WO2015000968A1 - Giesswalzanlage und verfahren zum herstellen von metallischem walzgut - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a casting and rolling plant and a method for producing metallic rolling of carbon steel.
- Such casting machines and methods are basically known in the prior art; see, for.
- European Patent Specification EP 1 833 623 B1 discloses a cast roll mill for producing slabs with a mold, a mold guide downstream of the mold for deflecting the cast strand from the vertical to the horizontal, a heating furnace, a descaling device, a roughing stand, a Steckel mill Scissors, a cooler and a reel. After passing through the heating furnace, the cast strand or slabs first pass through the roughing stand before they enter the Steckel mill. All components of the system are in one line.
- European Patent EP 1 940 566 B1 discloses a thin slab caster with a tandem rolling device. Already in the strand guide a reduction in thickness of the cast strand is provided; a so-called Liquid Core Reduction LCR area. The radius for the deflection of the casting strand in the horizontal is less than 2 m, the casting thickness is 25 - 32 mm and the casting speed is 6 to 16 m / sec.
- German publication DE 196 81 466 T1 discloses a casting and rolling plant for producing metallic rolling stock, comprising a casting line with a mold for vertical casting of a cast strand and with a strand guide, which has a carpet for deflecting the casting strand from the vertical to the horizontal, a straightening device, a pair of scissors for distributing the casting strand in slabs and an outlet roller conveyor.
- the casting rolling mill comprises a rolling line with an inlet roller table and a Steckel rolling mill for rolling the slabs of rolling stock, a Steckel rolling mill downstream cooling device and a cooling device downstream winding device.
- a transverse displacement device is arranged for transversely transporting the slabs from the outlet roller conveyor of the strand guide to the inlet roller conveyor of the rolling line.
- An oven is provided for heating the slabs during transverse transport.
- the invention has the object of developing a casting and a method for producing metallic rolling material according to the type described in the last paragraph to the effect that the heat losses during transporting the slabs from the casting line are further reduced in the rolling line.
- This object is achieved by the claimed in claim 1 casting rolling.
- This casting and rolling plant is characterized in that the furnace includes the complete transverse displacement device and at least part of the outlet roller table of the strand guide and at least part of the inlet roller table of the rolling line and that the inlet of the furnace for the slabs in the casting line and the outlet of the furnace for the slabs is arranged in the rolling line.
- the claimed embodiment of the furnace has the advantage that the slabs are not only secured during their transverse transport, but already on the outlet roller conveyor of the strand guide and on the inlet roller table of Steckel rolling against unwanted cooling, because the furnace extends over these areas.
- the widths of the openings or the doors in these openings can be substantially limited to the width of the Brannnnen. This is particularly advantageous in view of the energy losses or the energy balance of the furnace compared to the design of furnace doors in the prior art, where the furnace doors extend over the entire length of a slab, because the slab is retracted transversely into the furnace.
- both claimed measures serve to reduce the temperature losses of the slab and to increase the efficiency of the furnace.
- the claimed cast-rolling mill is used to produce rolling stock in the form of flat steel with an annual production of less than 700,000 t per year of carbon steel.
- the system is characterized by a compact system layout and z. B. due to the lack of a Vorgerüstes and the high efficiency of the furnace by low investment and production costs. It is therefore particularly suitable for (new) steel producers in regions without their own flat steel production. It is used for casting slabs with widths between 700 and 1, 700 mm.
- the heating gas is conducted in the oven in a flow direction which runs counter to the direction of movement of the slabs in the oven.
- This countercurrent principle also leads to a significant increase in efficiency of the furnace, because the slabs are kept better warm in this way.
- the furnace has a further opening, which either serves as an outlet for slabs, which are not to be introduced into the rolling line or acts as an inlet for slabs, which should not be supplied via the casting line of the rolling line.
- the run-out roller conveyor of the strand guide is extended beyond the transverse displacement region of the furnace through the said further opening to the outside of the furnace in the casting line.
- the roller carpet of the strand guide is formed from a plurality of segments, which are arranged one behind the other in the casting direction.
- three to seven pairs of rollers are initially arranged vertically one above the other to form a vertical guide region for the cast strand.
- five to eleven further pairs of rollers within the first segment which are arranged in an arc shape to form a bending region for bending the casting strand out of the vertical into a casting radius between 3.5 and 6.5 m, are arranged downstream of this vertical guide region.
- the bending area which is still attributed to the first segment, followed by two to four other arc segments for further guidance of the casting strand.
- the said compact design of the system is particularly evident in its supported length of ⁇ 12 m and in a low overall height of the casting rolling mill between 5 and 8 m.
- the above object is further achieved by a method for producing metallic rolling stock according to claim 15.
- This method is characterized in that the slabs enter the front side in the casting direction in the oven and backward end face in the rolling direction from the oven.
- the advantages of this solution correspond to the advantages mentioned above with reference to the claimed cast rolling mill.
- the casting rolling mill is planned for casting speeds between 1 and 3.5 m / min. After leaving the furnace, the slabs run directly into the rolling stand of the Steckel mill, are thinness reduced there in a first pass and are subsequently wound downstream of the rolling stand on a Steckel located there, ie a winding furnace located there Steckelwalzwerks. To increase the production efficiency of the slab is not first wound in a winding furnace located upstream of the rolling mill of the Steckel mill and cached before it enters the rolling mill of the Steckel mill.
- FIG. 1 shows the claimed cast roll plant in a longitudinal section
- FIG. 1 shows the oven with associated inlet roller table and associated
- FIG. 3 shows the essential components of the casting line of the claimed
- the length of the furnace means the length in the casting or rolling direction.
- the width of the furnace means the extent of the furnace transverse to the casting or rolling direction.
- the outlet roller table of the strand guide is basically synonymous with the inlet roller table of the furnace. Both run in the casting direction.
