Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießwalzanlage und ein Verfahren zur Endlosproduktion von Warmband.
Stand der Technik
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Zur Produktion von Warmband, d. h. einem warmgewalzten Metallband, werden oftmals sogenannte Gieß-Walz-Verbundanlagen, kurz Gießwalzanlagen, eingesetzt. In diesen Anlagen ist der Gießprozess, bei dem aus flüssigem Metall ein Metallstrang gegossen wird, mit dem Walzprozess verknüpft. Im Gegensatz zu einem Batch-Betrieb, bei dem einzelne Brammen aus dem Metallstrang geschnitten und anschließend gewalzt werden, ist im Endlosbetrieb insbesondere ein kontinuierlicher Massenfluss zwischen einer Gießmaschine und einer oder mehreren Walzgerüstgruppen, zum Beispiel einer auch als "Vorwalzstraße" bezeichneten ersten Walzgerüstgruppe und einer auch als "Fertigstraße" bezeichneten zweiten Walzgerüstgruppe, vorgesehen.
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Im Hinblick auf eine möglichst ressourcenschonende und kostengünstige Warmbandproduktion ist es besonders vorteilhaft, beim Walzen möglichst viel der im gegossenen Metallstrang noch vorhandenen Gießwärme zu nutzen. Ein solcher Ansatz lässt sich beispielsweise realisieren, indem nur eine Walzgerüstgruppe vorgesehen ist, die den gegossenen Strang unmittelbar nach dem Austritt aus der Gießmaschine auf die Zieldicke, d. h. zum Endprodukt, walzt. In diesem Fall kann die Gießwärme ausreichen, um den gewünschten Walzprozess durchzuführen, ohne dass der Metallstrang nachgeheizt werden muss. Eine derartig ausgestaltete Gießwalzanlage ist zum Beispiel aus
EP 3 558 563 A1 bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Endlosproduktion von Warmband weiter zu verbessern, insbesondere eine flexible und aufwandsarme Reaktion auf verschiedene Betriebssituationen zu ermöglichen und/oder den Wechsel zwischen verschiedenen Betriebszuständen einer Gießwalzanlage zu erleichtern und/oder effizient zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Gießwalzanlage und ein Verfahren zur Endlosproduktion von Warmband gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist eine Gießwalzanlage zu Endlosproduktion von Warmband auf: i) eine Gießmaschine zum Gießen eines Metallstrangs; ii) eine erste Trennvorrichtung zum Trennen des gegossenen Metallstrangs; iii) eine Entzunderungsvorrichtung zum Entzundern des gegossenen Metallstrangs; iv) eine einzige Walzgerüstgruppe zum Walzen des gegossenen oder des entzunderten Metallstrangs zu einem Warmband; v) eine Kühlstrecke zum Abkühlen des gewalzten Warmbands auf eine Haspeltemperatur; vi) wenigstens zwei Haspeln zum Aufhaspeln des abgekühlten Warmbands; und vii) eine zwischen der Kühlstrecke und den wenigstens zwei Haspeln angeordneten zweite Trennvorrichtung zum Trennen des aufgehaspelten Warmbands vom nachfolgenden Warmband.
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Die genannten Komponenten sind zweckmäßigerweise in der angegebenen Reihenfolge angeordnet. Die Walzgerüstgruppe, die Kühlstrecke, die zweite Trennvorrichtung und die wenigstens zwei Haspeln sind dabei vorzugsweise unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet. D. h., dass zwischen diesen keine weiteren, das gewalzte Warmband manipulierenden Komponenten vorgesehen sind.
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Eine Endlosproduktion im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine im Wesentlichen ununterbrochene Produktion von Warmband während einer Gießsequenz, d. h. zwischen einem Hochfahren bzw. einem Start der Warmbandproduktion und einem Herunterfahren bzw. Ende der Warmbandproduktion.
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Warmband im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein warmgewalztes Metallband mit einer Dicke von 1 mm bis 25 mm.
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Eine Transportrichtung im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Richtung, in welcher der gegossenen Metallstrang bzw. das gewalzte Warmband durch die Gießwalzanlage transportiert wird. Im Zusammenhang mit einer Anordnung von Komponenten der Gießwalzanlage relativ zueinander verwendete Begriffe wie "vor" bzw. "stromaufwärts", "hinter" bzw. "stromabwärts" und "zwischen", beziehen sich zweckmäßigerweise, sofern nicht anders angegeben, auf diese Transportrichtung.
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Ein Aspekt der Erfindung beruht auf dem Ansatz, die nach dem Gießen eines Metallstrangs mittels einer Gießmaschine im Metallstrang (noch) enthaltene Gießwärme bei einem Walzprozess mittels einer im Wesentlichen unmittelbar hinter der Gießmaschine angeordneten Walzgerüstgruppe optimal auszunutzen, den Metallstrang jedoch bei Bedarf noch vor dem Einlaufen in die Walzgerüstgruppe durchtrennen zu können. Zu diesem Zweck wird eine Gießwalzanlage vorgeschlagen mit einer zwischen der Gießmaschine und einer einzigen Walzgerüstgruppe angeordneten ersten Trennvorrichtung. Durch die erste Trennvorrichtung lässt sich der Massenfluss zwischen der Gießmaschine und der Walzgerüstgruppe bei Bedarf unterbrechen, zum Beispiel bei einem Störfall oder beim Herunterfahren der Warmbandproduktion, also beim Beenden einer Gießsequenz. Darüber hinaus kann die Möglichkeit, einen Teil oder mehrere Stücke des gegossenen Metallstrangs vor dem Walzprozess abzutrennen, beispielsweise auch zur Probenentnahme genutzt werden oder das Hochfahren der Warmbandproduktion, also den Start einer Gießsequenz, erheblich vereinfachen.
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Zur Produktion von Warmbändern ist es zweckmäßig, wenn die Gießmaschine zum Gießen eines Metallstrangs mit einer Dicke von 80 mm bis 240 mm und einer Breite von 500 mm bis 2500 mm ausgelegt ist. Zum Gießen von dünnen Metallsträngen, zum Beispiel bis 130 mm, kann die Gießmaschine beispielsweise eine trichterförmige Kokille aufweisen, d. h. eine Kokille mit relativ zueinander angestellten bzw. angewinkelten Kupferplatten. Zum Gießen von dicken Metallsträngen zum Beispiel ab 130 mm, kann eine Kokille mit parallel zueinander ausgerichteten Platten vorgesehen sein.
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Da bei der Endlosproduktion von Warmbändern üblicherweise hohe Transport- bzw. Walzgeschwindigkeiten vorherrschen, ist es zweckmäßig, eine zum Gießen bei hohen spezifischen Massenflüssen ausgelegte Gießmaschine vorzusehen. Die Gießmaschine kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, bei Massenflüssen von 3,5 Tonnen pro Minute und Meter Breite oder mehr, vorzugsweise bei 4 Tonnen pro Minute und Meter Breite oder mehr, insbesondere bei bis zu 5 Tonnen pro Minute und Meter Breite, zu gießen.
