WO2013034432A1 - Verfahren und vorrichtung zur entzunderung einer oberfläche eines metallischen halbzeugs - Google Patents

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WO2013034432A1
WO2013034432A1 PCT/EP2012/066274 EP2012066274W WO2013034432A1 WO 2013034432 A1 WO2013034432 A1 WO 2013034432A1 EP 2012066274 W EP2012066274 W EP 2012066274W WO 2013034432 A1 WO2013034432 A1 WO 2013034432A1
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WO
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fluid
descaling
pressure
metallic
semifinished product
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Application number
PCT/EP2012/066274
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Klinkenberg
Marcel Gathmann
Tilmann BÖCHER
Christian Bilgen
August Sprock
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Sms Siemag Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for descaling a surface of a metallic semifinished product, in particular for descaling of forgings or rolling stock such as slabs, thin slabs, billets, hot strip, cold strip, pre-strip and / or long products of steel and iron alloys.
  • scale scrubbers are known, by means of which water is sprayed onto the respective surface of the metallic semi-finished product under high pressure.
  • the water is, for example, by means of a plurality of high-pressure nozzles, which the water with pressures between 140 and 400 bar is fed, converted into water jets at a high speed and thus with a high kinetic energy.
  • These high-speed water jets are preferably sprayed against the conveying direction of the respective metallic semifinished product onto the surface to be treated.
  • the scale is removed by the water, which is sprayed on the surface of the metallic semi-finished product at high pressure.
  • the descaling result to be achieved is essentially determined by the following factors: breaking up of the scale layer due to the high kinetic energy of the impinging jet of water, detachment of the scale by different shrinkage of base material and scale during the shock-like cooling, bursting of the scale by explosive evaporation of the water droplets under the scale layer, flushing of the dissolved scale by oblique positioning of the spray jet.
  • DE 43 37 287 B4 discloses a method for descaling of rolling stock, such as slabs, thin slabs, hot strip or sliver, and a device for carrying out the method.
  • the respective rolling stock is sprayed with high-pressure nozzles supplied with pressurized water with a high-energy jet of water which exits at high speed in order to carry out the descaling.
  • a disadvantage of the known methods and devices is that the bombardment of the respective surface with water causes a cooling of the metallic semifinished product.
  • Spraying water quantities used which are then used to maintain the appropriate Entzu matterss Sign optimized spray nozzle geometries, spray angles, nozzle arrangements, and movable nozzle systems or rotation systems.
  • the amount of spray water can be reduced with the same Entzu matterss Sign and thus the temperature loss can also be reduced.
  • the remaining temperature loss can be compensated, for example, by higher furnace temperatures, ie higher initial temperatures for the respective metallic semifinished product, or by additional heating, for example by means of induction heating.
  • the costs are for example for higher wear and maintenance and often metallurgical reasons.
  • increased temperatures in the preheating furnace or in the tunnel kiln can cause not only higher wear but also increased scale losses and / or increased surface decarburization.
  • the surface of the metallic semifinished product for descaling a fluid under increased pressure relative to the atmospheric pressure.
  • the fluid is heated prior to the irradiation of the surface of the metallic semifinished product.
  • the significantly reduced temperature loss of the metallic semifinished product makes it possible to dispense with a subsequent renewed heating, for example by means of an induction furnace.
  • the initial temperatures may be kept within the metallurgical scope and increased oven temperatures that may be required in conventional hydromechanical descaling with cold service water may also be avoided.
  • the fluid before irradiation of the surface of the metallic semifinished product to temperatures of 50 ° C to 100 ° C, preferably from 60 ° C to 98 ° C, more preferably from 70 ° C to 95 ° C, more preferably from 80 ° C to 93 ° C, and most preferably heated from about 90 ° C.
  • the fluid may be heated to temperatures of 5K to 20K below the boiling temperature of the fluid, preferably from 8K to 15K, and most preferably 10K below the boiling temperature of the fluid prior to irradiation of the surface of the metallic semifinished product.
  • Heating in accordance with the invention includes deliberate and desired temperature increases of the process water compared with the ambient temperature of at least 10K, preferably at least 30K.
  • the temperature loss in the metallic semifinished product is minimized as far as possible.
  • the hydromechanical effect of descaling is given by the fact that the fluid jet impinges on the metallic semi-finished product still in the liquid phase. In this way it is ensured that the corresponding mechanical impulse of the water jet is transmitted to the surface of the metallic semifinished product.
  • the elevated temperature of the fluid may further assist in the explosive vaporization of the water droplets which reach below the scale layer.
  • water can be used as the fluid, wherein the water is then heated prior to the application of the metallic semifinished product with the jet of water impinging on the metallic semifinished product at high pressure or with high energy.
