem definierten Ort vor dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere vor dem ersten Walzgerüst, vorliegt, und Ermittlung der Dicke einer Sekundärzunderschicht auf der Unterseite des Gutes, die am Ort des mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere am Ort des ersten
Walzgerüsts, oder an dem definierten Ort vor dem mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere des ersten Walzgerüsts, vorliegt; b) Festlegen des Abstands zwischen der in Förderrichtung letzten oberen Düsenreihe und der in Förderrichtung letzten unteren Düsenreihe, so dass die Differenz zwischen der Dicke der Sekundärzunderschicht auf der Oberseite des Gutes und die Dicke der Sekundärzunderschicht auf der Unterseite des Gutes an obigem Ort unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
Die Festlegung gemäß obigem Schritt b) erfolgt dabei bevorzugt so, dass ein definierter Produktmix fürs Gut betrachtet und hierfür ein mittlerer Abstand bestimmt wird. Die Ermittlung der Dicke der oberen und unteren Sekundärzunderschicht kann durch eine Messung am Ort des mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere am Ort des ersten Walzgerüsts, oder an dem definierten Ort vor dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere vor dem ersten Walzgerüst, erfolgen (bei diesem definierten Ort kann es sich um einen solchen kurz vor dem ersten Walzgerüst handeln, der zwecks Bestimmung der Dicke der Sekundärzunderschicht ausgewählt bzw. festgelegt wird).
Es ist aber auch möglich, dass die Ermittlung der Dicke der oberen und unteren Sekundärzunderschicht durch numerische Simulation anhand eines Prozessmodells erfolgt. In diesem Falle kann vorgesehen werden, dass die numerische Simulation die Berechnung des Temperaturverlaufs an der Oberseite und an der Unterseite des Gutes beim Durchlauf durch den Zunderwäscher bis zum Walzwerk umfasst. Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass die numerische Simulation bzw. Berechnung der Dicke der oberen und unteren Sekundär- zunderschicht eine Ermittlung der Dicke durch die Beziehung umfasst: mit s: Dicke der Sekundärzunderschicht
kp: Zunderkoeffizient
t: Oxidationszeit ab Abschluss der Entzunderung
Die genannte Gleichung zur Bestimmung der Zunderdicke kann in einem Simulationsmodell verwendet werden. Der genannte Zunderkoeffizient, der temperatur- und materialabhängig ist, kann experimentell bestimmt oder aus der Literatur entnommen werden. Er kann auch durch entsprechende Untersuchungen in fachmännischer Weise empirisch bestimmt werden.
Alternativ kann auch ein anderes Modell zur Bestimmung der Zunderdicke eingesetzt werden.
Der Abstand zwischen der in Förderrichtung letzten oberen Düsenreihe und der in Förderrichtung letzten unteren Düsenreihe wird bevorzugt mindestens 0,2 m gewählt, besonders bevorzugt mindestens 0,3 m. Indes beträgt der Abstand zwischen der in Förderrichtung letzten Düsenreihe und dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere dem ersten Walzgerüst, vorzugsweise höchstens 6,0 m, besonders bevorzugt höchstens 4,0 m.
Der vorgegebene Wert für die Differenz zwischen der Dicke (s0ben) der Sekundärzunderschicht auf der Oberseite des Gutes und die Dicke (sunten) der Sekundärzunderschicht auf der Unterseite des Gutes beim Einlauf in das mindestens eine Walzgerüst, insbesondere in das erste Walzgerüst, bestimmt sich bevorzugt gemäß der Beziehung: mit. SMittel — (Soben Sunten)/2
Bevorzugt wird die Temperatur des Guts im Bereich zwischen dem Zunderwäscher und dem mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere dem ersten Walzgerüst, so eingestellt, dass für die Temperatur (Toben) des Gutes auf der Oberseite und für die Temperatur (Tunten) des Gutes auf der Unterseite beim Einlauf in das mindestens eine Walzgerüst, insbesondere in das erste Walzgerüst, gilt: mit. TlVlittel — (Toben Tunten)/2
Die Temperaturen sind dabei in °C zu verwenden.
