EP4508380A1 - Wärmebehandlungslinie für warmband - Google Patents

Wärmebehandlungslinie für warmband

Info

Publication number
EP4508380A1
EP4508380A1 EP23718257.1A EP23718257A EP4508380A1 EP 4508380 A1 EP4508380 A1 EP 4508380A1 EP 23718257 A EP23718257 A EP 23718257A EP 4508380 A1 EP4508380 A1 EP 4508380A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steel strip
annealing
cooling
section
hot
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
EP23718257.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Maschler
Markus LANGEJÜRGEN
Amedeo DI GIOVANNI
Michael Haentjes
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group 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 SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4508380A1 publication Critical patent/EP4508380A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/02—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
    • F27B9/028—Multi-chamber type furnaces
    • 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
    • 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
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • 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 of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • 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
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • 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
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • 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
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • 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
    • 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
    • C21D9/561—Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • 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
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • 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
    • C23G3/027—Associated apparatus, e.g. for pretreating or after-treating
    • C23G3/028—Associated apparatus, e.g. for pretreating or after-treating for thermal or mechanical pretreatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
    • F27B9/047—Furnaces with controlled atmosphere the atmosphere consisting of protective gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/062—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated
    • F27B9/067—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated heated by induction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/12—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity with special arrangements for preheating or cooling the charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path
    • F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path being carried by a conveyor
    • F27B9/2407—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path
    • F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path being carried by a conveyor
    • F27B9/243—Endless-strand conveyor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path
    • F27B9/24—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path being carried by a conveyor
    • F27B9/2469—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollable bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity for treating continuous lengths of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/3005—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types arrangements for circulating gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/06—Induction heating, i.e. in which the material being heated, or its container or elements embodied therein, form the secondary of a transformer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/12—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity with special arrangements for preheating or cooling the charge
    • F27B2009/124—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/12—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity with special arrangements for preheating or cooling the charge
    • F27B2009/124—Cooling
    • F27B2009/126—Cooling involving the circulation of cooling gases, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F27B2009/3638—Heaters located above and under the track
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/007—Cooling of charges therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/007—Cooling of charges therein
    • F27D2009/0072—Cooling of charges therein the cooling medium being a gas
    • F27D2009/0075—Cooling of charges therein the cooling medium being a gas in direct contact with the charge

