EP4613391A1 - Giesswalzanlage und verfahren - Google Patents

Giesswalzanlage und verfahren

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EP4613391A1
EP4613391A1 EP24162135.8A EP24162135A EP4613391A1 EP 4613391 A1 EP4613391 A1 EP 4613391A1 EP 24162135 A EP24162135 A EP 24162135A EP 4613391 A1 EP4613391 A1 EP 4613391A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
stand group
rolling
rolling stand
separating device
casting
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
EP24162135.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Fuerst
Simon Grosseiber
Elmira MONTAZEROLZOHOUR
Juergen Scholler
Gero Schwarz
Alois Seilinger
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 EP24162135.8A priority Critical patent/EP4613391A1/de
Priority to PCT/EP2025/054669 priority patent/WO2025186006A1/de
Publication of EP4613391A1 publication Critical patent/EP4613391A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a casting and rolling plant, a method for endless strip production and a method for batch strip production.
  • casting-rolling mills the casting machine is coupled to one or more rolling mills, i.e., one or more groups of rolling stands, which allows the heat inherent in the freshly cast strand to be utilized for the rolling process.
  • rolling mills i.e., one or more groups of rolling stands
  • This object is achieved by a casting and rolling plant, a method for endless strip production and a method for batch production according to the independent claims.
  • the casting-rolling plant is capable of both continuous strip production and batch strip production and comprises a casting machine for continuously casting a metal strand, a first separating device arranged downstream of the casting machine in the transport direction for separating the metal strand, and a first rolling stand group arranged downstream of the first separating device in the transport direction for rolling the metal strand or slabs separated therefrom.
  • the transport distance between the first separating device and the first rolling stand group is 50 m or less, preferably 40 m or less.
  • Capability for both continuous strip production and batch strip production within the meaning of the invention preferably requires the casting-rolling plant to be capable of being operated or controlled in two different operating modes.
  • One of these operating modes is continuous operation, in which a continuous strip is produced. This continuous strip is cut into a coil immediately before coiling.
  • the other operating mode in contrast, is batch operation, in which individual strips are produced from slabs cut at the beginning.
  • a transport path within the meaning of the invention is preferably a path along which a cast metal strand or a slab separated therefrom is transported, in particular conveyed.
  • a transport path is expediently defined by one or more active and/or passive transport means, for example, transport rollers, rolls, conveyor belts, switches, and/or the like.
  • the transport path can lead through one or more devices for processing or at least influencing the metal strand or slab, for example, through discharge devices, heating devices, descaling devices, and/or the like.
  • One aspect of the invention is based on the approach of minimizing or at least limiting the heat loss in a casting and rolling plant from a metal strand cast by means of a casting machine or from a slab separated therefrom, preferably as it passes through the entire plant, but in any case up to a first rolling stand group.
  • a transport path between a first separating device for separating the metal strand and the first rolling stand group for rolling the metal strand or the slab separated therefrom is designed to be as short as possible.
  • the plant is preferably designed such that this first transport path is only 50 m or less, preferably 40 m or less.
  • the transport path is thus expediently dimensioned such that essentially one slab fits between the first separating device and the first rolling stand group, from which a hot strip up to 32 mm thick, which can be coiled into a coil, can be rolled.
  • This makes it possible to retain almost all or at least a large portion of the heat still contained in the metal strand after casting, or at least to significantly facilitate heat retention until the metal strand or slab is rolled for the first time by the first rolling stand group.
  • the slab can be removed from the transport section in its entirety.
  • the casting-rolling mill is not significantly longer than a conventional casting-rolling mill configured exclusively for continuous operation.
  • the casting-rolling mill according to the invention can be significantly shorter. Accordingly, compared to such conventional casting-rolling mills, for example, strips in the range of 0.6 mm to 32 mm can be produced with significantly reduced energy consumption (less heating power required to reheat the slabs before the rolling process(es)) and, if necessary, also with lower CO2 emissions.
  • the casting machine is expediently designed to cast endlessly rolled strands relatively quickly, i.e. with a high specific mass flow of, for example, 3.5 to 6 t per minute and meter of width, but also slowly and relatively thickly, for example up to 230 mm, if specific quality requirements are placed on the end products.
  • the casting machine can, for example, be designed to cast a metal strand at 3.5 m/min to 6 m/min for endless operation and at 1.5 m/min to 6 m/min for batch operation.
  • the metal strand can be cast with a thickness of 90 mm to 230 mm, in particular 120 mm to 170 mm, and/or with a width of 800 mm to 2600 mm, in particular 900 mm to 2100 mm.
  • casting segments of the casting machine can be adjustable or the narrow sides of a mold of the casting machine can be exchangeable. In addition, adjustable narrow sides can be used to change the casting width during plant operation.
  • the first cutting device is preferably designed as a pendulum shear in order to be able to reliably cut the cast metal strand even at maximum dimensions, i.e. thicknesses of up to 230 mm and widths of up to 2600 mm.
  • the first rolling stand group expediently has at least one rolling stand, preferably three to four rolling stands, and is preferably designed to roll the cast metal strand or the slab separated therefrom to a thickness of between 6 mm and 80 mm, preferably between 8 mm and 75 mm.
  • the first rolling stand group can roll the metal strand in continuous operation of the casting and rolling plant to an intermediate strip thickness of 6 mm to 30 mm, preferably 8 mm to 25 mm.
  • the first rolling stand group can roll the slab to 20 mm to 80 mm, in particular 25 mm to 75 mm.
  • an upsetting device can be provided, which is expediently arranged immediately in front of or on the first rolling stand of the first rolling stand group and upsets the metal strand or the slab per side by 10 mm to 100 mm, preferably 20 mm to 50 mm, in the width direction, i.e. i.e., narrow.
  • a first descaling device also referred to as a scale washer
  • a first descaling device can be provided between the first separating device and the first rolling stand group.
  • scale can be removed with minimal heat extraction.
  • the first descaling device is expediently arranged as close as possible to the first stand of the first rolling stand group, in particular directly in front of the first stand or an upsetting device arranged in front of or on it.
  • the first descaling device can be arranged less than 4 m from the first stand of the first rolling stand group.
  • the transport distance between the first separating device and the first rolling stand group is 30 m or less.
  • a short transport distance may be sufficient to arrange a correspondingly long slab completely between the first separating device and the first rolling stand group and, if necessary, to remove it from the transport distance, for example, in the event of a malfunction downstream of the first rolling stand group. Heat losses between the first separating device and the first rolling stand group can thus be further reduced.
  • the transport section between the first separating device and the first rolling stand group is free of tunnel furnaces and/or insulation sections.
  • the transport section therefore comprises neither a tunnel furnace nor an insulation section, and is not defined, even in sections, by a tunnel furnace or an insulation section.
  • An insulation section is understood to be a section provided with insulation to homogenize the temperatures between the center and surface of the strand. Such insulation sections are usually more than 50 m long.
  • a discharge device is provided between the first separating device and the first rolling stand group for discharging slabs or strand pieces separated from the cast metal strand by means of the first separating device from the transport path.
  • the discharge device expediently defines a discharge section within the transport path in which a slab or strand piece separated from the metal strand can be arranged and discharged from the transport path.
  • the discharge device in particular the discharge section, defines the majority of the transport path, for example, more than half of the transport path.
  • Heat loss during passage through the discharge device can be further reduced if a movable, particularly foldable, insulating cover is provided in the area of the discharge device.
  • the insulating cover which can be manufactured in one piece or consist of several separate movable cover elements, can enclose the transport path at least in sections and at least partially. In particular, in order to be able to discharge a slab located in the area of the discharge device from the transport path, the insulating cover can then be moved away.
  • the insulating cover can, for example, be designed to be foldable and can be folded away when needed. Alternatively, a removable insulating cover is also conceivable.
  • a first electrical heating device is provided between the first separating device and the first rolling stand group.
  • the electric heating device is expediently designed as an induction furnace and thus advantageously short, in any case significantly shorter than a tunnel furnace used in conventional casting-rolling plants.
  • the metal strand or the slab separated from it can be brought to a predetermined tapping temperature, expediently constant over the length of the slab, for subsequent rolling in the first rolling stand group, if necessary, for example during casting with low mass flows and correspondingly low transport speeds, such as during start-up or shut-down of the plant.
  • the first heating device is expediently arranged between the discharge device and the first rolling stand group, in particular between the discharge device and the first descaling device.
  • a compact, yet powerful first heating device can be formed by a combination of several longitudinal field modules, transverse field modules, edge heaters, and radiant heating elements.
  • Such a first heating device can therefore easily form a transport section of 50 m or less, possibly even 30 m or less, together with an unloading device of a typical slab length, i.e., approximately 16 m to 25 m, a first descaling device, and an upsetting device.
  • a scarfing device also known in English as a scarfing machine, which is arranged between the casting machine and the first separating device or between the first separating device and the first rolling stand group.
  • the scarfing device By means of the scarfing device, the surface of the cast metal strand or of the slab separated from it can be liquefied by a highly exothermic oxidation reaction and thus removed in order to obtain surfaces of particularly high purity.
  • the scarfing device By arranging the scarfing device upstream of the first separating device in the transport direction, continuous scarfing, i.e. continuous operation of the scarfing device, is possible.
  • the scarfing device is arranged downstream of the first separating device in the transport direction, scarfing can take place in batch operation of the plant at a higher transport speed due to the acceleration of the slab after it has been separated from the metal strand, whereby the thickness of the scarfed layer and thus output losses can be minimized. This can also potentially save energy.
  • the scarfing device is advantageously arranged in front of the first descaling device in the transport direction.
  • the scarfing device can also be designed to be movable or suspended so that it can be pulled out of the area between the casting machine and the first separating device or out of the transport path or can be introduced into this area or into the transport path as required.
  • a second roll stand group arranged downstream of the first roll stand group in the transport direction and two reels arranged downstream of the second roll stand group in the transport direction are provided.
  • a second separating device and a second electrical heating device are preferably arranged between the first roll stand group and the second roll stand group.
  • a cooling section and a third separating device are preferably arranged between the second roll stand group and the two reels.
  • the total transport distance between the first separating device and the front of the two reels in the transport direction is expediently at most 280 m, preferably at most 230 m.
  • the casting and rolling mill can thus be designed to be significantly more compact than conventional casting and rolling mills, which can operate in both continuous and batch mode.
  • the method for continuous strip production is carried out using a casting-rolling plant comprising: i) a casting machine for continuously casting a metal strand; ii) a first separating device arranged downstream of the casting machine in the transport direction for separating the metal strand; iii) a first rolling stand group arranged downstream of the first separating device in the transport direction for rolling the metal strand or slabs separated therefrom, wherein the transport distance between the first separating device and the first rolling stand group is 50 m or less; iv) a second rolling stand group arranged downstream of the first rolling stand group in the transport direction; and v) at least two coilers arranged downstream of the second rolling stand group in the transport direction, wherein a third separating device is arranged between the second rolling stand group and the coilers.
  • the metal strand is rolled into an intermediate strip by means of the first rolling stand group, and the intermediate strip is rolled into a hot strip by means of the second rolling stand group, in particular to a target thickness.
  • the hot strip is wound onto one of the coilers and, particularly upon reaching a predetermined coil size or a predetermined coil weight, is separated by the third separating device.
  • a second separating device, a second electrical heating device or a cooling device and/or a second descaling device are arranged between the first rolling stand group and the second rolling stand group.
  • a cooling section is arranged between the second rolling stand group and the third separating device.
  • the metal strand is simultaneously separated by the first separating device and the intermediate strip is simultaneously separated by the second separating device, and ii) strip pieces are subsequently separated from the intermediate strip by the second separating device and guided out of the casting and rolling mill immediately downstream of the second separating device in the transport direction, at least until a slab separated from the cast metal strand by the first separating device can be removed from the transport path by a removal device arranged between the first separating device and the first rolling stand group.
  • the rolls of the first rolling stand group preferably remain engaged so that the maximum cutting thickness of the second separation device, for example, a drum shear, is not exceeded.
  • the area downstream of the first separation device can be cleared so that slabs separated from the metal strand can continue to be removed without having to stop the casting process.
  • the removed slabs can, if necessary, be reintroduced into the transport path at a later time, reheated by the first heating device, and then further processed.
  • the second cutting device is designed as a drum shear, it is preferred for the sake of simplicity if the strip pieces cut from the intermediate strip in the event of a malfunction have a length that corresponds to the circumference of the knife circle of the drum shear.
  • the short strip pieces thus produced can be easily and at least partially automatically cut into a section located in the transport direction between the second separating device and the second rolling stand group arranged second descaling device and/or in a second heating device arranged in the transport direction between the second separating device and the second rolling stand group from the system.
  • the metal strand is rolled into the intermediate strip in the first rolling stand group without heating the metal strand in the transport section, i.e., between the first separating device and the first rolling stand group.
  • the metal strand is rolled into the intermediate strip in the first rolling stand group without heating the metal strand in the transport section, i.e., between the first separating device and the first rolling stand group.
  • the first rolling stand group only the heat remaining in the metal strand from the casting process is utilized. This is possible in particular due to the short transport distance of 50 m or less compared to conventional casting and rolling mills.