- the outlet roller table of the furnace extends in the rolling direction and is basically synonymous with the inlet roller table of the Steckel mill.
- FIG. 1 shows the claimed cast roll plant in a side view.
- the casting rolling mill 100 comprises a casting line and a rolling line, which are connected to one another via a transverse displacement device 130.
- the casting line comprises a casting platform 105, a mold 1 10, a strand guide 120, a pair of scissors 127 and a run-out roller table of the strand guide 128. All the components of the casting line are arranged one behind the other in the casting direction in the stated order.
- the casting platform typically includes a turret or ladle for handling the pans for sequence casting. It is a covert casting with ceramic components between pan and distributor (shadow tube) or between distributor and mold (dip tube) provided.
- the distributor is typically covered with cover powder and the mold with casting powder.
- the mold 1 10 may be formed either of four parts, two broad sides and two narrow sides or as a frame mold. It preferably has an integrated level measurement, which for example works radiometrically or with eddy current.
- the mold in particular if it has two narrow sides, preferably has a narrow side adjustment for format adjustment during the casting operation.
- the mold is positioned vertically below the casting platform. It can be formed with or without funnel on the upper Kokillenkopf.
- the crown When forming a funnel mold, the crown is 10 to 60 mm at the top mold head.
- the exit of the mold preferably runs parallel, but in the case of a funnel mold it can also have a residual embedment ⁇ 10 mm.
- the mold walls or mold plates are preferably formed from copper or a copper alloy with or without full or partial wear-reducing coating.
- the alternative to using a funnel mold is the use of a plane parallel mold.
- the mold is equipped with an eccentric or hydraulic oscillation drive for oscillation strokes up to 360 strokes per minute and amplitudes ⁇ 5 mm.
- the mold is water-cooled with water volumes of 1 .000 to 3,000 l / min / meter casting width.
- the strand guide 120 consists essentially of a roll carpet with divided or undivided rolls with diameters ⁇ 250 mm.
- the rollers may be designed as axle rollers or as pin rollers, preferably with internal cooling. A bearing cooling is intended above all for center bearings.
- the rollers of the roller carpet are preferably grouped into segments 121, 122, 123, 124, as shown in FIG.
- the segments typically each consist of an upper frame and a lower frame, on each of which a plurality of rollers is rotatably mounted.
- the cast strand is, as shown in Figure 2, guided between the opposite roles of a segment.
- the upper frame and the subframe with the respective rotatably mounted rollers are relative by means of hydraulic cylinders 129 mutually adjustable or adjustable. This hydraulic segment adjustment is carried out as a black / white circuit on spacers or position-controlled with a monitoring of the forces occurring with respect to a minimum and maximum permissible force value.
- first segment 121 which immediately follows the mold 1 10 in the casting direction R, as shown in FIG. 2, initially three to seven pairs of rolls are arranged vertically one above the other.
- the predetermined by the mold vertical orientation of the casting strand is initially extended in this way a bit far.
- the said rollers are followed within the first segment 121 by a bending region which extends over 5 to 1 1 further pairs of rolls and continuously flexes the cast strand into a casting radius between 3.5 and 6.5 m.
- this bending region can be seen on the horizontal lines, which extend from the pairs of rollers to the right; These lines represent the change in the bending radius, which results successively at the individual roller pairs of the bending area.
- the said preconnection of three to seven pairs of rollers in a vertical arrangement in front of the bending area has the advantage that forces occurring in the bending area are not transmitted to the mold 110, but are absorbed by said pairs of rollers in a vertical arrangement.
- Two to four further floor segments 122, 123, 124 adjoin the first segment 121 in the casting direction.
- the supported length of the casting machine is less than 12 m.
- no appreciable thickness reduction of the casting strand is provided by means of Liquid Core Reduction LCR. Changes in the thickness of the cast strand arise only from conventional Taperein sueden in parts or over the entire roll carpet in the casting direction, ie due to usual wedge settings of the segments in the casting direction to compensate for naturally occurring shrinkage of the cast strand in the casting direction due to its cooling.
- thickness reduction can at best occur through the use of soft reduction.
- Soft reduction means the active squeezing of the upper and lower strand shell in the area before the solidification of the casting strand to z.
- a regulated secondary cooling is preferably provided for cooling the strand after its exit from the mold.
- the cooling is typically done via spray plans or preferably via a process model.
- the strand guide 120 has a straightening device 126, which consists of individual controllable and at least partially driven roller pairs.
- the controllable pairs of rollers preferably have a position and force monitoring.
- the straightening device 126 can be designed as three or four roller pair unit or alternatively in segmental construction.
- the casting thickness of the casting strand at the exit of the straightening device 126 is between 90 mm and 120 mm.
- the height of the plant is between 5 and 8 m.
- the strand guide 120 is a pair of scissors 127 downstream of dividing the cast strand in slabs of predetermined length.
- the width of the slabs is between 700 and 1, 700 mm in the claimed casting rolling mill.
- the scissors 127 is downstream in the casting direction an exit roller conveyor 128 of the strand guide.
- the slabs are transported by means of a furnace 150, for example a Hubherdofens, in a parallel to the casting line arranged offset rolling line.
- a furnace 150 for example a Hubherdofens
- the scissors 127 and the oven 125 with a transverse shifting device 130 therein serve for the final coupling of the casting and rolling processes.
- the rolling line comprises an outfeed roller conveyor of the oven 150, which is equivalent to an infeed roller conveyor 140 in a Steckel mill 160.
- a descaling device 158 is preferably arranged between the oven 150 and the Steckel mill 160.
- the Steckel mill 160 includes upstream and downstream each a Steckel, ie a winding furnace for temporarily storing the rolling stock between the individual stitches.
- a predetermined odd number of passes is made to reduce the thickness of the slabs to a desired final thickness.