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Die Gießwalzanlage kann zusätzlich ein Aufzugsystem zum Ausziehen eines im Englischen als "dummy bar" bezeichneten Kaltstrangs aus der Gießmaschine aufweisen. Dieses Aufzugsystem ist zweckmäßigerweise zwischen der Gießmaschine und der ersten Trennvorrichtung angeordnet.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Gießwalzanlage auch eine induktive Heizanordnung zum Aufheizen des gegossenen oder des entzunderten Metallstrangs aufweisen. Diese Heizanordnung ist zweckmäßigerweise vor der Entzunderungsvorrichtung oder zwischen der Entzunderungsvorrichtung und der Walzgerüstgruppe angeordnet. Eine induktive Heizanordnung ist dabei eine Heizanordnung, die ausschließlich elektrisch betreibbar ist. Dank induktiver Erwärmung kann die Heizanordnung besonders kompakt bauen. Eine derartige Heizanordnung kann beispielsweise ein oder mehrere Induktionsmodule zum induktiven Aufheizen des, gegebenenfalls entzunderten, Metallstrangs vor dem Walzen und/oder Strangkantenwärmer aufweisen. Die Heizanordnung kann zum Beispiel zugeschaltet werden, um die Temperatur des Metallstrangs auch bei niedrigen Gießgeschwindigkeiten, wie sie etwa beim Hoch- oder Herunterfahren der Warmbandproduktion auftreten, bis auf eine vorbestimmte Walztemperatur oder - da bis zum Erreichen des ersten oder des letzten Walzgerüsts der Walzgerüstgruppe noch Wärme verloren gehen kann - eine zum Erreichen der vorbestimmten Walztemperatur geeignete Temperatur zu erhöhen oder das Risiko von Kantenrissen zu reduzieren.
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Eine noch bessere Temperaturkontrolle beim Walzprozess lässt sich erreichen, indem auch einzelne Induktionsmodule und/oder Kühlmodule zwischen einzelnen Walzgerüsten der Walzgerüstgruppe angeordnet werden. Damit ist eine individuelle Einstellung von Walztemperaturen an den einzelnen Walzgerüsten und ein thermomechanisches Walzen möglich. So lassen sich gegebenenfalls Warmbänder von besonders hoher Güte produzieren.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Gießwalzanlage eine Flämmvorrichtung zum Flämmen des gegossenen Metallstrangs aufweisen. Die Flämmvorrichtung ist zweckmäßigerweise zwischen der Gießmaschine und der ersten Trennvorrichtung angeordnet. Alternativ kann die Flämmvorrichtung zwischen der ersten Trennvorrichtung und der Entzunderungsvorrichtung, gegebenenfalls auch zwischen der ersten Trennvorrichtung und er induktiven Heizanordnung angeordnet sein. Für sehr hohe Qualitätsanforderungen an das produzierte Warmband, zum Beispiel oberflächenkritische Warmband-Güten, kann mittels der Flämmvorrichtung zumindest ein Teil der Strangoberfläche abgetragen werden. Da ein Flämmen des gegossenen Metallstrangs üblicherweise nicht für alle Güten erforderlich ist, ist es zweckmäßig, die Flämmvorrichtung ausziehbar auszubilden.
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Zusätzlich zur zweiten Trennvorrichtung kann die Gießwalzanlage eine dritte Trennvorrichtung zum Trennen des aufgehaspelten Warmbands vom nachfolgenden Warmband aufweisen. Die dritte Trennvorrichtung ist bevorzugt vor der zweiten Trennvorrichtung angeordnet und bevorzugt (ebenfalls) als Trommelschere ausgebildet. Die zweite und die dritte Trennvorrichtung können dabei zum Trennen unterschiedlich dicker Bänder ausgelegt sein. Dadurch kann ein größerer Dickenbereich abgedeckt werden. Beispielsweise kann die zweite Trennvorrichtung zum Trennen von Wärmbändern mit einer Dicke von 1 mm bis 12 mm ausgelegt sein, während die dritte Trennvorrichtung zum Trennen von Warmbändern mit einer Dicke von 12 mm bis 25 mm ausgelegt sein kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Gießwalzanlage eine Ausführvorrichtung im Bereich der Kühlstrecke zum Ausführen von Brammen oder Platten, bevor diese die wenigstens zwei Haspeln erreichen, aufweisen. Damit können auch ungewalzte Strangteile, die mittels der ersten Trennvorrichtung vom gegossenen Metallstrang abgetrennt wurden und die Walzgerüstgruppe ungewalzt durchlaufen, aus der Gießwalzanlage ausgeführt werden.
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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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Entnahmesystem vorgesehen zum Entnehmen von mittels der ersten Trennvorrichtung vom gegossenen Metallstrang abgetrennten Strangstücken aus einer zwischen der Gießmaschine und der Walzgerüstgruppe definierten Transportstrecke. Mit einem solchen Entnahmesystem lassen sich, wie weiter unten noch detaillierter beschrieben wird, Proben des gegossenen Strangs entnehmen. Darüber hinaus kann mit dem Entnahmesystem der Materialfluss bei einem Störfall umgelenkt werden. Es ist beispielsweise denkbar, mittels der ersten Trennvorrichtung sequenziell Strangstücke vom Metallstrang abzutrennen und mittels dem Entnahmesystem aus der Transportstrecke zu entnehmen, während die Störung weiter stromabwärts, zum Beispiel im Bereich der Walzgerüstgruppe oder der wenigstens zwei Haspeln, behoben wird. Die Gießmaschine kann dabei weiterbetrieben oder kontrolliert heruntergefahren werden.
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Entsprechend ist das Entnahmesystem in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zum Entnehmen von kurzen Strangstücken mit einer Maximallänge von 3 m oder weniger, vorzugsweise 2 m oder weniger, weiter bevorzugt 1 m oder weniger, ausgelegt. Das Entnahmesystem kann also bevorzugt derart ausgelegt sein, dass nur Strangstücke, welche höchstens die genannte Maximallänge aufweisen, entnehmbar sind. Solche kurzen Strangstücke können der Transportstrecke leichter entnommen werden. Daneben kann so auch die Transportstrecke kurz gehalten werden, sodass weniger Gießwärme beim Transport des gegossenen Strangs von der ersten Trennvorrichtung bis zur Walzgerüstgruppe verloren geht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Trennvorrichtung als Pendelschere ausgebildet. Die erste Trennvorrichtung weist infolgedessen zweckmäßigerweise mit einem Pendel schwenkbare, auch als Ober- und Untermesser bezeichnete Schneiden auf, mit welchen der Metallstrang bei unterschiedlich ausgelenktem Pendel durchtrennt werden kann. Damit ist bei Stillstand der Gießmaschine, d. h. bei stillstehendem Metallstrang, eine maximale Schnittweite der Pendelschere definiert durch die Länge und die beiden maximalen Auslenkungen des Pendels, bei denen der Metallstrang geschnitten werden kann.