Definitions

  • the present invention relates to an annealing device, in particular an annealing furnace, for the oxidation-free heat treatment of a hot-rolled steel strip, which is intended for the production of electrical strip and / or stainless steel strip, a treatment line for continuous pickling and oxidation-free annealing of a hot-rolled steel strip, and a method for continuous pickling and oxidation-free annealing of a hot-rolled steel strip.
  • Electrical steel is one of the most important soft magnetic materials for magnetic cores and usually consists of an iron-silicon alloy. It is currently divided into two different electrical steel grades.
  • the so-called non-grain-oriented electrical steel can be magnetized equally in all directions and is primarily used in rotating electrical machines.
  • the so-called grain-oriented electrical steel has a preferred direction of magnetizability and is generally used in power transformers, distribution transformers and higher-quality small transformers.
  • the production of the electrical strips is usually carried out using a specific metallic steel composition, which (in wt.%) typically 2.5 to 4.0% Si, 0.010 to 0.100% C , up to 0.150% Mn, up to 0.065% Al and up to 0.0150% N, as well as optionally 0.010 to 0.3% Cu, up to 0.060% S, up to 0.100% P, up to 0.2%
  • a specific metallic steel composition typically 2.5 to 4.0% Si, 0.010 to 0.100% C , up to 0.150% Mn, up to 0.065% Al and up to 0.0150% N, as well as optionally 0.010 to 0.3% Cu, up to 0.060% S, up to 0.100% P, up to 0.2%
  • Sn, Sb, Te and Bi the rest has iron and unavoidable impurities, is cast into a primary material, such as a slab, thin slab or a cast strip, and is immediately hot-rolled into a so-called hot strip.
  • the then hot-rolled steel strip is subjected to an annealing treatment and, in a further step, cold-rolled into a so-called cold strip.
  • the cold strip is then recrystallized in a continuous annealing and coating line and subsequently coated with an insulating coating.
  • the scale layer present on the surface is usually tolerated, since further oxidation in the open-heated annealing furnaces and thus further scale build-up (so-called glow igniters) is unavoidable.
  • the hot-rolled steel strip is therefore first subjected to an annealing treatment and then a descaling process in order to provide a scale-free hot strip for the subsequent cold rolling process.
  • the combination of annealing and pickling is known as the so-called annealing-pickling line. Based on English usage, such a line is also referred to as a so-called “APL” (Annealing Pickling Line).
  • the descaling process initially involves mechanical pre-descaling, which is then supplemented by a chemical pickling process.
  • the mechanical descaling is usually carried out using a blasting device, whereby the surface of the hot strip is roughened in such a way that the roughness produced is largely retained after cold rolling and then impairs the magnetic properties of the grain-oriented or non-oriented electrical strip.
  • the annealing furnaces known from the prior art consist of a heating and holding part, and an adjoining cooling part, which includes an air cooling and a water cooling section.
  • the hot strip is openly heated using gas burners using fossil fuels, which results in high CO2 emissions.
  • Such an annealing device is known, for example, from US 5,472,528, which also teaches the use of induction devices arranged either upstream or downstream of at least one traditional heating device in order to improve the inertia of traditional heating means.
  • the hot strip is then electrically heated in a nitrogen atmosphere.
  • the hot strip is first subjected to slow cooling and then to more intensive water cooling. During slow cooling, the hot strip is further oxidized.
  • the scale particles formed here are removed with the exhaust air, so that this has to be filtered at great expense. Even during more intensive water cooling, additional scale is created that must be removed from the cooling water, usually via scale settling tanks.
  • the present invention is based on the object of providing a device for the oxidation-free heat treatment of a hot-rolled steel strip, which is intended for the production of electrical steel strip and/or stainless steel strip, which allows improved process control compared to the prior art. Furthermore, the present invention is based on the object of providing a method which is improved over the prior art for the continuous pickling and oxidation-free annealing of a hot-rolled steel strip which is intended for the production of electrical steel strip and/or stainless steel strip.
  • the object is achieved by an annealing device, in particular by an annealing furnace, for the oxidation-free heat treatment of a hot-rolled steel strip with the features of patent claim 1, by a treatment line for continuous pickling and oxidation-free annealing of a hot-rolled steel strip with the
  • the annealing device in particular an annealing furnace, for the oxidation-free heat treatment of a hot-rolled steel strip, which is intended for the production of electrical steel strip and/or stainless steel strip, comprises a hermetically sealed furnace space which has a heating section, possibly a holding section adjoining the heating section, and a to the heating section, possibly a cooling section adjoining the holding section, the heating section having a plurality of inductors connected in series, and the cooling section comprising a cooling device via which a reducing protective gas can be introduced into the cooling section for cooling the hot-rolled steel strip.
  • the treatment line according to the invention for continuous pickling and oxidation-free annealing of a hot-rolled steel strip which is intended for the production of electrical steel strip and / or stainless steel strip, comprises a pretreatment device in which the hot-rolled steel strip can be pickled, as well as the annealing device according to the invention arranged behind the pretreatment device in the strip running direction.
  • the hot-rolled steel strip if necessary after an unwinding step, is first fed to a pretreatment device and pickled in this; and then as a pickled steel strip Glow device supplied and first inductively heated to an annealing temperature under a reducing inert gas atmosphere via a large number of inductors connected in series, then annealed and then quenched and / or cooled using a reducing inert gas.
  • the steel strip used to produce electrical strips is preferably a steel which (in wt.%) typically contains 2.5 to 4.0% Si, 0.010 to 0.100% C, up to 0.150% Mn, up to 0.065% Al and up to to 0.0150% N, and optionally 0.010 to 0.3% Cu, up to 0.060% S, up to 0.100% P, up to 0.2% each As, Sn, Sb, Te and Bi, the balance iron and unavoidable impurities .
  • the annealing device according to the invention enables complete heat treatment under a reducing protective gas atmosphere, which has a reducing effect on the hot strip used and thus enables an oxide-free steel strip surface.
  • a very high power density can be achieved via the inductors, whereby the heating part can be significantly shortened compared to the annealing furnaces known from the prior art. Conventional gas burners or radiant heating elements are therefore not intended.
  • This also enables economical operation of the annealing device under a reducing protective gas atmosphere.
  • a reducing protective gas, such as hydrogen has an improved convective heat transfer compared to atmospheric air, whereby high cooling rates, for example of up to 50 K/s, can be achieved within the cooling section.
  • the annealing device enables a pickling treatment to be carried out before the heat treatment, which has a particularly advantageous effect on the heat treatment process of the hot strip, since the use of scale breakers and/or blasting devices can be dispensed with.
  • the roughness of the surface can be reduced, thereby improving the magnetic properties of the electrical steel.
  • the annealing device according to the invention is neither intended for nor suitable for a hot strip galvanizing system (also referred to as a pickling and galvanizing line (PGL)).
  • PTL pickling and galvanizing line
  • the glow device is designed in a horizontal design. Furthermore, it is preferably provided that the cooling section and/or the output lock of the annealing device do not open into a coating device.
  • the pickled steel strip is first heated in a heating section of the annealing device to an annealing temperature of at least 800 ° C with a heating rate of at least 20 K/s, more preferably with a heating rate of at least 25 K/s, even more preferably with heated at a heating rate of at least 30 K/s.
  • the heating rate should not exceed a maximum of 60 K/s, more preferably 55 K/s, and most preferably a value of 50 K/s.
  • the pickled steel strip which has therefore been completely freed of scale, is heated within the heating section via two separate stages.
  • the annealing device preferably comprises a first stage with a large number of series-connected longitudinal field inductors, in which the pickled steel strip is first heated to a temperature of at least 650 ° C.
  • the glow device in the second stage has a large number of series-connected cross-field inductors, by means of which the steel strip is then heated to the annealing temperature of at least 800 °C.
  • the respective number of inductors, with which heating rates of up to 100 K/(s*mm strip thickness) can usually be achieved, within the annealing device depends on the required total power and can therefore vary between 1 and 20.
  • the passage gap for the steel strip should not be too large. Therefore, in the heating section, this advantageously has a vertical extent of ⁇ 300 mm, more preferably a vertical extent of ⁇ 250 mm, and most preferably a vertical extent of ⁇ 200 mm.
  • a further advantageous embodiment variant provides that the passage gap is delimited by a thermal insulation layer, which is arranged below and above the steel strip feedthrough level and is provided on the outside with a gas-tight covering.
  • the hot-rolled steel strip is further intended for the production of a grain-oriented and a non-grain-oriented electrical steel, it is preferably annealed in a holding section adjoining the heating section at a temperature in the range of 800 - 1200 ° C for at least 60 s.
  • the glow device can therefore have a holding section, which particularly preferably comprises three individual holding section stages.
  • the first holding section stage is directly connected to the heating section, with the second holding section stage being connected directly upstream of the cooling section.
  • Both holding section stages include, on the one hand, conventional electrical heating elements, which can be arranged below the steel strip feedthrough level.
  • the two holding section stages include conventional cooling jet pipes through which air flows, which can be arranged, for example, above the steel strip feedthrough level.
  • the third holding section stage is arranged within the holding section between the first and the second holding section stage and, in contrast to these, has no cooling jet pipes, but only the electrical heating elements.
  • the steel strip is quenched and/or cooled using a reducing protective gas.
  • the annealed steel strip can be cooled in a cooling section of the annealing device directly adjacent to the heating section with an initial cooling rate of at least 15 K/s.
  • the glow device therefore only includes a heating section and a cooling section.
  • the annealed steel strip can be cooled in a cooling section of the annealing device that directly adjoins the holding section.
  • the initial cooling rates are at least 40 K/s.
  • the cooling device advantageously comprises at least one nozzle through which the reducing protective gas can be blown onto the steel strip.
  • the cooling device comprises at least one nozzle arranged above and at least one below a steel strip feedthrough level.
