EP4015099A1 - Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage - Google Patents

Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage Download PDF

Info

Publication number
EP4015099A1
EP4015099A1 EP20214219.6A EP20214219A EP4015099A1 EP 4015099 A1 EP4015099 A1 EP 4015099A1 EP 20214219 A EP20214219 A EP 20214219A EP 4015099 A1 EP4015099 A1 EP 4015099A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
intermediate strip
temperature
descaling
inductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20214219.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Fürst
Simon Grosseiber
Thomas Lengauer
Michael Zahedi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Priority to EP20214219.6A priority Critical patent/EP4015099A1/de
Priority to US17/550,028 priority patent/US11987859B2/en
Priority to CN202111532335.4A priority patent/CN114632819A/zh
Publication of EP4015099A1 publication Critical patent/EP4015099A1/de
Priority to US18/599,283 priority patent/US20240209471A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/60—Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • 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
    • B21B45/06—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 of strip material
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/02—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously
    • C23G3/023—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously by spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/04—Ferritic rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/06—Thermomechanical rolling

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of steel metallurgy, specifically the particularly energy-efficient production of a ferritic hot strip in a combined casting and rolling plant.
  • the invention relates to a method for producing a ferritic hot strip in a combined casting and rolling plant, comprising the steps of: continuous casting of a liquid steel to form a strand with a slab or thin slab cross section in a continuous casting plant; Pre-rolling the strand into an intermediate strip in a multi-stand roughing train; descaling the broad sides of the heated intermediate strip in a descaling device; Finish rolling of the descaled intermediate strip to form the hot strip in a multi-stand finishing train, with at least the last rolling pass in the finishing train taking place in the ferritic temperature range of the steel; Setting the hot strip to coiler temperature; and coiling the hot strip in a coiler.
  • the invention relates to a combined casting and rolling plant which is particularly well suited for the production of a ferritic hot strip, comprising: a continuous casting plant for continuously casting a liquid steel into a strand with a slab or thin slab cross section; a multi-stand roughing train for rough-rolling the strand into an intermediate strip; a descaling device for descaling the broad sides of the heated intermediate strip; a multi-stand finishing train for finish-rolling the descaled intermediate strip to form the hot strip, with at least the last rolling pass in the finishing train taking place in the ferritic temperature range of the steel; a cooling line to adjust the hot strip to coiler temperature; and a coiler for coiling the hot strip.
  • a ferritic hot strip in a combined casting and rolling plant through the steps of continuously casting a strand with a slab or thin slab cross-section, pre-rolling of the strand to form an intermediate strip in a multi-stand roughing train, heating the intermediate strip to an average temperature ⁇ 1070 °C, descaling the heated intermediate strip, finish-rolling the descaled intermediate strip to form a hot strip in a multi-stand finishing train, with at least the last rolling pass in the finishing train in the ferritic temperature range takes place, cooling the hot strip to coiler temperature, and coiling the hot strip in a coiler.
  • the ferritic hot strip produced has good metallurgical properties and a good surface quality
  • the process is energy-intensive, since the average temperature of the intermediate strip is first brought to a high temperature ⁇ 1070 °C, the intermediate strip is then descaled and then the average temperature of the intermediate strip is increased in an intensive cooling step Intermediate bands is cooled to ⁇ 900 °C. How the process can be changed so that the hot strip has the same good metallurgical properties and good surface quality, but the use of energy is greatly reduced, is not clear from the document.
  • the object of the invention is to modify a method for producing a ferritic hot strip in a combined casting and rolling plant in such a way that the ferritic hot strip can be produced much more energy-efficiently, but still has good metallurgical properties and a good surface quality.
  • a particularly well-suited casting-rolling compound system is to be specified.
  • the solution is a method for producing a ferritic hot strip in a combined casting and rolling plant, with the steps: continuous casting of a liquid steel to form a strand with a slab or thin slab cross section in a continuous casting plant; Pre-rolling the strand into an intermediate strip in a multi-stand roughing train; Heating the broadsides of the intermediate strip by one or preferably more inductive surface heating modules to a surface temperature ⁇ 1000 ° C, preferably ⁇ 1050 ° C, wherein the surface heating module is operated with an alternating current with a first frequency f1 and for the first frequency f1 applies: f1 ⁇ 20 kHz, preferably f1 ⁇ 50 kHz, particularly preferably f1 ⁇ 100 kHz; descaling the broad sides of the heated intermediate strip in a descaling device; Finish rolling of the descaled intermediate strip into the hot strip in a multi-stand finishing train, where the descaled intermediate strip enters a first stand of the finishing train after descaling without further cooling at
  • the mean temperature (also known as average temperature) is understood to mean that temperature which corresponds to the average temperature of the different layers of the intermediate strip in the thickness direction. It is therefore not generally the temperature that the intermediate strip has in the middle (i.e. in the central region) in the thickness direction.
  • the hot strip When the hot strip is adjusted to the coiler temperature, the hot strip is typically thermally insulated in the area between the last stand of the finishing train and the coiler, so that the average temperature of the hot strip drops only slightly. As a result, a high coiling temperature is achieved without actively heating or reheating the hot strip. As an alternative to this, the hot strip can either be actively cooled or even heated up by a heating device. A combination of a heating device after the last stand of the finishing mill and a cooling section for actively cooling the hot strip before coiling is also conceivable and advantageous for certain steel grades.
  • the intermediate strip is heated to a surface temperature ⁇ 1000° C. by at least one surface heating module. Since the surface heating module or modules are operated with an alternating current with a first frequency f1 and the following applies to the first frequency f1: f1 ⁇ 20 kHz, only the near-surface layers of the broadsides are heated, with the temperature of the core of the intermediate strip changing only slightly. In other words, the surface temperature on the broad sides of the intermediate strip is increased by the surface heating module or modules to a much greater extent than the average temperature of the intermediate strip.
  • the broad sides of the hot intermediate strip are then descaled, for example using a pinch roll descaler.
  • the descaled intermediate strip enters the first stand of the finishing train at an average temperature of 775 - 900 °C and is finish-rolled in the multi-stand finishing train to form the hot strip.
  • the temperature of the ferritic hot strip adjusted to the coiling temperature and in the coiling system to bundles, engl. coils, coiled.
