ITMI20000861A1

ITMI20000861A1 - PROCESS FOR HEAT TREATMENT OF BILLETS TO BE WELDED AND LAMINATED AND RELATED IMPLEMENTATION PLANT

Info

Publication number: ITMI20000861A1
Application number: IT2000MI000861A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Bordignon; Luca Andrea De; Miroslav Zerajic
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2001-10-17
Also published as: ITMI20000861A0; IT1317269B1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: Description of the industrial invention entitled:

“Procedimento per il trattamento termico di billette da saldare e laminare e relativo impianto di attuazione". "Process for the heat treatment of billets to be welded and laminated and relative actuation system".

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce a un procedimento per il trattamento termico di billette da saldare e laminare e al relativo impianto di attuazione. Più precisamente, l'invenzione riguarda un procedimento, e il relativo impianto di attuazione, che consente di effettuare un trattamento di equalizzazione su billette o bramme saldate nello stesso forno in cui sono state portate in temperatura le billette o bramme provenienti direttamente da un impianto di colata continua e/o da un magazzino di accumulo. The present invention refers to a process for the heat treatment of billets to be welded and rolled and to the relative actuation plant. More precisely, the invention relates to a process, and the relative actuation plant, which allows to carry out an equalization treatment on billets or slabs welded in the same furnace in which the billets or slabs coming directly from a plant have been brought up to temperature. continuous casting and / or from an accumulation warehouse.

Stato della tecnica State of the art

Nella produzione di prodotti metallici piano e lunghi si è da tempo affermata la tecnica di colata continua che, rispetto alla precedente tecnica della colata in lingotto, presenta numerosi vantaggi, per esempio di produttività e di qualità, noti ai tecnici del ramo. A seconda della forma della loro sezione trasversale i prodotti colati vengono classificati come bramme (genericamente a sezione rettangolare) o billette (genericamente a sezione quadrata o tonda), e sono teoricamente di lunghezza indefinita. Essi debbono, quindi, essere tagliati in lunghezze facilmente maneggiabili (per esempio in funzione del loro trasporto attraverso lo stabilimento di produzione verso magazzini di accumulo o altri impianti e delle dimensioni dei forni necessari per il loro eventuale ulteriore trattamento) in genere attestate attorno a qualche metro e fino a 10-15 metri. In alcuni casi, può essere opportuno avere billette o le bramme molto più lunghe; si è pertanto affermata la tecnica di saldare tra loro di testa le billette o bramme. ' In the production of flat and long metal products, the continuous casting technique has long been established which, compared to the previous ingot casting technique, has numerous advantages, for example of productivity and quality, known to those skilled in the art. Depending on the shape of their cross section, the cast products are classified as slabs (generally with rectangular section) or billets (generally with square or round section), and are theoretically of indefinite length. Therefore, they must be cut into easily manageable lengths (for example according to their transport through the production plant to storage warehouses or other plants and the dimensions of the furnaces necessary for their possible further treatment) generally attested around some meter and up to 10-15 meters. In some cases, it may be desirable to have much longer billets or slabs; the technique of butt-welding billets or slabs has therefore become established. '

In questo caso, i prodotti colati da trattare (che d’ora in poi verranno genericamente indicati come billette) tanto se provengono direttamente dall'impianto di colata continua quanto se provengono da un magazzino di accumulo, vengono inviati a un forno di riscaldo/equalizzazione dal quale escono a una temperatura voluta e uniforme. All’uscita dal forno, le billette vengono inviate a un impianto di saldatura, nel quale vengono unite di testa per formare un corpo di lunghezza indefinita, ulteriormente trattato per l’eliminazione delle imperfezioni di saldatura (sbavatura) e dello strato di ossidazione (descagliatura). In this case, the cast products to be treated (which from now on will be generically referred to as billets) both if they come directly from the continuous casting plant and if they come from an accumulation warehouse, they are sent to a heating / equalization furnace. from which they come out at a desired and uniform temperature. On leaving the furnace, the billets are sent to a welding plant, in which they are joined at the end to form a body of indefinite length, further treated to eliminate welding imperfections (deburring) and the oxidation layer (descaling ).