  • the fluid can be blasted onto the surface of the metallic semifinished product via high-pressure nozzles, wherein the high-pressure nozzles are preferably aligned counter to a transport direction of the metallic semifinished product.
  • the fluid is under a pressure of 60 bar to 1000 bar, preferably a pressure of 180 bar up to 500 bar, blasted through a high-pressure nozzle onto the surface of the metallic semifinished product.
  • the temperature loss in hydromechanical descaling by means of a spray fluid is reduced by the use of higher fluid temperatures.
  • process waste heat is preferably used for heating the fluid, in particular waste heat from preheating or tunnel furnaces or waste heat from electromagnetic heating devices.
  • process heat to heat the fluid results in lower costs than in the compensation of the temperature loss due to higher furnace temperatures and / or by additional aggregates, such as the use of an additional induction furnace after the scale scrubber.
  • the disclosed method in addition to the reduced temperature loss in the respective metallic semi-finished product, further achieves an improved energy balance since the respective metallic semi-finished products do not have to be raised again to a required rolling or forging temperature after descaling.
  • Particularly advantageous is the said method in the thin slab process, in which the transport speed of the slabs and strips is reduced due to the process, as well as in the continuous rolling of thin and thin strip up to finished strip thicknesses of less than 1 mm.
  • the method further allows higher slabs and / or intermediate strip temperatures, and thus also higher die decreases, especially in the front stands of a finishing mill of a hot rolling mill, which favors the production of thinner final dimensions and higher strength steels.
  • the above object is further achieved by a device having the features of claim 8.
  • an apparatus for descaling a surface of a metallic semifinished product in particular for descaling of forgings or rolling stock such as slabs, thin slabs, billets, hot strip, cold strip, pre-strip and / or long products of steel and iron alloys, provided, wherein the device for descaling the metallic Semi-finished at least one high-pressure nozzle for irradiating the surface of the metallic semifinished product with a fluid under elevated pressure relative to the atmospheric pressure.
  • a heating device is provided for heating the fluid before it enters the high-pressure nozzle.
  • Figure 1 schematically a casting machine with attached rolling mill in
  • FIG. 2 schematically shows the heat flow density as a function of
  • FIG. 3 schematically shows the total heat transfer coefficient in FIG.
  • hydromechanical scale scrubbers are known, by means of which an amount of spray water is sprayed under high pressure onto the respective metallic semifinished product to be descaled. Due to the high pressure and the resulting high kinetic energy of the impinging Water jet, the scale layer is broken. Another effect that plays a role here is the detachment of the scale by the different shrinkage of the cooled by the water base material and the scale. Furthermore, the scale layer is achieved by an explosive evaporation of the water which has got under the scale layer. The water also serves to flush away the dissolved scale.
  • FIG. 1 shows schematically a casting machine 1 with a mold 10 and a pouring arc 12, wherein the strip 2 emerging from the pouring arc 12 is then conveyed through different roughing stands 3 and stands 4 of the finishing train.
  • An induction furnace 6 is provided, by means of which the strip is raised to a higher temperature after the rolling process in the roughing stands 3.
  • a descaling takes place by a device for descaling in the form of the scale scrubber 5, wherein high-pressure nozzles 50 are provided on both sides of the belt 2.
  • the high-pressure nozzles 50 are typically arranged on a beam and across the bandwidth.
  • the descaling effect can be improved by arranging the high-pressure nozzles 50 of the scale scrubber 5 counter to the direction of movement of the strip 2, so that the water jet emitted by the high-pressure nozzles 50 strikes the strip 2 counter to its conveying direction.
  • the high-pressure nozzles 50 are acted upon by the high-pressure pump 52, which is to serve for descaling, so that the pressure applied to the high-pressure nozzles 50 is typically in the range from 20 to 1000 bar.
  • the corresponding high pressure nozzles 50 are optimized according to the specific application.
  • the high-pressure nozzles 50 are arranged at a certain angle with respect to the plane of the belt 2, have a predetermined spray angle and are and certain arrangements in arranged at a predetermined distance from the belt 2 in order to achieve an optimal Entzu matterssrial even with reduced amount of spray water or reduced amount of fluid.
  • a heating device 54 is provided, by means of which the fluid which is to be supplied to the scale scrubber 5 and in particular the high-pressure nozzles 50 is heated prior to the application of the belt 2 with the fluid.
  • the heater 54 includes a heat exchanger 56 which is fed with process waste heat from the induction furnace 6.
  • the preferred temperatures result, for example, from the relationship shown in FIG. 2 between the heat flow density a ges as a function of the water loading density m s at different temperatures
  • FIG. 2 is taken in a slightly modified form from the publication by U. Reiners, R. Jescha, R. Scholz, "Heat Transfer in Continuous Casting Cooling by Water Spray", Steel Research 60 (1989), No. 10, pages 442 to 450.