  • a method for batch strip production is carried out using a casting-rolling plant, comprising: i) a casting machine for continuously casting a metal strand; ii) a first separating device arranged downstream of the casting machine in the transport direction for separating the metal strand; iii) a first rolling stand group arranged downstream of the first separating device in the transport direction for rolling the metal strand or slabs separated therefrom, wherein the transport distance between the first separating device and the first rolling stand group is 50 m or less; iv) a second rolling stand group arranged downstream of the first rolling stand group in the transport direction; and v) at least two coilers arranged downstream of the second rolling stand group in the transport direction, wherein a third separating device is arranged between the second rolling stand group and the coilers.
  • a slab is separated from the metal strand by means of the first separating device and accelerated to a cutting speed for the first rolling stand group.
  • the slab is then rolled into an intermediate strip in the first rolling stand group and into a hot strip, in particular to a target thickness, in the second rolling stand group.
  • This hot strip is then wound up by means of one of the coilers.
  • the method for batch strip production is thus expediently carried out using a casting-rolling plant according to the first aspect of the invention, which is capable of both continuous strip production and batch strip production.
  • the heat loss of the slabs separated from the metal strand until rolling in the first rolling stand group is significantly reduced. Consequently, little or no (re)heating of the slabs to a specified tapping temperature is required at the first rolling stand group.
  • the space requirement for the entire plant is reduced, especially compared to conventional casting-rolling plants suitable for batch operation with a tunnel furnace or an insulating section between the first separating device and the first rolling stand group.
  • the slab is heated to a predetermined tapping temperature for the first rolling stand group by means of a first electrical heating device arranged between the first separating device and the first rolling stand group.
  • a first electrical heating device arranged between the first separating device and the first rolling stand group. This is achieved by reducing the electrical heating power used to heat the slab while the slab passes the first heating device.
  • the head end of the slab is heated more than its foot end. This makes it possible to achieve a substantially constant tapping temperature over the entire length of the slab or to homogenize the slab temperature. Otherwise, the head end would cool more than the foot end by the time it reaches the first rolling stand group due to the slab accelerating to the tapping speed after being separated from the metal strand.
  • the intermediate strip is then transported at a constant speed in the transport direction behind the first rolling stand group.
  • the slab is rolled in the first rolling stand group without the slab being heated in the region of the transport section.
  • the slab is expediently accelerated after being separated from the metal strand in such a way that its head end, when passed in the first rolling stand group, still has a temperature sufficient to reach a final rolling temperature for rolling in the second rolling stand group, e.g. the predetermined passing temperature for the first rolling stand group. Due to the acceleration after being separated from the metal strand, the foot end of the slab initially has a higher temperature than the head end.
  • the rolling speed in the first rolling stand group is then preferably reduced while the slab passes the first rolling stand group and the intermediate strip rolled in the process passes the second rolling stand group.
  • a combination of the two previously described embodiments can also be used.
  • a temperature difference in the slab between the slab head and slab foot is at least partially reduced by heating using the first heating device.
  • a substantially homogeneous temperature is established in the intermediate strip or the temperature difference is at least further reduced.
  • the heating power of the first heating device is reduced while the slab passes through the first heating device, and the rolling speed is reduced while the slab is rolled in the first rolling stand group and the intermediate strip rolled in the second rolling stand group.
  • a surface layer of the cast metal strand or the slab separated therefrom is removed during a surface treatment by a scarfing device arranged in front of the first rolling stand group in the transport direction.
  • the metal strand or slab is expediently preheated briefly in the scarfing device.
  • a reaction gas such as oxygen
  • this surface treatment also known as scarfing
  • a self-sustaining exothermic oxidation reaction with high-pressure oxygen can take place, liquefying a thin layer of the strand or slab surface. This surface layer can be removed.
  • the surface treatment can remove a layer on both a top and bottom surface as well as on the side surfaces of the cast strand or the slab separated therefrom.
  • the surface treatment in the present case takes place inline and consequently on the freshly cast strand that has not cooled down or at least barely cooled down, or on the slab separated from it that has not yet cooled down, i.e. for example at temperatures of more than 1000 °C.
  • the preheating time can thus be significantly reduced, for example to 10 s or less, in particular to 5 s or less.
  • the surface treatment is preferably carried out in the transport area, in particular immediately before the first heating device, at the rolling speed in the first rolling stand group.
  • the surface treatment is carried out on the slab after it has been separated from the metal strand and accelerated to the rolling speed (at the first rolling stand of the first rolling stand group).
  • the surface treatment by the scarfing device can be carried out after the slab has been accelerated to the piercing speed for the first rolling stand group.
  • the slab then expediently passes through the scarfing device at the initial speed, at least until the rolling speed in the first rolling stand group is reduced to equalize the temperature between the head and foot ends of the slab.
  • the surface treatment can therefore take place at a comparatively high transport speed of the slab through the scarfing device, for example at a transport speed between 4 m/min and 6 m/min, preferably between 5 m/min and 5.8 m/min, whereby less material is removed.
  • Scarfing in batch operation of the casting and rolling plant in particular to achieve particularly high-quality strips, such as those used in the automotive outer skin sector, is particularly synergistic because it can be carried out at a low casting speed, e.g.
  • slow casting already allows for a purer end product, e.g., with fewer impurities and casting defects. For example, slow casting can avoid or at least reduce contamination from slag inclusions.
  • bubbles containing impurities such as non-metallic materials and/or gas, can rise to the meniscus—the liquid level or the steel/slag interface—while still in the mold without being trapped in the strand. This can be further enhanced by using a particularly long mold.
  • the thick strand produced in this way can then be advantageous with regard to scarfing, since the ratio between the thickness of the removed surface layer and the thickness of the slab separated from the strand is significantly smaller than when scarfing thin strands or slabs. The relative material loss due to scarfing can thus be significantly reduced.
  • a strand section is separated from the metal strand using the first separating device. The metal strand is thus separated twice in quick succession. The strand section can then be removed from the transport section in the transport direction before the first rolling stand group, for example using the discharge device.
  • a sample of the undeformed strand as is prescribed, for example, for tube grades (API grades), can be taken by separating it twice during batch operation of the plant without generating additional scrap.
  • FIG 1 shows an example of a casting and rolling mill 10 that is suitable for both continuous operation and batch operation, i.e., for both continuous strip production and batch strip production.
  • the casting and rolling mill 10 comprises a casting machine 20 for continuously casting a metal strand 2, a first separating device 30 arranged downstream of the casting machine 20 in the transport direction R for separating the metal strand 2, a first rolling stand group 40 comprising - purely by way of example - four rolling stands 42 for rolling the metal strand 2 or slabs 4 separated therefrom, a second rolling stand group 50 comprising - purely by way of example - five rolling stands 52 for re-rolling the intermediate product rolled in the first rolling stand group 40, and at least two coilers 60, 62 for coiling a final product.
  • the metal strand 2 or the slabs 4 is or are transported along a transport path T, which in the present example is defined by a discharge device 70 for discharging the slabs 4, a first heating device 80 for heating the slabs 4, and a first descaling device 90 for descaling the metal strand 2 or the slabs 4 before the piercing in the first rolling stand group 40.
  • a transport path T which in the present example is defined by a discharge device 70 for discharging the slabs 4, a first heating device 80 for heating the slabs 4, and a first descaling device 90 for descaling the metal strand 2 or the slabs 4 before the piercing in the first rolling stand group 40.
  • a second separating device 100 Also arranged between the first and second rolling stand groups 40, 50 are a second separating device 100, a second heating device 110, a cooling device 120 for cooling the rolled intermediate product, and a second descaling device 130.
  • a cooling section 140 with a rapid cooling unit 142 also referred to as "power cooling”
  • a laminar cooling unit 144 as well as a third separating device 150
  • a scarfing device 160 for scarfing the cast metal strand 2 is arranged upstream of the first separating device 30 in the transport direction R.
  • the casting machine 20 has a mold (not shown) and casting segments (also not shown) which transfer the metal emerging from the mold, with at least initially still a liquid core, into a horizontal position in a casting arc 22.
  • the casting segments are advantageously designed to be adjustable so that the thickness of the cast metal strand 2 is adjustable.
  • the narrow sides of the mold can preferably be exchanged so that casting thicknesses between 90 mm and 230 mm, in particular between 120 mm and 170 mm.
  • the mold can also be equipped with adjustable narrow sides, allowing casting widths between 800 mm and 2600 mm, and especially between 900 mm and 2100 mm, to be set.
  • the mold is conveniently designed for casting mass flows of up to 6 t per minute per meter of width. This allows casting speeds of up to 6 m/min to be achieved.
  • the length of the transport distance T is 50 m or less, preferably even only 30 m or less.
  • the total transport length L from the first separating device 30 to the front coiler 60 in the transport direction R preferably even the total length of the plant from a casting ladle 24 (also referred to as a tundish) or a corresponding ladle turret, or at least from the mold to the front coiler 60, can be limited to 140 m to 280 m, in particular to only approximately 200 m to 230 m.
  • such a short transport distance T also has the advantage that heat originating from the casting process in the casting machine 20 and carried by the cast metal strand 2, in particular a hot core of the metal strand 2, can be carried to the first rolling stand group 40 without significant losses and used there in the rolling process.
  • the production process with the casting-rolling mill 10 can thus be designed to be particularly efficient, in particular energy-saving and thus sustainable. With appropriate operation of the casting-rolling mill 10, for example, the production of a 2 mm thick hot strip with a total energy consumption of less than 100 kWh per ton of hot strip is possible.
  • Such a short transport path T can be realized, for example, by the discharge device 70 having essentially the maximum length of a thinly cast slab 4, as is necessary for producing an end product that can still be wound into a coil of conventional size.
  • Such maximum lengths are approximately 25-30 m, for example, in the production of end products from slabs 4 with a maximum specific weight of 25 kg/mm and a casting thickness of 120 mm.
  • the discharge device 70 is preferably a maximum of 30 m, more preferably a maximum of 25 m, in particular a maximum of 20 m, long.
  • the discharge device 70 thus preferably forms the majority, i.e., more than half, of the transport path T.
  • the first heating device 80 is designed as an electrical heating device, for example as an induction furnace.
  • the first heating device 80 can thus have a length of, for example, a maximum of 4 m and accordingly only account for a fraction of the transport path T.
  • the first heating device 80 can have at least one, preferably three to six longitudinal field modules and at least one, preferably one to two, edge heaters. In principle, however, other combinations of longitudinal field modules, transverse field modules, edge heaters and/or radiant heating elements are conceivable.
  • the first heating device 80 can, by means of a correspondingly predictive control, set a constant tapping temperature of the metal strand 2 or the slabs 4 for the first rolling stand group 40 or at least a constant temperature at another location of the casting and rolling mill 10 in the transport direction R behind the first rolling stand group 40, for example, a constant target or final rolling temperature, even with changing mass flows.
  • a hinged insulating cover 72 is provided in the area of the discharge device 70. This allows a large portion of the transport path T to be covered when no slabs 4 need to be discharged from the transport path T.
  • the second heating device 110 is designed as an electric heating device.
  • the second heating device 110 can, in particular, be designed as an induction furnace comprising, for example, at least two, preferably six, transverse field modules.
  • the use of longitudinal field modules can also be advantageous, particularly for large strip thicknesses.
  • the heating power installed in the form of the second heating device 110 at this position, i.e., between the first and second roll stand groups 40, 50, can be significantly lower than in pure ESP systems.
  • the first and last strips can each be produced in a batch process, whereby the slabs 4 are accelerated to high entry speeds for the first roll stand group 40, regardless of the casting speed in the area of the transport distance T, and can thus also continue to pass through the remaining part of the casting-rolling plant 10 at high speed (and correspondingly low heat loss).
  • the cooling device 120 can be used to specifically lower the final rolling temperature for rolling in the second rolling stand group 50 if necessary.
  • FIG 2 shows an example of a method 200 for endless belt production, for example with the FIG 1
  • the casting and rolling mill 10 shown is shown.
  • the metal strand 2 is cast from liquefied metal by means of the casting machine 20, in particular into a metal strand 2 with a thickness between 90 mm and 210 mm, preferably between 120 mm and 170 mm, and/or a width between 80 mm and 2600 mm, preferably between 900 mm and 2100 mm.
  • the mass flow can be up to 6 t per minute and meter of width. Casting speeds of 3.5 m/min to 6 m/min are expediently achieved with the casting machine 20.
  • the cast metal strand 2 is scarfed using the scarfing device 160 to achieve a particularly high surface cleanliness.
  • the scarfing can be carried out essentially continuously.
  • the cast metal strand 2 is descaled by means of the first descaling device 90.
  • the descaled metal strand 2 can optionally be descaled by means of a FIG 1
  • the rolls can be upset by a compression device (not shown) located directly in front of the first roll stand group 40.
  • the width reduction per side can be up to 100 mm, but at least up to 50 mm. For example, a width reduction of between 10 mm and 100 mm, preferably between 20 mm and 50 mm, can be achieved. Such upsetting can be particularly useful when changing the casting width.
  • the descaled and optionally also upset metal strand 2 is rolled into an intermediate strip by means of the first rolling stand group 40.
  • the first rolling stand group 40 can roll the metal strand 2, for example, to an intermediate strip thickness of 6 mm to 30 mm, preferably 8 mm to 25 mm.
  • the intermediate strip is heated by the second heating device 110 to set a predetermined final rolling temperature.
  • Heating the intermediate strip may be particularly necessary when relatively thick endless strips, for example, with a thickness of 10 mm to 12.7 mm, are to be produced, since in this case the casting speed—and thus also the transport speed of the metal strand 2—is lower, for example, only 4 m/min.
  • the final rolling temperature can also be increased further or alternatively by opening one of the stands 42 in the first rolling stand group 40.