  • the at least one nozzle can be designed as a slot nozzle which extends within the cooling section transversely to a transport direction of the steel strip.
  • the cooling device can have at least one distributor arranged above and below a steel strip feedthrough level, which comprises a plurality of perforated nozzles.
  • the respective nozzle is advantageously designed in such a way that an exit velocity of the reducing protective gas of 50 to 150 m/s can be achieved.
  • the cooling device comprises at least one blower device, via which the reducing protective gas can be supplied to the at least one nozzle, possibly to the at least one distributor. Furthermore, the cooling device can comprise at least one heat exchanger, via which the reducing protective gas blown into the cooling section can be cooled.
  • the cooling device has a circulation system in which the at least one nozzle and/or the at least one distributor together with nozzles, the at least one blower device and the at least one heat exchanger are interconnected, particularly preferably in such a way that the reducing protective gas is blown into the cooling section, most preferably onto the steel strip, via the at least one blower device and the at least one nozzle and/or the at least one distributor together with nozzles, and is sucked off again via the at least one blower device and cooled by means of the at least one heat exchanger .
  • a cooling device enables convective heat transfers of 500 to 800 W/m 2 K, based on the steel strip surface, whereby high cooling rates of > 40 K/s can be achieved.
  • a hydrogen-rich gas is preferably used as the reducing protective gas, which has a hydrogen content of at least 30% by volume, more preferably a hydrogen content of at least 50% by volume, even more preferably a hydrogen content of at least 75% by volume .
  • the supply of the reducing protective gas into the furnace chamber can basically take place at various points in the annealing device. However, it is preferably provided that the reducing protective gas is supplied to the holding section in order to achieve the maximum reducing effect at maximum belt temperature. In a further preferred embodiment variant, the reducing protective gas can be supplied to the cooling section in order to increase the heat transfer.
  • FIG. 3 shows a heat treatment temperature profile for a grain-oriented and a non-grain-oriented electrical steel
  • Fig. 4 shows a heat treatment temperature profile for a stainless steel strip.
  • FIG. 1 shows an embodiment variant of the annealing device 1 according to the invention, which is intended for use in a treatment line 2 for continuous pickling and oxidation-free annealing of a hot-rolled steel strip 3 is provided (see Figure 2).
  • Such steel strips 3 are used to produce electrical steel strip and/or stainless steel strip and are usually fed to a cold rolling process after the annealing or heat treatment has been carried out.
  • the annealing device 1 shown in the present embodiment variant comprises a hermetically sealed furnace chamber 4, which is operated under a reducing protective gas atmosphere.
  • the supply of the reducing protective gas into the furnace chamber 4 can take place at various points, as shown as an example using reference number 100.
  • the furnace room 4 includes an entrance lock 5 through which the hot-rolled steel strip 3 enters the furnace room 4, and an exit lock 6 through which the then heat-treated steel strip 3 leaves the furnace room 4 again.
  • the annealing device 1 Adjacent to the entrance lock 5, the annealing device 1 initially has a heating section 7, which comprises a plurality of inductors 8, 9, 10, 11 connected in series, the inductors 8, 9 having a first stage 12 and the two inductors 10, 11 having a second Form stage 13 of the heating section 7.
  • the inductors 8, 9 are designed as longitudinal field inductors and have corresponding longitudinal field inductor coils 14 for this purpose.
  • the inductors 10, 11 are designed as cross-field inductors which have corresponding cross-field inductor coils 15.
  • each of the inductors 8, 9, 10, 11 has a thermal insulation layer 17, 18 arranged below and above a steel strip feedthrough level 16, which is provided with a gas-tight covering 19 on the outside.
  • a passage gap 20 is created in each of the inductors 8, 9, 10, 11 by the thermal insulation layers 17, 18, which in the present embodiment variant has a vertical extension of 150 mm to ensure good coupling of the magnetic field.
  • Roller stands 21 are also arranged between the individual inductors 8, 9, 10, 11, by means of which the band sag of the steel band 3 is limited.
  • the roller stands 21 are also each provided with a thermal insulation layer 17, 18 arranged below and one above the steel strip feedthrough level 16, which is sealed from the atmosphere on the outside via the gas-tight covering 19.
  • the annealing device 1 includes one that adjoins the heating section 7 Holding section 22, which has three holding section stages 23, 24, 25, each of these holding section stages 23, 24, 25 being provided with electrical heating elements 26 which are arranged below the steel strip feedthrough level 16.
  • the two outer holding section stages 23, 25 additionally comprise conventional cooling jet pipes 27 through which air flows, which are arranged above the steel strip feedthrough level 16.
  • the entire holding section 22 is also provided with a thermal insulation layer 17, 18 arranged below and one above the steel strip feedthrough level 16, which is sealed from the atmosphere on the outside via the gas-tight casing 19.
  • the holding section 22 is then followed by a cooling section 28, which includes a cooling device 29.
  • the cooling device 29 has two separate cooling stages 30, 31, via which the annealed steel strip 3 can be cooled or quenched intensively with a reducing protective gas, such as hydrogen.
  • a reducing protective gas such as hydrogen.
  • each of the two cooling stages 30, 31 has a distributor 32, 33 arranged below and one above the steel strip feedthrough level 16, which is each provided with a plurality of nozzles (not shown) aligned in the direction of the steel strip feedthrough plane 16.
  • Each of the distributors 32, 33 is fluidically connected via a gas line to a blower device 34, 35 arranged outside the furnace space 4, for example a fan, via which the reducing protective gas can then be supplied to them.
  • each of the two separate cooling stages 30, 31 comprises a heat exchanger 36, 37, which is also arranged outside the furnace space 4, via which the reducing protective gas blown into the respective cooling stage 30, 31 of the cooling section 28 can be cooled.
  • the respective cooling stage 30, 31 is fluidly connected to the respective blower device 34, 35 via a further gas line.
  • FIG. 2 shows an example of an embodiment variant of the treatment line 2 according to the invention, which includes a pretreatment device 38 and the annealing device 1 arranged behind it in the strip running direction.
  • the treatment line 2 shown comprises a first reel device 39, via which a hot strip coil 40 is first unwound.
  • the then unwound hot-rolled steel strip 3 is fed to a first separating device 41 in order to produce a clean edge for a subsequent welding process.
  • the steel strip 3 is fed to a trimming device 43, in which the strip edges of the steel strip 3 are trimmed.
  • the steel strip 3 enters an inlet storage 44 into the pretreatment device 38, in which it is pickled, rinsed and then dried.
  • a pickled steel strip 3 As a pickled steel strip 3, it is then fed to the annealing device 1 and is first heated to an annealing temperature under a reducing protective gas atmosphere, annealed and then intensively cooled or quenched before it is then reeled through an outlet storage 45.
  • each hot-rolled steel strip 3 shows a heat treatment temperature profile for each hot-rolled steel strip 3, which is further intended for producing a grain-oriented and a non-grain-oriented electrical steel strip 48, 49.
  • the hot-rolled steel strip 3 intended for the production of the grain-oriented electrical steel strip 48 has a width of 1280 mm and a strip thickness of 2300 pm and is subjected to an oxidation-free heat treatment in the annealing device 1 at a strip speed of 75 m/min.
  • the hot-rolled steel strip 3 intended for the production of the non-grain-oriented electrical steel strip 49 has a width of 1280 mm and a strip thickness of 2600 pm and is subjected to an oxidation-free heat treatment in the annealing device 1 at a strip speed of 80 m/min.
  • the respective hot-rolled steel strip 3, previously pickled in the pretreatment device 38, is guided through the inlet lock 5 into the furnace chamber 4, which has a reducing protective gas atmosphere.
  • a hydrogen-rich gas with a hydrogen content of 75% by volume is used as the reducing protective gas.
  • the respective hot-rolled steel strip first passes through the heating section 7, in which it is heated to the Curie temperature of 700 ° C by means of the two longitudinal field inductors 8, 9.
  • the steel strip typically loses its paramagnetic properties and is therefore heated by means of the two cross-field inductors 10 until the respective annealing temperature of 1120 ° C (grain-oriented electrical steel 48) or the annealing temperature of 1050 ° C (non-grain-oriented electrical steel 49) is reached , 11 heated up.
  • the respective steel strip 3 heated to the annealing temperature then passes through the holding section 22, in which it is annealed according to a specific heat treatment profile.
  • the grain-oriented electrical steel 48 slows to a temperature of 900 ° C in the first holding section stage 23 cooled before it then passes through the second and third holding section stages 24, 25 at 900 ° C.
  • the non-grain-oriented electrical steel 49 first passes through the two holding section stages 23, 24 at the previously set annealing temperature of 1050 ° C and is only slowly cooled to a temperature of 800 ° C in the third holding section stage 25.
  • the respective annealed steel strip 3 then passes through the cooling section 28, in which it is quenched by means of the reducing protective gas.
  • the grain-oriented electrical steel 48 is cooled to a temperature of 420 ° C with an initial cooling rate of 40 K/s and then to an exit temperature of 130 ° C with a cooling rate of less than 20 K/s.
  • the non-grain-oriented electrical steel 49 is constantly cooled at a cooling rate of 25 K/s to an exit temperature of 130 ° C.
  • Figure 4 shows a heat treatment temperature profile for a hot-rolled steel strip 3, which is further intended for producing a stainless steel strip 50.
  • the hot-rolled steel strip 3 of an austenitic quality AISI 300 intended for the production of the stainless steel strip 50 has, in the present exemplary embodiment, a width of 1280 mm and a strip thickness of 2600 pm and is subjected to an oxidation-free heat treatment in an annealing device 1 at a strip speed of 80 m/min subjected.
  • the furnace chamber 4 is formed from the heating section 7 and the cooling section 28, the heating section 7 also only having a row of cross-field inductors 10, 11.
  • the hot-rolled steel strip 3, previously pickled in the pretreatment device 38, is also guided through the inlet lock 5 into the furnace chamber 4, which has a reducing protective gas atmosphere with a hydrogen content of 75% by volume.
  • the hot-rolled steel strip 3 first passes through the heating section 7, in which it is heated to the annealing temperature of 1050 ° C by means of the cross-field inductors 10, 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Glüheinrichtung (1), insbesondere einen Glühofen, zur oxidationsfreien Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahlbandes (3), welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, eine Behandlungslinie (2) zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes (3), sowie ein Verfahren zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes (3).