  • the nonlinear relationship between the spray water temperature and the heat flow density is immediately apparent from this figure:
  • the relationship between the total heat transfer coefficient a ges as a function of the water temperature 3 w can also be seen to correspond to a non-linear relationship taken from the publication mentioned.
  • the heat flow density a ges can be adjusted by appropriate choice of the spray water temperature accordingly.
  • a heated fluid for hydromechanical descaling of the surface of a metallic semifinished product ensures that the temperature loss occurring during descaling is reduced as far as possible.
  • Preferred in this context are media temperatures between 50 ° C and 100 ° C, more preferably between 60 ° C and 98 ° C, even more preferably between 70 ° C and 95 ° C, even more preferably between 80 ° C and 91 ° C, and most preferred used by 90 ° C.
  • media temperatures between 50 ° C and 100 ° C, more preferably between 60 ° C and 98 ° C, even more preferably between 70 ° C and 95 ° C, even more preferably between 80 ° C and 91 ° C, and most preferred used by 90 ° C.
  • a particularly low temperature loss can be achieved.
  • the use of a fluid, and in particular of water, which is still liquid, the corresponding kinetic energy, or the corresponding pulse can be transported to achieve a mechanical breaking of the scale.
  • the temperature to which the fluid is heated in the heater 54 is heated in a range of 5K to 20K below the boiling temperature of the respective fluid, for example, in water in a range of 95 ° C to 80 ° C, preferably in one Range between 8K and 15K, and more preferably in a range of 10K below the respective boiling temperature of the fluid.
  • the method and the device can be used on the one hand in the descaling of metallic semi-finished products in rolling mills, but can also be used in the descaling of metallic semi-finished products in forging plants or on a casting machine or on a rolling mill. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs (2), insbesondere zur Entzunderung von Schmiedegut oder Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Knüppeln, Warmband, Kaltband, Vorband und/oder Langprodukten aus Stahl- und Eisenlegierungen, wobei die Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) zur Entzunderung mit einem Fluid unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck bestrahlt wird, und wobei das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs aufgeheizt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs, insbesondere zur Entzunderung von Schmiedegut oder Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Knüppeln, Warmband, Kaltband, Vorband und/oder Langprodukten aus Stahl- und Eisenlegierungen.
Stand der Technik
Die Erzeugung von Walzbändern, insbesondere von Warmbändern, mit einer hohen Oberflächenqualität erfordert eine effektive Entfernung des auf der jeweiligen Oberfläche gebildeten Zunders, um Zundereinwalzungen zu vermeiden. Verfahren und Vorrichtungen zur Entzunderung von metallischen Halbzeugen sind bekannt. Zur Entzunderung sind beispielsweise Zunderwäscher bekannt, mittels welchen Wasser unter einem hohen Druck auf die jeweilige Oberfläche des metallischen Halbzeugs aufgespritzt werden. Das Wasser wird dabei beispielsweise mittels einer Vielzahl von Hochdruckdüsen, welchen das Wasser mit Drücken zwischen 140 und 400 bar zugeleitet wird, in Wasserstrahlen mit einer hohen Geschwindigkeit und damit mit einer hohen kinetischen Energie umgewandelt. Diese Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen werden bevorzugt entgegen der Förderrichtung des jeweiligen metallischen Halbzeugs auf die zu behandelnde Oberfläche gespritzt. Mit solchen Systemen wird der Zunder durch das Wasser, welches mit hohem Druck auf die Oberfläche des metallischen Halbzeugs aufgespritzt wird, entfernt. Das dabei zu erzielende Entzunderungsergebnis wird, wie beispielsweise von W. Büchele, „Entzundern von warmgewalzten Oberflächen", Stahl und Eisen 1 15, 5 1995, Heft 10, Seiten 41 -42, beschrieben im Wesentlichen durch die folgenden Faktoren bestimmt: Aufbrechen der Zunderschicht durch die hohe kinetische Energie des auftreffenden Wasserstrahls; Ablösen der Zunderschicht durch unterschiedliche Schrumpfung von Grundmaterial und Zunder bei der schockartigen Abkühlung; Absprengen des Zunders durch explosionsartige0 Verdampfung der Wassertropfen unter der Zunderschicht; Wegspülen des gelösten Zunders durch Schrägstellung des Spritzstrahles.
Eine entsprechende Zusammenfassung der Faktoren findet sich auch bei Andreas Kroll,„Hydromechanische Entzunderung in Warmbreitbandwalzwerken", Stahl und5 Eisen 1 19, 1999, Heft 9, Seiten 89-93.
Entsprechende Ausführungsformen für die jeweilige Beaufschlagung der Oberflächen der metallischen Halbzeuge mit dem unter hohem Druck aufgebrachten Wasser sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt.