Il procedimento di saldatura prevede che le billette, durante il loro spostamento verso il treno di laminazione, vengano afferrate da ganasce portacorrente e da queste pressate di testa l'una contro l'altra; viene quindi data corrente alle ganasce, realizzando così la saldatura voluta. Tuttavia, tra l'uscita dal forno di riscaldo e l’uscita dall'impianto di saldatura le billette subiscono tanto un raffreddamento generale dovuto alla normale dispersione di calore quanto un raffreddamento localizzato dovuto al contatto con le ganasce di saldatura, potendo così risultare non idonee per una corretta laminazione. E’ quindi necessario riportare di nuovo in temperatura le billette saldate, in genere con un forno a induzione. The welding process foresees that the billets, during their movement towards the rolling train, are grasped by current carrying jaws and by these pressed head against each other; power is then given to the jaws, thus realizing the desired welding. However, between the exit from the heating furnace and the exit from the welding system, the billets undergo both general cooling due to normal heat dispersion and localized cooling due to contact with the welding jaws, thus being unsuitable. for proper lamination. It is therefore necessary to bring the welded billets back to temperature, usually with an induction furnace.

Nella Domanda di Brevetto Italiana UD96A000178, a nome di questa stessa richiedente, viene descritta una macchina per la saldatura di billette o bramme; nel brevetto DE 2.836.338 si descrive un impianto di saldatura di billette provenienti da un forno di riscaldo, inviate quindi direttamente alla laminazione a caldo. Il brevetto Giapponese JP 52-43754 descrive un impianto in cui tra la macchina di saldatura in linea delle billette e il treno di laminazione viene inserito, tra l'altro, un forno di equalizzazione a induzione. In the Italian Patent Application UD96A000178, in the name of this same applicant, a machine for welding billets or slabs is described; patent DE 2.836.338 describes a plant for welding billets coming from a reheating furnace, which are then sent directly to hot rolling. Japanese patent JP 52-43754 describes a plant in which an induction equalization furnace is inserted between the in-line welding machine of the billets and the rolling train.

In una simile disposizione di impianto, assieme alle relative modalità di funzionamento, sono insiti alcuni inconvenienti, per esempio legati a un eccessivo ingombro, a un elevato costo di impianto e a elevati consumi energetici. In such a plant arrangement, together with the relative operating modes, some drawbacks are inherent, for example linked to excessive bulk, high plant cost and high energy consumption.

Mancano, quindi, impianti compatti e di limitati costo e consumo per trattamento termico e saldatura di billette destinate alla laminazione. Breve descrizione dell’invenzione There is therefore a lack of compact systems with limited cost and consumption for heat treatment and welding of billets intended for rolling. Brief description of the invention

La presente invenzione si propone di ovviare a tali inconvenienti, fornendo un processo per il trattamento termico e la saldatura di bramme e billette destinate alla laminazione. E’ dunque uno scopo della presente invenzione razionalizzare il layout di un impianto comprendente un forno di riscaldo, una linea di saldatura e un laminatoio, rendendolo compatto al massimo e riducendone il costo. Un altro scopo della presente invenzione è fornire un processo di trattamento termico e saldatura di bramme e billette destinate alla laminazione che minimizzi consumi energetici e tempi di lavorazione. The present invention aims to obviate these drawbacks by providing a process for the heat treatment and welding of slabs and billets intended for rolling. It is therefore an aim of the present invention to rationalize the layout of a plant comprising a heating furnace, a welding line and a rolling mill, making it as compact as possible and reducing its cost. Another object of the present invention is to provide a process for the heat treatment and welding of slabs and billets intended for rolling which minimizes energy consumption and processing times.

Descrizione dell'invenzione Description of the invention

Secondo la presente invenzione, in un procedimento di lavorazione di corpi metallici (bramme o billette) d’ora in poi detti per semplicità billette, in cui dette billette provenienti da un impianto di colata continua o da un magazzino di accumulo vengono sottoposte a un primo riscaldamento a elevata temperatura in un forno di riscaldo, saldate quindi tra loro di testa per ottenere una barra di lunghezza indefinita che quindi viene prima sottoposta a un secondo riscaldamento di equalizzazione a una temperatura idonea per la laminazione a caldo e poi laminata a caldo, detti primo e secondo riscaldamento sono effettuati in uno stesso forno. According to the present invention, in a process for working metal bodies (slabs or billets) hereinafter referred to as billets for simplicity, in which said billets coming from a continuous casting plant or from an accumulation warehouse are subjected to a first high temperature heating in a heating furnace, then butt welded together to obtain a bar of indefinite length which is then first subjected to a second equalization heating at a temperature suitable for hot rolling and then hot rolled, called first and second heating are carried out in the same oven.

Le billette da saldare tra loro, in uscita dal forno in cui hanno subito detto primo riscaldamento, vengono trasferite all’impianto di saldatura in verso sostanzialmente opposto al verso di laminazione, e prima della saldatura vengono private della scaglia superficiale e successivamente poste in posizione testa contro testa. The billets to be welded together, leaving the furnace in which they underwent said first heating, are transferred to the welding system in a direction substantially opposite to the direction of rolling, and before welding they are deprived of the surface scale and subsequently placed in the head position against head.