Das Gut wird vorzugsweise im Bereich zwischen dem Zunderwäscher und dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere dem ersten Walzgerüst, zusätzlich mit Wasser gekühlt. An der Oberseite des Gutes und an der Unterseite des Gutes können unterschiedliche Düsengrößen im Zunderwäscher verwendet werden.
Für die Unterseite des Gutes kann im Zunderwäscher eine weitere Düsenreihe vorgesehen werden, die bei Bedarf aktiviert wird. Schließlich sieht eine Weiterbildung vor, dass in Abhängigkeit der Einzugsgeschwindigkeit des Guts in das Walzwerk und/oder vom Material des Guts die Wassermenge und/oder das Druckniveau des ausgebrachten Wassers in mindestens einer der Düsenreihen an der Oberseite und/oder an der Unterseite des Guts individuell eingestellt, insbesondere reduziert, wird.
Das vorgeschlagene Konzept sieht eine Kombination von Maßnahmen und eine Definition von Randbedingungen vor, so dass statt symmetrischer Band- temperaturen eine gezielte Beeinflussung der Zunderbildung bzw. Zundersymmetrie möglich ist, die es erlaubt, im Sinne der obigen Aufgabenstellung eine verbesserte Verfahrensweise zu ermöglichen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Abschnitt einer Fertigungsanlage für ein metallisches Band nach dem Stand der Technik, wobei der Bereich eines Zunderwäschers und eines nachfolgenden Walzwerks dargestellt ist und wobei für den Verlauf in Förderrichtung jeweils für die Oberseite und Unterseite des Bandes der Temperaturverlauf sowie die Bildung von Sekundärzunder mit einer errechneten Dicke dargestellt ist,
Fig. 2 in der Darstellung gemäß Figur 1 die entsprechende Illustration für eine erfindungsgemäße Lösung. In den Figuren ist ein Band 1 (bzw. eine Bramme, ein Vorband oder ein Blech) angedeutet, das in einem Zunderwäscher 2 an der Oberseite 6 des Bandes 1 sowie an der Unterseite 8 des Bandes 1 entzundert wird. Das so gereinigte bzw. entzunderte Band wird in eine Förderrichtung F einem Walzwerk 3 zugeführt, wo es gewalzt wird. Das Walzwerk 3 hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Anzahl Walzgerüste 4, von denen in den Figuren nur eines dargestellt ist, nämlich das erste Walzgerüst F1 des Walzwerks 3. Der Zunderwäscher 2 weist eine obere Düsenreihe 5 sowie eine untere Düsenreihe 7 auf, die zur jeweiligen Reinigung bzw. Entzunderung der entsprechenden Seite des Bandes 1 vorgesehen sind. Zur Förderung des Bandes sind ein Rollenpaar 9 sowie ein Rollenpaar 10 vorgesehen. Der Zunderwäscher 2 weist im Ausführungsbeispiel darüber hinaus noch eine weitere obere Düsenreihe 11 und eine weitere untere Düsenreihe 12 auf. Mit den verschiedenen Düsenreihen wird Wasser W auf die Oberseite und die Unterseite des Bandes 1 aufgebracht
Figur 1 zeigt für ein Beispiel eines zweireihigen Zunderwäschers 2 vor einem Walzwerk 3 in Form einer Fertigstraße nach dem Stand der Technik. Dargestellt ist, wie sich die Bandoberflächentemperaturen (T0/u) entwickeln können. Besonders beachtlich ist das Zunderwachstum zwischen dem jeweiligen letzten Zunderwäscher-Spritzbalken 5 bzw. 7 und der Fertigstraße 3. Sind - wie in Figur 1 darstellt - die beiden Entzunderungsreihen 5 und 7 übereinander angeordnet, so bildet sich bei diesen Randbedingungen mit gleichem Abstand zum ersten Walzgerüst 4 des Walzwerks 3 (F1 ) und unterschiedlichen Oberflächen- temperaturen T0/u eine unterschiedliche Zunderschichtdicke s0/u, die zu den eingangs beschriebenen Problemen führt. Vor allem die Unterschiede der
Zunderschichtdicke zwischen Ober- und Unterseite sind nachteilig und sollen erfindungsgemäß minimiert bzw. in bestimmten Grenzen gehalten werden.
