WO2015128153A1 - Verfahren zum verbinden von zu walzenden walzgütern durch thermit-schweissen - Google Patents

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rolling
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Axel RIMNAC
Bo Yang
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Primetals Technologies Austria GmbH
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    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the present invention relates to a joining method for rolled products to be rolled.
  • the present invention relates to a joining method for rolled products to be rolled.
  • One solution consists of casting the rolling stock to be rolled in a first step by means of a single continuous casting machine into an infinitely present strand of slab or thin slab cross section and feeding the strand to a finishing train, directly or after previous rolling in a roughing stand.
  • the endless strand with slab cross section is also called a slab.
  • the steps of casting, possibly roughing and finish rolling are coupled together.
  • the strand is fed to the rolling train directly from the casting heat.
  • a rolling speed with which the finishing train is operated is coupled to the casting speed with which the continuous casting machine is operated. Since the achievable casting If, compared with achievable rolling speeds, speed can generally only assume relatively small values, then the capacity of the finishing train will be insufficiently utilized.
  • the continuous casting machine and the finishing train decoupled from each other it is known to operate the continuous casting machine and the finishing train decoupled from each other.
  • the cast strand of slab cross-section after casting, but before feeding to the finishing train is divided into sections, the so-called slabs.
  • the individual sections are fed to the finishing train and rolled there.
  • the splitting of the strand into sections may, if pre-rolling, alternatively be performed before or after the rough rolling.
  • the finishing train for example slabs can be supplied from a slab stock. An endless rolling is not feasible in these cases.
  • JP S60191682 A a generic connection method for joining two rolled products to be rolled is known. Since the positioning of the rolling stock to be rolled can not reliably be ensured prior to insertion of the connecting element and after the ignition of the granules until the solidification of the liquid iron, it can always come back to business interruptions during operation.
  • JP S60-24201 A a generic connection method is known.
  • the position of the two rolled products to each other before insertion of the connecting element and after ignition of the granules until the solidification of the liquid iron is ensured by either the collisions of the rolled goods form a trough (Fig. 6), or the position during the connection process is ensured by mechanical guide elements (Fig. 5 and 7).
  • a complex processing of the shocks is necessary;
  • the operation requires moving guides, which makes difficulties, especially at higher speeds of introduction into the downstream rolling mill.
  • the object of the present invention is to provide ways by which the rolling stock to be rolled
  • connection method with the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the connection method according to the invention are the subject of the dependent claims 2 to 14.
  • connection method of the type mentioned in the introduction is designed
  • the position of the rolled goods is adjusted to each other easily and accurately.
  • the rolled goods are moved apart again, which can be done for example by the entry of a rolling stock in a frame of a finishing train.
  • a connecting member containing a reducing agent and iron oxide-based powder or granules is introduced between the joints of the rolled products to be rolled.
  • the rolled goods to be rolled together again so that the Impacts of rolling both rolled to be applied to the connecting element, and ignited the powder or granules.
  • the reducing agent contained in the powder or granules Upon ignition, the reducing agent contained in the powder or granules is oxidized, and the iron oxide contained in the powder or granules is reduced to liquid iron, whereby the two rolled products to be rolled are permanently bonded together by the solidification of the liquid iron.
  • the reducing agent and the iron oxide need not necessarily be present in chemically pure form. Under certain circumstances, it may be advantageous to use a chemical composition of the powder / granulate which is adapted as well as possible to the chemical composition of the rolling stock to be rolled. In general, however, it is advantageous if the reducing agent and the iron oxide are well mixed.
  • the iron is present in reducing in liquid form. It freezes relatively soon. Upon solidification of the liquid iron, the liquid iron connects the two rolling products to be rolled together. In this case, the rolled goods melt more or less at their joints, so that the rolling stock are welded together via the connecting element.
  • the present invention is thus based essentially on the so-called thermite reaction.
  • the thermite reaction as such and the corresponding thermite method are well known to those skilled in the art.
  • the reducing agent aluminum is used in the thermite reaction.