La saldatura avviene, con modalità note in sé; pinze portacorrente afferrano due billette contigue e ne spingono con forza le estremità le une contro le altre. Una volta assicurato in tal modo un sicuro contatto tra le billette, viene alimentata corrente che fonde parzialmente il metallo all'interfaccia tra billetta e billetta realizzando così la saldatura. Welding takes place in a manner known per se; current clamps grab two contiguous billets and forcefully push the ends against each other. Once a secure contact between the billets is thus ensured, current is supplied which partially melts the metal at the interface between the billet and the billet, thus making the weld.

La barra così formata subisce un trattamento per l’eliminazione delle bave di saldatura e viene quindi di nuovo infornata nello stesso formo un cui le billette hanno subito il primo riscaldamento; in questa fase, la temperatura della barra viene portata nel campo di temperatura desiderato, per esempio compreso tra 900 e 1050 °C, nel caso si stia trattando acciaio. The bar thus formed undergoes a treatment for the elimination of welding burrs and is then fired again in the same mold in which the billets have undergone the first heating; in this phase, the temperature of the bar is brought into the desired temperature range, for example between 900 and 1050 ° C, if steel is being treated.

In presenza di particolari esigenze metallurgiche e/o di processo, per cui fosse necessario assicurare una specifica e costante temperatura all'ingresso del treno di laminazione, è possibile inserire, tra detto forno e lo stesso treno di laminazione un secondo forno, a induzione. In the presence of particular metallurgical and / or process requirements, for which it is necessary to ensure a specific and constant temperature at the inlet of the rolling train, it is possible to insert, between said furnace and the rolling train itself, a second induction furnace.

La presente invenzione sarà ora descritta in maggior dettaglio in relazione a una realizzazione preferita di impianto illustrata, a titolo puramente esemplificativo e non limitativo della portata e degli scopi dell'invenzione, in relazione alla acclusa tavola di disegno, in cui: The present invention will now be described in greater detail in relation to a preferred embodiment of an illustrated plant, purely by way of non-limiting example of the scope and purposes of the invention, in relation to the attached drawing table, in which:

• Fig. 1 mostra una possibile disposizione delle parti deirimpianto; • Fig. 1 shows a possible arrangement of the parts of the system;

• Fig. 2 mostra una prima variante dell'impianto di Fig. 1 ; • Fig. 2 shows a first variant of the system of Fig. 1;

• Fig. 3 mostra una seconda variante dell'impianto di Fig. 1 . • Fig. 3 shows a second variant of the system of Fig. 1.

Nell’impianto secondo la presente invenzione, comprendente un impianto di colata continua 1 per la colata di bramme o billette (cumulativamente denominate d’ora in poi billette), e/o un magazzino 11 di accumulo per dette billette (impianto di colata continua e magazzino di billette essendo per motivi di semplicità detti, assieme o separatamente, fonte di billette), una linea di trasferimento 3 delle billette, un forno 4 per il riscaldo delle billette provenienti dall'impianto 1 e/o dal magazzino 11 , mezzi 23, 13 e 10 per portare le billette dal forno 4 a una linea di saldatura 17 per formare barre di lunghezza indefinita e riportare dette barre entro il forno 4 e, rispettivamente, per portare dette barre dal forno 4 a un treno di laminazione 26, il forno 4 è posto in posizione intermedia tra detta linea di saldatura 17 e detto treno di laminazione 26, in modo da essere utilizzato tanto per il riscaldo delle billette provenienti dall’impianto di colata continua 1 e/o dal magazzino 11 , che per il ripristino e l'equalizzazione della temperatura delle barre di lunghezza indefinita provenienti dalla linea di saldatura 17.' In the plant according to the present invention, comprising a continuous casting plant 1 for casting slabs or billets (cumulatively referred to as billets from now on), and / or an accumulation warehouse 11 for said billets (continuous casting plant and billet magazine being for reasons of simplicity said, together or separately, source of billets), a transfer line 3 for the billets, a furnace 4 for heating the billets coming from the plant 1 and / or from the warehouse 11, means 23, 13 and 10 to bring the billets from the furnace 4 to a welding line 17 to form bars of indefinite length and bring said bars back into the furnace 4 and, respectively, to bring said bars from the furnace 4 to a rolling train 26, the furnace 4 is placed in an intermediate position between said welding line 17 and said rolling train 26, so as to be used both for heating the billets coming from the continuous casting plant 1 and / or from the warehouse 11, and to restore and equalize the temperature of the bars of indefinite length coming from the welding line 17. '