Will man die Zunderschicht-Dickenunterschiede zwischen der Oberseite 6 des Bandes 1 und der Unterseite 8 desselben vermindern oder im Idealfall beim
Walzprozess gleich einstellen, so können - wie in Figur 2 gemäß einem erfindungsgemäßen Beispiel dargestellt - die obere Entzunderungsreihe 5 und die untere Entzunderungsreihe 7 in Förderrichtung F definiert versetzt zueinander angeordnet werden, in der Art, dass sich die untere Reihe 7 näher vor der Fertigstraße 3 bzw. namentlich vor dem ersten Walzgerüst F1 befindet. Dies ist durch den Abstand a in Figur 2 dargestellt. Berücksichtigt man die Gesetzmäßigkeiten der Zunderbildung in geeigneter Art, so können die Zunderbedingungen optimiert werden, was nachfolgend in einem konkreten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Temperaturverläufe für die Oberseite 6 des Bandes 1 (T0) sowie für die Unterseite 8 des Bandes 1 (Tu) sowie das wichtige Zunderwachstum mit der sich bildenden Dicke der Zunderschicht auf der Oberseite 6 des Bandes 1 (s0) sowie auf der Unterseite 8 des Bandes 1 (su) sind in Figur 2 dargestellt und lassen sich berechnen. So kann der Abstand b zwischen einer Entzunderungsreihe und dem Walzgerüst F1 sowie der Abstand a der oberen zur unteren Entzunderungsreihe in der Weise festgelegt werden, dass die Zunderschichtdicken für die folgende bzw. folgenden Walzumformungen optimal sind. Das bedeutet, der Unterschied der Zunderschichtdicke s0/u wird so eingestellt, dass die Differenz der Schichtdicke auf der Oberseite und der Unterseite des Bandes am Walzgerüst unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt.
Für die Beschreibung der Temperaturveränderung innerhalb der Walzstraße - auch im Bereich des Zunderwäschers 2 bis zur und innerhalb der Walzstraße 3 - wird ein Prozessmodell eingesetzt. Bei Kenntnis des berechneten Temperaturverlaufs kann das Zunderwachstum mit folgendem Zundermodell bzw. folgender Zundergleichung berechnet werden: s = k * ( t )° 5
p v
mit s: Zunderschichtdicke (startet mit 0 nach der letzten Entzunderung)
t: Oxidationszeit (beginnt nach der letzten Entzunderung)
kp: Zunderkoeffizient, abhängig von der Bandoberfächentemperatur,
vom Bandmaterial und von den Umgebungsbedingungen
(Wasser, Luft) Die Auslegung der Walzstraße 3 erfolgt in der Art, dass für die über den Produktmix gewichtet nach dem Produktionsanteil gemittelte Einzugs- geschwindigkeit und Oberflächentemperaturen zwischen Zunderwäscher 2 und Walzstraße 3 folgende optimale definierte Bedingungen einstellbar sind:
Die oberen und unteren Zunderwäscher-Spritzbalken 5 und 7 sind so zueinander versetzt angeordnet (Abstand a), dass der untere Spritzbalken zuletzt angeordnet ist. Dabei wird der Abstand b zwischen dem letzten Entzunderungsbalken 7 und dem Walzgerüst F1 sowie der Abstand a zwischen oberem und unterem Spritzbalken 5 und 7 zueinander so gewählt, dass die Zunderdicke beim Eintritt in die Walzstraße (im Beispielfall am Gerüst F1 der Fertigstraße 3) im Mittel an der Bandober- und -Unterseite vorzugsweise gleich ist oder die Differenz As der errechneten Zunderschichtdicken (Betrag) zwischen Ober- und Unterseite kleiner als 15% von der mittleren Zunderschichtdicke beträgt (siehe den Bereich für den Abstand des Walzgerüstes F1 von der letzten Entzunderungsreihe 7 in Figur 2).