- the thus produced rolling stock in the form of flat steel is cooled after passing through the Steckel mill 160 in a cooling device 170, before it either deposited as a plate or, as shown in Figure 1, wound by means of a winding device 180 to form a coil.
- the furnace 150 comprises not only the actual area of the transverse pushing device 130, which serves to transversely transport the slabs from the casting line into the rolling line, but also the upstream exit roll course 128 of the strand guide 120 and the downstream Einlaufrollgang 140 of the rolling line in the Steckelwalzwerk 160. Heated or exposed to the furnace atmosphere is that part of the outlet roller table 128 of the strand guide 120, which is surrounded by the furnace 150, also called the inlet region of the furnace, as well as the said region of the transverse displacement device 130 (Hubherd Scheme called) ,
- the heating gas for the interior of the furnace provided by a heater, not shown in FIG. 3, is directed into the interior of the furnace via an inlet in the stroke hearth area.
- the length of the part of the inlet roller conveyor 140 enclosed by the oven for the Steckel mill 160 is between 15 and 35 m, corresponding to the maximum length of the slabs.
- the length of the inlet zone into the oven, d. H. the portion of the outfeed roller table 128 of the strand guide 120 encompassed by the furnace is in relation to the length X2, the ratio X1 / X2 being ⁇ 1.5, preferably approximately 1.
- the width Y1 of the furnace 150 transverse to the casting direction is also in relation to the length X2 of the furnace 150.
- the ratio Y1 to X2 is 0.2 to 0.8, preferably about 0.5.
- Said data for the length X2 and the ratios X1 to X2 and Y1 to X2 are chosen so as to be able to realize a roll change without casting sequence interruption.
- the furnace 150 is constructed so that, as shown in Figure 3, the slab frontally in the casting direction frontally over the outlet roller conveyor 128 with its narrow side can advance into the oven. Also, the leading out of the slabs takes place the front side, ie, with its narrow side forward backwards over the roller table 140 in the direction Steckel mill.
- the outfeed roller table 128 of the strand guide 120 may be extended through and beyond the oven 150 in the form of a slab run-out roller 190, as shown in FIG. In this case, another door should be provided in the furnace wall in transition to the said pullout roller 190. Due to the frontal and non-transverse inlet of the slabs in the oven, all the doors of the furnace at the outlets and inlets for the slabs in width to substantially the max. Width of the slabs are limited. In particular, no doors or openings must be provided in the furnace, which allow insertion and execution of the slabs transverse to the casting line. In this way, the temperature and energy losses of the furnace can be significantly reduced.
- All roller conveyors in the oven 150 can be designed with single-sided or double-sided rollers with or without roller cooling.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gießwalzanlage und ein Verfahren zum Herstellen von metallischem Walzgut. Bekannte Gießwalzanlagen (100) dieser Art umfassen eine Gießlinie und eine parallel zur Gießlinie versetzt angeordnete Walzlinie. Ein Brammentransport von der Gießlinie quer zur Gießrichtung hin zu der Walzlinie erfolgt mit Hilfe einer Querverschiebeinrichtung. Um die Wärmeverluste des Ofens zu minimieren und den Wärmeübergang von Heizgas im Ofen auf die Brammen zu optimieren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ofen (150) die komplette Querverschiebeinrichtung (130) sowie zumindest einen Teil des Auslaufrollgangs (128) der Strangführung (120) und zumindest einen Teil des Einlaufrollgangs (140) für die Brammen in die Walzlinie mit umschließt. Darüber hinaus ist der Einlauf des Ofens für die Brammen in der Gießlinie und der Auslauf des Ofens für die Brammen in der Walzlinie angeordnet, so dass ein stirnseitiger Einlauf der Brammen und ein stirnseitiger rückwärtiger Auslauf der Brammen aus dem Ofen möglich ist.
Description
Gießwalzanlage und Verfahren zum Herstellen von metallischem Walzgut
Die Erfindung betrifft eine Gießwalzanlage und ein Verfahren zum Herstellen von metallischem Walzgut aus Kohlenstoffstahl.
Derartige Gießanlagen und Verfahren sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt; siehe z. B. die Druckschriften DE 196 81 466, EP 1 1 12 128, DE 693 16 703, EP 1 833 623 und EP 1 940 566.
Konkret offenbart die europäische Patentschrift EP 1 833 623 B1 eine Gießwalzanlage zur Herstellung von Brammen mit einer Kokille, einer der Kokille nachgeschalteten Strangführung zum Umlenken des gegossenen Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, einem Erwärmungsofen, einer Entzunderungsvorrichtung, einem Vorgerüst, einem Steckelwalzwerk, einer Schere, einer Kühlvorrichtung und einem Haspel. Der Gießstrang bzw. die Brammen gehen nach Durchlaufen des Erwärmungsofens zunächst durch das Vorgerüst, bevor sie in das Steckelwalzwerk einlaufen. Alle genannten Komponenten der Anlage liegen in einer Linie.
Die europäische Patentschrift EP 1 940 566 B1 offenbart eine Dünnbrammengießmaschine mit einer Tandemwalzeinrichtung. Bereits in der Strangführung ist eine Dickenreduktion für den Gießstrang vorgesehen; ein sogenannter Liquid Core Reduction LCR-Bereich. Der Radius zur Umlenkung des Gießstrangs in die Horizontale ist kleiner als 2 m, die Gießdicke beträgt 25 - 32 mm und die Gießgeschwindigkeit liegt bei 6 bis16 m/sek.