  • the inductive surface heating modules only heat the layers of the broad sides close to the surface and not all layers of the intermediate strip evenly. Since the broadsides have a surface temperature ⁇ 1000 °C before descaling, descaling is very thorough, which results in a high surface quality of the hot strip.
  • the descaled intermediate strip enters the first stand of the finishing mill directly at an average temperature of 775 - 900 °C without being cooled down separately in an intensive cooling step after descaling. Accordingly, energy is saved on the one hand, since only the layers close to the surface of the broad sides of the intermediate strip have to be heated to a comparatively high temperature before descaling and not the entire intermediate strip.
  • the average temperature of the intermediate strip before descaling can be very low (e.g. between 875 and 990°C), which in turn is very favorable for the energy efficiency of the manufacturing process.
  • the ratio between the thickness s of the intermediate strip and the penetration depth d into the heated intermediate strip is preferably: s/d ⁇ 6, preferably s/d ⁇ 10, particularly preferably s/d ⁇ 14 and very particularly preferably s/d ⁇ 16
  • the so-called penetration depth ⁇ also known as the current penetration level
  • the penetration depth d may be a maximum of 4 mm for s/ d ⁇ 6.
  • An inductive surface heating module preferably heats the intermediate strip by transverse field heating. However, it is also possible that heating through Longitudinal field heating takes place. With transverse field heating, it is advantageous for a first inductor to heat the upper broadside of the intermediate strip and a second inductor to heat the lower broadside of the intermediate strip.
  • the so-called coupling gap which is the vertical distance between an upper inductor and an upper broad side of the intermediate strip, as a function of the intermediate strip thickness.
  • the adjustment is made e.g. by a linear motor.
  • each broad side of the intermediate strip is descaled by at least one row, each with a plurality of spray nozzles.
  • the spray nozzles in a row are either stationary or arranged on rotating rotors.
  • a good descaling effect is achieved if the descaling is carried out using a liquid descaling agent, for example water, with the descaling agent being applied to the spray nozzles at a pressure of 450 bar>p>100 bar.
  • a liquid descaling agent for example water
  • a pair of driver rollers pinch rolls is arranged in front of the first row and behind the last row of spray nozzles.
  • the average temperature of the intermediate strip can be increased in an induction furnace using several inductive through-heating modules before the broadsides are heated.
  • the average temperature of the intermediate band is increased to about the same extent as the surface temperature by the heating module or modules. It is advantageous here if the inductive surface heating modules are operated at a first frequency f1 and the inductive through-heating modules at a second frequency f2, where: f1>f2, preferably f1 ⁇ 2*f2, particularly preferably f1 ⁇ 5*f2.
  • a temperature controller taking into account T is dependent a set surface temperature T set outputs a manipulated variable to at least one, preferably to several, inductive heating modules, and the heating modules heat the intermediate strip to such an extent that the measured surface temperature T actual corresponds as closely as possible to the set surface temperature T set .
  • This method is based on the finding that the temperature of the heated and descaled intermediate strip before the finishing train can only be measured imprecisely and that the temperature measurement in one of the intermediate stand areas of the first three stands is much more accurate.
  • the inductive through-heating modules are controlled by a temperature controller depending on the measured actual temperature, taking into account the target temperature, so that the actual temperature corresponds as closely as possible to the target temperature.
  • An induction furnace with a plurality of inductive through-heating modules is preferably arranged in the material flow direction between the roughing train and the inductive surface heating modules, with the induction furnace increasing the average temperature of the intermediate strip.
  • a pyrometer for measuring the surface temperature T actual of the partially finish-rolled intermediate strip is arranged between the first and the second or between the second and the third finishing stand of the finishing train, the pyrometer with a temperature controller and the temperature controller with at least one inductive heating module in terms of signaling are connected, the temperature controller can output a manipulated variable to at least one inductive heating module, taking into account T actual as a function of a target surface temperature T setpoint , with the heating modules being able to heat the intermediate strip to such an extent that the measured surface temperature T actual is as close as possible to the target surface temperature T should correspond.
  • the strand 3 leaves the continuous caster 2 with a thickness of 90 mm and a speed of 6 m/min.
  • the partially solidified strand 3 is preferably subjected to a soft core or a liquid core reduction (LCR) in the curved strand guide. This reduces the thickness of the strand and improves its internal quality.
  • the strand 3 enters the three-stand roughing train 5 uncut and is reduced there to an intermediate strip 4 with a thickness of 12.4 mm.
  • the last pass in stand R3 of roughing train 5 takes place in the austenitic temperature range at a final rolling temperature of 1050°C.
  • the average temperature of the intermediate strip 4 is then increased from 900° C. to 950° C.
  • the surface temperature of the broad sides of the through-heated intermediate strip 4 is heated to 1070° C. by two surface heating modules 7 .
  • the surface heating modules are operated at a frequency of 50 kHz and heat the intermediate strip by transverse field heating. Due to the heating of the broadsides, the mean temperature of the intermediate strip rises to 960°C.
  • the broad sides of the intermediate strip 4 are descaled in a descaling device D, specifically a so-called pinch roll descaler .
  • the average temperature of the intermediate strip drops to 850 °C.
  • the descaled intermediate strip 3 enters the five-stand finishing train 8 and is finish-rolled there in 5 passes to form a hot strip 6 with a thickness of 1.7 mm. Since the last rolling pass in stand F5 takes place at an average temperature of 760°C, a hot strip with a ferritic structure is present after the last rolling pass at the latest.
  • the last three rolling passes in the roll stands F3, F4 and F5 (particularly preferably all rolling passes in) of the finishing train 8 are carried out using roll gap lubrication.
  • a mineral oil is sprayed between the work rolls of the finishing stand and the rolling stock, which reduces the coefficient of friction in the roll gap to a value ⁇ ⁇ 0.15.
  • the hot strip 6 leaves the finishing train 8 with a surface temperature of 760°C.
  • the hot strip is not actively cooled in the region of the cooling section 9 shown in dashed lines, but is thermally insulated by insulating panels 14 .
  • the winding temperature is 700°C.
  • the endless hot strip is cut crosswise by the shears 10 and that winding on another (in figure 1 not shown) winding device continued, the ferrite in the hot strip 6 at least partially forms a ⁇ 1 1 1 ⁇ texture.
  • the hot strip 6 is cut directly in front of the winding devices and wound up alternately by at least two winding devices DC.