Dabei gelten die Beziehungen für die Dicke der Sekundärzunderschicht beim Einlauf in das erste Walzgerüst F1
SMittel — (Soben Sunten) / 2
mit
SMittei: Mittlere Zunderschichtdicke von Ober- / Unterseite des Bandes
Soben- Zunderschichtdicke auf der Oberseite
Sunten- Zunderschichtdicke auf der Unterseite
As: prozentuale Differenz der errechneten Zunderschichtdicken Zwecks weiterer Optimierung des Zunderwachstums auf der Ober- und Unterseite und Einhaltung obiger Ziele für die Auslegung oder/und für den für den täglichen Einsatz bei Abweichung von den mittleren Bedingungen (Einzugsgeschwindigkeit, Temperaturen) sind zusätzliche Hoch- oder/und Niederdruck-Kühleinrichtungen zwischen Zunderwäscher 2 und Walzstraße 3 angeordnet (nicht dargestellt), die abhängig von den Ergebnissen des Prozessmodells aktiviert werden, um dem Ziel der möglichst gleichen Zunderschichtdicke an Ober- und Unterseite 6 und 8 des Bandes 1 am Ort des Walzgerüst F1 oder an einem definierten Referenzort unmittelbar vor dem Walzgerüst F1 nahe zu kommen
Weiterhin sollten die Oberflächentemperaturverläufe hinter dem Zunderwäscher 2 mit oder ohne zusätzlicher Bandkühlung zwischen Zunderwäscher 2 und Walzstraße 3 die Oberflächenflächentemperaturen so ergeben, dass die Temperaturdifferenz (Betrag) zwischen Ober- und Unterseite 6 und 8 des Bandes 1 kleiner als 3% von der mittleren Oberflächentemperatur am Walzgerüst beträgt.
Dabei gelten folgende Beziehungen:
TMittel — (Toben Tunten) / 2 mit TMittei: Mittlere Bandtemperatur von Ober- / Unterseite
Toben- Bandtemperatur auf der Oberseite
T unten- Bandtemperatur auf der Unterseite
DT: prozentuale Differenz der errechneten Bandtemperaturen am Walzgerüst Die Temperaturen sind dabei in °C einzusetzen. Aus den Berechnungen für die optimalen Bedingungen im Bereich des Zunderwäschers 2 und der Walzstraße 3 ergeben sich vorzugsweise folgende Abstände: Der Abstand a zwischen der oberen und unteren Spritzreihe 5 und 7 des Zunderwäschers 2 beträgt bevorzugt mehr als 0,2 m, besonders bevorzugt mehr als 0,3 m.
Der Abstand b zwischen der letzten Zunderwäscher-Spritzreihe 7 und dem folgenden Walzgerüst F1 beträgt bevorzugt weniger oder gleich 6 m und besonders bevorzugt weniger oder gleich 4 m.
Als weiteres Stellglied, um die Verzunderungsbedingungen und damit das Verhältnis der Zunderschichtdicken optimal einzustellen, können folgende Zusatzmaßnahmen getroffen werden:
Die Entzunderungsdüse für die Bandoberseite unterscheidet sich von der Düse an der Bandunterseite; hierbei werden insbesondere unten größere Düsen als oben verwendet. Das bedeutet in diesem Falle, dass auf der Unterseite eine größere Wassermenge aufgebracht wird, um die Temperaturen auf der Oberfläche des Bandes in einer gewünschten Weise beeinflussen zu können.