Die deutsche Veröffentlichung DE 196 81 466 T1 offenbart eine Gießwalzanlage zum Herstellen von metallischem Walzgut, umfassend eine Gießlinie mit einer Kokille zum vertikalen Gießen eines Gießstrangs und mit einer Strangführung,
welcher einen Teppich zum Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, eine Richteinrichtung, eine Schere zum Verteilen des Gießstrangs in Brammen und einen Auslaufrollengang aufweist. Parallel zu der Gießlinie umfasst die Gießwalzanlage eine Walzlinie mit einem Einlaufrollgang und einem Steckelwalzwerk zum Walzen der Brammen von Walzgut, einer dem Steckelwalzwerk nachgeschalteten Kühleinrichtung und einem der Kühleinrichtung nachgeschalteten Aufwickeleinrichtung. Zwischen der Gießlinie und der Walzlinie ist eine Querverschiebeeinrichtung angeordnet zum Quertransportieren der Brammen von dem Auslaufrollengang der Strangführung zu dem Einlaufrollengang der Walzlinie. Ein Ofen ist vorgesehen zum Erwärmen der Brammen während des Quertransportes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießwalzanlage und ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Walzgut gemäß der im letzten Absatz beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass die Wärmeverluste beim Transportieren der Brammen aus der Gießlinie in die Walzlinie weiter reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beanspruchte Gießwalzanlage gelöst. Diese Gießwalzanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen die komplette Querverschiebeeinrichtung sowie zumindest einen Teil des Auslaufrollganges der Strangführung und zumindest einen Teil des Einlaufrollganges der Walzlinie mit einschließt und dass der Einlauf des Ofens für die Brammen in der Gießlinie und der Auslauf des Ofens für die Brammen in der Walzlinie angeordnet ist.
Die beanspruchte Ausgestaltung des Ofens hat den Vorteil, dass die Brammen nicht nur während ihres Quertransportes, sondern bereits auf dem Auslaufrollengang der Strangführung und auf dem Einlaufrollgang des Steckelwalzwerkes gegen unerwünschte Abkühlung gesichert werden, weil sich der Ofen auch über diese Bereiche erstreckt. Durch die Anordnung der Öffnungen
des Ofens für den Einlauf der Brannnnen in der Gießlinie und die analoge Anordnung der Öffnung für den Auslauf der Brannnnen in die Walzlinie in der Walzrichtung können die Breiten der Öffnungen bzw. der Türen in diesen Öffnungen im Wesentlichen auf die Breite der Brannnnen beschränkt werden. Dies ist im Hinblick auf die Energieverluste bzw. die Energiebilanz des Ofens besonders vorteilhaft im Vergleich zu der Konstruktion von Ofentüren im Stand der Technik, wo die Ofentüren sich über die gesamte Länge einer Bramme erstrecken, weil die Bramme quer in den Ofen eingefahren wird. Somit dienen beide beanspruchte Maßnahmen zur Reduktion der Temperaturverluste der Bramme und zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Ofens.
Die beanspruchte Gießwalzanlage dient zur Herstellung von Walzgut in Form von Flachstahl mit einer Jahresproduktion von weniger als 700.000 t pro Jahr Kohlenstoffstahl. Die Anlage zeichnet sich aus durch ein kompaktes Anlagenlayout und z. B. aufgrund des Fehlens eines Vorgerüstes und des hohen Wirkungsgrades des Ofens durch geringe Investitions- und Produktionskosten. Sie eignet sich deshalb besonders gut für (neue) Stahlproduzenten in Regionen ohne bisherige eigene Flachstahlerzeugung. Sie dient zum Gießen von Brammen mit Breiten zwischen 700 und 1 .700 mm.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Heizgas im Ofen in einer Strömungsrichtung geführt wird, welche der Bewegungsrichtung der Brammen im Ofen entgegenläuft. Dieses Gegenstromprinzip führt ebenfalls zu einer deutlichen Effizienzsteigerung des Ofens, denn die Brammen werden auf diese Weise besser warm gehalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ofen eine weitere Öffnung auf, welche entweder als Auslauf für Brammen dient, welche nicht in die Walzlinie eingebracht werden sollen oder als Einlauf für Brammen fungiert, welche
nicht über die Gießlinie der Walzlinie zugeführt werden sollen. Zu diesem Zweck ist der Auslaufrollengang der Strangführung über den Querverschiebebereich des Ofens hinaus durch die besagte weitere Öffnung hindurch nach außerhalb des Ofens in der Gießlinie verlängert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Rollenteppich der Strangführung aus einer Mehrzahl von Segmenten gebildet, welche in Gießrichtung hintereinander angeordnet sind. In einem ersten, der Kokille nachgeordneten Segment sind zunächst drei bis sieben Rollenpaare vertikal übereinander angeordnet zum Ausbilden eines vertikalen Führungsbereiches für den Gießstrang. Diesem vertikalen Führungsbereich sind in Gießrichtung fünf bis elf weitere Rollenpaare innerhalb des ersten Segmentes nachgeordnet, welche bogenförmig angeordnet sind zum Ausbilden eines Biegebereichs zum Anbiegen des Gießstrangs aus der Vertikalen in einen Gießradius zwischen 3,5 bis 6,5 m. Nach dem Biegebereich, welcher noch dem ersten Segment zugerechnet wird, folgen zwei bis vier weitere Bogensegmente zum weiteren Führen des Gießstrangs.
Die besagte kompakte Bauweise der Anlage zeigt sich insbesondere in deren gestützter Länge von < 12 m und in einer geringen Bauhöhe der Gießwalzanlage zwischen 5 und 8 m.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen von metallischem Walzgut gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brammen stirnseitig in Gießrichtung in den Ofen einlaufen und rückwärts stirnseitig in Walzrichtung aus dem Ofen auslaufen. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Gießwalzanlage genannten Vorteilen. Die Gießwalzanlage ist geplant für Gießgeschwindigkeiten zwischen 1 und 3,5 m/min.