  • the thermit reaction consists essentially in the fact that the chemical reactions
  • the connecting element is in granular, granular or in powdered form. In general, however, it is advantageous if the connecting element is intrinsically stable. Self-stable means that the connecting element retains a defined shape as part of its handling prior to ignition. The inherent stability can be achieved in various ways.
  • the connecting element it is possible for the connecting element to have side surfaces extending orthogonally to the bumps of the rolling goods and / or a bottom surface extending orthogonally to the bumps of the rolling goods. As a result, during the redox reaction, a flow of liquid iron can be prevented.
  • the side surfaces and the bottom surface may for example consist of steel or of a high temperature resistant material.
  • the connecting element may have end surfaces extending parallel to the joints of the rolled goods.
  • the joint element also has a defined length from pile to pile, even if the powder or granulate as such is in loose form.
  • a good filling of the gap between the joints of the rolled goods to be joined together can be ensured by the end surfaces.
  • the end surfaces are usually made of iron, steel, aluminum or an ignition means, which by contact with the faces of the two rolling stock to be rolled Connecting element ignites.
  • a suitable ignition agent may contain, for example, magnesium.
  • the powder or granules are stabilized by means of a binder. Suitable binders are readily known to those skilled in the art.
  • the total amounts of the powder or granules of reducing agent on the one hand and iron oxide on the other hand are preferably at least substantially, for example, to 10% accurate, stoichiometrically matched. It is possible that at least one metal layer is arranged between the end surfaces. Alternatively, it is possible that no such metal layers are present. For example, the presence of metal layers may be beneficial to effect a controlled, relatively slow weld. Conversely, the absence of such metal layers may be advantageous, for example, if a particularly rapid welding is to take place.
  • the molten iron must be kept in the range between the bumps of the rolling stock to be rolled during melting and after melting.
  • side and bottom limits are required. It is possible that the already mentioned side surfaces and bottom surface take over this function. In this case, the corresponding surfaces extend during the redox reaction at least from shock to impact, possibly also a piece beyond.
  • prior to the ignition of the connecting element from the bottom and / or from the side closing elements are moved up to the rolling stock. In this case, the finishing elements are moved away from the rolling stock after the iron has set.
  • the termination elements may alternatively be made of a metal or not be metallic. If the end elements are made of metal, they are made preferably made of a different metal than the rolling stock to be rolled.
  • the closure elements may be coated, for example, with a layer of foundry sand or a similar material.
  • the terminating elements are not made of metal, they may for example consist of a refractory material.
  • the connecting element consists solely of the powder or granules and that the powder or granules after approaching the closing elements of the rolling stock in the space between the shocks is filled.
  • the joining of the two rolled goods to be rolled takes place with each other while the two rolled goods to be rolled are moved in the same direction.
  • the two rolling products to be rolled based on a stationary coordinate system, during the insertion of the connecting element between the joints of the rolling stock to be rolled, the collapse of the rolling stock to be rolled and the
  • Redox reaction of the connecting element moves in a same direction of transport, so that the rolling stock to be rolled is moved away from the other rolling stock to be rolled and the other rolling stock to be rolled is tracked to a rolling mill to be rolled.
  • the rolling stock it is possible for the rolling stock to be rolled away from the other rolling stock to be rolled during the insertion of the connecting member between the joints of the rolling stock to be rolled, the collapse of the rolling stock to be rolled and the redox reaction of the connecting element already rolled in at least one rolling stand becomes. Regardless of whether the two rolling goods to be rolled are moved in the same direction during the joining of the two rolled goods or not, the relative distance of the two rolling goods from each other is maintained constant from the merging of the two rolling goods.
  • the rolling stock to be rolled are usually moved over a roller conveyor having rollers.
  • the transport Rolls have predefined distances from each other.
  • the roller table in that area the joints of the rolling stock to be rolled during the insertion of the connecting element between the joints of the rolling stock to be rolled, the collapse of the rolling stock to be rolled and go through the redox reaction of the connecting element, has no transport role.
  • at least one transport roller can be removable from this area, for example pivotable away.