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Das Entnahmesystem ist entsprechend vorzugsweise zum Entnehmen von Strangstücken mit einer Länge, die der maximalen Schnittweite der Pendelschere bei Stillstand der Gießmaschine entspricht, ausgelegt. Mittels des Entnahmesystems können also insbesondere Strangstücke entnehmbar sein, die bei Stillstand des Metallstrangs durch zwei Schnitte der Pendelschere aus dem gegossenen Metallstrang herausgeschnitten werden. Grundsätzlich kann das Entnahmesystem aber auch kürzere Strangstücke aus der Transportstrecke entnehmen. Genauso ist es auch möglich, dass das Entnahmesystem längere Strangstücke entnehmen kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Entnahmesystem eine Vorrichtung auf zum Anheben eines mittels der ersten Trennvorrichtung vom gegossenen Metallstrang abgetrennten Strangteils im Bereich eines der ersten Trennvorrichtung zugewandten Fußendes. Beispielsweise können eine oder mehrere Rollen vorgesehen sein, die mittels eines entsprechenden Aktuators zum Anheben des Strangteils im Bereich seines Fußendes im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung, insbesondere vertikal, verfahrbar sind. Dadurch kann nach einem ersten Schnitt Platz geschaffen werden, um im Folgenden auch längere vom gegossenen Metallstrang abgetrennte Strangstücke unter dem angehobenen Fußende hindurch aus der Transportstrecke zu führen.
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Entsprechend weist das Entnahmesystem in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine in der Transportrichtung des Metallstrangs unmittelbar hinter der ersten Trennvorrichtung, insbesondere im Bereich der Hubvorrichtung, angeordnete Fördervorrichtung auf zum Ausfördern eines mittels der ersten Trennvorrichtung vom Metallstrang abgetrennten Strangstücks. Die Fördervorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, ein solches abgetrenntes Strangstück seitlich aus der Transportstrecke heraus zu fördern. Dadurch kann im Falle eines Störfalls im Bereich der Walzgerüstgruppe oder der wenigstens zwei Haspeln die Gießmaschine weiterbetrieben werden, wobei der dabei gegossenen Metallstrang sequenziell in Strangstücke zerteilt und die Strangstücke ausgefördert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Entnahmesystem einen unmittelbar unterhalb der ersten Trennvorrichtung angeordneten Auffangbehälter auf für von der ersten Trennvorrichtung bei Stillstand der Gießmaschine vom gegossenen Metallstrang abgetrennte Strangstücke. Die abgetrennten Strangstücke können dadurch in den Auffangbehälter fallen. Infolgedessen ist eine aktive Fördervorrichtung zum Ausfördern der Strangstücke bei Stillstand und gegebenenfalls auch bei Betrieb der Gießmaschine nicht notwendig. Eine solche Fördervorrichtung kann allerdings vorteilhaft sein, um beim Betrieb der Gießmaschine vom Metallstrang abgetrennte Strangstücke unmittelbar hinter der ersten Trennvorrichtung kontrolliert ausfördern zu können.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zu Endlosproduktion von Warmband, insbesondere mittels einer Gießwalzanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, auf: i) Gießen eines Metallstrangs mittels einer Gießmaschine; ii) Führen des gegossenen Metallstrangs vorbei an einer ersten Trennvorrichtung und danach durch eine Entzunderungsvorrichtung; iii) Walzen des gegossenen oder mittels der Entzunderungsvorrichtung entzunderten Metallstrangs zu einem Warmband in einer einzigen Walzgerüstgruppe; iv) Abkühlen des gewalzten Warmbands auf eine Haspeltemperatur mittels einer Kühlstrecke; v) Aufhaspeln des abgekühlten Warmbands mittels wenigstens zweier Haspeln; und vi) Trennen des aufgehaspelten Warmbands vom nachfolgenden Warmband mittels einer zwischen der Kühlstrecke und den wenigstens zwei Haspeln angeordneten zweiten Trennvorrichtung.
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Dadurch, dass der gegossenen Metallstrang an der ersten Trennvorrichtung, die zweckmäßigerweise zwischen der Gießmaschine und der Walzgerüstgruppe angeordnet ist, vorbeigeführt wird, kann der Metallstrang bei Bedarf, zum Beispiel bei einem Störfall im Bereich der Walzgerüstgruppe oder der wenigstens zwei Haspeln, getrennt werden. Darüber hinaus erlaubt es die Möglichkeit, den Metallstrang vor dem Einlaufen in die Walzgerüstgruppe zu trennen, beim Hoch- oder Herunterfahren der Warmbandproduktion nicht walzfähige Abschnitte vom Metallstrang zu trennen und/oder den Massenfluss aus der Gießmaschine unabhängig vom Massenfluss in die Walzgerüstgruppe zu kontrollieren.
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Entsprechend wird in einer bevorzugten Ausführungsform beim Hoch- und/oder Herunterfahren der Warmbandproduktion und/oder bei einem Störfall, insbesondere im Bereich der Walzgerüstgruppe oder der wenigstens zwei Haspeln, der gegossene Metallstrang mittels der ersten Trennvorrichtung getrennt. Dadurch lässt sich der Massenfluss zwischen der Gießmaschine und der Walzgerüstgruppe unterbrechen. Die Gießmaschine lässt sich infolgedessen weiterbetreiben, während der Störfall behoben wird, oder kontrolliert herunterfahren. Ebenso ist es möglich, den Massenfluss zumindest kurzzeitig zu unterbrechen, wenn die Gießgeschwindigkeit zu gering für ein zuverlässiges Walzen ist und/oder ein kurzes Strangstück als Probe aus dem Metallstrang entnommen werden soll.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Hoch- oder Herunterfahren der Warmbandproduktion der gegossene Metallstrang wenigstens dann einmal getrennt, sobald beim Hochfahren der Warmbandproduktion ein vorbestimmtes Walzkriterium erfüllt oder beim Herunterfahren der Warmbandproduktion dieses vorbestimmte Walzkriterium nicht mehr erfüllt wird. Der Metallstrang kann also beispielsweise, insbesondere mehrmals, getrennt werden, bis das vorbestimmte Walzkriterium erfüllt ist bzw. ab dem Zeitpunkt, zu dem das vorgegebene Walzkriterium nicht mehr erfüllt ist, insbesondere mehrmals, getrennt werden, Das Walzkriterium kann beispielsweise eine Stabilität des Gießprozesses und/oder eine Temperatur des gegossenen Metallstrangs betreffen. Beispielsweise kann der Metallstrang durchtrennt werden, wenn eine Strangtemperatur aufgrund einer anfänglich noch zu geringen oder am Ende der Gießsequenz reduzierten Gießgeschwindigkeit beim Einlaufen in die oder beim Auslaufen aus der Walzgerüstgruppe unter eine vorbestimmte Walztemperatur sinkt oder zu sinken droht. Dadurch kann vermieden werden, dass der Walzprozess bereits gestartet wird bzw. die Gießmaschine und die Walzgerüstgruppe gekoppelt werden, bevor sich ein stabiler Gießprozess oder eine für die Weiterverarbeitung ausreichende Strangtemperatur eingestellt hat. Entsprechend lässt sich so vermeiden, dass die Gießmaschine und die Walzgerüstgruppe zu lange gekoppelt bleiben.