  • the coiled hot strip 6 has good deep-drawing properties, without the hot strip 6 having to be cold-rolled or annealed after the hot-rolling.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die energieeffiziente Herstellung eines ferritischen Warmbands (6) in einer Gieß-Walz-Verbundanlage (1). Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannten Verfahren zur Herstellung eines ferritischen Warmbands (6) in einer Gieß-Walz-Verbundanlage (1) so abzuändern, dass das ferritische Warmband (6) wesentlich energieeffizienter hergestellt werden kann, aber dennoch gute metallurgische Eigenschaften und eine gute Oberflächenqualität aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Stahl-Metallurgie, konkret die besonders energieeffiziente Herstellung eines ferritischen Warmbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage.
  • Einerseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines ferritischen Warmbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage, umfassend die Schritte: Stranggießen eines flüssigen Stahls zu einem Strang mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt in einer Stranggießanlage; Vorwalzen des Strangs zu einem Zwischenband in einer mehrgerüstigen Vorstraße; Entzundern der Breitseiten des erhitzten Zwischenbands in einer Entzunderungseinrichtung; Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands zu dem Warmband in einer mehrgerüstigen Fertigstraße, wobei zumindest der letzte Walzstich in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt; Einstellen des Warmbands auf Haspeltemperatur; und Aufwickeln des Warmbands in einer Haspelanlage.
  • Andererseits betrifft die Erfindung eine Gieß-Walz-Verbundanlage, die zur Herstellung eines ferritischen Warmbands besonders gut geeignet ist, aufweisend: eine Stranggießanlage zum Stranggießen eines flüssigen Stahls zu einem Strang mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt; eine mehrgerüstige Vorstraße zum Vorwalzen des Strangs zu einem Zwischenband; eine Entzunderungseinrichtung zum Entzundern der Breitseiten des erhitzten Zwischenbands; eine mehrgerüstige Fertigstraße zum Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands zu dem Warmband, wobei zumindest der letzte Walzstich in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt; eine Kühlstrecke zur Einstellung des Warmbands auf Haspeltemperatur; und eine Haspelanlage zum Aufwickeln des Warmbands.
    • Stand der Technik
  • Aus der nicht veröffentlichten Anmeldung PCT/EP2020/068520 ist bekannt, ein ferritisches Warmband in einer Gieß-Walz-Verbundanlage durch die Schritte Stranggießen eines Strangs mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt, Vorwalzen des Strangs zu einem Zwischenband in einer mehrgerüstigen Vorstraße, Erhitzen des Zwischenbands auf eine gemittelte Temperatur ≥ 1070 °C, Entzundern des erhitzten Zwischenbands, Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands zu einem Warmband in einer mehrgerüstigen Fertigstraße, wobei zumindest der letzte Walzstich in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich erfolgt, Abkühlen des Warmbands auf Haspeltemperatur, und Aufwickeln des Warmbands in einer Haspelanlage herzustellen.
  • Obwohl das hergestellte ferritische Warmband gute metallurgische Eigenschaften und eine gute Oberflächenqualität aufweist, ist das Verfahren energieaufwändig, da die mittlere Temperatur des Zwischenbands zuerst auf eine hohe Temperatur ≥ 1070 °C gebracht wird, das Zwischenband dann entzundert und anschließend in einem Intensivkühlschritt die mittlere Temperatur des Zwischenbands auf < 900 °C abgekühlt wird. Wie das Verfahren geändert werden kann, sodass das Warmband zwar gleich gute metallurgische Eigenschaften und eine gute Oberflächenqualität aufweist, der Energieeinsatz aber stark reduziert wird, geht aus der Schrift nicht hervor.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines ferritischen Warmbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage so abzuändern, dass das ferritische Warmband wesentlich energieeffizienter hergestellt werden kann, aber dennoch gute metallurgische Eigenschaften und eine gute Oberflächenqualität aufweist. Außerdem soll eine dafür besonders gut geeignete Gieß-Walz-Verbundanlage angegeben werden.
  • Der verfahrensmäßige Aspekt dieser Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung durch ein Verfahren zur Herstellung eines ferritischen Warmbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage, mit den Schritten: Stranggießen eines flüssigen Stahls zu einem Strang mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt in einer Stranggießanlage; Vorwalzen des Strangs zu einem Zwischenband in einer mehrgerüstigen Vorstraße; Erhitzen der Breitseiten des Zwischenbands durch ein oder bevorzugt mehrere induktive Oberflächenheizmodule auf eine Oberflächentemperatur ≥ 1000 °C, bevorzugt ≥ 1050 °C, wobei das Oberflächenheizmodul mit einem Wechselstrom mit einer ersten Frequenz f1 betrieben wird und für die erste Frequenz f1 gilt: f1 ≥ 20 kHz, vorzugsweise f1 ≥ 50 kHz, besonders bevorzugt f1 ≥ 100 kHz; Entzundern der Breitseiten des erhitzten Zwischenbands in einer Entzunderungseinrichtung; Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands zu dem Warmband in einer mehrgerüstigen Fertigstraße, wobei das entzunderte Zwischenband nach dem Entzundern ohne weitere Abkühlung mit einer mittleren Temperatur von 775 - 900 °C in ein erstes Gerüst der Fertigstraße eintritt und zumindest der letzte Walzstich in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt; Einstellen des Warmbands auf Haspeltemperatur; und Aufwickeln des Warmbands in einer Haspelanlage.
  • Unter der mittleren Temperatur (auch gemittelte Temperatur) genannt, soll jene Temperatur verstanden werden, die der Durchschnittstemperatur der unterschiedlichen Schichten des Zwischenbands in Dickenrichtung entspricht. Es handelt sich im Allgemeinen somit nicht um die Temperatur, die das Zwischenband in Dickenrichtung in der Mitte (d.h. im zentralen Bereich) aufweist.
  • Beim Einstellen des Warmbands auf Haspeltemperatur wird typischerweise das Warmband im Bereich zwischen dem letzten Gerüst der Fertigstraße und der Haspelanlage thermisch isoliert, sodass die mittlere Temperatur des Warmbands nur geringfügig abfällt. Dadurch wird eine hohe Haspeltemperatur erreicht, ohne das Warmband aktiv aufzuheizen bzw. wiederzuerwärmen. Alternativ dazu kann das Warmband entweder aktiv abgekühlt oder sogar durch eine Heizeinrichtung aufgeheizt werden. Auch eine Kombination einer Heizeinrichtung nach dem letzten Gerüst der der Fertigstraße und einer Kühlstrecke zur aktiven Abkühlung des Warmbands vor dem Aufhaspeln ist denkbar und für bestimmte Stahlgüten vorteilhaft.