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Beispielsweise ist aus der DE 43 37 287 B4 ein Verfahren zur Entzunderung von Walzgut, wie Brammen, Dünnbrammen, Warmband oder Vorband sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. In dem genannten Verfahren wird zur Durchführung der Entzunderung das jeweilige Walzgut mit aus5 Druckwasser versorgten Hochdruckdüsen mit einem in Hochgeschwindigkeit austretenden, energiereichen Wasserstrahl beschossen.
Nachteilig an den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist, dass durch das Beschießen der jeweiligen Oberfläche mit Wasser eine Abkühlung des0 metallisches Halbzeugs stattfindet. Um den Temperaturverlust bei der hydromechanischen Entzunderung zu reduzieren, werden daher bereits reduzierte Spritzwassermengen verwendet, wobei zur Aufrechterhaltung der entsprechenden Entzunderungswirkung dann optimierte Spritzdüsengeometrien, Spritzwinkel, Düsenanordnungen, sowie bewegliche Düsensysteme bzw. Rotationssysteme verwendet werden. Durch diese Maßnahmen kann die Spritzwassermenge bei gleicher Entzunderungswirkung reduziert werden und dadurch der Temperaturverlust ebenfalls verringert werden. Der dann verbleibende Temperaturverlust kann beispielsweise durch höhere Ofentemperaturen, also höhere Anfangstemperaturen für das jeweilige metallisches Halbzeug, oder durch eine zusätzliche Heizung, beispielsweise mittels einer Induktionsheizung, kompensiert werden.
Für ein optimales Entzunderungsergebnis und entsprechend eine optimale Oberflächenbeschaffenheit des jeweiligen metallischen Halbzeugs bzw. Walz- /Schmiedegutes lässt sich die notwendige Spritzwassermenge jedoch nicht beliebig reduzieren. Bei der hydromechanischen Entzunderung treten entsprechend auch bei der bereits verwendeten reduzierten Spritzwassermengen immer noch Temperaturverluste auf, welche insbesondere bei niedrigen Transportgeschwindigkeiten des jeweiligen metallischen Halbzeugs und/oder bei dünnen metallisches Halbzeugen, insbesondere dünnen Brammen oder Warmbändern, zu Nachteilen bezüglich des Erreichens der erforderlichen Endwalztemperatur und/oder bezüglich der Produktivität führen können.
Auch der Kompensation des jeweiligen Temperaturverlustes durch erhöhte Ofentemperaturen oder durch Zusatzaggregate, wie zum Beispiel durch die Verwendung von Induktionsheizungen, stehen die Kosten zum Beispiel für einen höheren Verschleiß und die Instandhaltung sowie häufig auch metallurgische Gründe entgegen. So können beispielsweise erhöhte Temperaturen im Vorwärmofen oder im Tunnelofen neben einem höheren Verschleiß auch erhöhte Zunderverluste und/oder eine erhöhte Randentkohlung hervorrufen. Beschreibung der Offenbarung
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs, insbesondere von Walzgut, anzugeben, bei welchen der auftretende Temperaturverlust bei der Entzunderung weiter reduziert wird.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Entsprechend wird in dem Verfahren zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs, insbesondere zur Entzunderung von Schmiedegut oder Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Knüppeln, Warmband, Kaltband, Vorband und/oder Langprodukten aus Stahl- und Eisenlegierungen, die Oberfläche des metallischen Halbzeugs zur Entzunderung mit einem Fluid unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck bestrahlt. Erfindungsgemäß wird das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs aufgeheizt.
Durch die Aufheizung des Fluids vor dem Bestrahlen der Oberfläche des metallischen Halbzeugs mit dem Fluid wird bei gleicher Entzunderungsleistung eine verringerte Abkühlung des metallischen Halbzeugs erreicht. Bei der aus dem Stand der Technik bekannten hydromechanischen Entzunderung mittels der Beaufschlagung eines metallischen Halbzeugs mit Brauchwasser werden typischerweise Spritzwassertemperaturen im Bereich von 20°C erreicht.
Durch die Verwendung der erhöhten Fluidtemperaturen gemäß dem hier beschriebenen Verfahren hingegen kann der Temperaturverlust des metallischen Halbzeugs gegenüber den Entzunderungsverfahren des Standes der Technik noch weiter verringert werden.
Durch den mittels des Verfahrens erreichten geringeren Temperaturverlust kann, neben einer gleichbleibenden Entzunderungswirkung, erreicht werden, dass die Qualität des metallisches Halbzeugs weiter verbessert wird. Beispielsweise muss beim thermomechanischen Walzen mikrolegierter Stahlsorten der Temperaturverlust in den ersten Gerüsten der Fertigstraße minimiert werden, um eine mehrmalige vollständige Rekristallisation des metallischen Halbzeugs zu gewährleisten. Durch das offenbarte Verfahren kann der Temperaturverlust durch die Entzunderung entsprechend besonders klein gehalten werden.
