NL8200265A

NL8200265A - Werkwijze voor het warmwalsen van staal en reflectiescherm te gebruiken daarbij.

Info

Publication number: NL8200265A
Application number: NL8200265A
Authority: NL
Original assignee: Estel Hoogovens Bv
Priority date: 1982-01-26
Filing date: 1982-01-26
Publication date: 1983-08-16
Also published as: JPS58173011A; DE3361131D1; ES8403339A1; ES519238A0; CA1211965A; EP0084902A1; US4527409A; EP0084902B1; EP0084902B2

Description

• . , " ·* - *' ·'. . -- · ' · - f ' · : » , ♦ ; WERKWIJZE VOOR HET WARMWALSEET VA3? STAAL EJJ REFIECTIESCHERM TE GE-BROim DAARBIJ»

‘ * . I

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd: ! ' Jan Hendrik Willem Ouwerkerk te Driehuis : 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwij ze voor het warm walsen van staal, waarbij men het warmteverlies van het walsgoed ’ vermindert door middel van een reflectiesoherm, met een reflectè-rend oppervlak aan de naar het walsgoed toegekeerde zijde van het reflectiescherm, waarmee de door het walsgoed naar het reflectie- 10 scherm geëmitteerde warmtestraling grotendeels naar het walsgoed · • wordt gereflecteerd, welke straling tenslotte gedeeltelijk door het walsgoed wordt geabsorbeerd, welk reflectiescherm door absorptie van een deel van de door het walsgoed geëmitteerde warmtestraling een ( verhoogde temperatuur verkrijgt, en op een reflectiescherm te gebrui· 15 ken daarbij.

Hoewel in het hiernavolgende de uitvinding zal worden beschre- \ ven voor een warmbandwalserij, is de uitvinding ook toepasbaar voor . ..... -· het verminderen van warmteverlies van staal op andere plaatsen in de staalindustrie, zoals in een blokwalserij, een plaatwalserij, 20 een walserij voor niet platte produkten of voor het warmhouden van »-continu gegoten staal.

Een reflectiesoherm te gebruiken bij het warmwalsen van staal is bekend^uit de Europese ter inzage gelegd·© octrooiaanvrage 5340 (blz. 2 rjëgel -|j - blz. 3 regel 3)» 25 Bij het warmwalsen van staal in een warmbandwalserij dient de temperatuur van het walsgoed tijdens het eindwalsen boven de re-kristallisatie temperatuur van staal te liggen. Met. het bekende reflectiescherm beoogt men het warmteverlies van het walsgoed vóór het eindwalsen te verminderen, zodat de plak met een lagere tempe-30 ratuur de plakoven kan verlaten, waardoor energie wordt bebpaard.

De werking van het reflectiescherm berust erop dat de door het walsgoed naar het reflectiescherm geëmitteerde warmtestraling grotendeels door het reflectiescherm naar het walsgoed wordt gereflecteerd. Het reflectiescherm heeft daartoe aan de naar. het walsgoed o— '8200265 ί- V >· . ···..' 2 HO 449 toegekeerde .zijde een oppervlak met een hoge reflectieverhouding voor warmtestraling.

'v

Het uit EP 5340 bekende refleotiescherm was vervaardigd van aluminium. Het reflecterend vermogen van het refleotiescherm bleek 5 tijdens bedrijf te verminderen waardoor het scherm uiteindelijk ging smelten. Ha dit teleurstellende resultaat schijnt men de gedachte aan een refleotiescherm verlaten te hebben. /

Uit EP 5340 is eveneens een ander type scherm, het hier zo te noemen absorptiescherm, bekend. Met dit. scherm beoogt men eveneens 10 het warmteverlies van het misgoed vóór het eindwalsen te verminderen. De werking van het absorptiescherm berust erop dat de door het walsgoed naar het absorptiescherm geëmitteerde warmtestraling grotendeel door het absorptiescherm wordt geabsorbeerd, waardoor het absorptiescherm warm wordt en daarna zelf warmtestraling naar het 15 walsgoed gaat emitteren. Het absorptiescherm heeft daartoe aan de. naar het walsgoed toegekeerde zijde een oppervlak met een hoge , : ’ absorptieverhouding voer warmtestraling. Ten behoeve van het snel op temperatuur komen geeft men het absorptiescherm een kleine warm-tecapaciteit. en wordt het absorptiescherm aan de van het walsgoed 20 afgekeerde zijde geïsoleerd.