  • Erfindungsgemäß wird das Zwischenband durch zumindest ein Oberflächenheizmodul auf eine Oberflächentemperatur ≥ 1000 °C erhitzt. Da das bzw. die Oberflächenheizmodule mit einem Wechselstrom mit einer ersten Frequenz f1 betrieben werden und für die erste Frequenz f1 gilt: f1 ≥ 20 kHz, werden lediglich die oberflächennahen Schichten der Breitseiten erhitzt, wobei sich die Temperatur des Kerns des Zwischenbands nur geringfügig ändert. Mit anderen Worten wird die Oberflächentemperatur auf den Breitseiten des Zwischenbands durch das bzw. die Oberflächenheizmodule wesentlich stärker erhöht als die mittlere Temperatur des Zwischenbands. Anschließend werden die Breitseiten des heißen Zwischenbands entzundert, z.B. durch einen sog. pinch roll descaler. Das entzunderte Zwischenband tritt unmittelbar nach dem Entzundern, d.h. ohne weitere Abkühlung, mit einer mittleren Temperatur von 775 - 900 °C in das erste Gerüst der Fertigstraße ein und wird in der mehrgerüstigen Fertigstraße zu dem Warmband fertiggewalzt. Zur direkten Herstellung eines ferritischen Warmband in der Gieß-Walz-Verbundanlage findet zumindest der letzte Walzstich in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich des Stahls statt. Anschließend wird die Temperatur des ferritischen Warmbands auf Haspeltemperatur eingestellt und in der Haspelanlage zu Bunden, engl. coils, aufgewickelt.
  • Somit ergeben sich mehrere Unterschiede zum Stand der Technik: Zum einen erhitzen die induktiven Oberflächenheizmodule nur die oberflächennahen Schichten der Breitseiten und nicht gleichmäßig alle Schichten des Zwischenbands. Da die Breitseiten vor dem Entzundern eine Oberflächentemperatur ≥ 1000 °C aufweisen, erfolgt das Entzundern sehr gründlich, was zu einer hohen Oberflächenqualität des Warmbands führt. Zum anderen tritt das entzunderte Zwischenband direkt mit einer mittleren Temperatur von 775 - 900 °C in das erste Gerüst der Fertigstraße ein, ohne nach dem Entzundern noch gesondert durch einen Intensivkühlschritt abgekühlt zu werden. Demnach wird einerseits Energie gespart, da nur die oberflächennahen Schichten der Breitseiten des Zwischenbands vor dem Entzundern auf eine vergleichsweise hohe Temperatur erhitzt werden müssen und nicht das gesamte Zwischenband. Andererseits kann die mittlere Temperatur des Zwischenbands vor dem Entzundern sehr niedrig sein (bspw. zwischen 875 und 990°C), was wiederum sehr günstig für die Energieeffizienz des Herstellverfahrens ist.
  • Vorzugsweise beträgt das Verhältnis zwischen der Dicke s des Zwischenbands und der Eindringtiefe d in das erhitzte Zwischenband: s/ d ≤ 6, bevorzugt s/ d ≤ 10, besonders bevorzugt s/ d ≤ 14 und ganz besonders bevorzugt s/ d ≤ 16. Als sog. Eindringtiefe δ (auch Stromeindringmaß genannt) wird ein Bereich im Zwischenband bezeichnet, in dem die Stromdichte auf 37 Prozent im Vergleich zum Außenrand der Breitseiten abgesunken ist. Im Bereich der Eindringtiefe werden 86 Prozent der induzierten Energie in Wärme umgesetzt, nur 14 Prozent erwärmen tieferliegende Bereiche. Konkret heißt das also, dass z.B. bei einer Zwischenbanddicke von 24 mm die Eindringtiefe d bei s/ d ≤ 6 max. 4 mm betragen darf. Die Eindringtiefe kann durch die Formel δ = 1 πµ 0 µ r fκ
    Figure imgb0001
     abgeschätzt werden, wobei µ0 die magnetische Feldkonstante, µr die relative elektromagnetische Permeabilität des Stahls, f die Frequenz des Wechselstroms und κ die elektrische Leitfähigkeit angibt. Alle genannten Größen sind in SI-Einheiten einzusetzen. Da insbesondere κ aber auch µr stark temperaturabhängig sind, müssen diese Werte bei der aktuellen Temperatur beim Erhitzen eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise erhitzt ein induktives Oberflächenheizmodul das Zwischenband durch Querfelderwärmung. Allerdings ist es ebenfalls möglich, dass das Erhitzen durch Längsfelderwärmung erfolgt. Bei der Querfelderwärmung ist es vorteilhaft, dass ein erster Induktor die obere Breitseite des Zwischenbands und ein zweiter Induktor die untere Breitseite des Zwischenbands erhitzt.
  • Es ist vorteilhaft, den sog. Koppelspalt, das ist der vertikale Abstand zwischen einem oberen Induktor und einer oberen Breitseite des Zwischenbands, in Abhängigkeit der Zwischenbanddicke einzustellen bzw. konstant zu halten. Die Einstellung erfolgt z.B. durch einen Linearmotor.
  • Zur gründlichen Entzunderung des Zwischenbands in Breitenrichtung ist es vorteilhaft, dass jede Breitseite des Zwischenbands durch zumindest eine Reihe mit jeweils mehreren Spritzdüsen entzundert wird. Die Spritzdüsen einer Reihe sind entweder stationär oder auf rotierenden Rotoren angeordnet.
  • Eine gute Entzunderungswirkung wird erzielt, wenn die Entzunderung durch ein flüssiges Entzunderungsmittel, bspw. Wasser, erfolgt, wobei das Entzunderungsmittel mit einem Druck 450 bar > p > 100 bar an den Spritzdüsen anliegt.
  • Um das Entzunderungsmittel in der Entzunderungsvorrichtung zu halten, ist es vorteilhaft, wenn in Materialflussrichtung vor der ersten Reihe und hinter der letzten Reihe von Spritzdüsen ein an das Zwischenband angestelltes Treiberrollenpaar (engl. pinch roll) angeordnet ist.