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Zweckmäßigerweise wird hierbei die Erfüllung des Walzkriteriums, vorzugsweise im Wesentlichen kontinuierlich, überwacht. Dazu können ein oder mehrere Betriebsparameter der Gießwalzanlage und/oder ein oder mehrere Prozessparameter des Gießprozesses ermittelt werden, zum Beispiel sensorisch und/oder durch Modellierung.
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Entsprechend wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Metallstrang mittels der ersten Trennvorrichtung zweckmäßigerweise wenigstens dann einmal getrennt, sobald der Metallstrang die vorbestimmte Walztemperatur erreicht oder mittels einer, insbesondere unmittelbar, vor der Walzgerüstgruppe angeordneten induktiven Heizanordnung bis auf eine zum Erreichen der vorbestimmten Walztemperatur geeignete Temperatur aufheizbar ist. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn beim Hochfahren der Warmbandproduktion die Gießgeschwindigkeit so weit erhöht wird, dass der Metallstrang die Gießwärme bis zum Erreichen der Walzgerüstgruppe zumindest zum Großteil halten kann. Infolgedessen kann der gegossene Metallstrang von einem Strangteil getrennt werden, das die vorbestimmte Walztemperatur noch nicht erreicht oder erreichen kann und daher beispielsweise vor dem Durchlaufen der Walzgerüstgruppe aus der zwischen der ersten Trennvorrichtung und der Walzgerüstgruppe definierten Transportstrecke entnommen wird. Diese Entnahme kann beispielsweise mittels des Entnahmesystems erfolgen, wobei gegebenenfalls das Strangteil mittels der ersten Trennvorrichtung sukzessive in mehrere kurze Strangstücke zerteilt wird. Diese Strangstücke können dann einzeln entnommen, zum Beispiel mittels der von der Fördervorrichtung seitlich ausgefördert und/oder in den Auffangbehälter fallengelassen, werden.
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Die vorbestimmte Walztemperatur kann beispielsweise eine gewünschte Endwalztemperatur, d. h. die gewünschte Strangtemperatur beim letzten Walzen bzw. beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst der Walzgerüstgruppe, sein. Die induktive Heizanordnung kann also den Strang beispielsweise bis auf eine Temperatur aufheizen, die so hoch ist, dass sich die gewünschte Endwalztemperatur trotz Wärmeverlusten während dem Transport des Strangs von der Heizanordnung bis zum letzten Walzgerüst und den dabei erfolgenden Walzprozessen in den vorangehenden Walzgerüsten einstellt.
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Vorzugsweise wird hierbei die Strangtemperatur erfasst, zum Beispiel sensorisch, durch Modellierung oder eine Kombination daraus. Hierzu weist die Gießwalzanlage, insbesondere die Gießmaschine, zweckmäßigerweise eine entsprechende Sensorik und/oder Modellierungseinheit sowie eine Anlagensteuerung zur entsprechenden Steuerung der ersten Trennvorrichtung und ggfs. des Entnahmesystems auf.
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Der Metallstrang kann zum Beispiel dann getrennt werden, wenn die Strangtemperatur beim Austritt aus der Gießmaschine bis auf einen Wert gestiegen ist, der bis zum Erreichen der Walzgerüstgruppe oder dem Verlassen der Walzgerüstgruppe nicht unter die vorbestimmte Walztemperatur fällt. Alternativ kann der Metallstrang getrennt werden, wenn die Strangtemperatur beim Austritt aus der Gießmaschine zunächst zwar noch niedriger als die Walztemperatur ist, aber bei nachträglicher Aufheizung mittels der induktiven Heizanordnung bis auf die zum Erreichen der Walztemperatur geeigneten Temperatur erhöht werden kann. Dies kann entsprechend von der Heizleistung der Heizanordnung abhängen.
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Beispielsweise wird beim Hochfahren der Warmbandproduktion üblicherweise ein Metallstrang mit einer Länge von beispielsweise 5 m gegossen, bis sich eine für den Walzprozess ausreichende Strangtemperatur eingestellt hat. Entsprechend ist es bevorzugt, beim Hochfahren der Warmbandproduktion mittels der ersten Trennvorrichtung einen Strangteil mit einer Länge von beispielsweise 5 m abzutrennen und, zum Beispiel mittels des Entnahmesystems, aus der Transportstrecke zu entnehmen. Ist beim Hochfahren eine Heizanordnung zugeschaltet, kann sich die Länge des abzutrennenden Strangteils auf beispielsweise 2 m reduzieren. Entsprechend ist es bevorzugt, beim Hochfahren der Warmbandproduktion den Metallstrang mittels der induktiven Heizanordnung aufzuheizen und mittels der ersten Trennvorrichtung einen Strangteil mit einer Länge von weniger als 10 m, vorzugsweise von 5 m oder weniger, besonders bevorzugt von 2 m oder weniger, vom gegossenen Strang abzutrennen und zum Beispiel mittels des Entnahmesystems aus der Transportstrecke zu entnehmen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Metallstrang mittels der ersten Trennvorrichtung wenigstens dann einmal getrennt, sobald der Metallstrang eine vorbestimmte Walztemperatur nicht mehr erreicht oder mittels einer, insbesondere unmittelbar, vor der Walzgerüstgruppe angeordneten induktiven Heizanordnung nicht mehr bis auf die zum Erreichen der vorbestimmten Walztemperatur geeignete Temperatur aufheizbar ist. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn beim Herunterfahren der Warmbandproduktion die Gießgeschwindigkeit so weit verringert wird, dass der Metallstrang zumindest einen Teil der Gießwärme bis zum Erreichen und/oder beim Durchlaufen der Walzgerüstgruppe verliert. Infolgedessen kann der gegossene Metallstrang von einem Strangteil getrennt werden, das die vorbestimmte Walztemperatur gerade noch erreicht oder erreichen kann und daher noch zum Warmband gewalzt wird. Auch hier können Metallstücke vom gegossenen Metallstrang, der nicht mehr gewalzt werden soll oder kann, abgetrennt und mittels des Entnahmesystems entnommen werden.