Weiterhin kann durch den deutlich reduzierten Temperaturverlust des metallischen Halbzeugs auf eine nachfolgende erneute Erhitzung, beispielsweise durch einen Induktionsofen, verzichtet werden. Auch die Anfangstemperaturen können in dem metallurgisch gebotenen Rahmen gehalten werden und erhöhte Ofentemperaturen, die bei einer herkömmlichen hydromechanischen Entzunderung mit kaltem Brauchwasser notwendig werden könnten, können ebenfalls vermieden werden.
Um den Temperaturverlust des metallischen Halbzeugs bei der Entzunderung besonders klein halten zu können, wird das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs auf Temperaturen von 50°C bis 100°C, bevorzugt von 60°C bis 98°C, bevorzugter von 70°C bis 95°C, noch bevorzugter von 80°C bis 93°C, und besonders bevorzugt von ca. 90°C aufgeheizt. Zusätzlich oder als Alternative kann das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs auf Temperaturen von 5K bis 20K unterhalb der Siedetemperatur des Fluids, bevorzugt von 8K bis 15K, und besonders bevorzugt von 10K unterhalb der Siedetemperatur des Fluids aufgeheizt werden. Bei den genannten Temperaturen für das Fluid, mittels welchem die zu behandelnde Oberfläche bestrahlt wird, handelt es sich um deutlich gegenüber kaltem Brauchwasser erhöhte Temperaturen. Eine Aufheizung im erfindungsgemäßen Sinne umfasst bewusste und erwünschte Temperaturerhöhungen des Brauchwassers gegenüber der Umgebungstemperatur von wenigstens 10K, bevorzugt wenigstens 30K.
Durch eine Beaufschlagung des metallischen Halbzeugs mit einem Fluid knapp unter die Siedetemperatur des Fluids wird der Temperaturverlust in dem metallischen Halbzeug weitestgehend minimiert. Hierbei kann durch eine sorgfältige Wahl der Temperatur zum anderen aber auch erreicht werden, dass die hydromechanische Wirkung der Entzunderung dadurch gegeben ist, dass der Fluidstrahl noch in der flüssigen Phase auf das metallische Halbzeug auftrifft. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der entsprechende mechanische Impuls des Wasserstrahls auf die Oberfläche des metallischen Halbzeugs übertragen wird. Die erhöhte Temperatur des Fluids kann darüber hinaus die explosionsartige Verdampfung der Wassertropfen, welche unter die Zunderschicht gelangen, weiter unterstützen.
In dem Verfahren kann als Fluid Wasser verwendet werden, wobei das Wasser dann vor der Beaufschlagung des metallischen Halbzeugs mit dem unter Hochdruck stehenden bzw. mit hoher Energie auf das metallische Halbzeug auftreffenden Wasserstrahls aufgeheizt wird.
Durch die Verwendung von Wasser als Fluid für die Entzunderung können die üblichen Vorrichtungen, die üblicherweise in einem Zunderwäscher vorgesehen sind, weiter verwendet werden.
Insbesondere kann das Fluid über Hochdruckdüsen auf die Oberfläche des metallischen Halbzeugs gestrahlt werden, wobei die Hochdruckdüsen bevorzugt entgegen einer Transportrichtung des metallischen Halbzeugs ausgerichtet werden. Um eine besonders effiziente Entzunderung zu erreichen, wird das Fluid unter einem Druck von 60 bar bis 1000 bar, bevorzugt einem Druck von 180 bar bis 500 bar, durch eine Hochdruckdüse auf die Oberfläche des metallischen Halbzeugs gestrahlt.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Temperaturverlust beim hydromechanischen Entzundern mittels eines Spritzfluids durch den Einsatz höherer Fluidtemperaturen verringert.
Um das Verfahren effizient durchführen zu können, wird bevorzugt zur Aufheizung des Fluids Prozessabwärme verwendet, insbesondere Abwärme aus Vorwärm- oder Tunnelöfen oder Abwärme elektromagnetischer Heizeinrichtungen. Durch den Einsatz von Prozesswärme zur Aufheizung des Fluids entstehen geringere Kosten als bei der Kompensation des Temperaturverlustes durch höhere Ofentemperaturen und/oder durch zusätzliche Aggregate, wie beispielsweise der Verwendung eines zusätzlichen Induktionsofens nach dem Zunderwäscher.