Het gaat er bij gebruik van een scherm vooral om temperatuur-verlies van dat deel van de uitgewalste plak dat met de laagste temperatuur in de eindwalsgroep wordt gewalst te voorkomen. Bij een warmbandwalserij zonder de mogelijkheid van versneld eindwal-25 sen (z.g. speed-up) is de staart van de uitgewalste plak kritisch.

Bij een warmbandwalserij met versneld eindwalsen is echter de kop van· de -uitgewalste plak kritisch. Voor de laatst genoemde walserij ·;·ϊ> echter biedt het absorptiescherm geen of weinig voordeelt omdat het absorptiescherm eerst door de kop zelf moet worden opgewarmd.

30 Door de thermische traagheid van het absorptiescherm kan de kop niet of onvoldoende profiteren van door de kop zelf eerder afgege-van warmte.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze voor het warmwal-sen van staal onder toepassing van een refleotiescherm en een re-35 flectiescherm te verschaffen met behulp waarvan de temperatuur waarmee het walsgoed vóór het walsen de oven verlaat kan worden verlaagd.

Een ander doel van de uitvinding is een werkwijze en een re- o___ Λ , 82 0¾ 2 6 5

- ' ·.-· - - · ,~· ' ' ·' ·' . : · ‘ · * '·"·.* - · ’ · ‘ . v“ . ’V

’ 3 - ' ' ' · 'ν;;:;Λ··'. HO 449 flectiescherm te verschaffen, waarmee "bij het walsen van staal in een warmbandwalserij met versneld eindwalsen het warmteverlies van . de kop van de uitgewalste plak wordt verminderd.

log een ander doel van de uitvinding is een werkwijze en een 5 reflectiescherm te verschaffen, waarmee staal na het continugie-ten wordt warmgehouden ten behoeve van het warmwalsen, zodat het continugegoten staal niet meer helemaal vanaf kamertemperatuur voor het warmwalsen behoeft te worden verwarmd.

Dit wordt bij de uitvinding bereikt doordat men het reflec-10 tiescherm koelt tot een temperatuur, waarbij de reflecterende werking van het reflectiescherm behouden blijft. Het voordeel . hiervan is, dat de reflecterende werking van het reflectiescherm niet door een te hoge temperatuur· verloren gaat.

In een warmbandwalserij is de vochtigheid van de lucht plaat-15 selijk zeer hoog als gevolg van o.a. het gebruik van hoge druk-·_ spuiten, waarmee men de op'het walsgoed gevormde osydelaag ver- f wijdert, en opstijgende waterdamp vanuit de oxydegoot onder de rollenbaan. Bij de werkwijze volgens de uitvinding treedt er daarom, bij te sterke koeling van het reflectiescherm, condensatie „ 20 van waterdamp op het reflecterend oppervlak op, waardoor het re flecterend vermogen van het reflectieschnrm vermindert; De werkwijze wordt daarom zo uitgevoerd dat men de temperatuur van het reflecterend oppervlak boven het dauwpunt ter plaatse daarvan houdt, zodat geen condensatie van waterdamp op het reflecterend 25 oppervlak optreedt.

Een bij de werkwijze te gebruiken reflectièscherm dat een plaatvouinig lichaam omvat, met aan de naar het walsgoed toege-keerde iijde een oppervlak met een hoge reflectieverhouding, is hierdoor gekenmerkt, dat het een koelsysteem, en bij voorkeur een 30 open waterkoelsysteem,omvat. * Λ

Bij voorkeur omvat het open’koelsysteem tenminste één koel-watertoevoerbuis, elk voorzien van middelen om koelwater in verdeelde toestand op de van het walsgoed afgekeerde zijde van het plaatvormig lichaam te brengen.