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Auch hierbei wird vorzugsweise die Strangtemperatur erfasst, zum Beispiel sensorisch, durch Modellierung oder einer Kombination daraus.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Hoch- oder Herunterfahren der Warmbandproduktion der gegossene Metallstrang mittels einer, insbesondere unmittelbar, vor der Walzgerüstgruppe angeordneten induktiven Heizanordnung auf eine zum Erreichen der vorbestimmten Walztemperatur für die Walzgerüstgruppe geeignete Temperatur aufgeheizt. Vorzugsweise erfolgt diese Aufheizung beim Hochfahren der Warmbandproduktion, bis der gegossene Metallstrang bereits beim Austritt aus der Gießmaschine genügend Wärme enthält, um die vorbestimmte Walztemperatur auch ohne Aufheizen mittels der induktiven Heizanordnung zu erreichen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt diese Aufheizung beim Herunterfahren der Warmbandproduktion, bis die Heizleistung der induktiven Heizanordnung nicht mehr ausreicht, um den gegossenen Strang bis auf die zum Erreichen der Walztemperatur geeignete Temperatur aufzuheizen. Dadurch kann die Produktivität der Gießwalzanlage gesteigert werden, weil sich ein größerer Teil des gegossenen Strangs zum Warmband walzen lässt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird, insbesondere bei einem Störfall im Bereich der Walzgerüstgruppe und/oder der wenigstens zwei Haspeln oder zur Probenentnahme, mittels der ersten Trennvorrichtung wenigstens ein Strangstück vom gegossenen Metallstrang abgetrennt und aus einer zwischen der Gießmaschine und der Walzgerüstgruppe definierten Transportstrecke entnommen. Diese Entnahme erfolgt zweckmäßigerweise mittels des Entnahmesystems. Bei einem Störfall kann so der Massenfluss aus der Gießmaschine umgelenkt werden, nämlich aus der Gießwalzanlage heraus. Es ist infolgedessen nicht notwendig, die Gießmaschine jedenfalls für einen längeren Zeitraum zu stoppen. Vielmehr kann die Gießmaschine im Wesentlichen ohne Unterbrechung weiterbetrieben und ein Auskühlen des Metallstrangs in einem Gießbogen der Gießmaschine vermieden werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Betrieb der Gießmaschine kurzzeitig unterbrochen und mittels der als Pendelschere ausgebildeten ersten Trennvorrichtung der gegossene Strang in einer in Transportrichtung vorderen und hinteren Schnittposition getrennt. Die vordere und hintere Schnittposition sind zweckmäßigerweise entsprechend der maximalen Schnittweite der Pendelschere voneinander beabstandet. Unter einer kurzzeitigen Unterbrechung ist hierbei eine Zeitspanne zu verstehen, die zum zweimaligen Trennen des Metallstrangs, d. h. zum zweimaligen Schneiden des Metallstrangs, benötigt wird. In bevorzugter Weise wird das so erzeugte Strangstück aus der Transportstrecke entnommen. Das Strangstück kann beispielsweise in einen Auffangbehälter, der unterhalb der ersten Trennvorrichtung angeordnet ist, fallen. Dadurch lässt sich aufwandsarm eine Lücke zwischen dem Strangteil, das bereits in der Walzgerüstgruppe in Eingriff genommen ist, und dem aus der Gießmaschine austretenden Metallstrang schaffen. Zweckmäßigerweise wird der Betrieb der Gießmaschine dann wieder aufgenommen. Dieses Vorgehen wird bevorzugt im Störfall angewendet. Vorzugsweise werden mittels der ersten Trennvorrichtung dann nach Wiederaufnahme des Gießbetriebs noch weitere Strangstücke vom gegossenen Strang abgetrennt und aus der Transportstrecke entnommen. Diese Strangstücke können ebenfalls in den Auffangbehälter fallen oder mittels der Fördervorrichtung zum Beispiel seitlich aus der Transportstrecke ausgeführt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der gegossene Metallstrang mittels der ersten Trennvorrichtung getrennt und das abgetrennte Strangteil im Bereich eines der ersten Trennvorrichtung zugewandten Fußendes angehoben, etwa mittels der Hubvorrichtung. Infolgedessen können mittels der ersten Trennvorrichtung vom gegossenen Metallstrang abgetrennte Strangstücke unterhalb des angehobenen Fußendes aus der Transportstrecke entnommen werden, etwa mittels der Fördervorrichtung. Durch dieses Vorgehen kann besonders schnell auf einen Störfall reagiert werden, da ein Stoppen der Gießvorrichtung hierbei nicht notwendig ist. Allerdings ist es auch denkbar, das Anheben des Fußendes und das Ausfördern von Strangstücken unterhalb des Fußendes mit der voranstehend beschriebenen Ausführungsform zu kombinieren. Dabei kann beispielsweise der Gießbetrieb zunächst kurzzeitig eingestellt werden, um das initiale Strangstück aus dem Strang zu schneiden. Zusätzlich lässt sich das Fußende des (festsitzenden) Strangteils angehoben, um das nach Wideraufnahme des Gießbetriebs folgende Schneiden und Ausfördern der mehreren Strangstücke zu erleichtern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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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 und eines Verfahrens zur Endlosproduktion von Warm band;
- Fig 2
- ein Beispiel eines Entnahmesystems mit einem unterhalb einer ersten Trennvorrichtung angeordneten Auffangbehälters;
- Fig 3
- ein Beispiel eines Entnahmesystems mit einer Hubvorrichtung und einer Fördervorrichtung;
- Fig 4
- ein Beispiel eines Hochfahrens einer Gießwalzanlage; und
- Fig 5
- ein Beispiel eines Herunterfahrens einer Gießwalzanlage.
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Soweit zweckdienlich, werden in den Figuren dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet.
Beschreibung der Ausführungsformen
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FIG 1 zeigt ein Beispiel einer Gießwalzanlage 10 und eines Verfahrens 200 zu Endlosproduktion von Warmband 12. Die Gießwalzanlage 10 weist eine Gießmaschine 20 mit einer Kokille 22 und einem Gießbogen 24, eine erste Trennvorrichtung 30, eine Entzunderungsvorrichtung 40, eine einzige Walzgerüstgruppe 50 mit wenigstens einem, im vorliegenden Beispiel sechs, Walzgerüsten 51, 52, 53, 54, 55, 56, eine Kühlstrecke 60, eine zweite Trennvorrichtung 70 und wenigstens, im vorliegenden Beispiel genau, zwei Haspeln 80, 82 auf. Zusätzlich ist in einer Transportrichtung R vor der ersten Trennvorrichtung 30 eine Flämmvorrichtung 90 und im Bereich der ersten Trennvorrichtung 30 ein Entnahmesystem 100 mit einem Auffangbehälter 102 vorgesehen. Unmittelbar vor der Entzunderungsvorrichtung 40 ist eine induktive Heizanordnung 110 angeordnet. Zudem umfasst die Gießwalzanlage 10 eine dritte Trennvorrichtung 120, die im Bereich der zweiten Trennvorrichtung 70, d. h. zwischen der Kühlstrecke 60 und den zwei Haspeln 80, 82 angeordnet ist.
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Mit der Gießmaschine 20 lässt sich in einem Verfahrensschritt S1 flüssiges Metall in einem Umfang von bevorzugt mehr als 3,5 t pro Minute und Meter Breite, vorzugsweise mehr als 4 t pro Minute und Meter Breite, insbesondere bis zu 5 t pro Minute und Meter Breite, zu einem Metallstrang 14 gießen. Ein solcher Metallstrang 14 weist zweckmäßigerweise eine Dicke zwischen 80 mm und 240 mm bei einer Breite zwischen 500 mm und 2500 mm auf. Bei den genannten spezifischen Massenflüssen und einer kurzen, zwischen der Gießmaschine 20 und der Walzgerüstgruppe 50, insbesondere dem ersten Walzgerüst 51 der Walzgerüstgruppe 50, definierten Transportstrecke S kann die im gegossenen Metallstrang 14 beim Austritt aus der Gießmaschine 20 noch enthaltene Gießwärme zumindest zum Großteil bis zum Erreichen der Walzgerüstgruppe 50, insbesondere des ersten Walzgerüsts 51, gehalten werden. Diese im Metallstrang 14 noch enthaltene Gießwärme lässt sich, weil eben nur eine einzige Walzgerüstgruppe 50 vorgesehen ist, dann für die Verformung bis zum fertigen Warmband 12 nutzen. Im Regelbetrieb kann also auf eine Wiedererwärmung des Metallstrangs 14 durch die induktive Heizanordnung 110 verzichtet werden.