  • the intermediate strip is cooled in process step S5 using the cooling device 120 to set the specified final rolling temperature. Cooling the intermediate strip may be particularly necessary when producing relatively thin endless strips with a thickness of, for example, 0.6 mm to 2 mm, since in this case the casting speed is very high, for example, 6 m/min, and the intermediate strip temperature therefore drops correspondingly little until reaching the second roll stand group 50.
  • intermediate cooling using the cooling device 120 can advantageously be carried out in batch operation during the production of thermomechanically rolled grades, such as API tube grades.
  • the intermediate strip is descaled by means of the second descaling device 130 and, in a process step S7, is rolled into a hot strip by means of the second rolling stand group 50.
  • the second rolling stand group 50 can for example, roll onto a hot-rolled strip with a thickness of 0.6 mm to 12.7 mm, preferably 0.8 mm to 12.7 mm.
  • the hot strip is then cooled in a further process step S8 using the cooling section 140.
  • the hot strip surface can also be cooled, for example, using the rapid cooling unit 142 in order to achieve the appropriate microstructure right down to the strip's interior, even with thick strips.
  • the cooled hot strip is then wound up by means of one of the coilers 60, 62 in a process step S9.
  • the strip is cut by means of the third cutting device 150, for example, a flying shear, in a process step S10 and further wound up by means of another coiler 60, 62.
  • the metal strand 2 can be cut by means of the first cutting device 30 and the intermediate strip can be cut simultaneously by means of the second cutting device 100.
  • the strand or strip section located between the first cutting device 30 and the second cutting device 100 at this time is then successively cut into short strip pieces by means of the second cutting device 100. These strip pieces can be removed from the mill immediately downstream of the second cutting device 100 or chopped into scrap bins. This frees up the first discharge device 70.
  • the subsequently produced metal strand 2 can be cut into slabs 4 by means of the first cutting device 30, which are then immediately removed from the transport section T by means of the discharge device 70.
  • FIG 3 shows an example of a method 300 for batch production, for example with the FIG 1
  • the casting and rolling mill 10 shown is shown.
  • the metal strand 2 is cast from liquefied metal by means of the casting machine 20, in particular into a metal strand 2 with a thickness between 90 mm and 230 mm, preferably between 120 mm and 170 mm, and/or a width between 80 mm and 2600 mm, preferably between 900 mm and 2100 mm.
  • the mass flow can be up to 3.5 t/min per meter of width. Casting speeds of 1.5 m/min to 6 m/min are expediently achieved with the casting machine 20.
  • the specific weight of the slab can be up to 25 kg/mm, preferably up to 21 kg/mm.
  • the cast metal strand 2 is subjected to a surface treatment, also known as scarfing, by means of the scarfing device 160. During this treatment, a surface layer is removed from the metal strand (2). This allows for a particularly high level of surface purity. Like the casting of the metal strand 2, the scarfing can be carried out essentially continuously.
  • process step Z2 it is also possible to carry out process step Z2 with a scarfing device 160 arranged behind the first separating device 30 only after a slab 4 has been separated from the metal strand 2. This allows scarfing to be performed at a higher transport speed, which reduces the thickness of the removed layer.
  • a slab 4 is cut from the flame-treated metal strand 2 by means of the first separating device 30.
  • the length of the slab 4 is, depending on the desired final product thickness and/or the desired specific weight of the final product, between 10 m and 30 m, preferably between 15 m and 25 m.
  • the slab 4 is accelerated immediately after being separated from the metal strand 2.
  • the slab 4 is heated by the first heating device 80. Since the slab head is cooler than the slab foot due to the acceleration after being separated from the metal strand 2, the heating power of the heating device 80 is preferably, in particular continuously, reduced as the slab 4 passes. This allows a constant starting temperature for the first pass in the first rolling stand group 40 over the entire length of the slab 4—and consequently also a constant final rolling temperature upon exiting the second rolling stand group 50.
  • Process step Z4 is optional.
  • the slab 4 can also be accelerated so strongly after being separated from the metal strand 2 that the slab head reaches the first rolling stand group 40 before its temperature has fallen below the specified tapping temperature for the first rolling stand group 40. In this case, temperature homogeneity across the entire slab length can then be achieved in process step Z6 described below.
  • the slab 4 is descaled by means of the first descaling device 90.
  • the descaled slab 4 can optionally be descaled by means of a FIG 1
  • the strips can be upset by a not-shown upsetting device located directly in front of the first rolling stand group 40.
  • the width reduction per side can be up to 100 mm, but at least up to 50 mm. For example, a width reduction of between 10 mm and 100 mm, preferably between 20 mm and 50 mm, can be achieved.
  • the descaled and optionally upset slab 4 is rolled into an intermediate strip by means of the first rolling stand group 40.
  • the first rolling stand group 40 can roll the slab 4, for example, to an intermediate thickness of 20 mm to 80 mm, preferably 25 mm to 75 mm.
  • the rolling speed in the first rolling stand group 40 can be reduced, in particular continuously, during rolling of the slab 4 into the intermediate strip.
  • This mode of operation of the casting-rolling mill 10 is particularly energy-saving if no or at least only a low heating power is used to operate the first heating device 80.
  • the intermediate strip is scooped using the second separating device 100 to prevent undesirable deformations at the head and/or foot of the final product. Scooping using the second separating device 100 can therefore be particularly useful if the slab 4 was upset before the first rolling stand group 40.
  • the intermediate strip is heated by the second heating device 110 to set a predetermined final rolling temperature. Heating the intermediate strip may be particularly necessary when producing relatively thick strips, for example, 20 mm to 32 mm thick, since in this case the casting speed—and thus also the transport speed of the slabs 2 and the intermediate strip—is lower, for example, only 1.2 m/min.
  • the final rolling temperature can also be increased by opening one of the stands 42 in the first rolling stand group 40.
  • the intermediate strip is cooled by means of the cooling device 120 to adjust the specified final rolling temperature. Cooling the intermediate strip may be particularly necessary when relatively thin strips, for example, 1.2 mm to 5 mm thick, are to be produced, since in this case the casting speed is very high, for example, 6 m/min.
  • the intermediate strip is descaled by the second descaling device 130 and, in a process step Z10, is hot-rolled by the second rolling stand group 50.
  • the second rolling stand group 50 can roll the intermediate strip, for example, to a thickness of 1.2 mm to 32 mm, preferably 1.5 mm to 25.4 mm.
  • the strip is then cooled by means of the cooling section 140 in a further process step Z11.
  • the cooled strip is wound up using one of the two coilers 60, 62.
  • the following strip i.e., strip produced from another slab 4 can be wound up using another coiler 60, 62.
  • the slab 4 can be removed from the transport section T by means of the first removal device 70 immediately after the process step Z3.
  • a sample can also be taken easily, for example, to ensure the quality of the final product.
  • a strand section is again separated from the metal strand 2 using the first separating device 30.
  • the first separating device 30 thus separates twice in quick succession.
  • the short strand section thus produced can then be directly removed from the transport section T using the discharge device 70 and inspected.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießwalzanlage (10), ein Verfahren zur Endlosbandproduktion sowie ein Verfahren zur Batchbandproduktion. Es sind eine Gießmaschine (20) zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs (2), eine in Transportrichtung (R) hinter der Gießmaschine (20) angeordnete erste Trennvorrichtung (30) zum Trennen des Metallstrangs (2) sowie eine in Transportrichtung (R) hinter der erste Trennvorrichtung (30) angeordnete erste Walzgerüstgruppe (40) zum Walzen des Metallstrangs (2) oder davon abgetrennter Brammen (4) vorgesehen. Dabei beträgt die Transportstrecke (T) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) 50 m oder weniger.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Gießwalzanlage, ein Verfahren zur Endlosbandproduktion sowie ein Verfahren zur Batchbandproduktion.
    • Stand der Technik
  • In sogenannten Gießwalzanlagen ist die Gießmaschine mit einer oder mehreren Walzstraßen, d. h. einer oder mehreren Gruppen von Walzgerüsten, gekoppelt, wodurch die dem frisch gegossenen Strang inhärente Wärme grundsätzlich für den Walzvorgang genutzt werden kann. Mit solchen Gießwalzanlagen ist es im Endlosbetrieb (sog. endless strip production, ESP) insbesondere möglich, sehr dünne Metallbänder, sogenannte Warmbänder, zu walzen, die durch konventionelles Kaltwalzen mit mehreren Anstichen nicht herstellbar sind.
  • Beim Endlosbetrieb einer Gießwalzanlage ist der Massenfluss über die gesamte Länge der Anlage konstant. Daher können Metallbänder, die zur Erfüllung vorgegebener Qualitätskriterien nur sehr langsam vergossen werden dürfen und infolgedessen zwischen den Walzschritten stark abkühlen würden, nicht ohne Weiteres als Endlosband produziert werden. Entsprechend muss zum Beispiel bei Bändern, die nur mit kleinem Massenfluss durch die Anlage bewegen, in manchen Fällen zusätzliche Heizenergie aufgewendet werden. Zudem sind mit der Endlosproduktion sehr dicker Bänder aufgrund der relativ langsamen Geschwindigkeiten in den letzten Gerüsten sowie der Kühlstrecke und im Haspelbereich Schwierigkeiten verbunden (zum Beispiel beim Aufhaspeln zu Bunden oder beim Abkühlen des Bandes), die nur mit großem Aufwand gelöst werden können. Weitere Schwierigkeiten können zudem bei einer bei API Güten teilweise notwendigen Probenentnahme des undeformierten Strangs im laufenden Anlagenbetrieb sowie bei einer Notfall-Bandführung im Falle einer Betriebsstörung auftreten.
  • Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, ist es bekannt, mit Gießwalzanlagen auch im sogenannten Batchbetrieb zu arbeiten, in dem zwar kontinuierlich ein Strang gegossen, dieser jedoch bereits vor der Fertigstellung des Endprodukts, insbesondere vor den ersten Walzgängen, in Brammen einer vorbestimmten Länge zerteilt wird. Diese Brammen können dann mehr oder weniger unabhängig vom Strangguss weiterverarbeitet, gegebenenfalls sogar aus der Anlage ausgeführt und zu einem späteren Zeitpunkt wieder eingeführt, werden. Im Allgemeinen ist die Produktion von Warmband im Batchbetrieb jedoch nachteilig zum Beispiel im Hinblick auf die Homogenität der Materialeigenschaften, Produktionsrisiko, erreichbare Minimaldicke und Anlagenlänge.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund ist es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Produktionsbedingungen in einer Gießwalzanlage zu schaffen, insbesondere eine energieeffiziente, sowohl zur Endlosbandproduktion als auch zur Batchbandproduktion geeignete Gießwalzanlage sowie Verfahren zur energieeffizienten Produktion sowohl von Endlosbändern als auch von Batch-Bändern anzugeben.
  • Dieser Aufgabe wird gelöst durch eine Gießwalzanlage, ein Verfahren zur Endlosbandproduktion sowie ein Verfahren zur Batch-Produktion gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist die Gießwalzanlage befähigt sowohl zur Endlosbandproduktion als auch zur Batchbandproduktion und weist eine Gießmaschine zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs, eine in Transportrichtung hinter der Gießmaschine angeordnete erste Trennvorrichtung zum Trennen des Metallstrangs sowie eine in Transportrichtung hinter der ersten Trennvorrichtung angeordnete erste Walzgerüstgruppe zum Walzen des Metallstrangs oder davon abgetrennter Brammen auf. Dabei beträgt die Transportstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe 50 m oder weniger, vorzugsweise 40 m oder weniger.
  • Eine Befähigung sowohl zur Endlosbandproduktion als auch zur Batchbandproduktion im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Eignung der Gießwalzanlage, in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben oder geführt zu werden. Einer dieser Betriebsmodi ist dabei ein Endlosbetrieb, bei dem ein Endlosband produziert wird. Dieses Endlosband wird erst unmittelbar vor dem Aufhaspeln zu einem Bund zerteilt. Der andere Betriebsmodus ist dagegen ein Batchbetrieb, bei dem einzelne Bänder aus eingangs geschnittenen Brammen produziert werden.
  • Eine Transportstrecke im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Strecke, entlang der ein gegossener Metallstrang oder eine davon abgetrennte Bramme transportiert, insbesondere befördert, wird. Eine solche Transportstrecke ist zweckmäßigerweise durch ein oder mehrere aktive und/oder passive Transportmittel, zum Beispiel Transportrollen, Walzen, Transportbänder, Weichen und/oder dergleichen, definiert. Die Transportstrecke kann dabei durch ein oder mehrere Vorrichtungen zur Bearbeitung oder zumindest Beeinflussung des Metallstrangs oder der Bramme führen, zum Beispiel durch Ausführvorrichtungen, Heizvorrichtungen, Entzunderungsvorrichtungen und/oder dergleichen.