  • Je nach Stahlgüte, Betriebsart (endlos, semi-endlos oder Batch-Betrieb) oder der Gießgeschwindigkeit kann es vorteilhaft, dass vor dem Erhitzen der Breitseiten die mittlere Temperatur des Zwischenbands in einem Induktionsofen durch mehrere induktive Durchwärmemodule erhöht wird. Durch das bzw. die Durchwärmemodule wird die mittlere Temperatur des Zwischenbands in etwa gleich stark erhöht als die Oberflächentemperatur. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die induktiven Oberflächenheizmodule mit einer ersten Frequenz f1 und die induktiven Durchwärmemodule mit einer zweiten Frequenz f2 betrieben werden, wobei gilt: f1 > f2, bevorzugt f1 ≥ 2*f2, besonders bevorzugt f1 ≥ 5*f2.
  • Zur Einstellung der Eintrittstemperatur des entzunderten Zwischenbands in die Fertigstraße ist es vorteilhaft, wenn die Oberflächentemperatur TIst des teilweise fertiggewalzten Zwischenbands zwischen dem ersten und dem zweiten oder zwischen dem zweiten und dem dritten Fertiggerüst der Fertigstraße durch ein Pyrometer gemessen wird, ein Temperaturregler unter Berücksichtigung von TIst in Abhängigkeit einer Soll-Oberflächentemperatur TSoll eine Stellgröße an zumindest ein, bevorzugt an mehrere, induktive Durchwärmemodule ausgibt, und die Durchwärmemodule das Zwischenband derart stark erwärmen, dass die gemessene Oberflächentemperatur TIst möglichst der Soll-Oberflächentemperatur TSoll entspricht.
  • Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Temperatur des erhitzten und entzunderten Zwischenbands vor der Fertigstraße nur ungenau gemessen werden kann und die Temperaturmessung in einem der Zwischengerüstbereiche der ersten drei Gerüste wesentlich genauer ist. Die induktiven Durchwärmemodule werden von einem Temperaturregler in Abhängigkeit der gemessenen Ist-Temperatur unter Berücksichtigung der Soll-Temperatur so geregelt, dass die Ist-Temperatur der Soll-Temperatur möglichst gut entspricht.
  • Der vorrichtungsmäßige Aspekt der technischen Aufgabe wird durch eine Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung durch eine Gieß-Walz-Verbundanlage zur Herstellung eines ferritischen Warmbands, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend:
    • eine Stranggießanlage zum Stranggießen eines flüssigen Stahls zu einem Strang mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt;
    • eine mehrgerüstige Vorstraße zum Vorwalzen des Strangs zu einem Zwischenband;
    • ein oder mehrere induktive Oberflächenheizmodule zum Erhitzen der Breitseiten des Zwischenbands auf eine Oberflächentemperatur ≥ 1000 °C wobei ein Oberflächenheizmodul mit einem Wechselstrom mit einer ersten Frequenz f1 betrieben wird und für die erste Frequenz f1 gilt: f1 ≥ 20 kHz, vorzugsweise f1 ≥ 50 kHz, besonders bevorzugt f1 ≥ 100 kHz;
    • eine Entzunderungseinrichtung zum Entzundern der Breitseiten des erhitzten Zwischenbands;
    • eine mehrgerüstige Fertigstraße zum Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands zu dem Warmband, wobei das entzunderte Zwischenband nach dem Entzundern ohne weitere Abkühlung mit einer mittleren Temperatur von 775 - 900 °C in ein erstes Gerüst der Fertigstraße eintritt und zumindest der letzte Walzstich in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt;
    • eine Kühlstrecke zur Einstellung des Warmbands auf Haspeltemperatur; und
    • eine Haspelanlage zum Aufwickeln des Warmbands.
  • Vorzugsweise ist in Materialflussrichtung zwischen der Vorstraße und den induktiven Oberflächenheizmodulen ein Induktionsofen mit mehreren induktiven Durchwärmemodulen angeordnet, wobei der Induktionsofen die mittlere Temperatur des Zwischenbands erhöht.
  • Weiter bevorzugt ist, dass zwischen dem ersten und dem zweiten oder zwischen dem zweiten und dem dritten Fertiggerüst der Fertigstraße ein Pyrometer zur Messung der Oberflächentemperatur TIst des teilweise fertiggewalzten Zwischenbands angeordnet ist, das Pyrometer mit einem Temperaturregler und der Temperaturregler mit zumindest einem induktiven Durchwärmemodul signaltechnisch verbunden sind, der Temperaturregler unter Berücksichtigung von TIst in Abhängigkeit einer Soll-Oberflächentemperatur TSoll eine Stellgröße an zumindest ein induktives Durchwärmemodul ausgeben kann, wobei die Durchwärmemodule das Zwischenband derart stark erwärmen können, dass die gemessene Oberflächentemperatur TIst möglichst der Soll-Oberflächentemperatur TSoll entspricht.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
    • Fig 1
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Fig 2
    ein Temperaturprofil für das erfindungsgemäße Verfahren, und