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Die Transportstrecke S kann insbesondere dadurch verkürzt sein, da sie frei von einem Ausfördersystem für Brammen und einem Tunnelofen ist. Dadurch lässt sich die Transportstrecke S zum Beispiel auf 15 m oder weniger verkürzen.
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In einem Verfahrensschritt S2 wird der gegossene Metallstrang 14 vorbei an der ersten Trennvorrichtung 30 und danach durch die Entzunderungsvorrichtung 40 geführt.
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Mittels der ersten Trennvorrichtung 30, die als Pendelschere ausgebildet ist, lässt sich ein Strangteil 16 vom mittels der Gießmaschine 20 gegossenen Metallstrang 14 abtrennen und so der Massenfluss von der Gießmaschine 20 zur Walzgerüstgruppe 50 unterbrechen. Dies kann zum Beispiel sinnvoll sein, wenn die Gießgeschwindigkeit zu Beginn einer Gießsequenz, d. h. beim Hochfahren der Warmbandproduktion, noch sehr gering ist oder am Ende der Gießsequenz, d. h. beim Herunterfahren der Warmbandproduktion, wieder stark verringert wird. Eine geringe Gießgeschwindigkeit, bei der eine solche Trennung des gegossenen Metallstrangs 14 zweckmäßig ist, kann im Detail von der Dicke und der Breite des Metallstrangs 14 abhängen, liegt in der Regel jedoch unterhalb von 4 m/min.
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Ebenso kann eine Trennung des Metallstrangs 14 durch die erste Trennvorrichtung 30 bei Störfällen, etwa im Bereich der Walzgerüstgruppe 50 oder der zwei Haspeln 80, 82, zweckmäßig sein. In diesem Fall kann die Gießmaschine 20, gegebenenfalls nach einer nur kurzen Unterbrechung, weiterbetrieben und vom gegossenen Metallstrang 14 in Folge abgetrennte Strangstücke mittels des Entnahmesystems 100 aus der Transportstrecke S entnommen, zum Beispiel vom Auffangbehälter 102 nach dem Abtrennen vom Metallstrang 14 aufgefangen, werden. Dies kann fortgeführt werden, bis die Störung behoben oder der Gießprozess kontrolliert beendet wurde.
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Zudem kann mittels der ersten Trennvorrichtung 30 auch im laufenden Betrieb, d. h. während der regulären Warmbandproduktion, eine Probe des Metallstrangs 14 herausgetrennt und mittels des Entnahmesystems 100 aus der Transportstrecke S entnommen werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt S3 wird der Metallstrang 14 in der Walzgerüstgruppe 50 zum Warmband 12 gewalzt. Dazu wird der Metallstrang 14 zweckmäßigerweise mit allen oder zumindest einem Teil der Walzgerüste 51-56 in Eingriff gebracht. Die Walzgerüste 51-56 sind vorzugsweise als Quarto-Gerüste ausgebildet. Gegebenenfalls kann das erste Gerüst 51 aber auch als Duo-Gerüst ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich können das letzte oder die letzten beiden Gerüste 55, 56 auch als Sexto-Gerüst(e) ausgeführt sein.
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Das Warmband 12 wird in einem weiteren Verfahrensschritt S4 auf der Kühlstrecke 60 kontrolliert bis auf eine Haspeltemperatur abgekühlt. Dadurch kann es mittels einer der Haspeln 80, 82 in einem weiteren Verfahrensschritt S5 zu einem Bund aufgehaspelt werden. Hat der Bund eine vorbestimmte Größe bzw. ein vorbestimmtes Gewicht erreicht, wird in einem weiteren Verfahrensschritt S6 das aufgehaspelte Warmband 12, d. h. der Bund, mittels der zweiten Trennvorrichtung 70 oder der dritten Trennvorrichtung 120 vom nachfolgenden Warmband 12 getrennt. Welche der beiden Trennvorrichtungen 70, 120, die vorzugsweise beide als Trommelscheren ausgebildet sind, zum Trennen des Warmbands 12 eingesetzt wird, kann von dessen Dicke abhängen. Zweckmäßigerweise ist die zweite Trennvorrichtung 70 zum Trennen von Warmbändern 12 mit einer Dicke von 1 mm bis 12 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 12 mm, eingerichtet. Die dritte Trennvorrichtung 120 ist dann vorzugsweise zum Trennen von Warmbändern 12 mit einer Dicke von 12 mm oder mehr eingerichtet. Um für dünne Bänder ein Hochgeher-Risiko, d. h. das Risiko zur Bildung eines sogenannten "Cobbles", zu minimieren, ist die zweite Trennvorrichtung 70 bevorzugt hinter der dritten Trennvorrichtung 120 angeordnet.
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Mittels einer solchen Gießwalzanlage 10 bzw. eines solchen Verfahrens 200 kann Warmband 12 mit einer Dicke zwischen 1 mm und 25 mm hergestellt werden. Gegebenenfalls ist es auch denkbar, insbesondere durch Aufheben des Eingriffs der letzten Walzgerüste, beispielsweise der Walzgerüste 56 und 55, mit dem Metallstrang 14, dickere Platten z. B. zwischen 6 mm und 40 mm herzustellen. Solche Platten können dann, wie gestrichelt angedeutet ist, an den Haspeln 80, 82 vorbeitransportiert und dort aus der Gießwalzanlage 10 entnommen werden.
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FIG 2 zeigt ein Beispiel eines Entnahmesystems 100 mit einem unterhalb einer ersten Trennvorrichtung 30 angeordneten Auffangbehälter 102. Die erste Trennvorrichtung 30 ist als Pendelschere zum Trennen eines Metallstrangs 14 ausgebildet und weist folglich ein um ein Pendellager 34 schwenkbares Pendel 32 mit einer oberhalb und einer unterhalb des Metallstrangs 14 angeordneten Schneide 36 auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in FIG 2 nur die Schneide 36 oberhalb des Metallstrangs 14 dargestellt. Die Trennvorrichtung 30 kann damit einen stillstehenden gegossene Metallstrang 14 an einer vorderen Schnittposition 38a und an einer hinteren Schnittposition 38b trennen, wobei sich die Begriffe "vorderen" und "hinteren" auf eine Transportrichtung R des Metallstrangs 14 beziehen (vgl. FIG 1). Beim Trennen an der vorderen Schnittposition 38a ist das Pendel 32 zweckmäßigerweise, wie in FIG 2 gezeigt, maximal nach vorne ausgelenkt, während es zum Trennen an der hinteren Schnittposition 38b zweckmäßigerweise, wie gestrichelt angedeutet, maximal nach hinten ausgelenkt ist. Dadurch, d. h. durch die maximal mögliche Auslenkung nach vorne und nach hinten sowie die Pendellänge, ist eine maximale Schnittweite X der Pendelschere definiert.