Description

Wärmebehandlungslinie für Warmband
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glüheinrichtung, insbesondere einen Glühofen, zur oxidationsfreien Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahlbandes, welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, eine Behandlungslinie zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes, sowie ein Verfahren zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes.
Elektroband ist eines der bedeutendsten weichmagnetischen Werkstoffe für Magnetkerne und besteht üblicherweise aus einer Eisen-Silizium-Legierung. Es wird derzeit in zwei unterschiedliche Elektrobandgüten unterteilt. Das sog. nicht-kornorientierte Elektroband ist in allen Richtungen gleichermaßen magnetisierbar und wird überwiegend in rotierenden elektrischen Maschinen eingesetzt. Demgegenüber weist das sog. kornorientierte Elektroband eine Vorzugsrichtung der Magnetisierbarkeit auf und findet in der Regel bei Leistungstransformatoren, Verteilungstransformatoren und höherwertigen Kleintransformatoren Anwendung.
Die Herstellung der Elektrobänder, wie dies beispielsweise in der US 2017/0283903 A1 offenbart ist, erfolgt üblicherweise indem eine spezifische metallische Stahlzusammensetzung, die (in Gew.-%) typischerweise 2,5 bis 4,0 % Si, 0,010 bis 0,100 % C, bis zu 0,150 % Mn, bis zu 0,065 % AI und bis zu 0,0150 % N, sowie jeweils optional 0,010 bis 0,3 % Cu, bis 0,060 % S, bis 0,100 % P, bis jeweils 0,2 % As, Sn, Sb, Te und Bi, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen aufweist, zu einem Vormaterial, wie einer Bramme, Dünnbramme oder einem gegossenen Band, vergossen, und unmittelbar zu einem sog. Warmband warmgewalzt wird. Das sodann warmgewalzte Stahlband wird einer Glühbehandlung unterzogen und in einem weiteren Schritt zu einem sog. Kaltband kaltgewalzt. Um die vorteilhaften magnetischen Eigenschaften zu erzielen, wird das Kaltband sodann in einer kontinuierlichen Glüh- und Beschichtungslinie rekristallisierend geglüht und nachfolgend mit einer Isolationsbeschichtung beschichtet.
Für die Glühbehandlung des warmgewalzten Stahlbandes wird die auf der Oberfläche vorhandene Zunderschicht üblicherweise toleriert, da eine weitere Oxidation in den offenbeheizten Glühöfen und somit ein weiterer Zunderaufbau (sog. Glühzünder) unvermeidlich ist. Im Stand der Technik wird das warmgewalzte Stahlband daher zunächst einer Glühbehandlung und anschließend einem Entzunderungsprozess unterzogen, um ein für den nachfolgenden Kaltwalzprozess zunderfreies Warmband bereitzustellen. Die Kombination Glühen-Beizen ist als sog. Glüh-Beizlinie bekannt. In Anlehnung an den englischen Sprachgebrauch wird eine solche Linie auch als eine sog. „APL“ bezeichnet (Annealing Pickling Line) bezeichnet.
Der Entzunderungsprozess sieht zunächst eine mechanische Vorentzunderung vor, die anschließend von einem chemischen Beizprozess ergänzt wird. Die mechanische Entzunderung wird üblicherweise mittels einer Strahleinrichtung durchgeführt, wodurch die Oberfläche des Warmbandes derart aufgeraut wird, dass die erzeugte Rauigkeit nach dem Kaltwalzen zum erheblichen Teil erhalten bleibt und sodann die magnetischen Eigenschaften des kornorientierten oder des nichtorientierten Elektrobandes beeinträchtigt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Glühöfen bestehen aus einem Aufheiz- sowie Halteteil, und einem sich daran anschließenden Kühlteil, der eine Luftkühl- sowie eine Wasserkühlsektion umfasst. Im Aufheizteil wird das Warmband über Gasbrenner mit fossilen Brennstoffen offen beheizt, wodurch hohe CO2-Emissionen entstehen. Eine derartige Glüheinrichtung ist beispielsweise aus der US 5,472,528 bekannt, die zudem den Einsatz von Induktionsvorrichtungen lehrt, die entweder stromauf- oder abwärts mindestens einer traditionellen Heizeinrichtung angeordnet sind, um die Trägheit von traditionellen Heizmitteln zu verbessern. Im Halteteil wird das Warmband sodann in einer Stickstoff-Atmosphäre elektrisch beheizt. In der sich anschließenden Luftkühlstrecke wird das Warmband zunächst einer Langsamkühlung und sodann einer intensiveren Wasserkühlung unterzogen. Während der Langsamkühlung wird das Warmband weiter oxidiert. Die hierbei gebildeten Zunderpartikel werden mit der Abluft abgeführt, so dass diese aufwendig gefiltert werden muss. Auch während der intensiveren Wasserkühlung entsteht zusätzlicher Zunder, der aus dem Kühlwasser, üblicherweise über Zunder- Absetzbecken, entfernt werden muss.
Es besteht daher in der Fachwelt weiterhin der Wunsch, derartige Verfahren zu verbessern.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur oxidationsfreien Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahlbandes, welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, bereitzustellen, die eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Prozessführung erlaubt. Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes, welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, bereitzustellen.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Glüheinrichtung, insbesondere durch einen Glühofen, zur oxidationsfreien Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahlbandes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Behandlungslinie zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 9, sowie durch ein Verfahren zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
Die erfindungsgemäße Glüheinrichtung, insbesondere ein Glühofen, zur oxidationsfreien Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahlbandes, welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, umfasst einen hermetisch abgedichteten Ofenraum, der eine Aufheizsektion, ggf. eine sich an die Aufheizsektion anschließende Haltesektion, sowie eine an die Aufheizsektion, ggf. eine an die Haltesektion, anschließende Kühlsektion aufweist, wobei die Aufheizsektion eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Induktoren aufweist, und wobei die Kühlsektion eine Kühleinrichtung umfasst, über die ein reduzierendes Schutzgas zum Kühlen des warmgewalzten Stahlbandes in die Kühlsektion einbringbar ist.
Die erfindungsgemäße Behandlungslinie zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes, welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, umfasst eine Vorbehandlungseinrichtung, in der das warmgewalzte Stahlband gebeizt werden kann, sowie die in Bandlaufrichtung hinter der Vorbehandlungseinrichtung angeordnete erfindungsgemäße Glüheinrichtung.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes, welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, wird das warmgewalzte Stahlband, ggf. nach einem Abwickelschritt, zunächst einer Vorbehandlungseinrichtung zugeführt und in dieser gebeizt; und anschließend als gebeiztes Stahlband einer Glüheinrichtung zugeführt und unter einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre zunächst induktiv über eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Induktoren auf eine Glühtemperatur aufgeheizt, sodann geglüht und anschließend unter Einsatz eines reduzierenden Schutzgases abgeschreckt und/oder abgekühlt.
Als Stahlband zur Herstellung von Elektrobändern wird vorzugsweise ein Stahl verwendet, der (in Gew.-%) typischerweise 2,5 bis 4,0% Si, 0,010 bis 0,100% C, bis zu 0,150% Mn, bis zu 0,065% AI und bis zu 0,0150% N, sowie jeweils optional 0,010 bis 0,3% Cu, bis 0,060% S, bis 0,100% P, bis jeweils 0,2% As, Sn, Sb, Te und Bi, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen aufweist.
Die erfindungsgemäße Glüheinrichtung ermöglicht eine vollständige Wärmebehandlung unter einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre, die gegenüber dem eingesetzten Warmband reduzierend wirkt und damit eine oxidfreie Stahlbandoberfläche ermöglicht. Über die Induktoren kann eine sehr hohe Leistungsdichte erzielt werden, wodurch der Aufheizteil gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Glühöfen erheblich verkürzt werden kann. Konventionelle Gasbrenner oder Strahlungsheizelemente sind demnach nicht vorgesehen. Dies ermöglicht in gleicher Weise einen wirtschaftlichen Betrieb der Glüheinrichtung unter einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre. Weiterhin weist ein reduzierendes Schutzgas, wie beispielsweise Wasserstoff, gegenüber atmosphärischer Luft einen verbesserten konvektiven Wärmeübergang auf, wodurch innerhalb der Kühlsektion hohe Kühlraten, beispielsweise von bis zu 50 K/s erzielbar sind. Diese wirken sich entweder zugunsten einer kürzeren Baulänge der erfindungsgemäßen Glüheinrichtung aus, beispielsweise für nicht-kornorientiertes Elektroband, oder aus qualitativen Gründen besonders vorteilhaft aus, beispielsweise um eine intensive Kühlung von kornorientiertem-Elektroband oder Edelstahl zu erzielen.
Insofern ermöglich die erfindungsgemäße Glüheinrichtung eine vor der Wärmebehandlung durchzuführende Beizbehandlung, die sich besonders vorteilhaft auf den Wärmebehandlungsprozess des Warmbands auswirkt, da auf den Einsatz von Zunderbrechern und/oder von Strahleinrichtungen verzichtet werden kann. Hierdurch können die Beizzeiten kürzer gewählt und somit die Ausbringung erhöht werden. Zudem kann die Rauigkeit der Oberfläche verringert werden, wodurch die magnetischen Eigenschaften des Elektrobandes verbessert werden.
Weitere Vorteile der Erfindung sind: a) Vermeidung von CO2-Emissionen; b) Oxidationsfreie Wärmebehandlung; c) kürzere Baulänge der Glüheinrichtung; d) Vermeidung von offenem Kühlwasser; e) Verringerung von Staubemissionen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Glüheinrichtung weder für eine Warmbandverzinkungsanlage (auch als Pickling- and Galvanising Line (PGL) bezeichnet) vorgesehen noch für diese geeignet ist.
