NL1010415C2

NL1010415C2 - Apparatus for heating a steel sheet before it is rolled out.

Info

Publication number: NL1010415C2
Application number: NL1010415A
Authority: NL
Inventors: Johannes Sallinen
Original assignee: Acon Europ Limited
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-05-01
Also published as: GB0015630D0; WO2000025077A1; AU1996400A; GB2347486A

Description

Inrichting voor het verhitten van een staalplaat voordat deze wordt uitgewalst.Apparatus for heating a steel sheet before it is rolled out.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verhitten van een staalplaat voordat deze wordt uitge-5 walst, welke inrichting een oven omvat met daarin enkele watergekoelde geleiders waarover de staalplaat wordt verschoven tijdens het geleidelijk aan doorvoeren van de staalplaat door de oven, waarbij de oven een verhittings-zone en een soaking-zone omvat in welke laatste een tempe-10 ratuur-vereffening in de staalplaat plaats vindt.The invention relates to a device for heating a steel plate before it is rolled out, which device comprises an oven containing some water-cooled conductors over which the steel plate is slid during the gradual passage of the steel plate through the oven, wherein the The oven comprises a heating zone and a soaking zone, the latter of which is temperature-equalized in the steel sheet.

Het bezwaar van een dergelijke inrichting is, dat na doorvoering van de staalplaat door de verhittings-zone ter plaatse van de geleiders de temperatuur van de staalplaat lager zal zijn dan in het resterende deel van de plaat. De 15 stralings-warmte zal namelijk de staalplaat boven en nabij de geleiders niet kunnen bereiken. Verder zal in de staalplaat bij het contactvlak met de geleiders een aanmerkelijke temperatuur-gradiënt optreden. Het temperatuur-verschil kan tussen 30 en 60° C bedragen. Hoewel na de doorvoering 20 van de staalplaat door de verhittings-zone de plaat door de soaking-zone wordt gevoerd, waarin een temperatuur-veref-f ening plaats kan vinden, is dit niet voldoende om het temperatuur-verschil in de plaat geheel op te heffen.The drawback of such a device is that after the steel plate has been passed through the heating zone at the location of the conductors, the temperature of the steel plate will be lower than in the remaining part of the plate. Namely, the radiant heat will not be able to reach the steel sheet above and near the conductors. Furthermore, a considerable temperature gradient will occur in the steel sheet at the contact surface with the conductors. The temperature difference can be between 30 and 60 ° C. Although after the steel plate has been passed through the heating zone, the plate is passed through the soaking zone, in which a temperature equalization can take place, this is not sufficient to completely absorb the temperature difference in the plate. to lift.

Hierdoor zullen in de uitgewalste plaat plaatselijk 25 verschillen optreden zoals in de dikte en de breedte daarvan. Tevens zal de door de walsen uitgeoefende kracht kunnen variëren.As a result, local differences will occur in the rolled-out plate, such as in its thickness and width. The force exerted by the rollers may also vary.

Een verder verschijnsel is dat, ter plaatse van de geleiders, de oxyde-vorming anders zal zijn dan over het 30 verdere oppervlak van de plaat. Ook hierdoor zullen de eigenschappen van het uiteindelijk verkregen produkt niet gelijkmatig zijn.A further phenomenon is that, at the location of the conductors, the oxide formation will be different than over the further surface of the plate. This also means that the properties of the product ultimately obtained will not be uniform.

Door al deze oorzaken kan het staal inhomogeniteiten vertonen waardoor dus de eigenschappen van het staal plaat-35 selijk zullen verschillen. Dit is in het bijzonder een nadeel wanneer het staal aan hoge kwaliteits-eisen moet voldoen om bijvoorbeeld gebruikt te kunnen worden voor de fabricage van drukvaten en dergelijke produkten.For all these reasons, the steel may exhibit inhomogeneities, so that the properties of the steel will differ greatly. This is a particular disadvantage when the steel has to meet high quality requirements in order to be used, for example, for the manufacture of pressure vessels and similar products.

10 10 4 15 210 10 4 15 2

Getracht is wel deze bezwaren te ondervangen door de oven, in het bijzonder de soaking zone, langer uit te voeren dan gebruikelijk. Dit brengt echter aanmerkelijke kosten met zich mee en kan er oorzaak van zijn dat een 5 temperatuur-gradiënt over de dikte van de plaat heen optreedt doordat in de soaking-zone het boven-oppervlak er van sneller afkoelt dan het onder-oppervlak.Attempts have been made to overcome these drawbacks by making the oven, in particular the soaking zone, longer than usual. However, this entails significant costs and may cause a temperature gradient across the thickness of the sheet to occur because the top surface cools faster than the bottom surface in the soaking zone.