    Fig 3
    ein Dickenprofil für das erfindungsgemäße Verfahren.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • In der Gieß-Walz-Verbundanlage 1 der Fig 1 wird in der Stranggießanlage 2 flüssiger Stahl mit folgender chemischer Zusammensetzung Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung des Stahls
    Element Gewichts%
    C <0,004
    Mn < 0,2
    P < 0,01
    Ti+Nb 0,03
    Fe Rest
  • zu einem Strang 3 mit Brammenquerschnitt stranggegossen. Der Strang 3 verlässt die Stranggießanlage 2 mit einer Dicke von 90 mm und einer Geschwindigkeit von 6 m/min. Vorzugsweise wird der teilerstarrte Strang 3 in der bogenförmigen Strangführung einer Soft-Core oder einer Liquid Core Reduction (LCR) unterzogen. Dadurch wird die Dicke des Strangs reduziert und dessen Innenqualität verbessert. Der Strang 3 tritt ungeschnitten in die dreigerüstige Vorstraße 5 ein und wird dort zu einem Zwischenband 4 mit einer Dicke von 12,4 mm reduziert. Der letzte Walzstich im Gerüst R3 der Vorstraße 5 erfolgt im austenitischen Temperaturbereich bei einer Endwalztemperatur von 1050°C. Anschließend wird die mittlere Temperatur des Zwischenbands 4 durch sechs Durchwärmemodule eines Induktionsofens IH von 900°C auf 950°C erhöht. Im Anschluss daran wird die Oberflächentemperatur der Breitseiten des durcherwärmten Zwischenbands 4 durch zwei Oberflächenheizmodule 7 auf 1070°C erhitzt. Die Oberflächenheizmodule werden mit einer Frequenz von 50 kHz betrieben und erhitzen das Zwischenband durch Querfelderwärmung. Durch die Erhitzung der Breitseiten steigt die mittlere Temperatur des Zwischenbands auf 960°C an. Nach dem Erhitzen werden die Breitseiten des Zwischenbands 4 in einer Entzunderungseinrichtung D, konkret ein sog. pinch roll descaler, entzundert. Dabei sinkt die mittlere Temperatur des Zwischenbands auf 850 °C ab. Nach dem Entzundern tritt das entzunderte Zwischenband 3 in die fünfgerüstige Fertigstraße 8 ein und wird dort in 5 Walzstichen zu einem Warmband 6 mit einer Dicke von 1,7 mm fertiggewalzt. Da der letzte Walzstich im Gerüst F5 bei einer mittleren Temperatur von 760°C stattfindet, liegt spätestens nach dem letzten Walzstich ein Warmband mit einem ferritischen Gefüge vor. Vorzugsweise werden die letzten drei Walzstiche in den Walzgerüsten F3, F4 und F5 (besonders bevorzugt alle Walzstiche in) der Fertigstraße 8 unter Anwendung einer Walzspaltschmierung durchgeführt. Dabei wird jeweils zwischen den Arbeitswalzen des Fertiggerüsts und dem Walzgut ein Mineralöl aufgesprüht, das den Reibbeiwert im Walzspalt auf einen Wert µ < 0,15 heruntersetzt. Dadurch wird verhindert, dass sich Scherbänder, die zur Entwicklung einer unerwünschten GOSS-Textur führen, im fertiggewalzten Warmband ausbilden. Das Warmband 6 verlässt die Fertigstraße 8 mit einer Oberflächentemperatur von 760°C. Um eine hohe Wickeltemperatur zu erreichen, wird das Warmband im Bereich der strichliert dargestellten Kühlstrecke 9 nicht aktiv abgekühlt, sondern durch Isolierpaneele 14 thermisch isoliert. Die Wickeltemperatur beträgt 700°C. Kurz bevor der Bund sein Zielgewicht erreicht hat, wird das endlose Warmband durch die Schere 10 quergeteilt und das Aufwickeln auf einer weiteren (in Fig 1 nicht dargestellten) Wickeleinrichtung fortgesetzt, wobei der Ferrit im Warmband 6 zumindest teilweise eine {1 1 1} Textur ausbildet. Die gemittelten Temperaturen bei den einzelnen Aggregaten der Gieß-Walz-Verbundanlage 1 ergeben sich entweder aus Fig 2 oder der nachfolgenden Tabelle:
    Temperatur [°C]
    CCM Out 1200
    R1 1150
    R2 1100
    R3 1050
    IH In 900
    IH Out 950
    SHM In 950
    SHM Out 1070
    D 850
    F1 840
    F2 820
    F3 800
    F4 780
    F5 760
    DC 700
    • Tabelle 2: Temperaturführung
  • Die Reduktionsraten in den einzelnen Gerüsten R1... R3 und F1... F5 sowie die Dicken der Dünnbramme 2, des Zwischenbands 4 und des Warmbands 6 ergeben sich entweder aus Fig 3 oder der nachfolgenden Tabelle: Tabelle 3: Dicken und Reduktionsraten
    Dicke [mm] Reduktionsraten [%]
    CCM Out 90,0
    R1 In 90,0 50
    R1 Out 45,0
    R2 In 45,0 50
    R2 Out 22,5
    R3 In 22,5 45
    R3 Out 12,4
    IH In 12,4
    IH Out 12,4
    SHM In 12,4
    SHM Out 12,4
    D 12,4
    F1 In 12,4 45
    F1 Out 6,8
    F2 In 6,8 40
    F2 Out 4,1
    F3 In 4,1 35
    F3 Out 2,7
    F4 In 2,7 25
    F4 Out 2,0
    F5 In 2,0 15
    F5 Out 1,7
    DC 1,7
  • Um den endlosen Betrieb der Gieß-Walz-Verbundanlage 1 zu gewährleisten, wird das Warmband 6 direkt vor den Wickeleinrichtungen geschnitten und abwechselnd durch zumindest zwei Wickeleinrichtungen DC aufgewickelt.
  • Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren in der Gieß-Walz-Verbundanlage 1 weist das aufgewickelte Warmband 6 eine gute Tiefziehbarkeit auf, ohne dass das Warmband 6 nach dem Warmwalzen noch kaltgewalzt oder geglüht werden müsste.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gieß-Walz-Verbundanlage
    2
    Stranggießanlage
    3
    Strang
    4
    Zwischenband
    5
    Vorstraße
    6
    Warmband bzw. Fertigband
    7
    Oberflächenheizmodul
    8
    Fertigstraße
    9
    Kühlstrecke
    10
    Schere
    14
    Isolierpaneel
    15, DC
    Haspelanlage
    D
    Entzunderungseinrichtung
    F1...F5
    Erstes bis fünftes Gerüst der Fertigstraße
    IH
    Induktionsofen
    In
    Eingang eines Aggregats
    Out
    Ausgang eines Aggregats
    R1...R3
    Erstes bis drittes Gerüst der Vorstraße
    TIst
    Ist-Oberflächentemperatur
    TSoll
    Soll-Oberflächentemperatur

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines ferritischen Warmbands (6) in einer Gieß-Walz-Verbundanlage (1), umfassend die Schritte:
    Stranggießen eines flüssigen Stahls zu einem Strang (3) mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt in einer Stranggießanlage (2, CCM);
    Vorwalzen des Strangs (3) zu einem Zwischenband (4) in einer mehrgerüstigen Vorstraße (5);
    Erhitzen der Breitseiten des Zwischenbands (4) durch ein oder bevorzugt mehrere induktive Oberflächenheizmodule (7) auf eine Oberflächentemperatur ≥ 1000 °C, bevorzugt ≥ 1050 °C, wobei ein Oberflächenheizmodul (7) mit einem Wechselstrom mit einer ersten Frequenz f1 betrieben wird und für die erste Frequenz f1 gilt: f1 ≥ 20 kHz, vorzugsweise f1 ≥ 50 kHz, besonders bevorzugt f1 ≥ 100 kHz;
    Entzundern der Breitseiten des erhitzten Zwischenbands (4) in einer Entzunderungseinrichtung (D);
    Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands (4) zu dem Warmband (6) in einer mehrgerüstigen Fertigstraße (8), wobei das entzunderte Zwischenband (4) nach dem Entzundern ohne weitere Abkühlung mit einer mittleren Temperatur von 775 - 900 °C in ein erstes Gerüst (F1) der Fertigstraße (8) eintritt und zumindest der letzte Walzstich (F5) in der Fertigstraße im ferritischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt;
    Einstellen des Warmbands (6) auf Haspeltemperatur; und
    Aufwickeln des Warmbands (6) in einer Haspelanlage (15, DC).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Verhältnis zwischen der Dicke s des Zwischenbands (4) und der Eindringtiefe d in das erhitzte Zwischenband (4) gilt: s/ d ≤ 6, bevorzugt s/ d ≤ 10, besonders bevorzugt s/ d ≤ 14 und ganz besonders bevorzugt s/ d ≤ 16.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein induktives Oberflächenheizmodul (7) das Zwischenband (4) durch Querfelderwärmung erhitzt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Induktor die obere Breitseite des Zwischenbands (4) und ein zweiter Induktor die untere Breitseite des Zwischenbands (4) erhitzt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Abstand zwischen dem ersten Induktor und der oberen Breitseite in Abhängigkeit der Zwischenbanddicke konstant gehalten wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Breitseite des Zwischenbands (4) in der Entzunderungseinrichtung (D) durch zumindest eine Reihe mit jeweils mehreren Spritzdüsen entzundert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen einer Reihe entweder stationär oder auf rotierenden Rotoren angeordnet sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entzunderung durch ein flüssiges Entzunderungsmittel, bspw. Wasser, erfolgt, wobei das Entzunderungsmittel mit einem Druck 450 bar > p > 100 bar an den Spritzdüsen anliegt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Materialflussrichtung vor der ersten Reihe und hinter der letzten Reihe von Spritzdüsen ein an das Zwischenband (4) angestelltes Treiberrollenpaar angeordnet ist, sodass das Entzunderungsmittel die Entzunderungseinrichtung nicht verlassen kann.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Erhitzen der Breitseiten des Zwischenbands die mittlere Temperatur des Zwischenbands in einem Induktionsofen (IH) durch mehrere induktive Durchwärmemodule erhöht wird, wobei die mittlere Temperatur in etwa gleich stark erhöht wird als die Oberflächentemperatur des Zwischenbands.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die induktiven Oberflächenheizmodule mit einer ersten Frequenz f1 und die induktiven Durchwärmemodule mit einer zweiten Frequenz f2 betrieben werden, wobei gilt: f1 > f2, bevorzugt f1 ≥ 2*f2, besonders bevorzugt f1 ≥ 5*f2.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur TIst des teilweise fertiggewalzten Zwischenbands (4) zwischen dem ersten (F1) und dem zweiten (F2) oder zwischen dem zweiten (F2) und dem dritten Fertiggerüst (F3) der Fertigstraße (8) durch ein Pyrometer gemessen wird, ein Temperaturregler unter Berücksichtigung von TIst in Abhängigkeit einer Soll-Oberflächentemperatur TSoll eine Stellgröße an zumindest ein, bevorzugt an mehrere, induktive Durchwärmemodule ausgibt, und die Durchwärmemodule das Zwischenband derart stark erwärmen, dass die gemessene Oberflächentemperatur TIst möglichst der Soll-Oberflächentemperatur TSoll entspricht.
  13. Gieß-Walz-Verbundanlage (1) zur Herstellung eines ferritischen Warmbands (6), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend:
    eine Stranggießanlage (2, CCM) zum Stranggießen eines flüssigen Stahls zu einem Strang (3) mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt;
    eine mehrgerüstige Vorstraße (5) zum Vorwalzen des Strangs (3) zu einem Zwischenband (4);
    ein oder mehrere induktive Oberflächenheizmodule (7) zum Erhitzen der Breitseiten des Zwischenbands (4) auf eine Oberflächentemperatur ≥ 1000 °C, wobei ein Oberflächenheizmodul (7) mit einem Wechselstrom mit einer ersten Frequenz f1 betrieben wird und für die erste Frequenz f1 gilt: f1 ≥ 20 kHz, vorzugsweise f1 ≥ 50 kHz, besonders bevorzugt f1 ≥ 100 kHz;
    eine Entzunderungseinrichtung (D) zum Entzundern der Breitseiten des erhitzten Zwischenbands (4);
    eine mehrgerüstige Fertigstraße (8) zum Fertigwalzen des entzunderten Zwischenbands (4) zu dem Warmband (6), wobei das entzunderte Zwischenband (4) nach dem Entzundern ohne weitere Abkühlung mit einer mittleren Temperatur von 775 - 900 °C in ein erstes Gerüst (F1) der Fertigstraße (8) eintritt und zumindest der letzte Walzstich (F5) in der Fertigstraße (8) im ferritischen Temperaturbereich des Stahls erfolgt;
    eine Kühlstrecke (9) zur Einstellung des Warmbands (6) auf Haspeltemperatur; und
    eine Haspelanlage (15, DC) zum Aufwickeln des Warmbands (6).
  14. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Materialflussrichtung zwischen der Vorstraße (5) und den induktiven Oberflächenheizmodulen (7) ein Induktionsofen (IH) mit mehreren induktiven Durchwärmemodulen angeordnet ist, wobei der Induktionsofen (IH) die mittlere Temperatur des Zwischenbands erhöht.
  15. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten (F1) und dem zweiten (F2) oder zwischen dem zweiten (F2) und dem dritten Fertiggerüst (F3) der Fertigstraße (8) ein Pyrometer zur Messung der Oberflächentemperatur TIst des teilweise fertiggewalzten Zwischenbands (4) angeordnet ist, das Pyrometer mit einem Temperaturregler und der Temperaturregler mit zumindest einem induktiven Durchwärmemodul signaltechnisch verbunden sind, der Temperaturregler unter Berücksichtigung von TIst in Abhängigkeit einer Soll-Oberflächentemperatur TSoll eine Stellgröße an zumindest ein induktives Durchwärmemodul ausgeben kann, wobei die Durchwärmemodule das Zwischenband derart stark erwärmen können, dass die gemessene Oberflächentemperatur TIst möglichst der Soll-Oberflächentemperatur TSoll entspricht.