  • Ein Aspekt der Erfindung beruht auf dem Ansatz, in einer Gießwalzanlage den Wärmeverlust von einem mittels einer Gießmaschine gegossenen Metallstrang oder einer davon abgetrennten Bramme vorzugsweise beim Durchlaufen der gesamten Anlage, jedenfalls aber bis zu einer ersten Walzgerüstgruppe, zu minimieren oder zumindest zu begrenzen. Zu diesem Zweck ist insbesondere eine Transportstrecke zwischen einer ersten Trennvorrichtung zum Trennen des Metallstrangs und der ersten Walzgerüstgruppe zum Walzen des Metallstrangs bzw. der davon abgetrennten Bramme möglichst kurz ausgebildet. Vorzugsweise ist die Anlage derart konzipiert, dass diese erste Transportstrecke lediglich 50 m oder weniger, vorzugsweise 40 m oder weniger, beträgt. Zweckmäßigerweise ist die Transportstrecke damit derart bemessen, dass im Wesentlichen eine Bramme zwischen die erste Trennvorrichtung und die erste Walzgerüstgruppe passt, aus der ein bis zu 32 mm dickes, zu einem Bund haspelbares Warmband gewalzt werden kann. Damit ist es möglich, die nach dem Gießen des Metallstrangs noch darin enthaltene Wärme nahezu vollständig oder zumindest zu einem großen Teil zu halten oder das Halten der Wärme zumindest signifikant zu erleichtern, bis der Metallstrang oder die Bramme mittels der ersten Walzgerüstgruppe erstmalig gewalzt wird. Gleichzeitig kann die Bramme im Bedarfsfall, zum Beispiel bei einer in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe auftretenden Störung, als Ganzes aus der Transportstrecke ausgeführt werden. Mit einer derart kurzen Transportstrecke ist die Gießwalzanlage nicht wesentlich länger als eine konventionelle, ausschließlich für den Endlosbetrieb konfigurierte Gießwalzanlage. Gegenüber konventionellen Gießwalzanlagen, die im Wesentlichen für den Batchbetrieb konfiguriert sind, kann die erfindungsgemäße Gießwalzanlage jedoch signifikant kürzer sein. Entsprechend können gegenüber solch konventionellen Gießwalzanlagen beispielsweise Bänder im Bereich von 0,6 mm bis 32 mm bei deutlich verringertem Energieverbrauch (weniger Heizleistung erforderlich zum Wiederaufheizen der Brammen vor dem Walzvorgang bzw. den Walzvorgängen) und gegebenenfalls auch CO2-günstiger produziert werden.
  • Die Gießmaschine ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, einerseits endlos zu walzende Stränge relativ schnell, d. h. mit einem hohen spezifischen Massenfluss von beispielsweise 3,5 1 bis 6 t pro Minute und Meter Breite, andererseits bei spezifischen Qualitätsanforderungen an die Endprodukte gegebenenfalls aber auch langsam und relativ dick, zum Beispiel bis zu 230 mm, zu vergießen. Die Gießmaschine kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen Metallstrang mit 3,5 m/min bis 6 m/min für den Endlosbetrieb und mit 1,5 m/min bis 6 m/min für den Batchbetrieb zu gießen. Der Metallstrang kann dabei mit einer Dicke von 90 mm bis 230 mm, insbesondere 120 mm bis 170 mm, vergossen werden und/oder mit einer Breite von 800 mm bis 2600 mm, insbesondere von 900 mm bis 2100 mm. Zu diesem Zweck können Gießsegmente der Gießmaschine verstellbar oder die Schmalseiten einer Kokille der Gießmaschine austauschbar sein. Zusätzlich können verstellbare Schmalseiten zur Veränderung der Gießbreite im Anlagenbetrieb verwendet werden.
  • Die erste Trennvorrichtung ist vorzugsweise als Pendelschere ausgebildet, um den gegossenen Metallstrang auch bei maximalen Abmessungen, d. h. Dicken von bis zu 230 mm und Breiten von bis zu 2600 mm, zuverlässig trennen zu können.
  • Die erste Walzgerüstgruppe weist zweckmäßigerweise wenigstens ein Walzgerüst, vorzugsweise drei bis vier Walzgerüste, auf und ist in bevorzugter Weise dazu eingerichtet, den gegossenen Metallstrang bzw. die davon abgetrennte Bramme auf eine Dicke zwischen 6 mm bis 80 mm, bevorzugt zwischen 8 mm und 75 mm, zu walzen. Insbesondere kann die erste Walzgerüstgruppe den Metallstrang im Endlosbetrieb der Gießwalzanlage auf eine Zwischenbanddicke von 6 mm bis 30 mm, vorzugsweise 8 mm bis 25 mm, walzen. Im Batchbetrieb kann die erste Walzgerüstgruppe die Bramme dagegen auf 20 mm bis 80 mm, insbesondere 25 mm bis 75 mm walzen. Zusätzlich kann eine Stauchvorrichtung vorgesehen sein, die zweckmäßigerweise unmittelbar vor dem bzw. an dem ersten Walzgerüst der ersten Walzgerüstgruppe angeordnet ist und den Metallstrang bzw. die Bramme pro Seite um 10 mm bis 100 mm, vorzugsweise 20 mm bis 50 mm, in Breitenrichtung stauchen, d. h. verschmälern, kann.
  • Optional kann zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe eine auch als Zunderwäscher bezeichnete erste Entzunderungsvorrichtung vorgesehen sein. Mit der ersten Entzunderungsvorrichtung kann Zunder bei geringem Wärmeentzug entfernt werden. Die erste Entzunderungsvorrichtung ist zweckmäßigerweise möglichst nahe am ersten Gerüst der ersten Walzgerüstgruppe, insbesondere unmittelbar vor dem ersten Gerüst bzw. einer davor oder daran angeordneten Stauchvorrichtung, angeordnet. Beispielsweise kann die erste Entzunderungsvorrichtung weniger als 4 m vom ersten Gerüst der ersten Walzgerüstgruppe entfernt angeordnet sein.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben. Diese Ausführungsformen können jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Transportstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und ersten Walzgerüstgruppe 30 m oder weniger. Eine derartig kurze Transportstrecke kann, je nach gewünschter Zieldicke des Endprodukts, d. h. insbesondere für ein Warmband mit einer Dicke von bis zu 32 mm, ausreichen, um eine entsprechend lange Bramme vollständig zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe anordnen und gegebenenfalls, zum Beispiel bei einem Störfall in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe, aus der Transportstrecke entfernen zu können. Wärmeverluste zwischen der ersten Trennvorrichtung und ersten Walzgerüstgruppe können so noch weiter verringert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Transportstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe tunnelofenfrei und/oder dämmstreckenfrei. Die Transportstrecke umfasst also weder einen Tunnelofen noch eine Dämmstrecke bzw. ist, nicht einmal abschnittsweise, durch einen Tunnelofen oder eine Dämmstrecke definiert. Unter einer Dämmstrecke soll hierbei eine Strecke verstanden werden, die mit einer Dämmung versehen ist zur Homogenisierung der Temperaturen zwischen Zentrum und Oberfläche des Strangs. Solche Dämmstrecken weisen üblicherweise eine Länge von mehr als 50 m auf. Eine kurze Vorrichtung, die einen Abschnitt der Transportstrecke bildet und in diesem Abschnitt dämmend wirkt oder sogar Dämm- oder Isolationselemente aufweist, aber eine dezidiert andere Funktion hat (beispielsweise das Ausführen von Brammen aus der Transportstrecke oder das Überbrücken von ansonsten freien Abständen zwischen zwei Vorrichtungen), soll dagegen nicht als Dämmstrecke verstanden werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe eine Ausführvorrichtung zum Ausführen von mittels der ersten Trennvorrichtung vom gegossenen Metallstrang abgetrennten Brammen oder Strangstücken aus der Transportstrecke vorgesehen. Die Ausführvorrichtung definiert zweckmäßigerweise einen Ausführabschnitt innerhalb der Transportstrecke, in dem eine vom Metallstrang abgetrennte Bramme oder ein vom Metallstrang abgetrenntes Strangstück angeordnet und aus der Transportstrecke ausgeführt werden kann. Vorzugsweise definiert die Ausführvorrichtung, insbesondere der Ausführabschnitt, den Großteil der Transportstrecke, zum Beispiel mehr als die Hälfte der Transportstrecke. Mittels der Ausführvorrichtung kann der Strangguss sowohl im Batchbetrieb als auch im Endlosbetrieb beim Auftreten einer Störung in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe aufrechterhalten werden. Die Beschränkung der Ausführvorrichtung im Wesentlichen auf eine für die gewünschte Bundgröße des Endprodukts notwendige maximale Brammenlänge kann dabei der Reduzierung des Wärmeverlustes im Bereich der Transportstrecke Rechnung tragen.
  • Der Wärmeverlust beim Durchlaufen der Ausführvorrichtung kann noch weiter reduziert werden, wenn eine bewegliche, insbesondere klappbare, Isolierabdeckung im Bereich der Ausführvorrichtung vorgesehen ist. Die Isolierabdeckung, die einstückig gefertigt oder aus mehreren separaten beweglichen Abdeckelementen bestehen kann, kann die Transportstrecke zumindest abschnittsweise und zumindest teilweise einhausen. Insbesondere um eine sich im Bereich der Ausführvorrichtung befindliche Bramme aus der Transportstrecke ausführen zu können, kann die Isolierabdeckung dann wegbewegt werden. Die Isolierabdeckung kann beispielsweise klappbar ausgebildet sein und bei Bedarf weggeklappt werden. Alternativ ist aber auch eine abhebbare Isolierabdeckung denkbar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe angeordnete erste elektrischen Heizvorrichtung vorgesehen.
  • Die elektrische Heizvorrichtung ist zweckmäßigerweise als Induktionsofen und damit vorteilhaft kurz, jedenfalls deutlich kürzer als ein in konventionellen Gießwalzanlagen eingesetzter Tunnelofen, ausgebildet. Mithilfe der ersten Heizvorrichtung kann der Metallstrang oder die davon abgetrennte Bramme im Bedarfsfall, zum Beispiel beim Gießen mit geringen Massenflüssen und entsprechend geringen Transportgeschwindigkeiten, etwa beim Anlaufen oder Herunterfahren der Anlage, auf eine vorbestimmte, zweckmäßigerweise über die Länge der Bramme konstante, Anstichtemperatur zum anschließenden Walzen in der ersten Walzgerüstgruppe gebracht werden. Die erste Heizvorrichtung ist zweckmäßigerweise zwischen der Ausführvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe, insbesondere zwischen der Ausführvorrichtung und der ersten Entzunderungsvorrichtung, angeordnet.
  • Eine kompakte, aber dennoch leistungsfähige erste Heizvorrichtung kann durch eine Kombination aus mehreren Längsfeldmodulen, Querfeldmodulen, Kantenwärmern und Strahlungsheizelementen gebildet sein. Bevorzugt ist hierbei eine erste Heizvorrichtung mit mindestens einem Längsfeldmodul, vorzugsweise drei bis sechs Längsfeldmodulen, und mindestens einem Kantenwärmer, vorzugsweise ein bis zwei Kantenwärmern. Infolgedessen weist die erste Heizvorrichtung vorzugsweise maximal sechs Längsfeldmodule und maximal zwei Kantenwärmer auf. Damit kann eine Wärmestrecke geschaffen werden, die nur etwa 3 m bis 6 m der gesamten Transportstrecke ausmacht. Eine derartige erste Heizvorrichtung kann insofern problemlos zusammen mit einer Ausführvorrichtung von üblicher Brammenlänge, also etwa 16 m bis 25 m, einer ersten Entzunderungsvorrichtung und einer Stauchvorrichtung die Transportstrecke von 50 m oder weniger, gegebenenfalls sogar 30 m oder weniger, bilden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine im englischen Sprachraum auch als scarfing machine bezeichnete Flämmvorrichtung vorgesehen, die zwischen der Gießmaschine und der ersten Trennvorrichtung oder zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe angeordnet ist. Mittels der Flämmvorrichtung kann die Oberfläche des gegossenen Metallstrangs bzw. der davon abgetrennten Bramme durch eine stark exotherme Oxidationsreaktion verflüssigt und somit abgetragen werden, um Oberflächen besonders hoher Reinheit zu erhalten. Durch die Anordnung der Flämmvorrichtung in Transportrichtung vor der ersten Trennvorrichtung wird ein Endlosflämmen, d. h. ein Endlosbetrieb der Flämmvorrichtung, möglich. Bei Anordnung der Flämmvorrichtung in Transportrichtung hinter der ersten Trennvorrichtung kann im Batchbetrieb der Anlage dagegen bei einer aufgrund der Beschleunigung der Bramme nach dem Abtrennen vom Metallstrang höheren Transportgeschwindigkeit geflämmt werden, wodurch die Dicke der geflämmten Schicht und somit Ausbringungsverluste minimiert werden können. Dadurch lässt sich gegebenenfalls auch Energie einsparen. Dabei ist die Flämmvorrichtung zweckmäßigerweise in Transportrichtung vor der ersten Entzunderungsvorrichtung angeordnet.