  • the transport rollers are grouped into a front, a middle and a rear group, and that the front and middle groups of transport rollers are separated by a front gap and the middle and rear groups of transport rollers are separated by a rear gap ,
  • This embodiment is particularly advantageous if the already mentioned end elements are used to realize the lateral and lower boundary. Due to this configuration of the roller table, it is particularly possible that the final elements
  • Transport wheels are transported and
  • the connecting element contains an ignition means for the redox reaction.
  • the connecting element may contain magnesium powder as the ignition agent for the redox reaction.
  • the reducing agent may be determined as needed.
  • the powder or granules contain aluminum as a reducing agent.
  • the collapse of the rolling stock both before insertion of the connecting element, so that the shocks of both rolled rolling to abut each other, as well as after insertion of the connecting element, so that the shocks of both rolled rolling to rest on the connecting element, is advantageously carried by powered transport rollers of a roller table ,
  • the traversing speed of a rolling stock can be easily and accurately specified when the speed of the driven
  • Transport rollers when moving together controlled or regulated depending on the speed of the other rolling stock is adjusted.
  • the driven transport rollers After moving together the rolling stock and before inserting the connecting element, the driven transport rollers are stopped and then introduced the connecting element.
  • the term "stopped” in no way implies the active braking of the driven transport rollers, but it is sufficient if the drives of the transport rollers are switched without power, so that the subsequent slab is no longer actively driven.
  • This simple but expedient measure makes it unnecessary to to move the connector separately before welding together, so that greatly simplifies the entire process.
  • the two rolled products to be rolled together are driven by driven transport rollers, so that the joints of both rolled goods to rest on the connecting element, and then the powder or granules is ignited.
  • the connecting element as well as the rolling stock to be rolled on the roller table, so that is pressed by the driven transport rollers of the rear shock against the connecting element and the connecting element against the front shock.
  • a secure connection of rolling stock to be rolled is ensured by the fact that after the ignition of the powder or granules, the shocks of both rolling to be rolled goods are pressed by driven transport rollers against the connecting element at least until the two rolling to be rolled goods are permanently connected. It is particularly advantageous if the driven transport rollers in this phase i force controlled or -regulated, or applied to the drive of the transport rollers operated torque-controlled or -regulated. By a sufficiently high contact pressure, the dripping of liquid iron between the slab and connecting element is prevented.
  • the subsequent slab in FIG. 13 the slab 2 of at least one pair of drivable transport rollers, with one drivable transport roller above and the second drivable transport roller of the same pair below the slab, are positioned against the other Slab (in Figure 13, the slab 1) is pressed.
  • the connecting element for carrying out a connection method according to the invention with the features of claim 14.
  • the connecting element contains a powder or granules based on a reducing agent and iron oxide and is intrinsically stable.
  • Advantageous embodiments of the connecting element can be found in the dependent claims 15 to 19. These embodiments have already been discussed in terms of content above in connection with the advantageous embodiments of the connection method.
  • FIG. 1 shows two rolled products to be rolled from the side
  • FIG. 2 shows the rolled products to be rolled from FIG. 1 from above
  • FIG. 1 shows two rolled products to be rolled from the side
  • FIG. 2 shows the rolled products to be rolled from FIG. 1 from above
  • FIG. 5 and 6 show two rolled products to be rolled from the side
  • FIG. 7 shows two rolled products to be rolled in perspective view
  • FIG. 14 shows a representation of alternative method steps 7 'and 8' to FIG. 13.
  • Rolld products 1, 2 to be rolled may alternatively be formed as slabs or as pre-strips.
  • Vorb are, as is apparent from Figures 1 and 2, pre-rolled slabs or already thinly cast slabs with a strip thickness D between - usually - 25 mm and 60 mm. Slabs generally have a greater thickness.
  • the rolling stock 1, 2 to be rolled are to be finish-rolled in a finishing train (not shown in FIGS. 1 and 2). For common rolling of the rolling stock 1, 2 to be rolled, the rolled goods 1, 2 to be joined together.