Ook is wel getracht de bezwaren te voorkomen door een lagere doorvoer-snelheid van de staalplaten toe te passen. 10 Hierdoor wordt de capaciteit van de inrichting echter verkleind terwijl ook dan het resultaat niet optimaal is.Attempts have also been made to avoid the drawbacks by applying a lower throughput speed of the steel plates. However, this reduces the capacity of the device, while the result is then also not optimal.

De uitvinding beoogt nu de genoemde bezwaren op te heffen en voorziet er daartoe in, dat in de soaking-zone, in aansluiting op elk van de zich in de oven bevindende 15 geleiders, een verwarmings-element aanwezig is waarvan de warmte in hoofdzaak aan dat deel van de staalplaat wordt toegevoerd dat zich eerst boven de geleiders bevond, waarbij een regel-eenheid aanwezig is voor het regelen van de capaciteit van de verwarmings-elementen.The object of the invention is now to eliminate the said drawbacks and provides for this purpose that, in the soaking zone, adjacent to each of the conductors located in the oven, a heating element is present, the heat of which is essentially part of the steel sheet is supplied which was previously located above the conductors, with a control unit for controlling the capacity of the heating elements.

20 Op deze wijze kan worden bereikt, dat de temperatuur van de staalplaat in hoge mate overal gelijk is voordat hij aan de walsinrichting wordt toegevoerd. Daardoor zal de dikte en de breedte van de uitgewalste plaat veel gelijkmatiger zijn, zal een meer homogene structuur en een betere 25 oppervlakte-kwaliteit van de plaat worden verkregen en zal de produktie-capaciteit van de inrichting hoger en het energie-verbruik per eenheid gefabriceerd produkt lager worden.In this way it can be achieved that the temperature of the steel sheet is largely the same everywhere before it is fed to the rolling mill. As a result, the thickness and width of the rolled sheet will be much more uniform, a more homogeneous structure and a better surface quality of the sheet will be obtained, and the production capacity of the device will be higher and the energy consumption per unit manufactured. the product.

Daarbij zal het verwarmings-element een elektrisch 30 element zijn en zal de regel-eenheid in het bijzonder bestaan uit een thyristor blok, een transformator en één of meer thermokoppels voor het meten van de temperatuur op bepaalde plaatsen.The heating element will then be an electric element and the control unit will in particular consist of a thyristor block, a transformer and one or more thermocouples for measuring the temperature at certain places.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm kan er in worden 35 voorzien, dat in het oppervlak waarover de plaat in de soaking-zone wordt geleid, uitsparingen worden gevormd in het verlengde van de geleiders in de verhittings-zone, welke uitsparingen worden opgevuld door middel van blokken uit een goed warmte-geleidend materiaal met in het onder- 1 0 1 0 4 1 5 3 vlak ervan een tunnelvormige holte waarin zich de verwar-mings-elementen bevinden.According to a first embodiment, it can be provided that in the surface over which the plate is guided in the soaking zone, recesses are formed in line with the conductors in the heating zone, which recesses are filled by means of blocks from a good heat-conducting material with a tunnel-shaped cavity in its lower surface in which the heating elements are located.

Hierbij wordt dus een ononderbroken oppervlak verkregen waarover heen de staalplaat wordt geleid voordat deze 5 aan de walsinrichting wordt toegevoerd. Daar waar de staal plaat zich eerst boven de geleiders bevond, en daardoor in die gebieden een lagere temperatuur bezat dan over het verdere deel van de plaat, wordt de plaat nu aanvullend verhit.Thus, a continuous surface is hereby obtained over which the steel sheet is guided before it is fed to the rolling device. Where the steel plate was first located above the conductors, and therefore had a lower temperature in those areas than over the rest of the plate, the plate is now additionally heated.

10 Daarbij bestaat de mogelijkheid dat tenminste een deel van het bovenvlak van de blokken zich op enige afstand onder het oppervlak bevindt waarover de staalplaat wordt geleid.It is possible here that at least a part of the top surface of the blocks is located some distance below the surface over which the steel sheet is guided.