Durch das offenbarte Verfahren wird, neben dem verringerten Temperaturverlust in dem jeweiligen metallischen Halbzeug, weiterhin eine verbesserte Energiebilanz erreicht, da die jeweiligen metallischen Halbzeuge nach dem Entzundern nicht wieder auf eine erforderliche Walz- oder Schmiedetemperatur angehoben werden müssen. Besonders vorteilhaft ist das genannte Verfahren beim Dünnbrammenprozess, bei welchem die Transportgeschwindigkeit der Brammen und Bänder verfahrensbedingt reduziert ist, genauso wie etwa beim Endloswalzen von Dünn- und Dünnstband bis hin zu Fertigbanddicken von kleiner 1 mm. Durch das Verfahren werden weiterhin höhere Brammen und/oder Zwischenbandtemperaturen ermöglicht und damit auch höhere Stichabnahmen, insbesondere in den vorderen Gerüsten einer Fertigstraße eines Warmwalzwerkes, wodurch die Fertigung von dünneren Endabmessungen sowie von höherfesteren Stählen begünstigt wird. Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Entsprechend ist eine Vorrichtung zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs, insbesondere zur Entzunderung von Schmiedegut oder Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Knüppeln, Warmband, Kaltband, Vorband und/oder Langprodukten aus Stahl- und Eisenlegierungen, vorgesehen, wobei die Vorrichtung zur Entzunderung des metallischen Halbzeugs mindestens eine Hochdruckdüse zur Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs mit einem Fluid unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des Fluids vor dessen Eintritt in die Hochdruckdüse vorgesehen.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert.
Dabei zeigt:
Figur 1 schematisch eine Gießmaschine mit angeschlossener Walzstraße in
Kombination mit einer Vorrichtung zur Enzunderung gemäß der vorliegenden Offenbarung,
Figur 2 schematisch die Wärmestromdichte in Abhängigkeit von der
Wasserbeaufschlagungsdichte, und
Figur 3 schematisch den Gesamtwärmeübergangskoeffizienten in
Abhängigkeit von der Wassertemperatur.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche oder ähnliche Elemente mit den identischen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise fortgelassen, um Redundanzen in der Beschreibung zu vermeiden.
Im Bereich der Zunderwäscher sind hydromechanische Zunderwäscher bekannt, mittels welchen eine Menge an Spritzwasser unter hohem Druck auf das jeweilige, zu entzundernde metallische Halbzeug aufgespritzt wird. Durch den hohen Druck und die sich daraus ableitende hohe kinetische Energie des auftreffenden Wasserstrahls wird die Zunderschicht aufgebrochen. Ein weiterer Effekt, der hier eine Rolle spielt, ist die Ablösung der Zunderschicht durch die unterschiedliche Schrumpfung des durch das Wasser abgekühlten Grundmaterials und des Zunders. Weiterhin wird die Zunderschicht durch eine explosionsartige Verdampfung des Wassers, welches unter die Zunderschicht gelangt ist, erreicht. Das Wasser dient weiterhin dazu, den gelösten Zunder fortzuspülen.
Figur 1 zeigt hier schematisch eine Gießmaschine 1 mit einer Kokille 10 und einem Gießbogen 12, wobei das aus dem Gießbogen 12 austretende Band 2 dann durch unterschiedliche Vorgerüste 3 und Gerüste 4 der Fertigstraße gefördert wird. Ein Induktionsofen 6 ist vorgesehen, mittels welchem das Band nach dem Walzvorgang in den Vorgerüsten 3 auf eine höhere Temperatur angehoben wird. Eine Entzunderung findet durch eine Vorrichtung zur Entzunderung in Form des Zunderwäschers 5 statt, wobei Hochdruckdüsen 50 auf beiden Seiten des Bandes 2 vorgesehen sind. Die Hochdruckdüsen 50 sind dabei typischerweise an einem Balken und quer über die Bandbreite hinweg angeordnet. Die Entzunderungswirkung kann dadurch verbessert werden, dass die Hochdruckdüsen 50 des Zunderwäschers 5 entgegen der Bewegungsrichtung des Bandes 2 angeordnet sind, so dass der von den Hochdruckdüsen 50 ausgegebene Wasserstrahl das Band 2 entgegen dessen Förderrichtung trifft. Die Hochdruckdüsen 50 werden mit dem Fluid, welches zur Entzunderung dienen soll, über eine Hochdruckpumpe 52 beaufschlagt, so dass der an den Hochdruckdüsen 50 anliegende Druck typischerweise in einem Bereich von 20 bis 1000 bar liegt. Die entsprechenden Hochdruckdüsen 50 sind entsprechend auf die konkrete Anwendung hin optimiert. Insbesondere sind die Hochdruckdüsen 50 unter einem bestimmten Winkel bezüglich der Ebene des Bandes 2 angeordnet, haben einen vorgegebenen Spritzwinkel und sind und bestimmten Anordnungen in einem vorbestimmten Abstand vom Band 2 angeordnet, um eine optimale Entzunderungswirkung auch bei reduzierter Spritzwassermenge bzw. reduzierter Fluidmenge zu erreichen. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, neben der Hochleistungspumpe 52 auch eine Heizeinrichtung 54 vorgesehen, mittels welcher das Fluid, welches dem Zunderwäscher 5 und insbesondere den Hochdruckdüsen 50 zugeführt werden soll, vor der Beaufschlagung des Bandes 2 mit dem Fluid aufgeheizt wird. Die Heizeinrichtung 54 umfasst einen Wärmetauscher 56, der mit Prozessabwärme des Induktionsofens 6 gespeist wird. Durch diese Verwendung von Prozessabwärme zur Aufheizung des Fluids zur Entzunderung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs wird eine effiziente Aufheizung des Fluids erreicht. Die bevorzugten Temperaturen ergeben sich beispielsweise aus dem in Figur 2 gezeigten Zusammenhang zwischen der Wärmestromdichte ages in Abhängigkeit von der Wasserbeaufschlagungsdichte ms bei unterschiedlichen