Insofern ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Glüheinrichtung in horizontaler Bauart ausgeführt ist. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kühlsektion und/oder die Ausgangsschleuse der Glüheinrichtung nicht in einer Beschichtungseinrichtung münden.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens wird das gebeizte Stahlband zunächst in einer Aufheizsektion der Glüheinrichtung auf eine Glühtemperatur von mindestens 800 °C mit einer Aufheizrate von mindestens 20 K/s, mehr bevorzugt mit einer Aufheizrate von mindestens 25 K/s, noch mehr bevorzugt mit einer Aufheizrate von mindestens 30 K/s erwärmt. Allerdings sollte die Aufheizrate einen Wert von maximal 60 K/s, mehr bevorzugt 55 K/s, und am meisten bevorzugt einen Wert von 50 K/s nicht überschreiten.
Vorteilhafterweise ist hierbei vorgesehen, dass das gebeizte und demnach vollständig vom Zunder befreite Stahlband innerhalb der Aufheizsektion über zwei separate Stufen aufgeheizt wird. Vorzugsweise umfasst die Glüheinrichtung hierzu eine erste Stufe mit einer Vielzahl von hintereinander geschalteten Längsfeld-Induktoren, in der das gebeizte Stahlband zunächst auf eine Temperatur von mindestens 650 °C erwärmt wird. Demgegenüber weist die Glüheinrichtung in der zweiten Stufe eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Querfeld-Induktoren, mittels derer das Stahlband sodann auf die Glühtemperatur von mindestens 800 °C erwärmt wird.
Die jeweilige Anzahl der Induktoren, mit denen üblicherweise Aufheizraten von bis zu 100 K/(s*mm Banddicke) erzielbar sind, innerhalb der Glüheinrichtung ist von der erforderlichen Gesamtleistung abhängig und kann demnach zwischen 1 und 20 variieren.
Zugunsten einer guten Ankopplung des Magnetfeldes sollte der Durchtrittsspalt für das Stahlband nicht zu groß sein. Daher beträgt dieser in der Aufheizsektion vorteilhafterweise eine vertikale Erstreckung von < 300 mm, mehr bevorzugt eine vertikale Erstreckung von < 250 mm, und am meisten bevorzugt eine vertikale Erstreckung von < 200 mm auf.
Um die Wärmeverluste innerhalb der Aufheizsektion möglichst gering zu halten, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen, dass der Durchtrittsspalt durch eine Wärmedämmschicht begrenzt ist, die unterhalb und oberhalb der Stahlbanddurchführungsebene angeordnet und außenseitig mit einer gasdichten Umhüllung versehen ist.
Sofern das warmgewalzte Stahlband im Weiteren zur Herstellung eines kornorientierten sowie eines nicht-kornorientierten Elektrobandes vorgesehen ist, so wird dieses vorzugsweise in einer sich an die Aufheizsektion anschließenden Haltesektion bei einer Temperatur im Bereich von 800 - 1200 °C für mindestens 60 s geglüht.
Die Glüheinrichtung kann daher in einer bevorzugten Ausführungsvariante eine Haltesektion aufweisen, die besonders bevorzugt drei einzelne Haltesektionsstufen umfasst. Die erste Haltesektionsstufe schließt sich direkt an die Aufheizsektion an, wobei die zweite Haltesektionsstufe direkt der Kühlsektion vorgeschaltet ist. Beide Haltesektionsstufen umfassen zum einen konventionelle elektrische Heizelemente, die unterhalb der Stahlbanddurchführungsebene angeordnet sein können. Weiterhin umfassen die beiden Haltesektionsstufe konventionelle luftdurchströmte Kühlstrahlrohre, die beispielsweise oberhalb der Stahlbanddurchführungsebene angeordnet sein können. Die dritte Haltesektionsstufe ist innerhalb der Haltesektion zwischen der ersten und der zweiten Haltesektionsstufe angeordnet und weist im Gegensatz zu diesen keine Kühlstrahlrohre, sondern nur die elektrischen Heizelemente auf.
Nach der Glühbehandlung wird das Stahlband unter Einsatz eines reduzierenden Schutzgases abgeschreckt und/oder abgekühlt. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens kann das geglühte Stahlband in einer sich direkt an die Aufheizsektion anschließenden Kühlsektion der Glüheinrichtung mit einer anfänglichen Abkühlrate von mindestens 15 K/s gekühlt werden. Die Glüheinrichtung umfasst in dieser Ausführungsvariante daher lediglich eine Aufheizsektion sowie eine Kühlsektion.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens kann das geglühte Stahlband in einer sich direkt an die Haltesektion anschließenden Kühlsektion der Glüheinrichtung gekühlt werden. In diesem Falle betragen die anfänglichen Abkühlraten mindestens 40 K/s.
Vorteilhafterweise umfasst die Kühleinrichtung hierzu zumindest eine Düse, über die das reduzierende Schutzgas auf das Stahlband blasbar ist. Mehr bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Kühleinrichtung zumindest eine oberhalb und zumindest eine unterhalb einer Stahlbanddurchführungsebene angeordnete Düse umfasst. Die zumindest eine Düse kann als Schlitzdüse ausgebildet sein, die sich innerhalb der Kühlsektion quer zu einer Transportrichtung des Stahlbandes erstreckt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Kühleinrichtung zumindest jeweils einen oberhalb und unterhalb einer Stahlbanddurchführungsebene angeordneten Verteiler aufweisen, der eine Vielzahl von Lochdüsen umfasst. Die jeweilige Düse ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass eine Austrittsgeschwindigkeit des reduzierenden Schutzgases von 50 bis 150 m/s erzielbar ist.
Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kühleinrichtung zumindest eine Gebläseeinrichtung umfasst, über die das reduzierende Schutzgas der zumindest einen Düse, ggf. dem zumindest einen Verteiler, zuführbar ist. Ferner kann die Kühleinrichtung zumindest einen Wärmetauscher umfassen, über den das in die Kühlsektion eingeblasene reduzierende Schutzgas kühlbar ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist hierbei vorgesehen, dass die Kühleinrichtung ein Kreislaufsystem aufweist, in welchem die zumindest eine Düse und/oder der zumindest eine Verteiler nebst Düsen, die zumindest eine Gebläseeinrichtung sowie der zumindest eine Wärmetauscher miteinander verschaltet sind, besonders bevorzugt derart, dass das reduzierende Schutzgas über die zumindest eine Gebläseeinrichtung sowie die zumindest eine Düse und/oder den zumindest einen Verteiler nebst Düsen in die Kühlsektion, ganz besonders bevorzugt auf das Stahlband, eingeblasen und über die zumindest eine Gebläseeinrichtung wieder abgesaugt und mittels des zumindest einen Wärmetauschers gekühlt wird. Eine derartige Kühleinrichtung ermöglicht unter Einsatz des reduzierenden Schutzgases, bezogen auf die Stahlbandfläche, konvektive Wärmeübergänge von 500 bis 800 W/m2K, wodurch die hohen Kühlraten von > 40 K/s erzielbar werden.
Als reduzierendes Schutzgas wird vorzugsweise ein wasserstoffreiches Gas verwendet, welches einen Wasserstoff-Anteil von mindestens 30 Vol-%, mehr bevorzugt einen Wasserstoff-Anteil von mindestens 50 Vol-%, noch mehr bevorzugt einen Wasserstoff- Anteil von mindestens 75 Vol-%, aufweist.
Die Zuführung des reduzierenden Schutzgases in den Ofenraum kann grundsätzlich an verschiedenen Stellen der Glüheinrichtung erfolgen. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass das reduzierende Schutzgas der Haltesektion zugeführt wird, um bei maximaler Bandtemperatur die maximale Reduktionswirkung zu erzielen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann das reduzierende Schutzgas der Kühlsektion zugeführt werden, um den Wärmeübergang zu erhöhen.
Figurenbezeichnung
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Glüheinrichtung,
Fig. 2 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Behandlungslinie,
Fig. 3 ein Wärmebehandlungstemperaturprofil für ein kornorientiertes- und ein nichtkornorientiertes Elektroband, und
Fig. 4 ein Wärmebehandlungstemperaturprofil für ein Edelstahlband.
In Figur 1 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Glüheinrichtung 1 dargestellt, die zur Verwendung in einer Behandlungslinie 2 zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes 3 vorgesehen ist (siehe Figur 2). Derartige Stahlbänder 3 dienen zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband und werden üblicherweise nach der durchgeführten Glüh- bzw. Wärmebehandlung einem Kaltwalzprozess zugeführt.
Die in der vorliegenden Ausführungsvariante gezeigte Glüheinrichtung 1 umfasst einen hermetisch abgedichteten Ofenraum 4, der unter einer reduzierendes Schutzgasatmosphäre betrieben wird. Die Zuführung des reduzierenden Schutzgases in den Ofenraum 4 kann an verschiedenen Stellen erfolgen, wie dies anhand der Bezugsziffer 100 exemplarisch dargestellt ist.
Der Ofenraum 4 umfasst eine Eingangsschleuse 5, durch die das warmgewalzte Stahlband 3 in den Ofenraum 4 eintritt, und eine Ausgangsschleuse 6, durch die das sodann wärmebehandelte Stahlband 3 den Ofenraum 4 wieder verlässt. An die Eingangsschleuse 5 angrenzend weist die Glüheinrichtung 1 zunächst eine Aufheizsektion 7 auf, die eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Induktoren 8, 9, 10, 11 umfasst, wobei die Induktoren 8, 9 eine erste Stufe 12 und die beiden Induktoren 10, 11 eine zweite Stufe 13 der Aufheizsektion 7 bilden.