EP20214219.6A 2020-12-15 2020-12-15 Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage Pending EP4015099A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20214219.6A EP4015099A1 (de) 2020-12-15 2020-12-15 Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage
US17/550,028 US11987859B2 (en) 2020-12-15 2021-12-14 Energy-efficient production of a ferritic hot-rolled strip in an integrated casting-rolling plant
CN202111532335.4A CN114632819A (zh) 2020-12-15 2021-12-15 在铸轧复合设备中铁素体的热轧带材的有能效的制造
US18/599,283 US20240209471A1 (en) 2020-12-15 2024-03-08 Energy-efficient production of a ferritic hot-rolled strip in an integrated casting-rolling plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20214219.6A EP4015099A1 (de) 2020-12-15 2020-12-15 Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4015099A1 true EP4015099A1 (de) 2022-06-22

Family

ID=73854597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20214219.6A Pending EP4015099A1 (de) 2020-12-15 2020-12-15 Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11987859B2 (de)
EP (1) EP4015099A1 (de)
CN (1) CN114632819A (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115351082B (zh) * 2022-08-24 2024-07-09 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种连续热轧超薄低碳带钢的方法及生产线

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19758108C1 (de) * 1997-12-17 1999-01-14 Mannesmann Ag Produktionsverfahren und -anlage zur endlosen Erzeugung von warmgewalzten dünnen Flachprodukten
EP3025799A1 (de) * 2014-11-28 2016-06-01 SMS group GmbH Walzanlage, Gieß-Walz-Anlage und Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2795005B1 (fr) * 1999-06-17 2001-08-31 Lorraine Laminage Procede de fabrication de toles aptes a l'emboutissage par coulee directe de bandes minces, et toles ainsi obtenues
JP2002210510A (ja) * 2001-01-15 2002-07-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧延ロールの誘導加熱装置および誘導加熱方法
ITMI20021996A1 (it) * 2002-09-19 2004-03-20 Giovanni Arvedi Procedimento e linea di produzione per la fabbricazione di nastro a caldo ultrasottile sulla base della tecnologia della bramma sottile
JP4169624B2 (ja) * 2003-03-31 2008-10-22 三菱電機株式会社 トランスバース型誘導加熱装置
ATE368532T1 (de) * 2004-02-27 2007-08-15 Hermetik Hydraulik Ab Hydraulische vorrichtung zum entzundern von warmem walzgut
EP2524971A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-21 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Walzgut aus Stahl vor dem Warmwalzen
US10695810B2 (en) * 2015-02-09 2020-06-30 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Descaling system, control device of the descaling system, and method for controlling the descaling system
EP3769862A1 (de) 2019-07-24 2021-01-27 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren zur herstellung eines tiefziehbaren fertigbands aus stahl in einer giess-walz-verbundanlage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19758108C1 (de) * 1997-12-17 1999-01-14 Mannesmann Ag Produktionsverfahren und -anlage zur endlosen Erzeugung von warmgewalzten dünnen Flachprodukten
EP3025799A1 (de) * 2014-11-28 2016-06-01 SMS group GmbH Walzanlage, Gieß-Walz-Anlage und Verfahren zum Erzeugen eines Metallbandes

Also Published As

Publication number Publication date
CN114632819A (zh) 2022-06-17
US20220186340A1 (en) 2022-06-16
US20240209471A1 (en) 2024-06-27
US11987859B2 (en) 2024-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69730750T2 (de) Verfahren zur herstellung eines stahlbandes
EP2035587B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von warmband-walzgut aus siliziumstahl auf der basis von dünnbrammen
AT504782B1 (de) Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlbandes und kombinierte giess- und walzanlage zur durchführung des verfahrens
EP0804300B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von stahlband mit kaltwalzeigenschaften
EP0889762B1 (de) Verfahren zur herstellung von warmgewalztem stahlband
DE69814513T2 (de) Walzverfahren und Walzstrasse für dünne Flacherzeugnisse
EP1305122B1 (de) Produktionsverfahren und -anlage zur erzeugung von dünnen flachprodukten
DE19758108C1 (de) Produktionsverfahren und -anlage zur endlosen Erzeugung von warmgewalzten dünnen Flachprodukten
EP1194600B1 (de) Verfahren zum herstellen von nichtkornorientiertem elektroblech
WO2021013488A1 (de) HERSTELLUNG EINES TIEFZIEHBAREN STAHLBANDS IN EINER GIEß-WALZ- VERBUNDANLAGE
WO2010121763A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen einer bramme
DE19520832A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stahlband mit Kaltwalzeigenschaften
EP4015099A1 (de) Energieeffiziente herstellung eines ferritischen warmbands in einer giess-walz-verbundanlage
EP3797006B1 (de) Giess-walzanlage für den batch- und endlosbetrieb
EP3206808B1 (de) Anlage und verfahren zur herstellung von grobblechen
EP1038978B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes
DE102012224531A1 (de) Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Silizium-Stählen
DE102020214427A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes mittels einer Gießwalzanlage
DE69324801T2 (de) Verfahren zur herstellung warmgewalzter siliziumstahlbleche mit hervorragenden oberflächeneigenschaften
EP1420072B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines für die Verarbeitung zu nicht kornorientiertem Elektroband bestimmten Warmbands und daraus hergestelltes nicht kornorientiertes Elektroblech
EP0970256B1 (de) Warmwalzen von stahlband
EP3943210A1 (de) Giess-walz-verbundanlage zur herstellung eines warmgewalzten fertigbands aus einer stahlschmelze
DE102021212902A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes aus einem Feinkornstahlwerkstoff
DE69518399T2 (de) Verfahren zum Kaltwalzen von kornorientierten Silizium-Stahlblechen mit hervorragenden und gleichmässigen magnetischen Eigenschaften in der Walzrichtung des Bundes
DE102017220721A1 (de) Optimierung des Stickstofflevels während der Haubenglühung III

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20221222

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20231027

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20240614