NL1010415C2

NL1010415C2 - Inrichting voor het verhitten van een staalplaat voordat deze wordt uitgewalst.

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: GB2347486A; AU1996400A; GB0015630D0; WO2000025077A1

Description

Inrichting voor het verhitten van een staalplaat voordat deze wordt uitgewalst.

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.

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.

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.

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.

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.

10 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

De overdracht van de door de verwarmings-elementen 15 geleverde energie op de staalplaat vindt dan dus meer indirect door straling plaats.

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.

In dit geval kunnen de warmte-geleidende platen uit een ander materiaal zijn vervaardigd, dan waaruit de in de uitsparing aangebrachte blokken bestaan.

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.

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.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, getoond in de tekening, waarin:

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. 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. 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. 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.

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.

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.

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.

15 Het bovenvlak 16 van de blokken 11 ligt in één vlak met het bovenvlak 7 van de steun 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.

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.

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.

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.

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.

conclusies \ U I VJ ^ t Ü

Claims

1. Inrichting voor het verhitten van een staalplaat (3) voordat deze wordt uitgewalst, welke inrichting een oven (1) omvat met daarin enkele watergekoelde geleiders (2) 5 waarover de staalplaat wordt verschoven tijdens het geleidelijk aan doorvoeren van de staalplaat door de oven, waarbij de oven een verhittings-zone (4) en een soaking-zone (6) omvat in welke laatste een temperatuur-vereffening in de staalplaat (3) plaats vindt, met het kenmerk, dat in 10 de soaking-zone (6), in aansluiting op elk van de zich in de oven (1) bevindende geleiders (2), een verwarmingselement (9) aanwezig is waarvan de warmte in hoofdzaak aan dat deel van de staalplaat (3) wordt toegevoerd dat zich eerst boven de geleiders (2) bevond, waarbij een regel-een-15 heid aanwezig is voor het regelen van de capaciteit van de verwarmings-elementen (9).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verwarmings-element een elektrisch element is en dat de regel-eenheid bestaat uit een thyristor blok, een trans- 20 formator en één of meer thermokoppels voor het meten van de temperatuur op bepaalde plaatsen.

3. Inrichting volgens conclusie l of 2, met het kenmerk, dat in het oppervlak (7) waarover de plaat in de soaking-zone (6) wordt geleid, uitsparingen (12) worden gevormd in 25 het verlengde van de geleiders (2) in de verhittings-zone (4), welke uitsparingen (12) worden opgevuld door middel van blokken (11) uit een goed warmte-geleidend materiaal met in het ondervlak ervan een tunnelvormige holte (10) waarin zich de verwarmings-elementen (9) bevinden.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat tenminste een deel (17) van het bovenvlak (16) van de blokken (11) zich op enige afstand onder het oppervlak (7) bevindt waarover de staalplaat (3) wordt geleid.

5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 35 dat in het oppervlak (7), waarover de plaat (3) in de soaking-zone (6) wordt geleid, uitsparingen (12) worden gevormd in het verlengde van de geleiders (2) in de verhittings-zone (4), in welke uitsparingen in hoofdzaak U-vormi- Ί i; i i v.' > · I i tj ge blokken (11) worden aangebracht met op de bodem daarvan verwarmings-elementen (9) met daarboven warmte-geleidende platen (21) die zich bevinden op enige afstand onder het oppervlak (7) waarover de plaat wordt geleid.

6. Inrichting volgens een der conclusie 3 - 5, met het kenmerk, dat in de zijwanden (14) van de blokken (11) uitspringende (15) dan wel inspringende, onderling in elkaar passende delen bezitten dan wel zijn voorzien van groeven (18) voor het opnemen van afdichtings-strippen 10 (19). ' (1 · 0 4 1 5