Spritzwassertemperaturen. Die Figur 2 ist in leicht abgewandelter Form der Veröffentlichung von U. Reiners, R. Jescha, R. Scholz,„Wärmeübertragung bei der Stranggusskühlung durch Spritzwasser", Steel Research 60 (1989), No. 10, Seiten 442 bis 450, entnommen. Aus dieser Figur ergibt sich sofort der nichtlineare Zusammenhang zwischen der Spritzwassertemperatur und der Wärmestromdichte. Auch die in Figur 3 gezeigte Relation zwischen dem Gesamtwärmeübergangskoeffizienten ages in Abhängigkeit von der Wassertemperatur 3w lässt entsprechend einen nicht-linearen Zusammenhang erkennen. Auch diese Figur ist der oben genannten Veröffentlichung entnommen. Durch die entsprechende Einstellung der Temperatur des Fluids, welches bei der hydromechanischen Entzunderung verwendet wird, kann entsprechend die Wärmestromdichte ages durch entsprechende Wahl der Spritzwassertemperatur eingestellt werden.
Durch die Verwendung eines aufgeheizten Fluids zur hydromechanischen Entzunderung der Oberfläche eines metallischen Halbzeugs wird erreicht, dass der bei der Entzunderung auftretende Temperaturverlust so weit wie möglich reduziert wird. Bevorzugt werden in diesem Zusammenhang Medientemperaturen zwischen 50°C und 100°C, bevorzugter zwischen 60°C und 98°C, noch bevorzugter zwischen 70°C und 95°C, noch weiter bevorzugter zwischen 80°C und 91 °C und besonders bevorzugt von 90°C verwendet. Wie sich in diesem Zusammenhang beispielsweise aus der Figur 2 abschätzen lässt, kann durch eine Temperatur von 90°C zum einen ein besonders niedriger Temperaturverlust erreicht werden. Zum anderen kann aber durch die Verwendung eines Fluids, und insbesondere von Wasser, welches noch flüssig ist, die entsprechende kinetische Energie, bzw. der entsprechende Impuls transportiert werden, um ein mechanisches Aufbrechen des Zunders zu erreichen. Bevorzugt wird die Temperatur, auf welche das Fluid in der Heizeinrichtung 54 erhitzt wird, in einem Bereich von 5K bis 20K unterhalb der Siedetemperatur des jeweiligen Fluids, bei Wasser beispielsweise in einem Bereich von 95°C bis 80°C, erwärmt, bevorzugt in einem Bereich zwischen 8K und 15K und besonders bevorzugt in einem Bereich von 10K unterhalb der jeweiligen Siedetemperatur des Fluids.
Das Verfahren sowie die Vorrichtung kann zum einen bei der Entzunderung von metallischen Halbzeugen in Walzwerken eingesetzt werden, kann aber auch im Bereich der Entzunderung von metallischen Halbzeugen in Schmiedeanlagen oder an einer Gießmaschine oder an einer Walzstraße verwendet werden. Bezugszeichenliste
1 Gießmaschine
10 Kokille
12 Gießbogen
2 Band
3 Vorgerüste
4 Gerüste der Fertigstraße 5 Vorrichtung zur Entzunderung
50 Hochdruckdüse
52 Pumpe
54 Heizeinrichtung
56 Wärmetauscher
6 Induktionsofen

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs (2), insbesondere zur Entzunderung von Schmiedegut oder
Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Knüppeln, Warmband, Kaltband, Vorband und/oder Langprodukten aus Stahl- und Eisenlegierungen, wobei die Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) zur Entzunderung mit einem Fluid unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen
Halbzeugs (2) aufgeheizt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) auf Temperaturen von 50°C bis 100°C, bevorzugt von 60°C bis 98°C, bevorzugter von 70°C bis 95°C, noch bevorzugter von 80°C bis 93°C, und besonders bevorzugt von ca. 90°C aufgeheizt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Fluid vor der Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) auf Temperaturen von 5K bis 20K unterhalb der Siedetemperatur des Fluids, bevorzugt von 8K bis 15K, und besonders bevorzugt von 10K unterhalb der Siedetemperatur des Fluids aufgeheizt wird. 4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Fluid Wasser verwendet wird. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Aufheizung des Fluids Prozessabwärme verwendet wird, insbesondere Abwärme aus Vorwärm- oder Tunnelöfen oder Abwärme elektromagnetischer Heizeinrichtungen (6).