Detti mezzi 23 possono essere costituiti da una via a rulli motorizzata che porta, attraverso la zona di scarico 22, le billette ai mezzi 13, a loro volta costituiti da un trasportatore 14 'e da una via a rulli 15 che conducono le billette alla linea di saldatura 17, comprendente mezzi 16 per mettere in posizione testa contro testa le billette da saldare. Said means 23 can be constituted by a motorized roller path which carries, through the unloading area 22, the billets to the means 13, in turn consisting of a conveyor 14 'and a roller path 15 which lead the billets to the line. 17, comprising means 16 for placing the billets to be welded in a head-to-head position.

In alternativa, i mezzi 23 sono costituiti da un espulsore 24 e i mezzi 13 dalla sola via a rulli 15. Alternatively, the means 23 are constituted by an ejector 24 and the means 13 by the roller way 15 alone.

Detti mezzi 10 sono costituiti da una via a rulli motorizzata che scarica le barre di lunghezza indefinita, prodotte nella linea di saldatura 17 e riportate in temperatura nel forno 4, verso la il treno di laminazione 26. In alternativa, detta via a rulli può essere sostituita da un espulsore 25. La linea di saldatura 17 e il treno di laminazione 26 sono sostanzialmente allineati tra loro lungo uno stesso asse longitudinale, e detti mezzi 13 per il trasporto delle billette dal forno 4 alla linea di saldatura 17 sono atti a movimentare le billette in verso contrario a quello di laminazione. La linea di saldatura 17 comprende un trascinatore 18, un discagliatore 19, una saldatrice carrellata 20 e uno sbavatore 21. Quest’ultimo può essere mobile assieme alla saldatrice 20, oppure fermo. Said means 10 consist of a motorized roller path which unloads the bars of indefinite length, produced in the welding line 17 and brought back to temperature in the furnace 4, towards the rolling train 26. Alternatively, said roller path can be replaced by an ejector 25. The welding line 17 and the rolling train 26 are substantially aligned with each other along the same longitudinal axis, and said means 13 for transporting the billets from the furnace 4 to the welding line 17 are adapted to move the billets in the opposite direction to that of rolling. The welding line 17 includes a driver 18, a descaler 19, a wheeled welder 20 and a deburrer 21. The latter can be mobile together with the welder 20, or stationary.

Un forno a induzione 6 può essere posto tra il forno 4 e il treno di laminazione 26. An induction furnace 6 can be placed between the furnace 4 and the rolling train 26.

Nel funzionamento, le billette direttamente prodotte dall’impianto di colata continua o provenienti da! magazzino 11 vengono trasportate per mezzo della linea 3 al forno di riscaldo 4, nel quale vengono portate alla temperatura voluta, per esempio nel caso si stia trattando acciaio compresa tra 900 e 1050 °C; nel frattempo esse vengono anche spostate, in modo noto, entro il forno 4 verso una zona di scarico 22, attraverso la quale passano a un impianto di trasporto 13 che le sposta verso una postazione 16 nella quale vengono allineate e poste estremità contro estremità, e quindi trasferite alla linea di saldatura 17. In questa, le billette vengono afferrate da particolare pinze portacorrente, raffreddate, che le spingono con forza le une contro le altre per realizzare un buon contatto tra le estremità contrapposte di due billette. Assicurato detto contatto, viene data corrente alle pinze, realizzando così la saldatura di testa delle billette; la zona saldata viene quindi provata delle bave di saldatura e la barra così ottenuta viene riportata verso il forno 4. Un secondo infornamento è necessario perché le billette durante il trasporto e la saldatura hanno subito un raffreddamento tanto generale quanto localizzato dovuto al contato con le pinze di saldatura raffreddate. Tale variazione di temperatura, in particolare la disomogeneità dovuta al contato con le pinze, rende la barra non idonea a un corretto processo di laminazione. Le barre vengono quindi reinfornate nel forno 4, nel quale ritornano alla temperatura ottimale per la laminazione. In operation, the billets directly produced by the continuous casting plant or coming from! warehouse 11 are transported by means of line 3 to the heating furnace 4, in which they are brought to the desired temperature, for example if steel between 900 and 1050 ° C is being treated; in the meantime they are also moved, in a known way, within the furnace 4 towards an unloading zone 22, through which they pass to a conveyor system 13 which moves them towards a station 16 in which they are aligned and placed end-to-end, and then transferred to the welding line 17. In this, the billets are gripped by particular current-carrying pliers, cooled, which push them strongly against each other to make a good contact between the opposite ends of two billets. Once said contact is ensured, current is given to the pliers, thus carrying out butt welding of the billets; the welded area is then tested with welding burrs and the bar thus obtained is returned to the furnace 4. A second firing is necessary because the billets during transport and welding have undergone both general and localized cooling due to contact with the pliers of cooled welding. This temperature variation, in particular the inhomogeneity due to contact with the pliers, makes the bar unsuitable for a correct rolling process. The bars are then returned to the oven 4, in which they return to the optimum temperature for rolling.