De overdracht van de door de verwarmings-elementen 15 geleverde energie op de staalplaat vindt dan dus meer indirect door straling plaats.The transfer of the energy supplied by the heating elements 15 to the steel plate then takes place more indirectly by radiation.

Dit zelfde effect kan, volgens een andere uitwerking van de uitvinding, ook worden bereikt doordat in het oppervlak, waarover de plaat in de soaking-zone wordt geleid, 20 uitsparingen worden gevormd in het verlengde van de geleiders in de verhittings-zone, in welke uitsparingen in hoofdzaak U-vormige blokken worden aangebracht met op de bodem daarvan verwarmings-elementen met daarboven warmte-geleidende platen die zich bevinden op enige afstand onder 25 het oppervlak waarover de plaat wordt geleid.This same effect can, according to another elaboration of the invention, also be achieved in that in the surface over which the plate is guided in the soaking zone, 20 recesses are formed in line with the conductors in the heating zone, in which recesses substantially U-shaped blocks are provided with heating elements on the bottom thereof with above them heat-conducting plates which are located some distance below the surface over which the plate is guided.

In dit geval kunnen de warmte-geleidende platen uit een ander materiaal zijn vervaardigd, dan waaruit de in de uitsparing aangebrachte blokken bestaan.In this case, the heat-conducting plates can be made of a material other than that of the blocks arranged in the recess.

Bij deze uitvoeringsvorm worden de verwarmings-elemen-30 ten ondersteund door het materiaal van de blokken die in de uitsparingen worden aangebracht. De blokken kunnen dus eerst worden gemonteerd waarna de verwarmings-elementen worden aangebracht in de naar boven toe open holte van de blokken om vervolgens te worden afgedekt door de warmte-35 geleidende platen.In this embodiment, the heating elements are supported by the material of the blocks placed in the recesses. The blocks can thus be mounted first, after which the heating elements are placed in the upwardly open cavity of the blocks and then covered by the heat-conducting plates.

Nu is het gewenst te voorkomen dat tussen de blokken op zich of tussen de blokken en de verdere delen die het oppervlak vormen waarover de staalplaat wordt verschoven, naar beneden toe open groeven ontstaan. Hierdoor heen zou ·> ii ' t< / *> i V 5 L' ‘i I 3 4 hamerslag op het verwarmings-element terecht kunnen komen. Daartoe wordt er in voorzien dat de zijwanden van de blokken uitspringende dan wel inspringende, onderling in elkaar passende delen bezitten dan wel zijn voorzien van groeven 5 voor het opnemen van afdichtings-strippen.It is now desirable to prevent grooves opening downwards between the blocks per se or between the blocks and the further parts forming the surface over which the steel sheet is shifted. Through this, ·> ii 't </ *> i V 5 L' 'i I 3 4 hammer blow could end up on the heating element. To this end, provision is made for the side walls of the blocks to have protruding or recessed, mutually mutually fitting parts or to be provided with grooves 5 for receiving sealing strips.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, getoond in de tekening, waarin:The invention is further elucidated on the basis of exemplary embodiments, shown in the drawing, in which:

Fig. 1 schematisch in perspectief een doorsnede toont over een inrichting volgens de onderhavige uitvinding; 10 Fig. 2 een dwarsdoorsnede en gedeeltelijk aanzicht toont over een in de soaking-zone aangebracht blok met daarin een verwarmings-element;Fig. 1 is a diagrammatic perspective view of a device according to the present invention; FIG. 2 shows a cross-section and partial view of a block arranged in the soaking zone with a heating element therein;

Fig. 3 een aanzicht en gedeeltelijke doorsnede toont volgens de lijn III-III van fig. 2; 15 Fig. 4 een gedeeltelijke doorsnede en aanzicht toont overeenkomstig fig. 2 maar van een gewijzigde uitvoeringsvorm van het blok;Fig. 3 shows a view and partial section along the line III-III of FIG. 2; FIG. 4 shows a partial cross-section and view according to FIG. 2, but of a modified embodiment of the block;

Fig. 5 een aanzicht en gedeeltelijke doorsnede toont volgens de lijn V-V van fig. 4; en 20 Fig. 6 een gedeeltelijke doorsnede en aanzicht toont overeenkomstig fig. 2 maar van een verdere uitvoeringsvorm.Fig. 5 shows a view and partial section along line V-V of FIG. 4; and FIG. 6 shows a partial cross-section and view according to FIG. 2, but of a further embodiment.