  • Die Flämmvorrichtung kann auch beweglich ausgebildet oder aufgehängt sein, sodass sie bei Bedarf aus dem Bereich zwischen der Gießmaschine und der ersten Trennvorrichtung oder aus der Transportstrecke herausziehbar oder in diesen Bereich bzw. in die Transportstrecke einbringbar ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind eine in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe angeordnete zweite Walzgerüstgruppe und zwei in Transportrichtung hinter der zweiten Walzgerüstgruppe angeordnete Haspeln vorgesehen. Zwischen der ersten Walzgerüstgruppe und der zweiten Walzgerüstgruppe sind vorzugsweise eine zweite Trennvorrichtung und eine zweite elektrische Heizvorrichtung angeordnet. Zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe und den zwei Haspeln sind vorzugsweise eine Kühlstrecke und eine dritte Trennvorrichtung angeordnet. Die gesamte Transportstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der in Transportrichtung vorderen der beiden Haspeln beträgt zweckmäßigerweise höchstens 280 m, vorzugsweise höchstens 230 m. Die Gießwalzanlage kann damit deutlich kompakter ausgebildet sein als konventionelle Gießwalzanlagen, die sowohl im Endlos- als auch im Batchbetrieb arbeiten können.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Verfahren zur Endlosbandproduktion mit einer Gießwalzanlage ausgeführt, die aufweist: i) eine Gießmaschine zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs; ii) eine in Transportrichtung hinter der Gießmaschine angeordnete erste Trennvorrichtung zum Trennen des Metallstrangs; iii) eine in Transportrichtung hinter der ersten Trennvorrichtung angeordnete erste Walzgerüstgruppe zum Walzen des Metallstrangs oder davon abgetrennter Brammen, wobei die Transportstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe 50 m oder weniger beträgt; iv) eine in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe angeordnete zweite Walzgerüstgruppe; und v) wenigstens zwei in Transportrichtung hinter der zweiten Walzgerüstgruppe angeordnete Haspeln, wobei zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe und den Haspeln eine dritte Trennvorrichtung angeordnet ist. Bei dem Verfahren wird der Metallstrang mittels der ersten Walzgerüstgruppe zu einem Zwischenband und das Zwischenband mittels der zweiten Walzgerüstgruppe zu einem Warmband, insbesondere auf eine Zieldicke, gewalzt. Das Warmband wird mittels einer der Haspeln aufgehaspelt und, insbesondere bei Erreichen einer vorbestimmten Bundgröße bzw. eines vorbestimmten Bundgewichts, mittels der dritten Trennvorrichtung getrennt. Zweckmäßigerweise wird das Verfahren zur Endlosbandproduktion also mit einer Gießwalzanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt, die sowohl zur Endlosbandproduktion und zur Batchbandproduktion befähigt ist.
  • Zweckmäßigerweise sind zwischen der ersten Walzgerüstgruppe und der zweiten Walzgerüstgruppe eine zweite Trennvorrichtung, eine zweite elektrische Heizvorrichtung oder eine Kühlvorrichtung und/oder eine zweite Entzunderungsvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe und der dritten Trennvorrichtung eine Kühlstrecke angeordnet.
  • Aufgrund der kurzen Transportstrecke von 50 m oder weniger wird der Wärmeverlust des gegossenen Metallstrangs bis zum Walzen in der ersten Walzgerüstgruppe signifikant reduziert. Es ist folglich keine oder nur eine geringe (Wieder-)Erwärmung des Metallstrangs bis auf eine vorgegebene Anstichtemperatur an der ersten Walzgerüstgruppe notwendig. Entsprechend kann sich eine wesentliche Energie- und in weiterer Folge eine Kostenersparnis ergeben. Selbst wenn eine erste elektrische Heizvorrichtung, z. B. aus mehreren elektrischen Heizelementen, zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe vorgesehen ist, kann Energie eingespart werden: solche elektrischen Heizelemente verbrauchen im Gegensatz zu Tunnelöfen im Leerlaufbetrieb keine Energie. Dadurch kann der zur Erzeugung von Stahlbändern notwenige Gesamtenergiebedarf im Wesentlichen auf die Deformationsenergie reduziert werden. Gleichzeitig wird so eine Reduktion des Platzbedarfs für die gesamte Anlage insbesondere gegenüber konventionellen, für den Batchbetrieb geeigneten Gießwalzanlagen mit einem Tunnelofen oder einer Dämmstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe möglich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Betriebsstörung im Bereich der zweiten Walzgerüstgruppe oder in Transportrichtung dahinter i) gleichzeitig der Metallstrang mittels der ersten Trennvorrichtung und das Zwischenband mittels der zweiten Trennvorrichtung getrennt und ii) anschließend mittels der zweiten Trennvorrichtung zumindest so lange Bandstücke vom Zwischenband abgetrennt und unmittelbar in Transportrichtung hinter der zweiten Trennvorrichtung aus der Gießwalzanlage herausgeführt, bis eine mittels der ersten Trennvorrichtung vom gegossenen Metallstrang abgetrennte Bramme von einer zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe angeordneten Ausführvorrichtung aus der Transportstrecke ausgeführt werden kann. Die Walzen der ersten Walzgerüstgruppe bleiben dabei vorzugsweise weiter in Eingriff, damit die maximale Schnittdicke der zweiten Trennvorrichtung, zum Beispiel einer Trommelschere, nicht überschritten wird. Auf diese Weise kann der Bereich hinter der ersten Trennvorrichtung freigeräumt werden, um weiterhin vom Metallstrang abgetrennte Brammen ausführen zu können und den Gießprozess nicht stoppen zu müssen. Die ausgeführten Brammen können gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt wieder in die Transportstrecke eingeführt, mittels der ersten Heizvorrichtung wieder erwärmt und anschließend weiterverarbeitet werden.
  • Wenn die zweite Trennvorrichtung als Trommelschere ausgebildet ist, ist es der Einfachheit halber bevorzugt, wenn die im Störungsfall vom Zwischenband abgetrennten Bandstücke eine Länge aufweisen, die dem Umfang des Messerkreises der Trommelschere entsprechen. Die derart entstehenden kurzen Bandstücke lassen sich leicht und zumindest teilautomatisiert vor dem Einlaufen in die zweite Walzgerüstgruppe, in eine in Transportrichtung zwischen der zweiten Trennvorrichtung und der zweiten Walzgerüstgruppe angeordnete zweite Entzunderungsvorrichtung und/oder in eine in Transportrichtung zwischen der zweiten Trennvorrichtung und der zweiten Walzgerüstgruppe angeordnete zweite Heizvorrichtung aus der Anlage entfernen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Metallstrang in der ersten Walzgerüstgruppe zum Zwischenband gewalzt, ohne dass der Metallstrang im Bereich der Transportstrecke, d. h. zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe, aufgeheizt wird. Beim Walzvorgang in der ersten Walzgerüstgruppe wird demnach lediglich die aus dem Gießprozess noch vorhandene Wärme im Metallstrang genutzt. Dies ist insbesondere aufgrund der im Vergleich zu konventionellen Gießwalzanlagen kurzen Transportstrecke von 50 m oder weniger möglich.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Batchbandproduktion mit einer Gießwalzanlage ausgeführt, die aufweist: i) eine Gießmaschine zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs; ii) eine in Transportrichtung hinter der Gießmaschine angeordnete erste Trennvorrichtung zum Trennen des Metallstrangs; iii) eine in Transportrichtung hinter der ersten Trennvorrichtung angeordnete erste Walzgerüstgruppe zum Walzen des Metallstrangs oder davon abgetrennter Brammen, wobei die Transportstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe 50 m oder weniger beträgt; iv) eine in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe angeordnete zweite Walzgerüstgruppe; und v) wenigstens zwei in Transportrichtung hinter der zweiten Walzgerüstgruppe angeordnete Haspeln, wobei zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe und den Haspeln eine dritte Trennvorrichtung angeordnet ist. Bei dem Verfahren wird eine Bramme mittels der ersten Trennvorrichtung von dem Metallstrang abgetrennt und auf eine Anstichgeschwindigkeit für die erste Walzgerüstgruppe beschleunigt. Die Bramme wird dann in der ersten Walzgerüstgruppe zu einem Zwischenband und in der zweiten Walzgerüstgruppe zu einem Warmband, insbesondere auf eine Zieldicke, gewalzt, welches mittels einer der Haspeln aufgehaspelt wird. Zweckmäßigerweise wird das Verfahren zur Batchbandproduktion also mit einer Gießwalzanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgeführt, die sowohl zur Endlosbandproduktion und zur Batchbandproduktion befähigt ist.
  • Aufgrund der kurzen Transportstrecke von 50 m oder weniger wird der Wärmeverlust der vom Metallstrang abgetrennten Brammen bis zum Walzen in der ersten Walzgerüstgruppe signifikant reduziert. Es ist folglich keine oder nur eine geringe (Wieder-)Erwärmung der Brammen bis auf eine vorgegebene Anstichtemperatur an der ersten Walzgerüstgruppe notwendig. Gleichzeitig wird der Platzbedarf für die gesamte Anlage, insbesondere gegenüber konventionellen, für den Batchbetrieb geeigneten Gießwalzanlagen mit einem Tunnelofen oder einer Dämmstrecke zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe, reduziert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bramme mittels einer zwischen der ersten Trennvorrichtung und der ersten Walzgerüstgruppe angeordneten ersten elektrischen Heizvorrichtung auf eine vorgegebene Anstichtemperatur für die erste Walzgerüstgruppe aufgeheizt, indem eine zum Aufheizen der Bramme eingesetzte elektrische Heizleistung reduziert wird, während die Bramme die erste Heizvorrichtung passiert. Infolgedessen wird das Kopfende der Bramme stärker aufgeheizt als ihr Fußende. Dadurch lässt sich eine über die gesamte Länge der Bramme im Wesentlichen konstante Anstichtemperatur bzw. eine Homogenisierung der Brammentemperatur erreichen, denn andernfalls kühlt ihr Kopfende bis zum Erreichen der ersten Walzgerüstgruppe aufgrund der Beschleunigung der Bramme auf die Anstichgeschwindigkeit nach dem Abtrennen vom Metallstrang stärker aus als ihr Fußende.
  • Vorzugsweise wird das Zwischenband in Transportrichtung hinter der ersten Walzgerüstgruppe dann mit konstanter Geschwindigkeit transportiert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Bramme in der ersten Walzgerüstgruppe gewalzt, ohne dass die Bramme im Bereich der Transportstrecke aufgeheizt wird. Zweckmäßigerweise wird dazu die Bramme nach dem Abtrennen vom Metallstrang derart beschleunigt, dass ihr Kopfende beim Anstich in der ersten Walzgerüstgruppe noch eine für das Erreichen einer Endwalztemperatur zum Walzen in der zweiten Walzgerüstgruppe ausreichende Temperatur, z. B. die vorgegebene Anstichtemperatur für die erste Walzgerüstgruppe, aufweist. Aufgrund der Beschleunigung nach dem Abtrennen vom Metallstrang weist das Fußende der Bramme hierbei zunächst noch eine höhere Temperatur auf als das Kopfende. Um eine über die Länge der Bramme im Wesentlichen homogene Temperatur zu erhalten, wird dann in bevorzugter Weise die Walzgeschwindigkeit in der ersten Walzgerüstgruppe reduziert, während die Bramme die erste und das dabei gewalzte Zwischenband die zweite Walzgerüstgruppe passiert.
  • Gegebenenfalls kann auch eine Kombination der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden. Dabei wird eine Temperaturdifferenz in der Bramme zwischen Brammenkopf und Brammenfuß durch Aufheizen mittels der ersten Heizvorrichtung zumindest teilweise reduziert und anschließend, beim Walzen in der ersten Walzgerüstgruppe, eine im Wesentlichen homogene Temperatur in dem Zwischenband hergestellt oder die Temperaturdifferenz zumindest noch weiter reduziert. Auch in diesem Fall wird die Heizleistung der ersten Heizvorrichtung reduziert, während die Bramme die erste Heizvorrichtung passiert, und die Walzgeschwindigkeit reduziert, während die Bramme in der ersten und das dabei gewalzte Zwischenband in der zweiten Walzgerüstgruppe gewalzt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Oberflächenschicht des gegossenen Metallstrangs oder der davon abgetrennten Bramme bei einer Oberflächenbehandlung durch eine in Transportrichtung vor der ersten Walzgerüstgruppe angeordnete Flämmvorrichtung entfernt. Zweckmäßigerweise wird der Metallstrang oder die Bramme hierfür in der Flämmvorrichtung kurz vorgewärmt. Anschließend kann ein Reaktionsgas, zum Beispiel Sauerstoff, bei hohem Druck, zum Beispiel bei 5 bar oder mehr, auf die Oberfläche geblasen und die Oberfläche entzündet werden. Infolgedessen kann bei dieser auch als Flämmen bezeichneten Oberflächenbehandlung nach der kurzen Entzündungs- und Vorwärmphase eine selbsterhaltende exotherme Oxidationsreaktion mit Hochdruck-Sauerstoff ablaufen, bei der eine dünne Schicht der Strang- bzw. Brammenoberfläche verflüssigt wird. Diese Oberflächenschicht kann abgetragen werden. Dadurch können Gussfehler auf der Strang- bzw. Brammenoberfläche beseitigt und entsprechend hohe Qualitätsanforderungen an das Endprodukt erfüllt werden. Die Beseitigung von solchen Gussfehlern kann zum Beispiel notwendig sein, um die produzierten warmgewalzte Bänder als Ausgangsmaterial für Außenhautanwendungen im Automobilbereich zu verwenden.
  • Vorzugsweise kann durch die Oberflächenbehandlung eine Schicht sowohl auf einer Ober- als auch auf einer Unterseite sowie auf den Seitenflächen des gegossenen Strangs bzw. der davon abgetrennten Bramme entfernt werden.
  • Im Unterschied zur konventionellen Herstellung von Bändern mit derart hohen Qualitätsanforderungen, bei denen eine solche Oberflächenbehandlung offline erfolgt, d. h. nicht unmittelbar am gegossenen Strang oder der davon abgetrennten Bramme und daher bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, findet die Oberflächenbehandlung im vorliegenden Fall inline und infolgedessen am nicht oder zumindest kaum abgekühlten, frisch gegossenen Strang bzw. an der davon abgetrennten, noch nicht abgekühlten Bramme statt, d. h. zum Beispiel bei Temperaturen von mehr als 1000 C. Die Vorwärmzeit kann dadurch signifikant vermindert, etwa auf 10 s oder weniger, insbesondere auf 5 s oder weniger, reduziert werden.