Optional kann eine dritte Zunderwäscher-Düsenreihe auf der Unterseite des Bandes vorgesehen werden, die je nach Randbedingungen vom Prozessmodell aktiviert wird.
Abhängig von der Einzugsgeschwindigkeit und dem Bandmaterial kann die erste Entzunderungsdüsenreihe nur oben, nur unten oder beidseitig deaktiviert werden (das gilt für einen mehrreihigen Zunderwäscher). Abhängig von der Einzugsgeschwindigkeit und vom Bandmaterial kann die Wassermenge oder/und das Druckniveau der ersten oder/und zweiten Entzunde- rungsdüsenreihe (bzw. auch an einer weiteren Düsenreihe) an der Ober- und/oder Unterseite individuell reduziert werden.
Die Zusatzkühlungen zwischen Zunderwäscher 2 und Walzstraße 3 werden eingebaut und bei Bedarf aktiviert.
Die Auslegung der Anlage, insbesondere die Bestimmung der Abstände im Bereich Zunderwäscher - Walzgerüst, erfolgt in folgenden Schritten:
In einem ersten Schritt wird zunächst der Abstand zwischen der letzten Entzunderungsreihe 7 bis zur Walzstraße, d. h. bis zum ersten Walzgerüst F1 , ermitteln (Abstand b). Dieser Abstand wird vorzugsweise minimiert, um die Sekundärzunderbildung zu minimieren.
Dann wird in einem zweiten Schritt die Bestimmung des Abstandes (a) zwischen dem oberen und unteren Zunderwäscher-Spritzbalken zueinander festgelegt, so dass die Bedingungen bzw. Ziele obiger Zunder- oder/und Temperatur- beziehungen erfüllt sind bzw. die Differenz der Zunderschichtdicke zwischen Ober- und Unterseite minimal ist.
Können bei der Auslegung der Anlage die Differenz der Zunderschichtdicken nicht im gewünschten Rahmen eingehalten werden, so sind Zusatzkühlungen zwischen dem Zunderwäscher 2 und der Walzstraße 3 vorzusehen oder/und obige Zusatzmaßnahmen durchzuführen.
Beim Betreiben der vorhandenen Anlage mit gegebenen Abständen werden die variablen Temperatur- bzw. Zunderstellglieder (Düsendrücke, Wassermengen) eingesetzt, so dass die obigen Toleranzen eingehalten werden. Für die indirekte Abstützung des Zundermodells können die Ober- flächentemperaturen vor oder/und hinter dem (ersten) Walzgerüst F1 gemessen und mit den Rechenwerten verglichen werden. Auch aus der gemessenen Momentendifferenz zwischen der oberen und unteren Antriebsspindel kann indirekt auf die Rauhigkeitsdifferenz der Arbeitswalzen des Walzgerüstes geschlossen werden, wenn ein Unterschied über mehrere Bänder anhält oder sich im Laufe eines Walzprogramms erhöht. Auch dieser Messwert kann als Feedback für das Zundermodell und die Einstellung der Entzunderungsparameter (Wasserdruck- und -menge) verwendet werden
Es wird bevorzugt ein Prozessmodell vorgesehen, das nicht nur das Druckniveau bzw. die Wassermenge des Zunderwäschers und die Zusatzkühlungen (falls vorhanden) hinter dem Zunderwäscher optimal steuert, so dass man dem Ziel gleicher Zunderschichtdicken an Ober- und Unterseite möglichst nahe kommt, sondern es können auch der Energieverbrauch (d. h. minimaler Wasserdruck und -menge) und die Bandtemperaturverluste (minimale Wassermenge) minimiert werden. Zum Variieren des Druckniveaus und für die Energieeinsparung bieten sich Kolbenpumpen an. Durch die vorgeschlagene erfindungsgemäße Ausgestaltung wird es möglich, für die Position des ersten Walzgerüstes F1 eine Position (Pos) zu wählen, deren Erstreckung in Figur 2 angegeben ist. Diese Position befindet sich innerhalb eines optimalen Bereichs (Opt) für die Anordnung des dem Zunderwäscher 2 folgenden Walzgerüsts F1.