Fig. 1 toont een inrichting volgens de uitvinding omvattende een oven 1 met daarin enkele watergekoelde geleiders 2 waarover de staalplaat 3 wordt verschoven 25 tijdens het geleidelijk aan doorvoeren van de staalplaat door de oven 1. De oven omvat een verhittings-zone 4, waarbij gebruik wordt gemaakt van gasbranders 5, en een soa-king-zone 6 in welke laatste een temperatuur-vereffening in de staalplaat 3 plaats kan vinden.Fig. 1 shows a device according to the invention comprising an oven 1 with some water-cooled conductors 2 over which the steel plate 3 is slid 25 during the gradual passage of the steel plate through the oven 1. The oven comprises a heating zone 4, using of gas burners 5, and a soaking zone 6, in which the latter a temperature equalization can take place in the steel sheet 3.

30 Zoals blijkt uit fig. 1 komt de staalplaat 3 in de soaking-zone te rusten op het bovenvlak 7, dat deel uitmaakt van een steun 8 waarin zich verwarmings-elementen 9 bevinden. De elementen 9 zullen in het bijzonder liggen in het verlengde van de geleiders 2.As can be seen from Fig. 1, the steel sheet 3 rests in the soaking zone on the top surface 7, which forms part of a support 8 in which heating elements 9 are located. The elements 9 will in particular lie in line with the conductors 2.

35 Zoals aangegeven in fig. 2 zijn de verwarmings-elemen ten 9 opgenomen in een tunnel 10 aangebracht in blokken 11 die zich bevinden in uitsparingen 12 in de steun 8, zie fig. 1. De blokken 11 en de steun 8 kunnen daarbij uit een zelfde materiaal zijn vervaardigd. Dit materiaal kan ge- 1 o « y 4 1 5 5 vormd worden door een vuurvaste steen. Het verwarmingselement 9 kan worden ondersteund door een steunblok 13 dat bij voorkeur warmte-isolerende eigenschappen zal hebben zodat warmte-verlies naar beneden toe wordt tegengegaan.As indicated in fig. 2, the heating elements 9 are accommodated in a tunnel 10 arranged in blocks 11 which are located in recesses 12 in the support 8, see fig. 1. The blocks 11 and the support 8 can herein form a same material are manufactured. This material can be formed by a refractory brick. The heating element 9 can be supported by a support block 13 which will preferably have heat insulating properties so that heat loss is prevented downwards.

5 Fig. 3 geeft aan dat zijwanden 14 van de blokken 11 kunnen zijn voorzien van uitspringende delen 15. die passend kunnen worden opgenomen in inspringende delen van er naast liggende blokken. In plaats van uitspringende delen aan de twee zijwanden kunnen de andere zijwanden ook zijn 10 voorzien van in- of uitspringende delen. De in elkaar passende delen dienen om het ontstaan van naar beneden toe open groeven zoveel mogelijk te voorkomen. Hierdoor zal geen van de staalplaat losgeraakt hamerslag op het ver-warmings-element 9 terecht kunnen komen.FIG. 3 indicates that side walls 14 of the blocks 11 may be provided with projecting parts 15. which may be suitably received in recessing parts of adjacent blocks. Instead of projecting parts on the two side walls, the other side walls can also be provided with projecting or projecting parts. The mating parts serve as much as possible to prevent grooves opening downwards. As a result, hammer hammer that has come loose from the steel plate will not be able to end up on the heating element 9.

15 Het bovenvlak 16 van de blokken 11 ligt in één vlak met het bovenvlak 7 van de steun 8.The top surface 16 of the blocks 11 is flush with the top surface 7 of the support 8.

De fig. 4 en 5 tonen een uitvoeringsvorm die in hoge mate overeenkomt met die volgens de fig. 2 en 3. Nu is echter het bovenvlak 16 van het blok 11 voorzien van een 20 verdiept deel 17, dat ongeveer in het verlengde van de geleiders 2 ligt zodat het deel 17 zich onder het oppervlak 7 van de steun 8 bevindt. Hierdoor zal de verwarming van de staalplaat 3 daar ter plaatse meer indirect door straling plaats vinden.Figures 4 and 5 show an embodiment which closely resembles that of Figures 2 and 3. Now, however, the top surface 16 of block 11 is provided with a recessed part 17, which is approximately in line with the conductors. 2 so that the part 17 is below the surface 7 of the support 8. As a result, the heating of the steel sheet 3 will take place there more indirectly by radiation.