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Bei Stillstand des Metallstrangs 14 kann folglich ein Strangstück 18 aus dem Metallstrang 14 herausgeschnitten werden. Dadurch wird der Metallstrang 14 von einem Strangteil 16, das sich in Transportrichtung R weiter vorne in Eingriff mit einer nicht dargestellten Walzgerüstgruppe befindet, getrennt.
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Das abgetrennte Strangstück 18 kann durch die Schwerkraft in den Auffangbehälter 102 fallen. Durch die infolgedessen entstehende Lücke zwischen dem Fußende 16a des Strangteils 16 und dem Kopfende 14a des Metallstrangs 14 kann der Metallstrang 14 weiter in Transportrichtung R bewegt werden. In Folge können dann weitere Strangstücke 18 mittels der ersten Trennvorrichtung 30 abgetrennt werden. Dazu schneidet die Trennvorrichtung 30 zweckmäßigerweise in der hinteren Schnittposition 38b, sobald das Kopfende 14a auf das Fußende 16a zu treffen droht. So kann bei einem Störfall, bei welchen der Strangteil 16 nicht mehr weiter gefördert werden kann, ein Gießabbruch vermieden werden.
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Mit dem in FIG 2 gezeigten Entnahmesystem 100 kann aber auch ein Strangstück 18 im Regelbetrieb einer Gießwalzanlage zur Endlosproduktion vom Warmband als Probe entnommen werden. Dazu führt die Pendelschere im Endlosbetrieb der Anlage aufeinanderfolgend zwei Schnitte am sich bewegenden Metallstrang 14 aus.
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FIG 3 zeigt ein Beispiel eines Entnahmesystems 100 mit einer Hubvorrichtung 104 und einer Fördervorrichtung 106. Das Entnahmesystem 100 ist hierbei zweckmäßigerweise unmittelbar in einer Transportrichtung R hinter einer ersten Trennvorrichtung 30 zum Trennen eines gegossenen Metallstrangs 14 angeordnet. Mittels der Hubvorrichtung 104, zum Beispiel wenigstens einer mittels eines nicht dargestellten Aktuators, etwa eines Hydraulikzylinders, senkrecht zur Transportrichtung R beweglichen Rolle 104a, kann ein Fußende 16a eines vom Metallstrang 14 abgetrennten Strangteils 16 angehoben werden. Unter einem "Anheben" ist hierbei ein Heben des Fußendes 16a aus der Ebene, in welcher sich der Metallstrang 14 in der Transportrichtung R bewegt oder beweglich ist, zu verstehen.
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Die Fördervorrichtung 106 ist zum Ausfördern eines vom Metallstrang 14 abgetrennten Strangstücks 18 eingerichtet. Die Fördervorrichtung 106 kann zum Beispiel Rollen 106a aufweisen, mittels der das Strangstück 18 seitlich, d. h. quer zur Transportrichtung R bzw. senkrecht zur Figurenebene, ausförderbar ist. Zusätzlich weist die Fördervorrichtung 106 vorzugsweise eine auch als "Pusher" bezeichnete, nicht dargestellte Schiebevorrichtung zum seitlichen Schieben des Strangstücks 18 quer zur Transportrichtung R auf. Alternativ dazu können die Rollen 106a motorisch angetrieben sein.
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Durch das Anheben des Fußendes 16a kann der Metallstrang 14 auch bei Stillstand des Strangteils 16, zum Beispiel weil ein Störfall in einem nicht dargestellten Walzgerüst aufgetreten ist, welches den Strangteil 16 in Eingriff genommen hat, in Transportrichtung R weiterbewegt werden. Ein Kopfende 14a des Metallstrangs 14 schiebt sich dabei unter das angehobene Fußende 16a. Das Strangstück 18 kann dann abgetrennt und ausgefördert werden, damit das dabei entstehende neue Kopfende 14a des Metallstrangs 14 ebenfalls unter das angehobene Fußende 16a geschoben werden kann. So lassen sich in Folge immer weiter Strangstücke 18 abtrennen und ausfördern. Dieses Vorgehen kann aufrechterhalten werden, bis die Störung behoben oder eine Gießmaschine, welche den Metallstrang 14 produziert, kontrolliert heruntergefahren wurde.
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FIG 4 zeigt ein Beispiel eines Hochfahrens Y einer Gießwalzanlage.
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Zunächst wird in einem Schritt Y1 die Kokille der Gießanlage mit flüssigem Metall befüllt und ein Kaltstrang durch den Gießbogen und gegebenenfalls durch weitere Horizontalsegmente der Gießanlage gefördert und in weiterer Folge zum Beispiel mittels eines entsprechenden Aufzugsystems aus dem Gießbogen herausgezogen. Das flüssige Metall kann nachströmen und erstarrt dabei vor dem Austreten aus der Gießmaschine zu einem Metallstrang.
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Um den Metallstrang beim Anguss zu stabilisieren, etwa um Durchbrüche des noch flüssigen Strangkerns durch die anfangs noch dünne, bereits erstarrte Strangschale zu vermeiden, wird das flüssige Metall zunächst nur langsam vergossen. Aufgrund des geringen spezifischen Massenflusses kann der Metallstrang keine hinreichend hohen Walztemperaturen für das Walzen in den einzelnen Gerüsten der Walzgerüstgruppe halten. Die Temperaturen des Walzgutes beim Durchlauf durch die Walzgerüstgruppe wären daher für den Walzprozess zunächst noch nicht ausreichend.
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Im Folgenden kann der Massenfluss und damit die Gießgeschwindigkeit jedoch erhöht werden. Dadurch steigt die Temperatur des Metallstrangs beim Erreichen der Walzgerüstgruppe.
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In einem Schritt Y2 wird deshalb geprüft, ob ein vorbestimmtes Walzkriterium erfüllt ist. Zum Beispiel kann geprüft werden, ob sich der Metallstrang im Gießbogen bzw. der Gießprozess stabilisiert hat und/oder die Temperatur und/oder der spezifische Massenfluss des Metallstrangs ausreichen, um, gegebenenfalls nach einer zusätzlichen Erwärmung mittels einer vor der Walzgerüstgruppe angeordneten induktiven Heizanordnung, den Walzprozess durchzuführen. Diese Prüfung kann durch sensorisches Erfassen unter anderem der Strangtemperatur unter Berücksichtigung des spezifischen Massenflusses erfolgen. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Strangtemperatur anhand von Betriebsparametern der Gießwalzanlage, insbesondere der Gießmaschine, zu modellieren. Solche Betriebsparameter können beispielsweise die Gießgeschwindigkeit, ein breitenabhängiger Massenfluss in die bzw. aus der Kokille, die Strangbreite und -dicke, eine Kühlleistung am Gießbogen und/oder dergleichen umfassen.