O's 8200265 • ' r - ' £· 4 : * HO 449

Een temperatuur waarbij geen condensatie op het reflecterend oppervlak' optreedt wordt bereikt doordat het plaatvormig lichaam van metaal is en aan de van het walsgoed afgekeerde zijde is bekleed met een warmteweerstand (barrière) vormende laag, waarover bij warm-5 tedoorgang een temperatuursval optreedt.'

Een goede uitvoering van deze laag is deze, dat het bekledings-materiaal poreus is.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand.van de tekening waarin een specifiek uitvoeringsvoorbeeld is getoond waarop voor de 1Ö vakman vele variaties mogelijk zijn.

Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede van een refleotiescherm in een . •warmbandwalserij volgens pijl I-I in fig. 2.

Fig. 2. toont een langsdoorsnede van het refleotiescherm vol- gens pijl II-ÏI in fig. 1.

,15 Fig· 3 toont een detail van het refleotiescherm volgens III in fig. 1»

In de fig. 1 is met verwijzingscijfer 1 het walsgoed aangegeven dat ligt op een rollenbaan 2 van 'een warmbandwalserij.

* * - Ha het voorwalsen heeft het walsgoed een dikte van bijv. 40 mm , c 20 een breedte van b.v. 2000 mm en een lengte van b.v. 60 m. Het wals- ‘ • goed heeft met ca. 1200°C een plakoven verlaten en heeft na het voorwalsen een oppervlaktetemperatuur van ca. 1100°C. De voor het eind-walsen kritische rekristallisatie temperatuur, die niet mag worden > onderschreden is, afhankelijk van het staaltype ca. 850°C. De wachttijd 25 voor de eindwalsgroep is gemiddeld voor de kop van het walsgoed ca.

60 secv'endoor de staart ca. 80-120 sec., afhankelijk van afwals-dikte en plaklengte. Daarbij heeft het walsgoed een temperatuur*? verlies van ca. 2°c/sec.

Bij normaal , d.w.z. niet versneld, eindwalsen is de intree-30 temperatuur van de kop in de eindwalsgroep hoger dan van de staart, en daardoor ook de afwalstemperatuur, t.g.v. de langere wachttijd van de staart voor de eindwals. Bij versneld eindwalsen kan de lagere staarttemperatuur echter voldoende gecompenseerd worden door de kleinere warmteverliezen in de eindwalsgroep t.g.v. het versnellen, 35 waardoor bij versneld eindwalsen de afwalstemperatuur van de kop 8200265 t · '· k .

-.· 5 HO 449 * - . , het laagst is*. Om de temperatuur, waarmee de plak de plakoven verlaat-,.te kunnen verlagen moet men het warmteverlies van het walsgoed v verminderen en hij versneld eindwalsen in het bijzonder het vjarmte-verlies van de kop van het walsgoed verminderen.

5 In fig. 1 is hoven het walsgoed een refleotiescherm 3, omvattende een plaatvormig lichaam 13 met een reflecterend oppervlak 10 aan de naar het walsgoed toegekeerde zijde aangebracht. De in deze doorsnede aangegeven vorm van het scherm is niet kenmerkend voor de uitvinding. Wel zal men hij toepassing van een scherm 10 streven naar een zo goed mogelijke omhulling van het walsgoed door het scherm, met een zo groot mogelijk onderling zicht.

Een scherm bestaat in de regel uit een aantal panelen. Bij de uitvoering volgens de figuren.is het scherm In de lengte gedeeld in een aantal panelen. Het scherm kan ook, afhankelijk van de aard -van 15 het koelsysteem, ‘in de breedte zijn gedeeld. .

; * V

De uitvinding is niet beperkt tot een· scherm dat zioh boven het walsgoed uitstrekt.5 Het scherm, dan wel panelen daarvan kunnen • zich ook uitstrekken ter weerszijden van het walsgoed en onder het walsgoed tussen de rollen van rollenbaspi 2.

* 20 Het scherm kan in een warmbandwalserij zijn opgeateld tussen' de voorwalsgroep en de eindwalsgroep. Het kan echter ook vóór de voorwalsgroep of; indien de voorwalsgroep meerdere walstuigen omvat, tussen twee of meer voorwalstuigen zijn ’opgesteld.