  • Bei der Oberflächenbehandlung wird vorzugsweise eine Schicht zwischen 1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 3 mm von der Oberfläche entfernt. Dies kann ausreichen, um eine im Hinblick auf Gussfehler auf der Strang- bzw. Brammenoberfläche für die Außenhaut-Automobilanwendung ausreichende Endproduktqualität zu erzielen.
  • Um zu verhindern, dass im Batchbetrieb der Gießwalzanlage beim (langsamen) Gießen eines dicken Metallstrangs, zum Beispiel von 180 mm oder mehr, bei der Oberflächenbehandlung durch die Flämmvorrichtung zu viel Material abgetragen wird, d. h. eine zu dicke Oberflächenschicht entfernt wird, erfolgt die Oberflächenbehandlung vorzugsweise im Transportbereich, insbesondere unmittelbar vor der ersten Heizvorrichtung, bei der Walzgeschwindigkeit in der ersten Walzgerüstgruppe. D. h., dass die Oberflächenbehandlung an der Bramme durchgeführt wird, nachdem sie vom Metallstrang abgetrennt und auf die Walzgeschwindigkeit (am ersten Walzgerüst der ersten Walzgerüstgruppe) beschleunigt wurde. Beispielsweise kann die Oberflächenbehandlung durch die Flämmvorrichtung erfolgen, nachdem die Bramme auf die Anstichgeschwindigkeit für die erste Walzgerüstgruppe beschleunigt wurde. Die Bramme durchläuft die Flämmvorrichtung dann zweckmäßigerweise mit der Anstichgeschwindigkeit, zumindest bis die Walzgeschwindigkeit in der ersten Walzgerüstgruppe zum Temperaturausgleich zwischen Kopf- und Fußende der Bramme reduziert wird. Die Oberflächenbehandlung kann infolgedessen bei einer vergleichsweise hohen Transportgeschwindigkeit der Bramme durch die Flämmvorrichtung erfolgen, zum Beispiel bei einer Transportgeschwindigkeit zwischen 4 m/min und 6 m/min, vorzugsweise zwischen 5 m/min und 5,8 m/min, wodurch weniger Material abgetragen wird. Das Flämmen im Batchbetrieb der Gießwalzanlage, insbesondere zum Erzielen qualitativ besonders hochwertiger Bänder, wie sie beispielsweise im Außenhaut-Automobilbereich Verwendung finden, ist besonders synergistisch, da bei geringer Gießgeschwindigkeit, z. B. zwischen 1 m/min und 2 m/min, insbesondere zwischen 1,5 m/min und 1,8 m/min, und infolgedessen ein dicker Strang, z. B. mit einer Dicke von 180 mm oder mehr, gegossen werden kann. Das langsame Gießen ermöglicht bereits ein reineres Endprodukt, z. B. mit weniger Verunreinigungen und Gussfehlern. Beispielsweise können beim langsamen Gießen Verunreinigungen durch Schlackeneinschlüsse vermieden oder zumindest vermindert werden. Zudem können Blasen mit Verunreinigungen, etwa nicht-metallischen Stoffen und/oder Gas, noch in der Kokille bis zum Meniskus, d. h. zum Flüssigkeitsspiegel bzw. an die Grenzfläche Stahl/Schlacke, aufsteigen, ohne in den Strang eingeschlossen zu werden. Dies kann noch durch die Verwendung einer besonders langen Kokille gefördert werden.
  • Der dabei erzeugte dicke Strang kann dann vorteilhaft im Hinblick auf das Flämmen sein, da das Verhältnis zwischen der Dicke der entfernten Oberflächenschicht und der Dicke der vom Strang getrennten Bramme deutlich kleiner ist als beim Flämmen von dünnen Strängen bzw. Brammen. Der relative Materialverlust durch das Flämmen kann so deutlich vermindert werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zwischen der Produktion von zwei Bändern im Batchbetrieb ein Strangstück mittels der ersten Trennvorrichtung vom Metallstrang abgetrennt. Der Metallstrang wird also zweimal kurz aufeinanderfolgend getrennt. Das Strangstück kann dann in Transportrichtung noch vor der ersten Walzgerüstgruppe aus der Transportstrecke ausgeführt werden, etwa mittels der Ausführvorrichtung. Somit kann eine Probenentnahme des undeformierten Strangs, wie sie beispielsweise für Röhrengüten (API Güten) vorgeschrieben ist, durch ein zweimaliges Trennen während des Batchbetriebs der Anlage erfolgen, ohne dass zusätzlicher Ausschuss erzeugt wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 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
    ein Beispiel einer Gießwalzanlage;
    Fig 2
    ein Beispiel eines Verfahrens zur Endlosbandproduktion; und
    Fig 3
    ein Beispiel eines Verfahrens zur Batchbandproduktion.
  • Soweit zweckdienlich, werden in den Figuren dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet.
    • Beschreibung der Ausführungsformen
  • FIG 1 zeigt ein Beispiel einer Gießwalzanlage 10, die sowohl für den Endlosbetrieb als auch für den Batchbetrieb, d. h. sowohl zur Endlosbandproduktion als auch zur Batchbandproduktion, geeignet ist. Die Gießwalzanlage 10 umfasst eine Gießmaschine 20 zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs 2, eine in Transportrichtung R hinter der Gießmaschine 20 angeordnete erste Trennvorrichtung 30 zum Trennen des Metallstrangs 2, eine erste Walzgerüstgruppe 40 aus - rein beispielhaft - vier Walzgerüsten 42 zum Walzen des Metallstrangs 2 oder davon abgetrennter Brammen 4, eine zweite Walzgerüstgruppe 50 aus - rein beispielhaft - fünf Walzgerüsten 52 zum erneuten Walzen der in der ersten Walzgerüstgruppe 40 gewalzten Zwischenprodukts und wenigstens zwei Haspeln 60, 62 zum Aufhaspeln eines Endproduktes. Zwischen der ersten Trennvorrichtung 30 und der ersten Walzgerüstgruppe 40 wird oder werden der Metallstrang 2 bzw. die Brammen 4 entlang einer Transportstrecke T transportiert, die im vorliegenden Beispiel durch eine Ausführvorrichtung 70 zum Ausführen der Brammen 4, eine erste Heizvorrichtung 80 zum Aufheizen der Brammen 4 und eine erste Entzunderungsvorrichtung 90 zum Entzundern des Metallstrangs 2 oder der Brammen 4 vor dem Anstich in der ersten Walzgerüstgruppe 40 definiert ist. Zwischen der ersten und zweiten Walzgerüstgruppe 40, 50 sind außerdem eine zweite Trennvorrichtung 100, eine zweite Heizvorrichtung 110, eine Kühlvorrichtung 120 zum Kühlen des gewalzten Zwischenprodukts und eine zweite Entzunderungsvorrichtung 130 angeordnet. Zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe 50 und den Haspeln 60, 62 ist eine Kühlstrecke 140 mit einer auch als "Power Cooling" bezeichneten Schnellkühleinheit 142 und einer Laminarkühleinheit 144 und eine dritte Trennvorrichtung 150 angeordnet. Zusätzlich ist in Transportrichtung R vor der ersten Trennvorrichtung 30 eine Flämmvorrichtung 160 zum Flämmen des gegossenen Metallstrangs 2 angeordnet.
  • Die Gießmaschine 20 weist eine nicht dargestellte Kokille und ebenfalls nicht dargestellte Gießsegmente auf, welche das aus der Kokille austretende Metall mit zumindest anfänglich noch flüssigem Kern in einem Gießbogen 22 in die Horizontale überführen. Zweckmäßigerweise sind die Gießsegmente dabei derart verstellbar ausgebildet, dass die Dicke des gegossenen Metallstrangs 2 einstellbar ist. Zusätzlich können vorzugsweise die Schmalseiten der Kokille ausgetauscht werden, sodass Gießdicken zwischen 90 mm und 230 mm, insbesondere zwischen 120 mm und 170 mm, einstellbar sind. Gegebenenfalls kann die Kokille auch mit verstellbaren Schmalseiten ausgestattet sein, sodass Gießbreiten zwischen 800 mm und 2600 mm, insbesondere zwischen 900 mm und 2100 mm einstellbar sind. Zweckmäßigerweise ist die Kokille zum Vergießen von Massenflüssen bis zu 6 t pro Minute und Meter Breite eingerichtet. Damit können Gießgeschwindigkeiten von bis zu 6 m/min erreicht werden.
  • Um die Gießwalzanlage 10 möglichst kompakt, d. h. die Gesamttransportstrecke L der Gießwalzanlage 10 möglichst kurz, zu halten, beträgt die Länge der Transportstrecke T 50 m oder weniger, vorzugsweise sogar nur 30 m oder weniger. Damit kann die Gesamttransportlänge L von der ersten Trennvorrichtung 30 bis zur in Transportrichtung R vorderen Haspel 60, vorzugsweise sogar die Gesamtlänge der Anlage von einer auch als Tundish bezeichneten Gießpfanne 24 bzw. einem entsprechenden Pfannendrehturm oder zumindest von der Kokille bis zu vorderen Haspel 60, auf 140 m bis 280 m, insbesondere auf nur etwa 200 m bis zu 230 m, begrenzt werden. Abgesehen vom Verkleinern der zum Aufbau der Gießwalzanlage 10 notwendigen Grundfläche hat eine derart kurze Transportstrecke T auch den Vorteil, dass aus dem Gießprozess in der Gießmaschine 20 stammende, vom gegossenen Metallstrang 2 mitgeführte Wärme, insbesondere ein heißer Kern des Metallstrangs 2, ohne wesentliche Verluste bis zur ersten Walzgerüstgruppe 40 mitgenommen und dort beim Walzprozess genutzt werden kann. Der Produktionsprozess mit der Gießwalzanlage 10 kann dadurch besonders effizient, insbesondere energiesparend und damit nachhaltig, gestaltet werden. Bei entsprechender Fahrweise der Gießwalzanlage 10 ist somit zum Beispiel die Produktion eines 2 mm dünnen Warmbands mit einem Gesamtenergieverbrauch von weniger als 100 kWh pro Tonne Warmband möglich.
  • Eine derart kurze Transportstrecke T lässt sich beispielsweise realisieren, indem die Ausführvorrichtung 70 im Wesentlichen die Maximallänge einer dünn gegossenen Bramme 4 aufweist, wie sie zur Produktion eines noch zu einem Bund üblicher Größe aufhaspelbaren Endprodukts notwendig ist. Derartige Maximallängen liegen, zum Beispiel bei der Produktion von Endprodukten aus Brammen 4 mit einem maximalen spezifischen Gewicht von 25 kg/mm und einer Gießdicke von 120 mm, bei etwa 25 - 30 m. Entsprechend ist die Ausführvorrichtung 70 bevorzugt maximal 30 m, weiter bevorzugt maximal 25 m, insbesondere maximal 20 m, lang. Die Ausführvorrichtung 70 bildet damit vorzugsweise den Großteil, d. h. mehr als die Hälfte, der Transportstrecke T.
  • Zusätzlich ist es zum Verkürzen der Transportstrecke T zweckmäßig, wenn die erste Heizvorrichtung 80 als elektrische Heizvorrichtung, zum Beispiel als Induktionsofen, ausgebildet ist. Die erste Heizvorrichtung 80 kann dadurch eine Länge von zum Beispiel maximal 4 m aufweisen und entsprechend nur einen Bruchteil der Transportstrecke T ausmachen. Zum Beispiel kann die erste Heizvorrichtung 80 wenigstens ein, vorzugsweise drei bis sechs Längsfeldmodule und mindestens einen, vorzugsweise ein bis zwei, Kantenwärmer aufweisen. Grundsätzlich sind aber auch andere Kombinationen aus Längsfeldmodulen, Querfeldmodulen, Kantenwärmern und/oder Strahlungsheizelementen denkbar. Zweckmäßigerweise kann die erste Heizvorrichtung 80 mittels einer entsprechend vorausschauenden Steuerung eine konstante Anstichtemperatur des Metallstrangs 2 bzw. der Brammen 4 für die erste Walzgerüstgruppe 40 oder zumindest eine konstante Temperatur an einer anderen Stelle der Gießwalzanlage 10 in Transportrichtung R hinter der ersten Walzgerüstgruppe 40, zum Beispiel eine konstante Ziel- bzw. Endwalztemperatur, auch bei sich ändernden Massenflüssen einstellen.
  • Um zusätzlich den Wärmeverlust auf der Transportstrecke T zu verringern, ist im Bereich der Ausführvorrichtung 70 eine klappbare Isolierabdeckung 72 vorgesehen. Damit kann ein Großteil der Transportstrecke T abgedeckt werden, wenn keine Brammen 4 aus der Transportstrecke T ausgeführt werden müssen.