Nach Verlassen des Ofens laufen die Brammen unmittelbar in das Walzgerüst des Steckelwalzwerks ein, werden dort in einem ersten Stich dickenreduziert und werden nachfolgend stromabwärts des Walzgerüstes auf einem dort befindlichen Steckel, d. h. einem dort befindlichen Wickelofen des Steckelwalzwerks aufgewickelt. Zur Erhöhung der Produktionseffizienz wird die Bramme nicht zunächst in einem stromaufwärts des Walzgerüstes des Steckelwalzwerks befindlichen Wickelofen aufgewickelt und zwischengespeichert bevor sie in das Walzgerüst des Steckelwalzwerks einläuft.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der beanspruchten Gießwalzanlage und des beanspruchten Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung sind drei Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 die beanspruchte Gießwalzanlage in einem Längsschnitt;
Figur 2 den Ofen mit zugehörigem Einlaufrollgang und zugehörigem
Auslaufrollgang in einer Draufsicht; und
Figur 3 die wesentlichen Komponenten der Gießlinie der beanspruchten
Gießwalzanlage zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Erläuterung verwendeter Begrifflichkeiten:
Der Begriff „Walzrichtung" entspricht dem Begriff „Gießrichtung"; beide Begriffe meinen dieselbe Richtung. Allerdings ist die Walzrichtung gegenüber der Gießrichtung parallel versetzt. Die Begriffe„Steckel" und„Wickelofen" sind gleichbedeutend.
Die Länge des Ofens meint die Länge in Gieß- oder Walzrichtung. Die Breite des Ofens meint die Erstreckung des Ofens quer zur Gieß- oder Walzrichtung. Der Auslaufrollgang der Strangführung ist grundsätzlich gleichbedeutend mit dem Einlaufrollgang des Ofens. Beide verlaufen in Gießrichtung. Eine Verlängerung des Auslaufrollgangs der Strangführung, welche sich durch den Ofen hindurch und nach außerhalb des Ofens erstreckt, verläuft ebenfalls in Gießrichtung. Der Auslaufrollgang des Ofens erstreckt sich in Walzrichtung und ist grundsätzlich gleichbedeutend mit dem Einlaufrollgang des Steckelwalzwerks.
Figur 1 zeigt die beanspruchte Gießwalzanlage in einer Seitenansicht. Die Gießwalzanlage 100 umfasst eine Gießlinie und eine Walzlinie, welche über eine Querverschiebeeinrichtung 130 miteinander verbunden sind. Die Gießlinie umfasst eine Gießbühne 105, eine Kokille 1 10, eine Strangführung 120, eine Schere 127 und einen Auslaufrollgang der Strangführung 128. Alle genannten Komponenten der Gießlinie sind in Gießrichtung in der genannten Reihenfolge hintereinander angeordnet.
Die Gießbühne umfasst typischerweise einen Drehturm oder Pfannenwagen zum Handhaben der Pfannen zum Sequenzgießen. Es wird ein verdecktes Gießen mit keramischen Bauelementen zwischen Pfanne und Verteiler (Schattenrohr) bzw. zwischen Verteiler und Kokille (Tauchrohr) vorgesehen. Der Verteiler wird typischerweise mit Abdeckpulver und die Kokille mit Gießpulver abgedeckt.
Die Kokille 1 10 kann entweder aus vier Teilen, zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten oder als Rahmenkokille ausgebildet sein. Sie verfügt vorzugsweise über eine integrierte Füllstandsmessung, welche beispielsweise radiometrisch oder mit Wirbelstrom funktioniert. Vorteilhafterweise verfügt die Kokille, insbesondere wenn sie über zwei Schmalseiten verfügt, über eine Schmalseitenverstellung zur Formateinstellung vorzugsweise während des Gießbetriebs. Die Kokille ist vertikal unterhalb der Gießbühne positioniert. Sie kann mit oder ohne Trichter am oberen Kokillenkopf ausgebildet sein. Bei Ausbildung als Trichterkokille beträgt die Bombierung 10 bis 60 mm am oberen Kokillenkopf. Der Austritt der Kokille verläuft vorzugsweise parallel, er kann jedoch im Falle einer Trichterkokille auch eine Restbombierung < 10 mm aufweisen. Die Kokillenwände bzw. Kokillenplatten sind vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit oder ohne voll- oder teilflächiger verschleißmindernder Beschichtung ausgebildet. Die alternative zur Verwendung einer Trichterkokille ist die Verwendung einer planparallelen Kokille. Die Kokille ist mit einem Exzenter oder hydraulischen Oszillationsantrieb für Oszillationshübe bis zu 360 Hübe pro Minute und Amplituden < ± 5 mm ausgestattet. Die Kokille wird wassergekühlt mit Wassermengen von 1 .000 bis 3.000 l/min/je Meter Gießbreite. Die Strangführung 120 besteht im Wesentlichen aus einem Rollenteppich mit geteilten oder ungeteilten Rollen mit Durchmessern < 250 mm. Die Rollen können als Achsrollen oder als Zapfenrollen vorzugsweise mit Innenkühlung ausgebildet sein. Eine Lagerkühlung ist vor allem vorgesehen bei Mittenlagern. Die Rollen des Rollenteppichs sind vorzugsweise in Segmenten 121 , 122, 123, 124 gruppiert, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die Segmente bestehen typischerweise jeweils aus einem Oberrahmen und einem Unterrahmen, an welchem jeweils eine Mehrzahl von Rollen drehbar gelagert ist. Der Gießstrang wird, wie in Figur 2 gezeigt, zwischen den gegenüberliegenden Rollen eines Segmentes geführt. Der Oberrahmen und der Unterrahmen mit den jeweils daran drehbar gelagerten Rollen sind mit Hilfe von Hydraulikzylindern 129 relativ
zueinander verstellbar bzw. anstellbar. Diese hydraulische Segmentanstellung erfolgt als Schwarz/Weiß-Schaltung auf Spacern bzw. positionsgeregelt mit einer Überwachung der auftretenden Kräfte im Hinblick auf einen minimalen und maximalen zulässigen Kraftwert.