Een refleotiescherm geplaatst nabij het walsgoed zal als ge-25 volg van absorptie van warmtestraling een verhoogde temperatuur verkrijgen. Van aluminium was uit EP 5340 reeds bekend dat het reflecterend verbogen op den duur terugliep en dat het scherm ging smelten.

. t ·

Ook bij andere materialen doen zich soortgelijke bezwaren voor. Gepolijst koper wordt dof, zilver wordt zwart. Wikkel, bijv. in roest-30 vrijstaal, verkleurd boven 300°G en tin bijv. de tinlaag van vertind blik, heeft een te laag smeltpunt.

Het koelen van het refleotiescherm volgens de uitvinding kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. Bij koeling met een gas, in hèt bijzonder lucht, kunnen koélribben op het scherm worden 35 toegepast. Ook kan de luchtsnelheid worden verhoogd met een ventilator. De maatregelen kunnen ook in combinatie worden toegepast. Bij 8200265 .-, '* * · r ·· 4 . · ‘ * ' . - 'Ji . * .

./ ' 6 ‘ HO 449 koeling met ςβη vloeistof, in het bijzonder water, kan een gesloten koelsysteem worden toegepast.

De kanalen voor de geleiding van de koelvloeistof kunnen als koelkanalen op de van het walsgoed afgekeerde zijde van het plaat-5 vormig lichaam zijn uitgevoerd. De kanalen kunnen ook in het plaat-vormig lichaam zijn opgenomen dan wel in hoofdzaak het plaatvormig lichaam vormen.

Bij de genoemde koelsystemen en het hierna te bespreken open waterkoelsysteem worden niet direct met het plaatvormig lichaam 10 gekoppelde onderdelen van het koelsysteem, zoals pompen, koelers, ventilatoren, geacht deel uit te maken van het reflectiescherm.

\ Dé voorkeur gaat uit naar een open waterkoelsysteem, In de fig.1 en 2 is getoond dat daartoe een koelwatertoevoerbuis 4 boven het plaatvormig lichaam-13 is aangebracht. Het plaatvormig lichaam 13 15 en buis 4 zijn gekoppeld met een lichtgeconstrueerd maar voldoend .

• £ vormvast frame 5· In het bijzonder is buis 4 met behulp van beugels 6 aan de langsbalk 7 bevestigd. Voor de constructie van het frame zijn kokerprofielen of buizen bijzonder geschikt. Aan koelwater-toevoerbuis 4 wordt water toegevoerd door een toevoerkanaal 8.

r 20 Buis 7 is over zijn gehele lengte voorzien van uitBtrooraopening- «r . en 91 waarmee koelwater op de van het walsgoed 1 afgekeerde zijde van het plaatvormig lichaam 13 wordt gesproeid.

In de getoonde uitvoering is het plaatvorndg lichaam 13 van metaal en naar verhouding dun, zodat over de dikte slechts een 25 klein temperatuursverval optreedt. De lucht bevat ter plaatse van het reflectiescherm veel waterdamp als gevolg van o.a. het met hoge-druk spuiten onder toepassing van water verwijderen van een op het walsgoed gtvormdë oxydehuid, en opstijgende waterdamp vanuit de oxydegoot onder de rollenbaan. Er treedt condensatie van waterdamp 30 op het reflecterend oppervlak 10 op indien de temperatuur daarvan .1 lager is dan het dauwpunt waardoor de reflecterende werking van het reflectiescherm vermindert. Om dit te voorkomen zou men koelwater * met een verhoogde temperatuur van 70 & 80°C kunnen toepassen. Een·, elegante wijze om condensatie te voorkomen bestaat hierin, dat het 35 plaatvormig lichaam 13 aan de van het walsgoed afgekeerde zijde wordt bekleed met een warmteweerstand vormende laag, waarover bij warmtedoorgang en temperatuursval optreedt. Op deze wijze wordt bij /? t 8200265 .; . .. *- · - —{"t/f * . / ., w ' ‘ ·'·. ' Φ: ' ‘ : '' -/ ' . ' T ' . . · .. :/:.: % 1 · 0 . · ' een koelwater.temperatuur van bijv. 20 0 een voldoend hoge temperatuur van bijv. 80°C van het reflecterend oppervlak verkregen.