Im optimalen Bereich (Opt) legen die geforderten Bedingungen für das Verhältnis der Dicken der Sekundärzunderschichten vor, wie sie oben gefordert wurden.
Somit werden vorteilhaft die genannten Abstände nach dem Walzportfolio ausgelegt. Bei mehrreihigen Zunderwäschern kann das Konzept so angepasst werden, dass die Entzunderungsreihen beliebig ein- bzw. abgeschaltet werden können. Dabei kann das Druckniveau je nach Prozess für die obere bzw. untere der jeweiligen Düsenreihen unterschiedlich eingestellt werden.
Eine Zusatzkühlung zwischen Zunderwäscher und Fertigstraße kann vorgesehen und bei Bedarf aktiviert werden.
Bezugszeichenliste:
1 metallisches Gut (Bramme, Vorband, Band, Blech)
2 Zunderwäscher
3 Walzwerk
4 Walzgerüst
5 obere Düsenreihe
6 Oberseite des Bandes
7 untere Düsenreihe
8 Unterseite des Bandes
9 Rollenpaar
10 Rollenpaar
1 1 weitere obere Düsenreihe
12 weitere untere Düsenreihe
F Förderrichtung
F1 erstes Walzgerüst
a Abstand (in Förderrichtung) zwischen der
oberen und der unteren Düsenreihe
b Abstand (in Förderrichtung) zwischen der letzten Düsenreihe und dem ersten Walzgerüst
Soben Dicke der Sekundärzunderschicht auf der Oberseite des Bandes
Sunten Dicke der Sekundärzunderschicht auf der Unterseite des Bandes
Toben Temperatur des Bandes auf der Oberseite
T unten Temperatur des Bandes auf der Unterseite W Wasser
Pos gewählte Position des ersten Walzgerüsts (F1 ) Opt optimaler Bereich für die Anordnung des dem
Zunderwäscher folgenden Walzgerüsts (F1 )

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gutes (1 ), insbesondere einer
Bramme, eines Vorbandes, eines Bandes oder eines Blechs, bei dem das Gut (1 ) in Förderrichtung (F) zunächst durch einen Zunderwäscher (2) und anschließend durch ein Walzwerk (3) gefördert wird, wobei das Walzwerk (3) mindestens ein Walzgerüst (4), insbesondere ein in Förderrichtung (F) erstes Walzgerüst (F1 ), aufweist, wobei das Gut (1 ) im Zunderwäscher (2) durch mindestens eine obere Düsenreihe (5), die die Oberseite (6) des Gutes (1 ) entzundert, und durch mindestens eine untere Düsenreihe (7), die die Unterseite (8) des Gutes (1 ) entzundert, beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) Ermittlung der Dicke (s0ben) einer Sekundärzunderschicht auf der Oberseite (6) des Gutes (1 ), die am Ort des mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere am Ort des ersten Walzgerüsts (F1 ), oder an einem definierten Ort vor dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere vor dem ersten Walzgerüst (F1 ), vorliegt, und Ermittlung der Dicke (sunten) einer Sekundärzunderschicht auf der Unterseite (8) des Gutes (1 ), die am Ort des mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere am Ort des ersten Walzgerüsts (F1 ), oder an dem definierten Ort vor dem mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere des ersten Walzgerüsts (F1 ), vorliegt; b) Festlegen des Abstands (a) zwischen der in Förderrichtung (F) letzten oberen Düsenreihe (5) und der in Förderrichtung (F) letzten unteren Düsenreihe (7), so dass die Differenz zwischen der Dicke (s0ben) der Sekundärzunderschicht auf der Oberseite (6) des Gutes (1 ) und die Dicke (Sunten) der Sekundärzunderschicht auf der Unterseite (8) des Gutes (1 ) an obigem Ort unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegung gemäß Schritt b) von Anspruch 1 erfolgt, indem ein definierter Produktmix fürs Gut (1 ) betrachtet und hierfür ein mittlerer Abstand (a) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ermittlung der Dicke (s0ben, sunten) der oberen und unteren