Die Induktoren 8, 9 sind hierbei als Längsfeld-Induktoren ausgebildet und weisen hierzu entsprechende Längsfeld-Induktorspulen 14 auf. Demgegenüber sind die Induktoren 10, 11 als Querfeld-Induktoren ausgebildet, die entsprechende Querfeld-Induktorspulen 15 aufweisen. Weiterhin weist jeder der Induktoren 8, 9, 10, 11 jeweils eine unterhalb und eine oberhalb einer Stahlbanddurchführungsebene 16 angeordnete Wärmedämmschicht 17, 18 auf, die außenseitig mit einer gasdichten Umhüllung 19 versehen ist. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, wird in jedem der Induktoren 8, 9, 10, 11 jeweils durch die Wärmedämmschichten 17, 18 ein Durchtrittsspalt 20 erzeugt, der zugunsten einer guten Ankopplung des Magnetfeldes in der vorliegenden Ausführungsvariante eine vertikale Erstreckung von 150 mm aufweist. Zwischen den einzelnen Induktoren 8, 9, 10, 11 sind ferner Rollenstände 21 angeordnet, mittels derer der Banddurchhang des Stahlbands 3 begrenzt wird. Auch die Rollenstände 21 sind in der vorliegenden Ausführungsvariante mit jeweils einer unterhalb und einer oberhalb der Stahlbanddurchführungsebene 16 angeordneten Wärmedämmschicht 17, 18 versehen, die außenseitig über die gasdichte Umhüllung 19 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist.
Weiterhin umfasst die Glüheinrichtung 1 eine sich an die Aufheizsektion 7 anschließende Haltesektion 22, die drei Haltesektionsstufe 23, 24, 25 aufweist, wobei jede einzelne dieser Haltesektionsstufen 23, 24, 25 mit elektrischen Heizelementen 26 versehen ist, die unterhalb der Stahlbanddurchführungsebene 16 angeordnet sind. Die beiden äußeren Haltesektionsstufen 23, 25 umfassen in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante zusätzlich konventionelle luftdurchströmte Kühlstrahlrohre 27, die oberhalb der Stahlbanddurchführungsebene 16 angeordnet sind. Wie anhand der Figur 1 weiterhin erkennbar, ist auch die gesamte Haltesektion 22 mit jeweils einer unterhalb und einer oberhalb der Stahlbanddurchführungsebene 16 angeordneten Wärmedämmschicht 17, 18 versehen, die außenseitig über die gasdichte Umhüllung 19 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist. An die Haltesektion 22 schließt sich sodann eine Kühlsektion 28 an, die eine Kühleinrichtung 29 umfasst. Die Kühleinrichtung 29 weist in der vorliegenden Ausführungsvariante zwei separate Kühlstufen 30, 31 auf, über die das geglühte Stahlband 3 intensiv mit einem reduzierenden Schutzgas, wie beispielsweise Wasserstoff, abgekühlt bzw. abgeschreckt werden kann. Hierzu weist jede der beiden Kühlstufen 30, 31 jeweils einen unterhalb und einen oberhalb der Stahlbanddurchführungsebene 16 angeordneten Verteiler 32, 33 auf, der jeweils mit einer Vielzahl von in Richtung der Stahlbanddurchführungsebene 16 ausgerichteten Düsen (nicht dargestellt) versehen ist. Jeder der Verteiler 32, 33 ist hierbei über eine Gasleitung mit einer außerhalb des Ofenraums 4 angeordneten Gebläseeinrichtung 34, 35, beispielsweise einen Ventilator, fluidisch verbunden, über die das reduzierende Schutzgas sodann diesen zugeführt werden kann. Weiterhin umfasst jede der zwei separaten Kühlstufen 30, 31 einen ebenfalls außerhalb des Ofenraums 4 angeordneten Wärmetauscher 36, 37, über den das in die jeweilige Kühlstufe 30, 31 der Kühlsektion 28 eingeblasene reduzierende Schutzgas kühlbar ist. Hierzu ist die jeweilige Kühlstufe 30, 31 über eine weitere Gasleitung mit der jeweiligen Gebläseeinrichtung 34, 35 fluidisch verbunden.
Figur 2 zeigt exemplarisch eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Behandlungslinie 2, die eine Vorbehandlungseinrichtung 38 sowie die in Bandlaufrichtung dahinter angeordnete Glüheinrichtung 1 umfasst. Im Einzelnen umfasst die dargestellte Behandlungslinie 2 eine erste Haspeleinrichtung 39, über die ein Warmbandcoil 40 zunächst abgewickelt wird. Das sodann abgewickelte warmgewalzte Stahlband 3 wird einer ersten Trenneinrichtung 41 zugeführt, um mittels derer eine saubere Kante für einen nachfolgenden Schweißprozess zu erzeugen. Nach dem Verschweißen in einer Schweißeinrichtung 42 wird das Stahlband 3 einer Besäumeinrichtung 43 zugeführt, in der die Bandkanten des Stahlbandes 3 besäumt werden. Nach dem Durchlauf durch einen Einlaufspeicher 44 tritt das Stahlband 3 in die Vorbehandlungseinrichtung 38, in der es gebeizt, gespült und anschließend getrocknet wird. Als gebeiztes Stahlband 3 wird es sodann der Glüheinrichtung 1 zugeführt und in dieser unter einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre zunächst auf eine Glühtemperatur aufgeheizt, geglüht und anschließend intensiv abgekühlt bzw. abgeschreckt, bevor es anschließend über einen Auslaufspeicher 45 wieder gehaspelt wird.
In Figur 3 ist ein Wärmebehandlungstemperaturprofil für jeweils ein warmgewalztes Stahlband 3 gezeigt, welches im Weiteren zur Herstellung eines kornorientierten sowie eines nicht-kornorientierten Elektrobandes 48, 49 vorgesehen ist.
Das für die Herstellung des kornorientierten Elektrobandes 48 vorgesehene warmgewalzte Stahlband 3 weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Breite von 1280 mm und eine Banddicke von 2300 pm auf und wird bei einer Bandgeschwindigkeit von 75 m/min einer oxidationsfreien Wärmebehandlung in der Glüheinrichtung 1 unterzogen. Das für die Herstellung des nicht-kornorientierten Elektrobandes 49 vorgesehene warmgewalzte Stahlband 3 weist hingegen eine Breite von 1280 mm und eine Banddicke von 2600 pm auf und wird bei einer Bandgeschwindigkeit von 80 m/min einer oxidationsfreien Wärmebehandlung in der Glüheinrichtung 1 unterzogen.
Das jeweilige warmgewalzte und zuvor in der Vorbehandlungseinrichtung 38 gebeizte Stahlband 3 wird hierzu durch die Einlaufschleuse 5 in den Ofenraum 4 geführt, der eine reduzierende Schutzgasatmosphäre aufweist. Als reduzierendes Schutzgas wird ein wasserstoffreiches Gas verwendet, das einen Wasserstoff-Anteil von 75 Vol-% aufweist. Das jeweilige warmgewalzte Stahlband durchläuft zunächst die Aufheizsektion 7, in der es auf die Curietemperatur von 700 °C mittels der beiden Längsfeld-Induktoren 8, 9 aufgeheizt wird. Oberhalb der Curietemperatur verliert das Stahlband typischerweise die paramagnetischen Eigenschaften und wird daher bis zum Erreichen der jeweiligen Glühtemperatur von 1120 °C (kornorientiertes Elektroband 48) bzw. der Glühtemperatur von 1050 °C (nicht-kornorientiertes Elektroband 49) mittels der beiden Querfeld- Induktoren 10, 11 aufgeheizt.
Anschließend durchläuft das jeweilige auf die Glühtemperatur erhitzte Stahlband 3 die Haltesektion 22, in der es entsprechend einem spezifischen Wärmebehandlungsprofil geglüht wird. Wie anhand der Figur 3 erkennbar ist, wird das kornorientierte Elektroband 48 in der ersten Haltesektionsstufe 23 auf eine Temperatur von 900 °C langsam abgekühlt, bevor es sodann die zweite und dritte Haltesektionsstufe 24, 25 bei 900 °C durchläuft. Das nicht-kornorientierte Elektroband 49 hingegen durchläuft zunächst die beiden Haltesektionsstufen 23, 24 bei der zuvor eingestellten Glühtemperatur von 1050 °C und wird erst in der dritten Haltesektionsstufe 25 auf eine Temperatur von 800 °C langsam abgekühlt.
Sodann durchläuft das jeweilige geglühte Stahlband 3 die Kühlsektion 28, in der es mittels des reduzierenden Schutzgases abgeschreckt wird. Das kornorientierte Elektroband 48 wird hierbei mit einer anfänglichen Abkühlrate von 40 K/s auf eine Temperatur von 420 °C und anschließend mit einer Abkühlrate von kleiner 20 K/s auf eine Austrittstemperatur von 130 °C abgekühlt. Das nicht-kornorientierte Elektroband 49 hingegen wird konstant mit einer Abkühlrate von 25 K/s auf eine Austrittstemperatur von 130 °C abgekühlt.
Figur 4 zeigt ein Wärmebehandlungstemperaturprofil für ein warmgewalztes Stahlband 3, welches im Weiteren zur Herstellung eines Edelstahlbandes 50 vorgesehen ist.
Das für die Herstellung des Edelstahlbandes 50 vorgesehene warmgewalzte Stahlband 3 einer austenitischen Güte AISI 300 weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Breite von 1280 mm und eine Banddicke von 2600 pm auf und wird bei einer Bandgeschwindigkeit von 80 m/min einer oxidationsfreien Wärmebehandlung in einer Glüheinrichtung 1 unterzogen. Im Unterschied zur in Figur 1 gezeigten Glüheinrichtung 1 wird der Ofenraum 4 aus der Aufheizsektion 7 sowie der Kühlsektion 28 gebildet, wobei die Aufheizsektion 7 zudem nur eine Reihe von Querfeld-Induktoren 10, 11 aufweist. Das warmgewalzte und zuvor in der Vorbehandlungseinrichtung 38 gebeizte Stahlband 3 wird ebenfalls durch die Einlaufschleuse 5 in den Ofenraum 4 geführt, der eine reduzierende Schutzgasatmosphäre mit einem Wasserstoff-Anteil von 75 Vol-% aufweist. Das warmgewalzte Stahlband 3 durchläuft zunächst die Aufheizsektion 7, in der es auf die Glühtemperatur von 1050 °C mittels der Querfeld-Induktoren 10, 11 aufgeheizt wird. Anschließend durchläuft das sodann kurzzeitig geglühte Stahlband 3 die Kühlsektion 28, in der es mittels des reduzierenden Schutzgases bei einer konstanten Abkühlrate von 18 K/s auf eine Austrittstemperatur von 80 °C abgekühlt wird. Bezugszeichen
1 Glüheinrichtung I Glühofen
2 Behandlungslinie
3 warmgewalztes Stahlband / Warmband
4 Ofen raum
5 Eingangsschleuse
6 Ausgangsschleuse
7 Aufheizsektion
8 Induktor / Längsfeld-Induktor
9 Induktor / Längsfeld-Induktor
10 Induktor / Querfeld-Induktor
11 Induktor / Querfeld-Induktor
12 erste Stufe
13 zweite Stufe
14 Längsfeld-Induktorspule
15 Querfeld-Induktorspule
16 Stahlbanddurchführungsebene
17 Wärmedämmschicht
18 Wärmedämmschicht
19 gasdichte Umhüllung
20 Durchtrittsspalt
21 Rollenstand
22 Haltesektion
23 erste Haltesektionsstufe
24 zweite Haltesektionsstufe
25 dritte Haltesektionsstufe
26 Heizelemente
27 Kühlstrahlrohr
28 Kühlsektion
29 Kühleinrichtung
30 erste Kühlstufe
31 zweite Kühlstufe 32 Verteiler
33 Verteiler
34 Gebläseeinrichtung / Ventilator
35 Gebläseeinrichtung / Ventilator
36 Wärmetauscher
37 Wärmetauscher
38 Vorbehandlungseinrichtung
39 erste Haspeleinrichtung
40 Warm bandcoil
41 erste Trenneinrichtung
42 Schweißeinrichtung
43 Besäumeinrichtung
44 Einlaufspeicher
45 Auslaufspeicher
46 zweite Trenneinrichtung
47 zweite Haspeleinrichtung
48 Glühbehandlung kornorientiertes Elektroband
49 Glühbehandlung nicht-kornorientiertes Elektroband
50 Glühbehandlung Edelstahlband
100 Schutzgas-Zuführung