  • the two rolled products 1, 2 to be rolled according to FIGS. 1 and 2 are initially arranged at a distance a from one another with butt joints 3, 4 facing one another.
  • the distance a is usually between 5 cm and 20 cm.
  • a connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock to be rolled 1, 2 introduced.
  • the connecting element 5 contains a powder or granules 12.
  • the powder or granulate 12 is based on a reducing agent 14 and iron oxide 13 (preferably exclusively ferric oxide, ie Fe 2 O 3 , if appropriate additionally with iron (II) oxide FeO, only in exceptional cases only ferrous oxide).
  • the reducing agent 14 is usually aluminum. However, it may also be another reducing agent, for example magnesium.
  • the connecting element 5 has according to the Figures 1 to 3 end surfaces 6, 7. This embodiment is preferred. However, the end surfaces 6, 7 are not mandatory. If the end surfaces 6, 7 are present, they extend parallel to the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2.
  • the end surfaces 6, 7 are usually made of metal. In particular, the end surfaces 6, 7 made of iron, steel or aluminum. Alternatively, the end surfaces 6, 7 may consist of an ignition means, for example of magnesium. Preferably, the end surfaces 6, 7 made of aluminum.
  • the end surfaces 6, 7 have a thickness d. The thickness d is usually in the range between 1 mm and 4 mm.
  • the connecting element 5 according to the illustration in Figure 1 further comprises a bottom surface 8.
  • the bottom surface 8 is not absolutely necessary. If the bottom surface 8 is present, it is arranged on the underside of the connecting element 5. It extends orthogonally to the joints 3, 4 of the rolled products 1, 2.
  • a thickness d 'of the bottom surface 8 may be as large as or greater than the thickness d of the end surfaces 6, 7. If the thickness d 'of the bottom surface 8 is greater than the thickness d of the end surfaces 6, 7, it can be in particular - in absolute terms - between 2 mm and 8 mm. In relative terms, the thickness d 'of the bottom surface 8 in this case is generally between 150% and 250% of the thickness d of the end surfaces 6, 7.
  • the connecting element 5 according to the illustration in Figures 2 and 3 continue side surfaces. 9 , 10.
  • the side surfaces 9, 10 extend, if they are present, analogous to the bottom surface 8 orthogonal to the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2.
  • a thickness d "of the side surfaces 9, 10 may be as large as or greater than the thickness d of If the thickness d "is greater than the thickness d of the end surfaces 6, 7, it may in particular be between the thickness d of the end surfaces 6, 7 and the thickness d 'of the bottom surface 8.
  • the thickness d" of the side surfaces 9, 10 can be between 120% and 180% of the thickness d of the end surfaces 6, 7.
  • both the end surfaces 6, 7, the bottom surface 8 and the side surfaces 9, 10 are present, form the end surfaces 6, 7, the bottom surface 8 and the side surfaces 9, 10 a trough-like receptacle.
  • an upper deck surface (not shown) may be present, so that the connecting element 5 forms a closed cushion.
  • the top surface may be formed similar to the bottom surface 8.
  • the connecting element 5 may be provided with markings, so that the bottom surface 8 and the top surface can be distinguished from one another.
  • the top surface - similar to one
  • Muzzle-loading cannon - have a detonation hole to ignite the redox reaction.
  • the connecting element 5 is inherently stable.
  • an inherent stability of the connecting element 5 can be achieved, for example, by stabilizing the powder or granulate 12 by means of a binder. Suitable binders are readily known to those skilled in the art.
  • the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 additionally comprises at least one metal layer 11 which extends parallel to the end surfaces 6, 7.
  • the connecting element 5 After arranging the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 to be rolled, the rolled goods 1, 2 to be rolled are moved together as shown in FIG. A correspondingly reduced distance a 'corresponds to a longitudinal extent 1 of the connecting element 5. As a result, the joints 3, 4 of both rolled products 1, 2 - often under pressure - abut the connecting element 5.
  • the reduced distance a ' is usually between 1.5 cm and 4 cm, for example at about 2 cm to about 2.5 cm.