  • Im Hinblick auf eine kurze Gesamttransportstrecke L ist es auch zweckmäßig, wenn die zweite Heizvorrichtung 110 als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet ist. Die zweite Heizvorrichtung 110 kann insbesondere als Induktionsofen aus beispielsweise wenigstens zwei, vorzugsweise sechs, Querfeldmodulen ausgebildet sein. Insbesondere bei großen Banddicken kann aber auch der Einsatz von Längsfeldmodulen vorteilhaft sein. Die in Form der zweiten Heizvorrichtung 110 installierte Heizleistung an dieser Position, d. h. zwischen der ersten und zweiten Walzgerüstgruppe 40, 50, kann signifikant geringer ausfallen als bei reinen ESP-Anlagen. Dies ist darin begründet, dass bei Gießstart und/oder Gießende und somit anfänglich langsamen Gießgeschwindigkeiten die ersten bzw. letzten Bänder jeweils im Batch-Verfahren produziert werden können, wobei die Brammen 4 unabhängig von der Gießgeschwindigkeit im Bereich der Transportstrecke T auf hohe Anstichgeschwindigkeiten für die erste Walzgerüstgruppe 40 beschleunigt werden und damit auch den übrigen Teil der Gießwalzanlage 10 weiter mit hoher Geschwindigkeit (und entsprechend geringem Wärmeverlust) durchlaufen können.
  • Die Kühlvorrichtung 120 kann genutzt werden, um die Endwalztemperatur zum Walzen in der zweiten Walzgerüstgruppe 50 bei Bedarf gezielt zu senken.
  • FIG 2 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 200 zur Endlosbandproduktion, zum Beispiel mit der in FIG 1 gezeigten Gießwalzanlage 10. In einem Verfahrensschritt S1 wird mittels der Gießmaschine 20 aus verflüssigtem Metall der Metallstrang 2 gegossen, insbesondere zu einem Metallstrang 2 mit einer Dicke zwischen 90 mm und 210 mm, vorzugsweise zwischen 120 mm und 170 mm und/oder einer Breite zwischen 80 mm und 2600 mm, vorzugsweise zwischen 900 mm und 2100 mm. Der Massenfluss kann dabei bis 6 t pro Minute und Meter Breite betragen. Zweckmäßigerweise werden mit der Gießmaschine 20 dabei Gießgeschwindigkeiten von 3,5 m/min bis 6 m/min erreicht.
  • In einem optionalen Verfahrensschritt S2 wird der gegossene Metallstrang 2 mittels der Flämmvorrichtung 160 geflämmt, um eine besonders hohe Oberflächenreinheit herzustellen. Wie das Gießen des Metallstrangs 2 kann das Flämmen im Wesentlichen kontinuierlich erfolgen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt S3 wird der gegossene Metallstrang 2 mittels der ersten Entzunderungsvorrichtung 90 entzundert. Vor Eintritt in die erste Walzgerüstgruppe 40 kann der entzunderte Metallstrang 2 optional mittels einer in FIG 1 nicht gezeigten, unmittelbar vor der ersten Walzgerüstgruppe 40 angeordneten Strauchvorrichtung gestaucht werden. Die Breitenabnahme pro Seite kann dabei bis zu 100 mm, zumindest jedoch bis zu 50 mm betragen. Beispielsweise kann eine Breitenabnahme zwischen 10 mm und 100 mm, vorzugsweise zwischen 20 mm und 50 mm, erreicht werden. Eine solche Stauchung kann insbesondere bei der Umstellung der Gießbreite sinnvoll sein.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt S4 wird der entzunderte und gegebenenfalls auch gestauchte Metallstrang 2 mittels der ersten Walzgerüstgruppe 40 zu einem Zwischenband gewalzt. Die erste Walzgerüstgruppe 40 kann den Metallstrang 2 beispielsweise auf eine Zwischenbanddicke von 6 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 8 mm bis 25 mm, walzen.
  • In einem optionalen Verfahrensschritt S5 wird das Zwischenband mittels der zweiten Heizvorrichtung 110 erwärmt, um eine vorgegebene Endwalztemperatur einzustellen. Das Erwärmen des Zwischenbands kann insbesondere notwendig sein, wenn verhältnismäßig dicke Endlosbänder mit zum Beispiel 10 mm bis 12,7 mm Dicke produziert werden sollen, da in diesem Fall die Gießgeschwindigkeit - und damit auch die Transportgeschwindigkeit des Metallstrangs 2 - geringer ist, zum Beispiel lediglich 4 m/min.
  • Grundsätzlich lässt sich die Endwalztemperatur auch weiter oder alternativ dazu erhöhen, indem eines der Gerüste 42 in der ersten Walzgerüstgruppe 40 geöffnet wird.
  • Alternativ wird das Zwischenband im Verfahrensschritt S5 mittels der Kühlvorrichtung 120 abgekühlt, um die vorgegebene Endwalztemperatur einzustellen. Das Abkühlen des Zwischenbandes kann insbesondere notwendig sein, wenn verhältnismäßig dünne Endlosbänder mit zum Beispiel 0,6 mm bis 2 mm Dicke produziert werden, da in diesem Fall die Gießgeschwindigkeit sehr hoch ist, zum Beispiel 6 m/min, und die Zwischenbandtemperatur bis zum Erreichen der zweiten Walzgerüstgruppe 50 daher entsprechend wenig sinkt. Daneben kann eine Zwischenkühlung mittels der Kühlvorrichtung 120 vorteilhaft bei der Herstellung thermomechanisch gewalzter Güten, wie z. B. API Röhrengüten, im Batchbetrieb erfolgen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt S6 wird das Zwischenband mittels der zweiten Entzunderungsvorrichtung 130 entzundert und in einem Verfahrensschritt S7 mittels der zweiten Walzgerüstgruppe 50 zu einem Warmband gewalzt. Die zweite Walzgerüstgruppe 50 kann das Zwischenband beispielsweise auf ein Warmband mit einer Dicke von 0,6 mm bis 12,7 mm, vorzugsweise 0,8 mm bis 12,7 mm, walzen.
  • Mittels der Kühlstrecke 140 wird das Warmband anschließend in einem weiteren Verfahrensschritt S8 abgekühlt. Dabei kann das die Warmbandoberfläche beispielsweise auch mittels der Schnellkühleinheit 142 abgekühlt werden, um auch bei dicken Bändern die geeignete Mikrostruktur bis ins Bandinnere hinein einstellen zu können.
  • Anschließend wird das gekühlte Warmband mittels einer der Haspeln 60, 62 in einem Verfahrensschritt S9 aufgehaspelt. Wenn der so entstehende Bund beispielsweise ein vorgegebenes Gewicht erreicht hat, wird das Band mittels der dritten Trennvorrichtung 150, zum Beispiel einer fliegenden Schere, in einem Verfahrensschritt S10 getrennt und mittels einer anderen Haspel 60, 62 weiter aufgehaspelt.
  • Sollte es im Endlosbetrieb der Gießwalzanlage 10 zu einer Störung zum Beispiel im Bereich der zweiten Walzgerüstgruppe 50, der Kühlstecke 140 oder der Haspeln 60, 62 kommen, kann nach dem Verfahrensschritt S2 der Metallstrang 2 mittels der ersten Trennvorrichtung 30 getrennt und das Zwischenband gleichzeitig mittels der zweiten Trennvorrichtung 100 getrennt werden. Der sich zu diesem Zeitpunkt zwischen der ersten Trennvorrichtung 30 und der zweiten Trennvorrichtung 100 befindliche Strang- bzw. Bandabschnitt wird dann sukzessive mittels der zweiten Trennvorrichtung 100 in kurze Bandstücke geschnitten. Diese Bandstücke können unmittelbar hinter der zweiten Trennvorrichtung 100 aus der Anlage ausgeführt oder in Schrottkübel gehäckselt werden. So lässt sich die erste Ausführvorrichtung 70 frei machen. Mittels der ersten Trennvorrichtung 30 kann der nachproduzierte Metallstrang 2 in Brammen 4 geschnitten werden, die dann unmittelbar danach mittels der Ausführvorrichtung 70 aus der Transportstrecke T ausgeführt werden.
  • FIG 3 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 300 zur Batchbandproduktion, zum Beispiel mit der in FIG 1 gezeigten Gießwalzanlage 10. In einem Verfahrensschritt Z1 wird mittels der Gießmaschine 20 aus verflüssigtem Metall der Metallstrang 2 gegossen, insbesondere zu einem Metallstrang 2 mit einer Dicke zwischen 90 mm und 230 mm, vorzugsweise zwischen 120 mm und 170 mm und/oder einer Breite zwischen 80 mm und 2600 mm, vorzugsweise zwischen 900 mm und 2100 mm. Der Massenfluss kann dabei bis 3,5 t/min und Meter Breite betragen. Zweckmäßigerweise werden mit der Gießmaschine 20 dabei Gießgeschwindigkeiten von 1,5 m/min bis 6 m/min erreicht.
  • Das spezifische Gewicht der Bramme kann dabei bis zu 25 kg/mm, vorzugsweise bis zu 21 kg/mm, betragen.
  • In einem optionalen Verfahrensschritt Z2 wird der gegossene Metallstrang 2 mittels der Flämmvorrichtung 160 einer auch als Flämmen bezeichneten Oberflächenbehandlung unterzogen, bei der eine Oberflächenschicht vom Metallstrang (2) entfernt wird. Dadurch kann eine besonders hohe Oberflächenreinheit hergestellt werden. Wie das Gießen des Metallstrangs 2 kann das Flämmen im Wesentlichen kontinuierlich erfolgen.
  • Alternativ ist es auch möglich, den Verfahrensschritt Z2 mit einer hinter der ersten Trennvorrichtung 30 angeordneten Flämmvorrichtung 160 erst dann auszuführen, nachdem eine Bramme 4 vom Metallstrang 2 abgetrennt wurde. Dadurch kann bei einer höheren Transportgeschwindigkeit geflämmt werden, was die Dicke der entfernten Schicht reduziert.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt Z3 wird von dem geflämmten Metallstrang 2 mittels der ersten Trennvorrichtung 30 eine Bramme 4 abgetrennt. Die Länge der Bramme 4 beträgt dabei, abhängig von der gewünschten Endproduktdicke und/oder dem gewünschten spezifischen Gewicht des Endprodukts, zwischen 10 m und 30 m, vorzugsweise zwischen 15 m und 25 m.
  • Die Bramme 4 wird unmittelbar nach dem Abtrennen vom Metallstrang 2 beschleunigt. In einem weiteren Verfahrensschritt Z4 wird die Bramme 4 mittels der ersten Heizvorrichtung 80 aufgeheizt. Da der Brammenkopf aufgrund der Beschleunigung nach dem Abtrennen vom Metallstrang 2 kühler ist als der Brammenfuß, wird die Heizleistung der Heizvorrichtung 80 während des Passierens der Bramme 4 vorzugsweise, insbesondere kontinuierlich, reduziert. Dadurch kann eine über die gesamte Länge der Bramme 4 konstante Anstichtemperatur für den Anstich in der ersten Walzgerüstgruppe 40 - und infolgedessen auch eine konstante Endwalztemperatur beim Austritt aus der zweiten Walzgerüstgruppe 50 - erreicht werden.
  • Der Verfahrensschritt Z4 ist optional. Alternativ zum Verfahrensschritt Z4 kann die Bramme 4 nach dem Abtrennen vom Metallstrang 2 auch so stark beschleunigt werden, dass der Brammenkopf die erste Walzgerüstgruppe 40 erreicht, bevor seine Temperatur unter die vorgegebene Anstichtemperatur für die erste Walzgerüstgruppe 40 gefallen ist. Die Temperaturhomogenität über die gesamte Brammenlänge kann in diesem Fall dann im weiter unten beschriebenen Verfahrensschritt Z6 hergestellt werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt Z5 wird die Bramme 4 mittels der ersten Entzunderungsvorrichtung 90 entzundert. Vor Eintritt in die erste Walzgerüstgruppe 40 kann die entzunderte Bramme 4 optional mittels einer in FIG 1 nicht gezeigten, unmittelbar vor der ersten Walzgerüstgruppe 40 angeordneten Strauchvorrichtung gestaucht werden. Die Breitenabnahme pro Seite kann dabei bis zu 100 mm, zumindest jedoch bis zu 50 mm betragen. Beispielsweise kann eine Breitenabnahme zwischen 10 mm und 100 mm, vorzugsweise zwischen 20 mm und 50 mm, erreicht werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt Z6 wird die entzunderte und gegebenenfalls auch gestauchte Bramme 4 mittels der ersten Walzgerüstgruppe 40 zu einem Zwischenband gewalzt. Die erste Walzgerüstgruppe 40 kann die Bramme 4 beispielsweise auf eine Zwischenstückdicke von 20 mm bis 80 mm, vorzugsweise von 25 mm bis 75 mm, walzen.
  • Falls die Temperatur der Bramme 4 im optionalen Verfahrensschritt Z4 noch nicht oder nicht ausreichend homogenisiert wurde, kann die Walzgeschwindigkeit in der ersten Walzgerüstgruppe 40 beim Walzen der Bramme 4 zum Zwischenband, insbesondere kontinuierlich, reduziert werden. Diese Fahrweise der Gießwalzanlage 10 ist besonders energiesparend, wenn überhaupt keine oder zumindest nur eine geringe Heizleistung zum Betrieb der ersten Heizvorrichtung 80 aufgewendet wird.
  • In einem optionalen Verfahrensschritt Z7 wird das Zwischenband mittels der zweiten Trennvorrichtung 100 geschöpft, um unerwünschte Deformationen am Kopf und/oder Fuß des Endprodukts zu vermeiden. Das Schopfen mittels der zweiten Trennvorrichtung 100 kann daher insbesondere sinnvoll sein, wenn die Bramme 4 vor der ersten Walzgerüstgruppe 40 gestaucht wurde.