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Hat der Metallstrang einen gewünschten spezifischen Massenfluss bzw. beim Einlaufen in die Walzgerüstgruppe eine vorbestimmte Walztemperatur, also die zum Walzen notwendige oder gewünschte Temperatur des Metallstrangs, insbesondere eine zum Erreichen einer gewünschten Endwalztemperatur im letzten Walzgerüst der Walzgerüstgruppe ausreichende Temperatur, erreicht oder kann mittels der zusätzlichen Erwärmung auf diese Temperatur gebracht werden, wird in einem Schritt Y3 mittels einer ersten Trennvorrichtung ein Strangteil von Metallstrang abgetrennt. Dieses Strangteil kann aus der Gießwalzanlage entnommen werden, etwa mittels eines im Bereich der ersten Trennvorrichtung angeordneten Entnahmesystems. Dabei ist es denkbar, dass dieses Strangteil mittels der ersten Trennvorrichtung in mehrere Strangstücke geschnitten und diese Strangstücke ausgeführt werden. In diesem Fall trennt die erste Trennvorrichtung Strangstücke vom Metallstrang, im Wesentlichen sobald dessen Kopfende aus der Gießmaschine austritt. Das Abtrennen von Strangstücken wird dann beendet, wenn die Walztemperatur erreicht oder erreichbar ist. Das Strangteil liegt hierbei also nicht als Ganzes, sondern nur in Form der sukzessive vom Metallstrang abgetrennten Strangstücke vor, was das Ausführen erheblich erleichtern kann.
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In einem optionalen Schritt Y4 wird der Metallstrang mittels der induktiven Heizanordnung auf die Walztemperatur bzw. eine Temperatur, die zum Erreichen der Walztemperatur ausreicht, aufgeheizt, sofern die Gießwärme alleine noch nicht für den Walzprozess ausreicht.
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FIG 5 zeigt ein Beispiel eines Herunterfahrens Z einer Gießwalzanlage.
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Zunächst wird in einem Schritt Z1 die Gießgeschwindigkeit einer Gießmaschine zum Gießen eines Metallstrangs reduziert. Dadurch vermindert sich der Massenfluss und somit eine Strangtemperatur beim Durchlaufen einer stromabwärts der Gießmaschine angeordneten Walzgerüstgruppe. Sinkt diese Temperatur unter eine vorbestimmte, zum Walzen des Metallstrangs erforderliche oder gewünschte Walztemperatur, muss der Walzprozess beendet werden.
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In bevorzugter Weise wird daher die Strangtemperatur in einem Schritt Z2 sensorisch erfasst oder modelliert, zum Beispiel beim Austritt aus der Gießmaschine, beim Einlaufen in die Walzgerüstgruppe oder beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst der Walzgerüstgruppe. Droht die Strangtemperatur so weit zu sinken, dass die Walztemperatur beim Einlaufen in die Walzgerüstgruppe unterschritten oder die gewünschte Endwalztemperatur nicht mehr erreicht wird, kann in einem optionalen Schritt Z3 eine induktive Heizanordnung zugeschaltet werden. Zweckmäßigerweise wird der Metallstrang mittels der induktiven Heizanordnung dann vor dem Einlaufen in die Walzgerüstgruppe noch einmal aufgeheizt. Dadurch kann die Gießgeschwindigkeit noch weiter reduziert werden, ohne dass die gewünschte minimale Walztemperatur bzw. Endwalztemperatur unterschritten wird - selbst wenn aufgrund der geringen Gießgeschwindigkeit zusätzlich Wärme auf der Transportstrecke zwischen der Gießmaschine und der Walzgerüstgruppe oder zwischen den einzelnen Walzgerüsten der Walzgerüstgruppe verloren geht.
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Reicht die Heizleistung der induktiven Heizanordnung nicht mehr aus, um die Walztemperatur, insbesondere Endwalztemperatur, zu halten, oder ist gar keine Heizanordnung zugeschaltet und die Walztemperatur, insbesondere Endwalztemperatur, droht unterschritten zu werden, wird in einem weiteren Schritt Z4 der Metallstrang mittels einer ersten Trennvorrichtung getrennt und damit der Massenfluss zwischen der Gießmaschine und Walzgerüstgruppe unterbrochen. Der beim Trennen vom noch aus der Gießmaschine austretenden, gegossenen Metallstrang abgetrennte Strangteil kann noch zum gewünschten Warmband gewalzt werden. Der verbleibende bzw. während dem kontrollierten Stoppen der Gießmaschine noch nachproduzierte Metallstrang wird zweckmäßigerweise in einem weiteren Schritt Z5 aus der Gießwalzanlage ausgeführt, zum Beispiel mittels eines Entnahmesystems. Dabei können mittels der Trennvorrichtung in Folge Strangstücke vom Metallstrang abgetrennt und einzeln in einen Auffangbehälter des Entnahmesystems abgeworfen oder mittels einer Fördervorrichtung des Entnahmesystems, zum Beispiel seitlich, ausgeführt werden.
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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
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- 10
- Gießwalzanlage
- 12
- Warmband
- 14
- Metallstrang
- 14a
- Kopfende
- 16
- Strangteil
- 16a
- Fußende
- 18
- Strangstück
- 20
- Gießmaschine
- 22
- Kokille
- 24
- Gießbogen
- 30
- erste Trennvorrichtung
- 32
- Pendel
- 34
- Pendellager
- 36
- Schneide
- 38a
- vordere Schnittposition
- 38b
- hintere Schnittposition
- 40
- Entzunderungsvorrichtung
- 50
- Walzgerüstgruppe
- 51-56
- Walzgerüst
- 60
- Kühlstrecke
- 70
- zweie Trennvorrichtung
- 80, 82
- Haspel
- 90
- Flämmvorrichtung
- 100
- Entnahmesystem
- 102
- Auffangbehälter
- 104
- Hubvorrichtung
- 104a
- Rolle
- 106
- Fördervorrichtung
- 106a
- Rolle
- 110
- induktive Heizanordnung
- 120
- dritte Trennvorrichtung
- 200
- Verfahren
- S1
- Gießen
- S2
- Führen
- S3
- Walzen
- S4
- Abkühlen
- S5
- Aufhaspeln
- S6
- Trennen
- Y
- Hochfahren einer Warmbandproduktion/Gießwalzanlage
- Y1
- Angießen
- Y2
- Prüfen eines Walzkriteriums
- Y3
- Trennen des Metallstrangs
- Y4
- Heizen des Metallstrangs
- Z
- Herunterfahren einer Warmbandproduktion/Gießwalzanlage
- Z1
- Reduzieren der Gießgeschwindigkeit
- Z2
- Erfassen der Strangtemperatur
- Z3
- Heizen des Metallstrangs
- Z4
- Trennen des Metallstrangs
- Z5
- Entnehmen des Metallstrangs
- R
- Transportrichtung
- S
- Transportstrecke
- X
- maximale Schnittweite