  • the rolling stock 1, 2 to be rolled are usually very hot. They can have temperatures above 1000 ° C. The rolling stock 1, 2 to be rolled are therefore able to heat the connecting element 5 to a considerable extent. It is even possible that the connecting element 5 is already ignited by this heating, so the Thermit reaction is initiated.
  • Such a self-ignition can occur in particular when the reducing agent 14 is magnesium or the powder or granules 12 contains an ignition agent 15 in addition to aluminum powder.
  • the ignition means 15 may in particular be magnesium powder.
  • a lightning bolt 16 a spark ignition take place.
  • the thermite reaction is, as is well known to those skilled in the art, a redox reaction.
  • the Reductant 14 contained in the connecting element 5 is oxidized and the iron oxide 13 contained in the connecting element 5 is reduced to liquid iron 17.
  • the aluminum is oxidized to aluminum oxide.
  • the liquid iron 17 in turn solidifies upon completion of the thermite reaction.
  • the solidifying iron 17 according to FIG. 6 connects (welded) the two rolling products 1, 2 to be rolled together. So that the iron 17, as long as it is liquid, does not flow off in an uncontrolled manner, limitations must be present during this period in the area of the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 to be rolled.
  • the bottom surface 8 and the side surfaces 9, 10 take over the function of these limitations.
  • the approach of the closing elements 18, 19 can take place at any time before the ignition of the connecting element 5. It may, if necessary, prior to insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 to be rolled or during the insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 to be rolled or during rolling of the rolling to be rolled Rolled goods 1, 2 take place. After solidification of the iron 17, the closing elements 18, 19 are again moved away from the connecting element 5. The movement of the end elements 18, 19 is indicated in FIG 7 by corresponding double arrows A, B.
  • the thermite reaction forms alumina or other oxide in addition to the liquid iron.
  • the oxide deposits as slag on the iron 17. It may possibly remain on the iron 17.
  • the slag can be manually or automatically knocked off or removed, for example, by means of a scale scrubber.
  • the two rolled products 1, 2, based on a stationary coordinate system K are inserted during the insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 to be rolled, the rolling of the rolling stock 1 to be rolled together 2 and the
  • Redox reaction of the connecting element 5 in a transport direction x moves.
  • the transport direction x is the same for both rolled products 1, 2 to be rolled.
  • one rolling stock 1 to be rolled is thus moved away from the other rolling stock 2 to be rolled.
  • the other rolling stock 2 to be rolled is simultaneously fed to the rolling stock 1 to be rolled.
  • the rolling stock 1, 2 to be rolled are moved in accordance with the illustration in FIG. 8 generally via a roller table 21.
  • the roller table 21 has transport rollers 22.
  • the transport rollers 22 have defined distances a "from one another
  • the connection of the rolling products 1, 2 to be rolled is preferably always in the same region of the roller conveyor 21.
  • the roller table 21 preferably has no transport roller in this area as shown in Figure 8.
  • the distance a "of the transport roller 22 located immediately before this area is generally greater than that of the transport roller 22 arranged immediately behind this area Distance a "of the arranged in front of this area transport rollers 22 from each other and the Distance a "of the arranged behind this area transport rollers 22 from each other. It is possible for the correspondingly increased distance a "to be present due to the design Alternatively, it is possible for at least one temporarily removable transport roller 22 to be located in this area For example, it is possible for this transport roller 22 to be swung out by means of a suitable mechanism For example, it is possible to operate on a hydraulic, pneumatic or electrical basis As an alternative to the configuration according to FIG.
  • the transport rollers 22 it is possible for the transport rollers 22 to be grouped (at least) into a front, a middle and a rear group 23 to 25 and the middle group 23, 24 of transport rollers 22 are separated from each other by a front gap 26 as shown in Figure 9.
  • the middle and rear groups 24, 25 of transport rollers 22 are separated by a rear gap 27.
  • the gaps 26, 27 have lengths 1 ', 1 ", which - of course - greater than that Distances are a ", which have the transport rollers 22 within the groups 23 to 25 from each other.
  • the two lengths 1 ', 1 " are usually the same but in individual cases they can also have different values.