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fluid über Hochdruckdüsen (50) auf die Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) gestrahlt wird, wobei die Hochdruckdüsen (50) bevorzugt entgegen einer Transportrichtung des metallischen Halbzeugs (2) ausgerichtet werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fluid unter einem Druck von 60 bar bis 1000 bar, bevorzugt einem Druck von 180 bar bis 500 bar, durch eine Hochdruckdüse (50) auf die Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) gestrahlt wird.
Vorrichtung zur Entzunderung einer Oberfläche eines metallischen Halbzeugs (2), insbesondere zur Entzunderung von Schmiedegut oder Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Knüppeln, Warmband, Kaltband, Vorband und/oder Langprodukten aus Stahl- und Eisenlegierungen, wobei die Vorrichtung zur Entzunderung des metallischen Halbzeugs (2) mindestens eine Hochdruckdüse (50) zur Bestrahlung der Oberfläche des metallischen Halbzeugs (2) mit einem Fluid unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck aufweist, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (54) zum Aufheizen des Fluids vor dessen Eintritt in die Hochdruckdüse (50).
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Heizeinrichtung (54) einen Wärmetauscher (56) zur Verwendung von Prozessabwärme umfasst.
5 10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Heizeinrichtung (54) dazu vorgesehen ist, das Fluid auf Temperaturen von 50°C bis 100°C, bevorzugt von 60°C bis 98°C, bevorzugter von 70°C bis 95°C, noch bevorzugter von 80°C bis 93°C, und besonders bevorzugt von ca. 90°C aufzuheizen.
10 1 1 . Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die
Heizeinrichtung (54) dazu vorgesehen ist, das Fluid auf Temperaturen von 5K bis 20K unterhalb der Siedetemperatur des Fluids, bevorzugt von 8K bis 15K, und besonders bevorzugt von 10K unterhalb der Siedetemperatur des Fluids aufzuheizen.
15
12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei die Hochdruckdüse (50) zur Verwendung mit Fluid unter einem Druck von 60 bar bis 1000 bar, bevorzugt einem Druck von 180 bar bis 500 bar, vorgesehen ist.
0
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19852759A1 (de) * 1998-11-16 2000-05-18 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Verringerung von Zunderbildung auf einem Walzgut
US6210501B1 (en) * 1995-10-11 2001-04-03 Nisshin Steel Co., Ltd. Heavy-duty cold-rolling for mechanically descaling a hot-rolled steel strip before pickling
KR100349163B1 (ko) * 1995-03-16 2002-12-16 주식회사 포스코 탈 스케일 장치
WO2003052165A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Centro Sviluppo Materiali S.P.A. Process and plant for descaling, pickling and finishing/passivating stainless steel strips, and strips so obtainable
DE4337287B4 (de) 1993-11-02 2004-08-26 Sms Demag Ag Verfahren zur Entzunderung von Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Warmband oder Vorband und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4337287B4 (de) 1993-11-02 2004-08-26 Sms Demag Ag Verfahren zur Entzunderung von Walzgut wie Brammen, Dünnbrammen, Warmband oder Vorband und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
KR100349163B1 (ko) * 1995-03-16 2002-12-16 주식회사 포스코 탈 스케일 장치
US6210501B1 (en) * 1995-10-11 2001-04-03 Nisshin Steel Co., Ltd. Heavy-duty cold-rolling for mechanically descaling a hot-rolled steel strip before pickling
DE19852759A1 (de) * 1998-11-16 2000-05-18 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Verringerung von Zunderbildung auf einem Walzgut
WO2003052165A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Centro Sviluppo Materiali S.P.A. Process and plant for descaling, pickling and finishing/passivating stainless steel strips, and strips so obtainable

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDREAS KROLL: "Hydromechanische Entzunderung in Warmbreitbandwalzwerken", STAHL UND EISEN, vol. 119, no. 9, 1999, pages 89 - 93
U. REINERS; R. JESCHA; R. SCHOLZ: "Wärmeübertragung bei der Stranggusskühlung durch Spritzwasser", STEEL RESEARCH, vol. 60, no. 10, 1989, pages 442 - 450
W. BÜCHELE: "Entzundern von warmgewalzten Oberflächen", STAHL UND EISEN, vol. 115, no. 10, 1995, pages 41 - 42

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