Sekundärzunderschicht durch eine Messung am Ort des mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere am Ort des ersten Walzgerüsts (F1 ), oder an dem definierten Ort vor dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere vor dem ersten Walzgerüst (F1 ), erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ermittlung der Dicke (s0ben, Sunten) der oberen und unteren
Sekundärzunderschicht durch numerische Simulation anhand eines Prozessmodells erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische
Simulation die Berechnung des Temperaturverlaufs an der Oberseite und an der Unterseite des Gutes (1 ) beim Durchlauf durch den Zunderwäscher (2) bis zum Walzwerk (3) umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Simulation der Dicke (s0ben, sunten) der oberen und unteren Sekundärzunderschicht eine Ermittlung der Dicke (s0ben, Sunten) durch die Beziehung umfasst: mit s: Dicke der Sekundärzunderschicht
kp: Zunderkoeffizient
t: Oxidationszeit ab Abschluss der Entzunderung
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen der in Förderrichtung (F) letzten oberen Düsenreihe (5) und der in Förderrichtung (F) letzten unteren Düsenreihe (7) mindestens 0,2 m gewählt wird, vorzugsweise mindestens 0,3 m.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b) zwischen der in Förderrichtung (F) letzten Düsenreihe (5, 7) und dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere dem ersten Walzgerüst (F1 ), höchstens 6,0 m beträgt, vorzugsweise höchstens 4,0 m.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für die Differenz zwischen der Dicke (s0ben) der Sekundärzunderschicht auf der Oberseite (6) des Gutes (1 ) und die Dicke (Sunten) der Sekundärzunderschicht auf der Unterseite (8) des Gutes (1 ) beim Einlauf in das mindestens eine Walzgerüst, insbesondere in das erste Walzgerüst (F 1 ), bestimmt wird gemäß der Beziehung: mit. SMittel — (Soben Sunten)/2
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Guts (1 ) im Bereich zwischen dem Zunderwäscher (2) und dem mindestens einen Walzgerüsts, insbesondere dem ersten Walzgerüst (F1 ), so eingestellt wird, dass für die Temperatur (Toben) des Gutes (1 ) auf der Oberseite (6) und für die Temperatur (Tunten) des Gutes (1 ) auf der Unterseite (8) beim Einlauf in das mindestens eine Walzgerüst, insbesondere in das erste Walzgerüst (F1 ), gilt: mit: T Mittel = (Toben + Tunten)/2 (Temperaturen in °C)
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut (1 ) im Bereich zwischen dem Zunderwäscher (2) und dem mindestens einen Walzgerüst, insbesondere dem ersten Walzgerüst (F1 ), zusätzlich mit Wasser gekühlt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des Gutes (1 ) und an der Unterseite des Gutes (1 ) unterschiedliche Düsengrößen im Zunderwäscher (2) verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die Unterseite des Gutes (1 ) im Zunderwäscher (2) eine weitere Düsenreihe vorgesehen wird, die bei Bedarf aktiviert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Einzugsgeschwindigkeit des Guts (1 ) in das Walzwerk (2) und/oder vom Material des Guts (1 ) die Wassermenge und/oder das Druckniveau des ausgebrachten Wassers in mindestens einer der Düsenreihen (5, 7) an der Oberseite und/oder an der Unterseite des
Guts (1 ) individuell eingestellt, insbesondere reduziert, wird.
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