Tuttavia, può essere ancora possibile che il tempo di permanenza della barra nel forno 4 non sia sufficiente, oppure che la distanza tra lo stesso forno e il treno di laminazione sia eccessiva, o che per motivi metallurgici o di processo sia particolarmente necessario assicurare un precisa e costante temperatura di ingresso delia barra nel treno di laminazione. In questo caso, prima del treno di laminazione è possibile inserire un forno a induzione, che garantisca in ogni caso le condizioni volute. However, it may still be possible that the residence time of the bar in the furnace 4 is not sufficient, or that the distance between the furnace itself and the rolling train is too great, or that for metallurgical or process reasons it is particularly necessary to ensure a precise and constant temperature of the bar entering the rolling train. In this case, before the rolling train it is possible to insert an induction furnace, which in any case guarantees the desired conditions.

Claims

CLAIMS 1. Process for processing billets, in which said billets coming from a continuous casting plant or from an accumulation warehouse are subjected to a first high temperature heating in a heating furnace, then butt welded to each other to obtain a bar of indefinite length which is then first subjected to a second equalization heating at a temperature suitable for hot rolling and then hot rolled, characterized in that said first and second heating are carried out in the same oven.

2. Process according to claim 1, in which the billets to be welded together, leaving the furnace in which they have undergone said first heating, are transferred to the welding plant in a direction substantially opposite to the direction of rolling, and before welding they are deprived of the superficial scale and subsequently placed in a head-to-head position.

3. Process according to claim 2, in which the bar thus formed undergoes a treatment for the elimination of welding burrs and is then fired again in the same mold in which the billets have undergone the first heating, to be brought to the desired temperature before hot rolling.

4. Process according to claim 3, wherein if the metal being worked is steel, the temperature of the bar is brought into the temperature range between 900 and 1050 ° C.

5. Process according to any one of the preceding claims, in which the bar coming out of said furnace is, before hot rolling, treated in an induction furnace.

6. Plant comprising a source of billets (1 and / or 11), a transfer line (3) of the billets, a furnace (4) for heating the billets coming from said source, means (23, 13) and (10 ) to bring the billets from the furnace (4) to a welding line (17) to form bars of indefinite length and bring said bars back into the furnace (4) and, respectively, to bring said bars from the furnace (4) to a train (26), characterized in that the oven (4) is placed in an intermediate position between said welding line (17) and said rolling train (26), so that said oven (4) is used both for heating of the billets coming from the continuous casting plant (1) and / or from the warehouse (11), which to restore and equalize the temperature of the bars of indefinite length coming from the welding line (17).

7. Plant according to claim 6, in which said means 23 consist of a motorized roller path which carries, through the unloading area (22), the billets to the means (13), in turn constituted by a conveyor (14 ) and by a roller path (15), which lead the billets to the welding line (17).

8. Plant according to claim 6, wherein the welding line (17) comprises means (16) for placing the billets to be welded in a head-to-head position.

Plant according to claim 6, wherein the means (23) consist of an ejector (24) and the means (13) of a roller way (15).

10. Plant according to claim 6, in which said means (10) consist of a motorized roller path which unloads the bars of indefinite length, produced in the welding line (17) and brought back to temperature in the furnace (4), towards la the rolling train (26).

11. Plant according to claim 6, wherein said means (10) consist of an ejector (25).

12. Plant according to claim 6, in which the welding line (17) and the rolling train (26) are substantially aligned with each other along the same longitudinal axis, and said means (13) for transporting the billets from the furnace ( 4) to the welding line (17) are adapted to move the billets in the opposite direction to that of rolling.

13. Plant according to claim 6 wherein the welding line (17) comprises a driver (18), a descaler (19), a trolley-mounted welding machine (20) and a deburrer (21).

14. Plant according to claim 13, wherein said deburrer (21) is movable together with the welding machine (20).

15. Plant according to claim 13, wherein said deburrer is fixed.

Plant according to claim 6, wherein an induction furnace (6) can be placed between the furnace (4) and the rolling train (26).