In einem ersten Segment 121 , welches der Kokille 1 10 in Gießrichtung R unmittelbar nachfolgt, sind, wie in Figur 2 gezeigt, zunächst drei bis sieben Rollenpaare vertikal übereinander angeordnet. Die durch die Kokille vorgegebene vertikale Ausrichtung des Gießstrangs wird auf diese Weise zunächst ein Stück weit verlängert. Den besagten Rollen schließt sich innerhalb des ersten Segmentes 121 ein Biegebereich an, welcher sich über 5 bis 1 1 weitere Rollenpaare erstreckt und den Gießstrang in einen Gießradius kontinuierlich zwischen 3,5 und 6,5 m biegt. In Figur 2 ist dieser Biegebereich zu erkennen an den horizontalen Linien, welche sich von den Rollenpaaren aus nach rechts erstrecken; diese Linien repräsentieren die Änderung des Biegeradius, die sich sukzessive an den einzelnen Rollenpaaren des Biegebereiches ergibt. Die besagte Vorschaltung von drei bis sieben Rollenpaaren in vertikaler Anordnung vor den Biegebereich hat den Vorteil, dass sich im Biegebereich auftretende Kräfte nicht bis in die Kokille 1 10 übertragen, sondern von den besagten Rollenpaaren in vertikaler Anordnung aufgefangen werden.
An das erste Segment 121 schließen sich in Gießrichtung zwei bis vier weitere Bodensegmente 122, 123, 124 an. Die gestützte Länge der Gießmaschine ist kleiner als 12 m. Innerhalb der Strangführung ist keine nennenswerte Dickenreduktion des Gießstrangs mit Hilfe von Liquid Core Reduction LCR vorgesehen. Änderungen der Dicke des Gießstrangs ergeben sich lediglich aus üblichen Tapereinstellungen in Teilen oder über den gesamten Rollenteppich in Gießrichtung, d. h. aufgrund von üblichen Keileinstellungen der Segmente in Gießrichtung zur Kompensation von natürlich auftretendem Schrumpf des Gießstrangs in Gießrichtung aufgrund seiner Abkühlung. Darüber hinaus kann Dickenreduktion allenfalls noch durch den Einsatz von Softreduction eintreten.
Softreduction meint das aktive Zusammenquetschen der oberen und unteren Strangschale im Bereich vor der Durcherstarrung des Gießstrangs, um z. B. Seigerungen zu vermeiden. Innerhalb der Strangführung 120, im Bereich der Segmente ist vorzugsweise eine geregelte Sekundärkühlung vorgesehen zum Kühlen des Strangs nach seinem Austritt aus der Kokille. Die Kühlung erfolgt typischerweise über Spritzpläne oder bevorzugt über ein Prozessmodell. Im Übergangsbereich von der Kreisbogenführung in die Horizontale weist die Strangführung 120 eine Richteinrichtung 126 auf, welche aus einzelnen ansteuerbaren und zumindest teilweise angetriebenen Rollenpaaren besteht. Die ansteuerbaren Rollenpaare weisen bevorzugt eine Positions- und Kraftüberwachung auf. Die Richteinrichtung 126 kann als drei oder vier Rollenpaareinheit oder alternativ in Segmentbauweise ausgeführt sein. Die Gießdicke des Gießstrangs am Ausgang der Richteinrichtung 126 liegt zwischen 90 mm und 120 mm. Die Bauhöhe der Anlage bewegt sich zwischen 5 und 8 m.
Wie in Figur 1 dargestellt, ist der Strangführung 120 eine Schere 127 nachgeordnet zum Zerteilen des Gießstrangs in Brammen vorgegebener Länge. Die Breite der Brammen liegt bei der beanspruchten Gießwalzanlage zwischen 700 und 1 .700 mm.
Der Schere 127 ist in Gießrichtung ein Auslaufrollengang 128 der Strangführung nachgeordnet.
Aus der soeben beschriebenen Gießlinie werden die Brammen mit Hilfe eines Ofens 150, beispielsweise eines Hubherdofens, in eine parallel zur Gießlinie versetzt angeordnete Walzlinie transportiert. Insofern dienen die Schere 127 und der Ofen 125 mit einer darin enthaltenen Querverschiebeeinnchtung 130 zum Endkoppeln von Gieß- und Walzprozess.
Die Walzlinie umfasst einen Auslaufrollengang des Ofens 150, welcher gleichbedeutend ist mit einem Einlaufrollgang 140 in ein Steckelwalzwerk 160. In der Walzlinie ist zwischen dem Ofen 150 und dem Steckelwalzwerk 160 vorzugsweise eine Entzunderungseinrichtung 158 angeordnet. Das Steckelwalzwerk 160 umfasst stromaufwärts und stromabwärts jeweils einen Steckel, d. h. einen Wickelofen zum Zwischenspeichern des Walzgutes zwischen den einzelnen Stichen. Eine vorbestimmte ungradzahlige Anzahl von Stichen wird ausgeführt, um die Dicke der Brammen auf eine gewünschte Enddicke zu reduzieren. Das so entstehende Walzgut in Form von Flachstahl wird nach Durchlaufen des Steckelwalzwerks 160 in einer Kühleinrichtung 170 gekühlt, bevor es entweder als Platte abgelegt oder, wie in Figur 1 gezeigt, mit Hilfe einer Aufwickeleinrichtung 180 zu einem Bund aufgewickelt wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 der erfindungsgemäße Ofen detailliert beschrieben.