. . Λ. w * " Bij voorkeur wordt voor de bekleding een poreus materiaal gekozen, dat doordrenkt wordt met koelwater. Koeling van het scherm 5 vindt plaats door over de bekleding stromend koelwater. Bij storing van de koelwatertoevoer kan de koeling nog enige tijd worden voortgezet door verdamping van het in de bekleding geabsorbeerde koelwater. Een geschikt bekledingsmateriaal voor de bekleding is bijv. een vezelig materiaal als steen- of glaswol·.

10 Het geheel van plaatvormig lichaam 13» kcelwatertoevoerbuis 4 en frameS is draaibaar om as 11 m.b.v. cilinder 12.. In de opgeklapte .· stand (gestippeld getekend in fig. 1) staat het.frame verticaal en is zowel het reflectiescherm als de rollenbaan toegankelijk.

In fig. 3 is een detail van de zijkant van het reflectiescherm 15 weergegeven. Het 'plaatvormig lichaam 13 is van roestvrijstaal dik , 2 mm met aan de naar het walsgoed toegekeerde zijde een oppervlak t met een hoge waarde van de reflectieverhouding. Het plaatvormig . lichaam is op de andere zijde bekleed met een laag 14 bijv. "fiberfrax" (trademark) dik 3 mm. Het fiberfrax wordt op zijn plaats gehouden * · 20 door middel van gegalvaniseerd gaas 15. Over het reflectiescherm stromend en daarvan af druipend koelwater wordt verzameld in de bak- ’ vormige ruimte 16 en afgevoerd dour de afvoeropeningen 17· m ·* • * V' ·. r . · * °v , /8 \ 8200265

Claims

1. Werkwijze voor het warmwalsen van staal waarbij men het warmte-verlies vpn het walsgoed vermindert door middel van een reflectiescherm, met een reflecterend oppervlak aan de naar het walsgoed 5 toegekeerde zijde van het reflectiescherm, waarmee de door het walsgoed naar het reflectiescherm geëmitteerde warmtestraling grotendeels naar het walsgoed wordt gereflecteerd, welke straling tenslotte gedeeltèlijk door het walsgoed wordt geabsorbeerd, welk reflectiescherm door absorptie van een deel van de door het walsgoed 10 geëmitteerde warmtestraling een verhoogde temperatuur verkrijgt,. met het kenmerk, dat men het reflectiescherm koelt tot een tempera- tuur, waarbij de reflecterende werking van het reflectiescherm behouden blijft.

1. JUUyjLI^JLI

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de tempera-*" 15 tuur van het reflecterend oppervlak boven het· dauwpunt ter plaatse r daarvan houdt, zodat geen condensatie van waterdamp op het reflecterend oppervlak optreedt.

3· Reflectiescherm te gebruiken bij de werkwijze volgens conclusie 1 of 2f omvattende een plaatvormig lichaam met aan de naar het wals-' 20 goed toegekeerde zijde een oppervlak met een hoge reflectieverhou- ding, met het kenmerk, dat het reflectiescherm omvat een koelsysteem.

4· Reflectiescherm volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het koelsysteem een open waterkoelsysteem is.

5· Reflectiescherm volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het open 25 waterkoelsysteem omvat tenminste één koelwatertoevoerbüis, elk * r voorzien van middelen om koelwater in verdeelde toestand op de van • het walsgoed afgekeerde zijde van het plaatvormig lichaam te brengen.

6. Reflectiescherm volgens conclusie 3j 4 of 5, met het kenmerk, dat het plaatvormig lichaam van metaal is en aan de van het walsgoed 30 afgekeerde zijde is bekleed met een warmteweerstand (barrière) vormende laag, waarover bij warmtedoorgang een temperatuursval optreedt.

7· Reflectiescherm volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het bekle- dingsmateriaal poreus is. · o— 8200265