  • In einem weiteren optionalen Verfahrensschritt Z8 wird das Zwischenband mittels der zweiten Heizvorrichtung 110 erwärmt, um eine vorgegebene Endwalztemperatur einzustellen. Das Erwärmen des Zwischenbands kann insbesondere notwendig sein, wenn verhältnismäßig dicke Bänder mit zum Beispiel 20 mm bis 32 mm Dicke produziert werden, da in diesem Fall die Gießgeschwindigkeit - und damit auch die Transportgeschwindigkeit der Brammen 2 und des Zwischenbands - geringer ist, zum Beispiel lediglich 1,2 m/min.
  • Grundsätzlich lässt sich die Endwalztemperatur auch erhöhen, indem eines der Gerüste 42 in der ersten Walzgerüstgruppe 40 geöffnet wird.
  • Alternativ wird das Zwischenband im Verfahrensschritt Z8 mittels der Kühlvorrichtung 120 abgekühlt, um die vorgegebene Endwalztemperatur einzustellen. Das Abkühlen des Zwischenbands kann insbesondere notwendig sein, wenn verhältnismäßig dünne Bänder mit zum Beispiel 1,2 mm bis 5 mm Dicke produziert werden sollen, da in diesem Fall die Gießgeschwindigkeit sehr hoch ist, zum Beispiel 6 m/min.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt Z9 wird das Zwischenband mittels der zweiten Entzunderungsvorrichtung 130 entzundert und in einem Verfahrensschritt Z10 mittels der zweiten Walzgerüstgruppe 50 zum Warmband gewalzt. Die zweite Walzgerüstgruppe 50 kann das Zwischenband beispielsweise auf eine Dicke von 1,2 mm bis 32 mm, vorzugsweise 1,5 mm bis 25,4 mm, walzen.
  • Mittels der Kühlstrecke 140 wird das Band anschließend in einem weiteren Verfahrensschritt Z11 abgekühlt.
  • Anschließend wird das gekühlte Band in einem weiteren Verfahrensschritt Z12 mittels einer der beiden Haspeln 60, 62 aufgehaspelt. Wenn das gesamte, aus einer Bramme 4 gefertigte Band aufgehaspelt wurde, kann das folgende Band, d. h. aus einer anderen Bramme 4 gefertigte Band, mit einer anderen Haspel 60, 62 aufgehaspelt werden.
  • Sollte es im Batchbetrieb der Gießwalzanlage 10 zu einer Störung zum Beispiel im Bereich der zweiten Walzgerüstgruppe 50, der Kühlstecke 140 oder der Haspeln 60, 62 kommen, kann unmittelbar nach dem Verfahrensschritt Z3 die Bramme 4 mittels der ersten Ausführvorrichtung 70 aus der Transportstrecke T ausgeführt werden.
  • Im Batchbetrieb der Gießwalzanlage 10 kann auch auf einfache Weise eine Probenentnahme, zum Beispiel zur Sicherung einer Endproduktqualität, entnommen werden. Dazu wird nach dem Trennen des Metallstrangs 2 im Verfahrensschritt Z3 erneut mittels der ersten Trennvorrichtung 30 ein Strangstück vom Metallstrang 2 abgetrennt. Die erste Trennvorrichtung 30 trennt in diesem Fall also zweimal kurz hintereinander. Das so erzeugte kurze Strangstück kann dann direkt mittels der Ausführvorrichtung 70 aus der Transportstrecke T ausgeführt und geprüft werden.
  • 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
    • 2
    Metallstrang
    4
    Bramme
    10
    Gießwalzanlage
    20
    Gießmaschine
    22
    Gießbogen
    24
    Gießpfanne
    30
    erste Trennvorrichtung
    40
    erste Walzgerüstgruppe
    42
    Walzgerüst
    50
    zweite Walzgerüstgruppe
    52
    Walzgerüst
    60
    Haspel
    62
    Haspel
    70
    Ausführvorrichtung
    72
    Isolierabdeckung
    80
    erste Heizvorrichtung
    90
    erste Entzunderungsvorrichtung
    100
    zweite Trennvorrichtung
    110
    zweite Heizvorrichtung
    120
    Kühlvorrichtung
    130
    zweite Entzunderungsvorrichtung
    140
    Kühlstrecke
    142
    Schnellkühleinheit
    144
    Laminarkühleinheit
    150
    Dritte Trennvorrichtung
    160
    Flämmvorrichtung
    200
    Verfahren zur Endlosbandproduktion
    S1
    Gießen
    S2
    Oberflächenbehandlung (Flämmen)
    S3
    erstes Entzundern
    S4
    erstes Walzen
    S5
    Temperieren
    S6
    zweites Entzundern
    S7
    zweites Walzen
    S8
    Abkühlen
    S9
    Aufhaspeln
    S10
    Trennen
    300
    Verfahren zur Batchbandproduktion
    Z1
    Gießen
    Z2
    Flämmen
    Z3
    Trennen
    Z4
    Aufheizen
    Z5
    erstes Entzundern
    Z6
    erstes Walzen
    Z7
    Schopfen
    Z8
    Temperieren
    Z9
    zweites Entzundern
    Z10
    zweites Walzen
    Z11
    Abkühlen
    Z12
    Aufhaspeln
    T
    Transportstrecke
    R
    Transportrichtung
    L
    Gesamttransportstrecke

Claims (15)

  1. Gießwalzanlage (10), die Befähigt ist sowohl zur Endlosbandproduktion als auch zur Batchbandproduktion, mit einer Gießmaschine (20) zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs (2), einer in Transportrichtung (R) hinter der Gießmaschine (20) angeordneten ersten Trennvorrichtung (30) zum Trennen des Metallstrangs (2) und einer in Transportrichtung (R) hinter der ersten Trennvorrichtung (30) angeordneten ersten Walzgerüstgruppe (40) zum Walzen des Metallstrangs (2) oder davon abgetrennter Brammen (4), wobei die Transportstrecke (T) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) 50 m oder weniger beträgt.
  2. Gießwalzanlage (10) nach Anspruch 1, wobei die Transportstrecke (T) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) 30 m oder weniger beträgt.
  3. Gießwalzanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Transportstrecke (T) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) tunnelofenfrei und dämmstreckenfrei ist.
  4. Gießwalzanlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordneten Ausführvorrichtung (70) zum Ausführen von mittels der ersten Trennvorrichtung (30) vom gegossenen Metallstrang (2) abgetrennten Brammen (4) oder Strangstücken aus der Transportstrecke (T).
  5. Gießwalzanlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordneten ersten elektrischen Heizvorrichtung (80), wobei die erste Heizvorrichtung (80) maximal sechs Längsfeldmodule und maximal zwei Kantenwärmer aufweist.
  6. Gießwalzanlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Flämmvorrichtung (160), die zwischen der Gießmaschine (20) und der ersten Trennvorrichtung (30) oder zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordnet ist.
  7. Gießwalzanlage (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer in Transportrichtung (R) hinter der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordneten zweiten Walzgerüstgruppe (50) und zwei in Transportrichtung (R) hinter der zweiten Walzgerüstgruppe (50) angeordneten Haspeln (60, 62), wobei zwischen der ersten Walzgerüstgruppe (40) und der zweiten Walzgerüstgruppe (50) eine zweite Trennvorrichtung (100) und eine zweite elektrische Heizvorrichtung (110) angeordnet sind und zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe (50) und den zwei Haspeln (60, 62) eine Kühlstrecke (140) und eine dritte Trennvorrichtung (150) angeordnet sind, wobei die Gesamttransportstrecke (L) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der in Transportrichtung (R) vorderen der beiden Haspeln (60, 62) höchstens 280 m, vorzugsweise höchstens 230 m, beträgt.
  8. Verfahren (200) zur Endlosbandproduktion mit einer Gießwalzanlage (10), die aufweist:
    - eine Gießmaschine (20) zum kontinuierlichen Gießen (S1) eines Metallstrangs (2);
    - eine in Transportrichtung (R) hinter der Gießmaschine (20) angeordnete erste Trennvorrichtung (30) zum Trennen des Metallstrangs (2);
    - eine in Transportrichtung (R) hinter der ersten Trennvorrichtung (30) angeordnete erste Walzgerüstgruppe (40) zum Walzen (S4) des Metallstrangs (2) oder davon abgetrennter Brammen (4), wobei die Transportstrecke (T) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) 50 m oder weniger beträgt;
    - eine in Transportrichtung (R) hinter der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordnete zweite Walzgerüstgruppe (50); und
    - zwei in Transportrichtung (R) hinter der zweiten Walzgerüstgruppe (50) angeordnete Haspeln (60, 62), wobei zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe (50) und den zwei Haspeln (60, 62) eine dritte Trennvorrichtung (150) angeordnet ist,
    wobei der Metallstrang (2) mittels der ersten Walzgerüstgruppe (40) zu einem Zwischenband und das Zwischenband mittels der zweiten Walzgerüstgruppe (50) zu einem Warmband gewalzt wird (S4, S7) und das Warmband mittels einer der beiden Haspeln (60, 62) aufgehaspelt (S9) und mittels der dritten Trennvorrichtung (150) getrennt (S10) wird.
  9. Verfahren (200) nach Anspruch 8, wobei bei einer Betriebsstörung im Bereich der zweiten Walzgerüstgruppe (50) oder in Transportrichtung (R) dahinter
    - gleichzeitig der Metallstrang (2) mittels der ersten Trennvorrichtung (30) und das Zwischenband mittels der zweiten Trennvorrichtung (100) getrennt wird und
    - anschließend mittels der zweiten Trennvorrichtung (100) zumindest solange Bandstücke von dem Zwischenband abgetrennt und unmittelbar in Transportrichtung (R) hinter der zweiten Trennvorrichtung (100) aus der Gießwalzanlage (10) herausgeführt werden, bis eine mittels der ersten Trennvorrichtung (30) vom gegossenen Metallstrang (2) abgetrennte Bramme (4) von einer zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordneten Ausführvorrichtung (70) aus der Transportstrecke (T) ausgeführt werden kann.
  10. Verfahren (200) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Metallstrang (2) in der ersten Walzgerüstgruppe (40) zum Zwischenband gewalzt wird, ohne dass der Metallstrang (2) im Bereich der Transportstrecke (T) aufgeheizt wird.
  11. Verfahren (300) zur Batchbandproduktion mit einer Gießwalzanlage (10), die aufweist:
    - eine Gießmaschine (20) zum kontinuierlichen Gießen (Z1) eines Metallstrangs (2),
    - eine in Transportrichtung (R) hinter der Gießmaschine (20) angeordnete erste Trennvorrichtung (30) zum Trennen (Z3) des Metallstrangs (2);
    - eine in Transportrichtung (R) hinter der ersten Trennvorrichtung (30) angeordnete erste Walzgerüstgruppe (40) zum Walzen (Z6) des Metallstrangs (2) oder davon abgetrennter Brammen (4), wobei die Transportstrecke (T) zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) 50 m oder weniger beträgt;
    - eine in Transportrichtung (R) hinter der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordnete zweite Walzgerüstgruppe (50); und
    - wenigstens zwei in Transportrichtung (R) hinter der zweiten Walzgerüstgruppe (50) angeordnete Haspeln (60, 62), wobei zwischen der zweiten Walzgerüstgruppe (50) und den Haspeln (60, 62) eine dritte Trennvorrichtung (150) angeordnet ist;
    wobei eine Bramme (4) mittels der ersten Trennvorrichtung (30) von dem Metallstrang (2) abgetrennt (Z3) und auf eine Anstichgeschwindigkeit für die erste Walzgerüstgruppe (40) beschleunigt wird und die Bramme (4) in der ersten Walzgerüstgruppe (40) zu einem Zwischenband und in der zweiten Walzgerüstgruppe (50) zu einem Warmband gewalzt wird (Z6, Z10), welches mittels einer der Haspeln (60, 62) aufgehaspelt wird (Z12).
  12. Verfahren (300) nach Anspruch 11, wobei die Bramme (4) mittels einer zwischen der ersten Trennvorrichtung (30) und der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordneten ersten elektrischen Heizvorrichtung (80) auf eine vorgegebene Anstichtemperatur für die erste Walzgerüstgruppe (40) aufgeheizt wird (Z4), indem eine zum Aufheizen der Bramme (4) eingesetzte elektrische Heizleistung reduziert wird, während die Bramme (4) die erste Heizvorrichtung (80) passiert.
  13. Verfahren (300) nach Anspruch 11, wobei
    - die Bramme (4) in der ersten Walzgerüstgruppe (40) gewalzt wird (Z6), ohne dass die Bramme (4) zuvor im Bereich der Transportstrecke (T) aufgeheizt wird, und
    - eine Walzgeschwindigkeit in der ersten Walzgerüstgruppe (40) reduziert wird, während die Bramme (4) die erste Walzgerüstgruppe (40) passiert.
  14. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei eine Oberflächenschicht des gegossenen Metallstrangs (2) oder der davon abgetrennten Bramme (4) bei einer Oberflächenbehandlung (Z2) durch eine in Transportrichtung (R) vor der ersten Walzgerüstgruppe (40) angeordneten Flämmvorrichtung (160) entfernt wird.
  15. Verfahren (300) nach Anspruch 14, wobei die Oberflächenbehandlung (Z2) durch die Flämmvorrichtung (160) im Bereich der Transportstrecke (T), insbesondere unmittelbar vor der ersten Heizvorrichtung, bei der Walzgeschwindigkeit in der ersten Walzgerüstgruppe (40) erfolgt.
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