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, umfasst der erfindungsgemäße Ofen 150 nicht nur den eigentlichen Bereich der Querschiebeeinrichtung 130, welche dazu dient, die Brammen aus der Gießlinie in die Walzlinie quer zu transportieren, sondern auch den vorgelagerten Auslaufrollgang 128 der Strangführung 120 und den nachgelagerten Einlaufrollgang 140 der Walzlinie in das Steckelwalzwerk 160. Beheizt bzw. der Ofenatmosphäre ausgesetzt ist derjenige Teil des Auslaufrollgangs 128 der Strangführung 120, welcher von dem Ofen 150 umspannt ist, auch Einlaufbereich des Ofens genannt, sowie der besagte Bereich der Querverschiebeinrichtung 130 (Hubherdbereich genannt). Das von einer Heizeinrichtung, in Figur 3 nicht gezeigt, bereitgestellte Heizgas für das Innere des Ofens wird über einen Einlass in dem Hubherdbereich in das Innere des Ofens geleitet. Von dort strömt es entgegen der Transportrichtung der Brammen zu einem Auslass, welcher vorzugsweise am Anfang des Ofeneinlaufbereiches quer ab des Einlaufs für die Brammen in den Ofen angeordnet ist, wie dies in Figur 3 gezeigt ist. Auf diese Weise stellt sich ein Gegenstromprinzip zwischen
Brammenlauf und Heizgas ein, was vorteilhaft für den Wärmeübergang auf die Brammen ist.
Die Länge X2 der Querverschiebeeinrichtung 130 in Gießrichtung, d. h. entsprechend die Länge des von dem Ofen umschlossenen Teils des Einlaufrollgangs 140 für das Steckelwalzwerk 160 beträgt zwischen 15 und 35 m entsprechend der maximalen Länge der Brammen. Die Länge der Einlaufzone in den Ofen, d. h. der von dem Ofen umschlossene Teil des Auslaufrollgangs 128 der Strangführung 120 steht im Verhältnis zur Länge X2, wobei das Verhältnis X1/X2 < 1 ,5, vorzugsweise ca. 1 ist. Die Breite Y1 des Ofens 150 quer zur Gießrichtung steht ebenfalls im Verhältnis zur Länge X2 des Ofens 150. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis Y1 zu X2 0,2 bis 0,8, vorzugsweise ca. 0,5.
Die besagten Angaben für die Länge X2 und die Verhältnisse X1 zu X2 und Y1 zu X2 sind so gewählt, um einen Walzenwechsel ohne Gießsequenzunterbrechung realisieren zu können.
Der Ofen 150 ist erfindungsgemäß so konstruiert, dass, wie in Figur 3 gezeigt, die Bramme in Gießrichtung stirnseitig frontal über den Auslaufrollengang 128 mit ihrer Schmalseite voran in den Ofen einlaufen kann. Auch das Herausführen der Brammen erfolgt stirnseitig, d. h. mit ihrer Schmalseite voran rückwärts über den Rollgang 140 in Richtung Steckelwalzwerk. Der Auslaufrollgang 128 der Strangführung 120 kann durch den Ofen 150 hindurch und über diesen hinaus in Form eines Auslauf-/Einschubrollgangs 190 für die Brammen verlängert sein, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. In diesem Fall ist eine weitere Türe in der Ofenwand im Übergang zu dem besagten Aus-/Einschubrollgang 190 vorzusehen. Aufgrund des stirnseitigen und nicht querseitigen Einlaufs der Brammen in den Ofen können sämtliche Türen des Ofens an den Auslässen und Einlässen für die Brammen in ihrer Breite im Wesentlichen auf die max. Breite der Brammen beschränkt werden. Insbesondere müssen keine Türen bzw. Öffnungen in dem Ofen vorgesehen sein, die ein Einführen und ein Ausführen der Brammen quer zur Gießlinie ermöglichen.
Auf diese Weise können die Temperatur- und Energieverluste des Ofens deutlich reduziert werden.
Sämtliche Rollengänge in dem Ofen 150 können mit einseitig oder zweiseitig gelagerten Rollen mit oder ohne Rollenkühlung ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste
100 Gießwalzanlage
105 Gießbühne
1 10 Kokille
120 Strangführung
121 erstes Segment
122 zweites Segment
123 drittes Segment
124 viertes Segment
125 Rollenteppich
126 Richteinrichtung
127 Schere
128 Auslaufrollgang der Strangführung
29 Hydraulikzylinder
130 Querverschiebeeinrichtung
140 Einlaufrollgang in das Steckelwalzwerk in der Walzlinie
150 Ofen
156 Öffnung im Ofen
158 Entzunderunseinrichtung
160 Steckelwalzwerk
162 Wickelofen
164 Wickelofen
170 Kühleinrichtung
180 Aufwickeleinrichtung
190 Aus-/Einschubrollgang für Brammen
210 Gießstrang
R Gießrichtung
X1 Länge des Ofens in Gießrichtung
X2 Länge des Querverschiebebereiches in Gießrichtung
Y1 Breite des Querverschiebebereiches
Claims
1 . Gießwalzanlage (100) zum Herstellen von metallischem Walzgut,
aufweisend: eine Gießlinie mit einer Kokille (1 10) zum vertikalen Gießen eines
Gießstrangs (210) und mit einer Strangführung (120), welche einen
Rollenteppich (125) zum Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, eine Richteinrichtung (126), eine Schere (127) zum
Zerteilen des Gießstrangs in Brammen und
einen Auslaufrollgang (128) aufweist, eine parallel versetzt zu der Gießlinie angeordnete Walzlinie mit einem Einlaufrollgang (140) und mit einem Steckelwalzwerk (160) zum Walzen der Brammen zu dem Walzgut; eine Querverschiebeeinrichtung (130) zum Quertransportieren der
Brammen von dem Auslaufrollgang (128) der Strangführung zu dem
Einlaufrollgang (140) der Walzlinie; und einen Ofen (150) zum Erwärmen der Brammen während des
Quertransportes dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (150) die komplette Querverschiebeeinrichtung (130) sowie zumindest einen Teil des Auslaufrollgangs (128) der Strangführung und zumindest einen Teil des Einlaufrollgangs (140) der Walzlinie mit
einschließt; und der Einlauf des Ofens für die Brannnnen in der Gießlinie und der Auslauf des Ofens für die Brannnnen in der Walzlinie angeordnet ist.