Claims

Patentansprüche
1. Glüheinrichtung (1), insbesondere ein Glühofen, zur oxidationsfreien Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahlbandes (3), vorzugsweise zur Verwendung in einer Behandlungslinie (2) zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes (3), welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, umfassend einen hermetisch abgedichteten Ofenraum (4), der eine Aufheizsektion (7), ggf. eine sich an die Aufheizsektion (7) anschließende Haltesektion (22), sowie eine an die Aufheizsektion (7), ggf. eine an die Haltesektion (22), anschließende Kühlsektion (28) aufweist, wobei die Aufheizsektion (7) eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Induktoren (8, 9, 10, 11) aufweist, und die Kühlsektion (28) eine Kühleinrichtung (29) umfasst, über die ein reduzierendes Schutzgas zum Kühlen des warmgewalzten Stahlbandes (3) in die Kühlsektion (28) einbringbar ist.
2. Glüheinrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Kühleinrichtung (29) zumindest eine Düse umfasst, über die das reduzierende Schutzgas auf das Stahlband (3) blasbar ist.
3. Glüheinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühleinrichtung (29) zumindest eine Gebläseeinrichtung (34, 35) umfasst, über die das reduzierende Schutzgas vorzugsweise der zumindest einen Düse zuführbar ist.
4. Glüheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (29) zumindest einen Wärmetauscher (36, 37) umfasst, über den das in die Kühlsektion (28) eingeblasene reduzierende Schutzgas kühlbar ist.
5. Glüheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei die Kühleinrichtung (29) ein Kreislaufsystem aufweist, in welchem die zumindest eine Düse, die zumindest eine Gebläseeinrichtung (34, 35) sowie der zumindest eine Wärmetauscher (36, 37) miteinander verschaltet sind, vorzugsweise derart, dass das reduzierende Schutzgas über die zumindest eine Gebläseeinrichtung (34 ,35) sowie die zumindest eine Düse in die Kühlsektion (28), besonders bevorzugt auf das Stahlband (3), eingeblasen und über die zumindest eine Gebläseeinrichtung (34, 35) wieder abgesaugt und mittels des zumindest einen Wärmetauschers (36, 37) gekühlt wird. Glüheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufheizsektion (7) eine erste Stufe (12) mit einer Vielzahl von hintereinander geschalteten Längsfeld-Induktoren (8, 9), und eine zweite Stufe (13) mit einer Vielzahl von hintereinander geschalteten Querfeld-Induktoren (10, 11) aufweist. Glüheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufheizsektion (7) einen Durchtrittsspalt (20) für das Stahlband (3) aufweist, der durch eine Wärmedämmschicht (17, 18) begrenzt ist. Glüheinrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der Durchtrittsspalt (20) eine vertikale Erstreckung von < 300 mm, vorzugsweise < 250 mm aufweist. Behandlungslinie (2) zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes (3), welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, umfassend eine Vorbehandlungseinrichtung (38), in der das warmgewalzte Stahlband (3) gebeizt werden kann, sowie eine in Bandlaufrichtung dahinter angeordnete Glüheinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Verfahren zum kontinuierlichen Beizen und oxidationsfreien Glühen eines warmgewalzten Stahlbandes (3), welches zur Herstellung von Elektroband und/oder von Edelstahlband vorgesehen ist, wobei das warmgewalzte Stahlband (3), ggf. nach einem Abwickelschritt, zunächst einer Vorbehandlungseinrichtung (38) zugeführt und in dieser gebeizt wird; und anschließend als gebeiztes Stahlband (3) einer Glüheinrichtung (1) zugeführt und in dieser unter einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre zunächst induktiv über eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Induktoren (8, 9, 10, 11) auf eine Glühtemperatur aufgeheizt, sodann geglüht und anschließend unter Einsatz eines reduzierenden Schutzgases abgeschreckt und/oder abgekühlt wird. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das gebeizte Stahlband (3) zunächst in einer Aufheizsektion (7) der Glüheinrichtung (1) auf eine Glühtemperatur von mindestens 800 °C mit einer Aufheizrate von mindestens 20 K/s erwärmt wird. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das gebeizte Stahlband (3) in einer sich an die Aufheizsektion (7) anschließenden Haltesektion (22) der Glüheinrichtung (1) bei einer Temperatur im Bereich von 800 - 1200 °C für mindestens 60 s geglüht wird. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das geglühte Stahlband (3) in einer sich an die Aufheizsektion (7), ggf. in einer sich an die Haltesektion (22), anschließenden Kühlsektion (28) der Glüheinrichtung (1) mit einer anfänglichen Abkühlrate von mindestens 15 K/s gekühlt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, wobei das gebeizte Stahlband (3) in der Aufheizsektion (7) über zwei Stufen (12, 13) aufgeheizt wird, vorzugsweise indem das gebeizte Stahlband (3) zunächst in einer ersten Stufe (12) auf eine Temperatur von mindestens 650 °C und anschließend in einer zweiten Stufe (13) auf die Glühtemperatur von mindestens 800 °C erwärmt wird. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das gebeizte Stahlband (3) in der ersten Stufe (12) über eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Längsfeld-Induktoren (8, 9) und in der zweiten Stufe (13) über eine Vielzahl von hintereinander geschalteten Querfeld-Induktoren (10, 11) erwärmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, wobei das geglühte Stahlband (3) in der Kühlsektion (28) der Glüheinrichtung (1) mittels einer Kühleinrichtung (29) gekühlt wird, indem über diese das reduzierende Schutzgas auf das geglühte Stahlband (3) geblasen, und das reduzierende Schutzgas über eine Gebläseeinrichtung (34, 35) aus der Kühlsektion (28) abgesaugt und ggf. über einen Wärmetauscher (36, 37) gekühlt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 16, wobei das reduzierende Schutzgas ein wasserstoffreiches Gas ist, welches vorzugsweise einen Wasserstoff-Anteil von mindestens 30 Vol-%, bevorzugt einen Wasserstoff-Anteil von mindestens 50 Vol-%, mehr bevorzugt einen Wasserstoff-Anteil von mindestens 75 Vol-%, aufweist.
EP23718257.1A 2022-04-11 2023-04-06 Wärmebehandlungslinie für warmband Pending EP4508380A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022203612 2022-04-11
DE102022206330 2022-06-23
PCT/EP2023/059277 WO2023198634A1 (de) 2022-04-11 2023-04-06 Wärmebehandlungslinie für warmband