25 Om te voorkomen dat hamerslag van de plaat op het ver- warmings-element 9 zou kunnen vallen zijn nu in de zijwanden 14 van het blok 11 groeven 18 aangebracht waarin af-dichtings-strippen 19 zijn opgenomen, die passen in niet nader aangeduide groeven in naast liggende blokken of in 30 verdere delen van de steun 8.In order to prevent hammer impact from the plate on the heating element 9 from falling, grooves 18 have now been provided in the side walls 14 of the block 11, in which sealing strips 19 are accommodated, which fit into grooves not further indicated. in adjacent blocks or in 30 further parts of the support 8.

Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm waarbij het blok 11 een U-vorm bezit waarbij op de bodem 20 van de U de verwar-mings-elementen 9 zijn aangebracht. Boven de elementen 9 bevinden zich warmte-geleidende platen 21 van waaraf de 35 warmte op de staalplaat 3 door straling wordt overgebracht.Fig. 6 shows an embodiment in which the block 11 has a U-shape, wherein the heating elements 9 are arranged on the bottom 20 of the U. Above the elements 9 are heat-conducting plates 21 from which the heat is transferred to the steel plate 3 by radiation.

Voor het regelen van de stroomtoevoer aan de verwar-mings-elementen 9 zal worden voorzien in een niet nader aangeduide regel-eenheid. Deze omvat in het bijzonder een thyristor en thermokoppels voor het meten van de tempera- 1 0 1 0 4 1 5 6 tuur op verschillende plaatsen. Aan de hand van deze gegevens kan de capaciteit van de verwarmings-elementen 9 worden ingesteld zodat de onderzijde van de staalplaat 3, in het bijzonder ter plaatse waar deze zich eerst boven de 5 watergekoelde geleiders 2 bevond, op de gewenste temperatuur wordt gebracht.For the regulation of the power supply to the heating elements 9, an undefined control unit will be provided. In particular, it includes a thyristor and thermocouples for measuring the temperature at different locations. On the basis of these data, the capacity of the heating elements 9 can be adjusted so that the underside of the steel sheet 3, in particular at the location where it was first located above the water-cooled conductors 2, is brought to the desired temperature.

Het zal duidelijk zijn, dat slechts enkele mogelijke uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de uitvinding in de tekening zijn weergegeven en hierboven beschreven en 10 dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallen, zoals deze in de conclusies is aangegeven.It will be clear that only a few possible embodiments of a device according to the invention are shown in the drawing and described above and that many changes can be made without departing from the inventive idea, as stated in the claims.

conclusies \ U I VJ ^ t ÜConclusions

Claims

Device for heating a steel plate (3) before it is rolled out, which device comprises an oven (1) containing some water-cooled conductors (2) over which the steel plate is slid during the gradual passage of the steel plate through the oven the furnace comprising a heating zone (4) and a soaking zone (6), the latter of which is temperature equalized in the steel plate (3), characterized in that in the soaking zone (6) , in addition to each of the guides (2) located in the furnace (1), a heating element (9) is provided, the heat of which is mainly supplied to that part of the steel sheet (3) which is first above the guides ( 2), wherein a control unit 15 is provided for controlling the capacity of the heating elements (9).

2. Device according to claim 1, characterized in that the heating element is an electric element and that the control unit consists of a thyristor block, a transformer and one or more thermocouples for measuring the temperature at certain place.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the surface (7) over which the plate is guided in the soaking zone (6), recesses (12) are formed in line with the conductors (2). in the heating zone (4), which recesses (12) are filled by means of blocks (11) of a good heat-conducting material with in its bottom surface a tunnel-shaped cavity (10) in which the heating elements (9) are located.

Device according to claim 3, characterized in that at least a part (17) of the top surface (16) of the blocks (11) is located some distance below the surface (7) over which the steel plate (3) is guided.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that recesses (12) are formed in the surface (7) over which the plate (3) is guided in the soaking zone (6). conductors (2) in the heating zone (4), in which recesses are substantially U-shaped; i i v. ' The blocks (11) are fitted with heating elements (9) on the bottom thereof with heat-conducting plates (21) above them which are located some distance below the surface (7) over which the plate is guided.

A device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that protruding (15) or mutually mutually mating parts (15) of the blocks (11) of the blocks (11) or provided with grooves (18) ) for receiving sealing strips 10 (19). (1 · 0 4 1 5