2. Gießwalzanlage (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ofen (150) eine Heizeinrichtung aufweist zum Bereitstellen von Heizgas für das Innere des Ofens, einen Einlass zum Zuführen des Heizgases in das Innere des Ofens entgegen der Transportrichtung der Bramme, wobei der Einlass vorzugsweise am Ende eines Querverschiebebereiches des Ofens angeordnet ist, und einen Auslass zum Abführen des Heizgases aus dem Ofen, wobei der Auslass vorzugsweise am Anfang des
Auslaufrollgangs der Strangführung querab des Einlaufs für die Brammen in den Ofen angeordnet ist.
3. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge (X2) des von dem Ofen umschlossenen Teils des
Einlaufrollgangs (140) für das Steckelwalzwerk zwischen 15m und 35m beträgt.
4. Gießwalzanlage (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis von der Länge (X1 ) des von dem Ofen umschlossenen Teils des Auslaufrollgangs der Strangführung zu der Länge (X2) des
Querverschiebebereiches kleiner als 1 ,5, vorzugsweise ca. 1 ist.
5. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis von Breite (Y1 ) des Ofens zur Länge des
Querverschiebebereiches (X2) zwischen 0,2 und 0,8; vorzugsweise bei ca. 0,5 liegt.
6. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ofen (150) eine weitere Öffnung (156) aufweist, welche entweder als Auslauf für Brammen dient, welche nicht in die Walzlinie eingebracht werden sollen, oder als Einlauf für Brammen fungiert, welche nicht über die Gießlinie der Walzlinie zugeführt werden sollen; und
der Auslaufrollgang (128) der Strangführung über den
Querverschiebebereich hinaus durch die weitere Öffnung (156) hindurch nach außerhalb des Ofens in der Gießlinie verlängert ist.
7. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ofen (150) als Hubherdofen ausgebildet ist.
8. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Breitseitenwände der Kokille (1 10) am Ausgang der Kokille parallel verlaufend ausgebildet sind.
9. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorgegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rollenteppich (125) der Strangführung aus einer Mehrzahl von
Segmenten gebildet ist, welche in Gießrichtung (R) hintereinander angerordnet sind;
wobei in einem der Kokille (1 10) unmittelbar nachfolgenden ersten
Segment (121 ) zunächst 3 bis 7 Rollenpaare vertikal übereinander angeordnet sind zum Ausbilden eines vertikalen Führungsbereichs für den Gießstrang, und nachfolgend weitere 5 bis 1 1 Rollenpaare innerhalb des
ersten Segments bogenförmig angeordnet sind zum Ausbilden eines Biegebereichs zum Anbiegen des Gießstrangs aus der Vertikalen in einen Gießradius zwischen 3,5 bis 6,5m; und
wobei dem ersten Segment 2 bis 4 Bogensegmente (122, 123, 124) nachgeordnet sind zum Führen des Gießstrangs in dem Gießradius zwischen 3,5 und 6,5m.
10. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die gestützte Länge der Gießwalzanlage, gemessen vom Gießspiegel bis zum Beginn des Auslaufs der Strangführung, kleiner gleich 12 m beträgt.
1 1 .Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke des Gießstrangs (210) am Ende der Strangführung zwischen 90mm und 120mm beträgt.
12. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bauhöhe der Gießwalzanlage zwischen 5 und 8 m beträgt.
13. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Strangführung (120) vor dem Bereich der Durcherstarrung des Gießstrangs einen Softreduktionbereich aufweist.
14. Gießwalzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine dem Steckelwalzwerk (160) in Gießrichtung (R) nachgeschaltete
Kühleinrichtung (170) zum Kühlen des Walzgutes; und
beispielsweise eine der Kühleinrichtung in Gießrichtung nachgeschaltete
Aufwickeleinrichtung (180) zum Aufwickeln des gekühlten Walzgutes.
15. Verfahren zum Herstellen von metallischem Walzgut, aufweisend folgende Schritte:
In einer Gießlinie:
Vertikales Gießen eines Gießstrangs (210);
Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale;
Zerteilen des Gießstrangs in Brammen;
Quertransportieren der Brammen aus der Gießlinie in eine parallel versetzt angeordnete Walzlinie, wobei die Brammen in einem Ofen erwärmt oder zumindest warmgehalten werden; in der Walzlinie:
Walzen und Dickenreduzieren der Brammen in einem Steckelwalzwerk zu Walzgut; dadurch gekennzeichnet, dass die Brammen stirnseitig in Gießrichtung in den Ofen einlaufen und rückwärts stirnseitig in Walzrichtung aus dem Ofen auslaufen.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gießgeschwindigkeit zwischen 1 und 3,5 m/min beträgt.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Brammen im Innern des Ofens (150) unmittelbar nach ihrem Eintritt in den Ofen, während ihres Quertransports und vorzugsweise auch noch während ihres nachfolgenden Transports in Walzrichtung mit einem
Heizgas beaufschlagt werden, welches entgegen der jeweiligen
Transportrichtung der Brammen strömt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Brammen nach Verlassen des Ofens unmittelbar in das Walzgerüst des Steckelwalzwerks einlaufen, dort in einem ersten Stich dickenreduziert werden und nachfolgend auf dem stromabwärts des Walzgerüstes befindlichen Steckel des Steckelwalzwerks aufgewickelt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Brammen in dem Steckelwalzwerk mit mindestens 3 Stichen auf ihre vorgegebene Enddicke gewalzt werden, bevor sie als Walzgut in Form von Flachstahl gekühlt und beispielsweise aufgewickelt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei dem Material, aus welchem der Gießstrang, die Brammen und das Walzgut gefertigt sind, um Kohlenstoffstahl handelt.
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