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4508380A1 true EP4508380A1 (de) 2025-02-19

Family

ID=86054274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23718257.1A Pending EP4508380A1 (de) 2022-04-11 2023-04-06 Wärmebehandlungslinie für warmband

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20250340966A1 (de)
EP (1) EP4508380A1 (de)
JP (1) JP2025512994A (de)
CN (1) CN119013524A (de)
DE (1) DE102023203244A1 (de)
WO (1) WO2023198634A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118207404B (zh) * 2024-03-20 2024-10-29 唐山首玉电磁新材料有限公司 一种高效取向硅钢制造用脱碳退火输送装置
CN121450902B (zh) * 2026-01-08 2026-04-10 宝镁特(上海)智能工程有限公司 一种用于硅钢片退火试验炉及其工艺方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326309A (zh) * 2000-04-19 2001-12-12 塞莱斯公司 磁路宽度可变的横向磁力线感应加热装置
CN112195319A (zh) * 2020-09-25 2021-01-08 张家港扬子江冷轧板有限公司 一种防止无取向硅钢发生内氧化的常化处理方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3510050A1 (de) * 1985-03-20 1986-12-04 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Halbkontinuierliche gluehanlage
FR2688802B1 (fr) 1992-03-19 1994-09-30 Stein Heurtey Procede de traitement thermique de bandes metalliques.
JPH07278679A (ja) * 1994-04-06 1995-10-24 Nippon Steel Corp ステンレス鋼板の連続焼鈍装置
SE515593C2 (sv) * 1999-03-01 2001-09-03 Avesta Sheffield Ab Apparat för värmning av ett metallband
US20170283903A1 (en) 2014-10-15 2017-10-05 Sms Group Gmbh Process for producing grain-oriented electrical steel strip and grain-oriented electrical steel strip obtained according to said process
JP6350322B2 (ja) * 2015-02-10 2018-07-04 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度鋼板の製造方法および処理施設
JP6748375B2 (ja) * 2016-10-19 2020-09-02 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｓｉ含有熱延鋼板の脱スケール方法
EP3511430A1 (de) * 2018-01-12 2019-07-17 SMS Group GmbH Verfahren für eine kontinuierliche wärmebehandlung eines stahlbands, und anlage zum schmelztauchbeschichten eines stahlbands
CN213416974U (zh) * 2020-09-02 2021-06-11 中冶南方工程技术有限公司 热轧高强钢全连续热处理生产系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326309A (zh) * 2000-04-19 2001-12-12 塞莱斯公司 磁路宽度可变的横向磁力线感应加热装置
CN112195319A (zh) * 2020-09-25 2021-01-08 张家港扬子江冷轧板有限公司 一种防止无取向硅钢发生内氧化的常化处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2023198634A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023198634A1 (de) 2023-10-19
DE102023203244A1 (de) 2023-10-12
CN119013524A (zh) 2024-11-22
JP2025512994A (ja) 2025-04-22
US20250340966A1 (en) 2025-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2035587B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von warmband-walzgut aus siliziumstahl auf der basis von dünnbrammen
DE69705282T2 (de) Verfahren zum Herstellen kornorientierter Elektrobleche
DE69814513T2 (de) Walzverfahren und Walzstrasse für dünne Flacherzeugnisse
EP1951451B2 (de) Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlbandes und kombinierte giess- und walzanlage zur durchführung des verfahrens
EP1305122A1 (de) Produktionsverfahren und -anlage zur erzeugung von dünnen flachprodukten
EP4508380A1 (de) Wärmebehandlungslinie für warmband
WO2017086036A1 (ja) 無方向性電磁鋼板の製造方法
DE2315703C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Elektroband aus orientiertem Siliciumstahl
DE10221793C1 (de) Nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102020214427A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes mittels einer Gießwalzanlage
EP2334830B1 (de) Verfahren zur herstellung von warmband-walzgut aus siliziumstahl
DE102012224531A1 (de) Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Silizium-Stählen
DE60106775T2 (de) Verfahren zum regeln der inhibitorenverteilung beim herstellen von kornorientierten elektroblechen
DE19950502C1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes
EP2356263B1 (de) Verfahren zum herstellen eines verbesserten elektrobandes
EP4200449B1 (de) Verfahren zur herstellung eines elektrobands
DE68921478T2 (de) Verfahren zur herstellung nicht-orientierter elektrobleche mit ausgezeichneten magnetischen eigenschaften.
EP4158072A1 (de) Verfahren zum rekristallisierenden glühen eines nicht-kornorientierten elektrobandes
EP0651061B1 (de) Verfahren zur Erzeugung kornorientierten Elektrostahlbands und daraus hergestellter Magnetkerne
DE10012801A1 (de) Verfahren und Anlage zur Oberflächenbehandlung von warmgewalzten Bändern oder Blechen aus Metall
DE2312253A1 (de) Verfahren zur herstellung von kornorientiertem flach-walzmaterial aus si-stahl
DE69518399T2 (de) Verfahren zum Kaltwalzen von kornorientierten Silizium-Stahlblechen mit hervorragenden und gleichmässigen magnetischen Eigenschaften in der Walzrichtung des Bundes
DD153132A5 (de) Kohlenstoffarmes elektrostahlblech und verfahren zu seiner herstellung
DE10311215B4 (de) Verfahren zum Herstellen von kornorientiertem, kaltgewalztem Elektroblech oder -band
DE102021209879A1 (de) Anlage und Verfahren zum endlosen Gießen und anschließenden Flachwalzen eines Stahlbandes

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20241111

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 ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Free format text: CASE NUMBER: APP_12108/2025

Effective date: 20250312

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
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: 20251002