  • End elements 18, 19 are moved in the region of the front gap 26 from below or from the side of the rolling stock 1, 2. Under certain circumstances, this process can take place after the insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolled products 1, 2. Alternatively, this process can take place before the insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2. Again, alternatively, this process can also take place simultaneously with the insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2.
  • the connecting element 5 can be arranged on the lower end element 18 and inserted together with the lower end element 18 from below into the region between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2. It is too possible, the connecting element 5 as shown in FIG 9 simultaneously with the approach of the end elements 18, 19 from above between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 introduce. In any case, however, the process takes place before the ignition of the connecting element 5.
  • the end elements 18, 19, as shown in FIG. 10 are transported together with the rolling stock 1, 2 via the middle group 24 of transport rollers 22. During this period, the two rolling products 1, 2 to be rolled are connected to one another by means of the connecting element 5. This process is - at least substantially - completed when the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 reach the rear gap 27.
  • the iron 17 formed by the chemical reaction of the connecting element 5 is thus at least essentially solidified again at this time. There may still be a liquid core. At least, however, there is a sufficiently thick shell. It is therefore possible, as shown in FIG. 11, to drive the terminating elements 18, 19 away from the rolling stock 1, 2 in the region of the rear gap 27.
  • the rolled products 1, 2 to be rolled are first arranged at a distance a, then the connecting element 5 is introduced into the region between the joints 3, 4 of the rolled products 1, 2 and finally the rolled products 1, 2 are placed on one reduced distance a 'together. It is often difficult to set the distance a of the rolling stock 1, 2 well. Such difficulties can be circumvented by first - ie before the insertion of the connecting element 5 between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 - are first rolled together to be rolled rolling stock 1, 2, so that the joints 3, 4 both rolling rolling 1, 2 abut each other directly. Through this procedure is in
  • FIG. 12 shows a device for carrying out the method steps when joining two rolled products 1 and 2 designed as slabs, the rolling stock 1 shown on the right being rolled continuously in a rolling stand of a rolling train 20.
  • the driven transport rollers 22 have been shown partially hatched in FIGS. 12 and 13 in order to distinguish them from the non-driven transport rollers.
  • the inlet velocity v of the rolling stock 1 is permanently detected by a speedometer 28 and fed to a regulator R.
  • the controller R controls the motors, which drive the transport rollers 22 of the roller table 21, state-controlled, so that the rolled goods to be rolled 1 and 2 are simply, quickly and permanently connected to each other by Thermit welding.
  • FIG. 13 schematically shows the method steps according to the invention.
  • the rolling stock 1 and 2 are on a roller table 21; the rolling stock 1 is continuously rolled in at least one rolling stand 20 and moved to the rolling stand 20 at the entry speed v.
  • the rolling stock 2 is moved by the driven transport rollers 22 of the double speed roller table, i.e., 2v.
  • the speeds of the transport rollers 22 are controlled in a speed-controlled manner, e.g. by the controller R with the speedometer 28 of Fig. 12, that the speed of rolling stock 2 is twice as high as the speed v.
  • the speed of the rolling stock 2 need not be 2v;
  • the decisive factor is merely that the rolling stock 2 is moved faster than the rolling stock 1.
  • the rolling stock 2 is still moved by the transport rollers 22 at twice the speed with respect to the entry speed v, so that here in sequence 5 the bumps 3 4 (see FIG. 12) of FIG.
  • Transport rollers 22 turned on again, so that the impact 4 of rolling stock 2 against the connecting element 5 and the connecting element 5 is pressed against the joint 3 of rolling stock 1 (sequence 8).
  • the length of the connecting element 5 is greater than the pitch of the roller table 21, so that the connecting element does not need to be supported extra.
  • the powder or granules in the connecting element 5 is ignited, the reducing agent contained in the powder or granules is oxidized and the iron oxide contained reduced to liquid iron, whereby the two rolled products to be rolled 1, 2 permanently connected by the solidification of the liquid iron become.
  • the transport rollers 22 are further driven by 2v, so that in all operating conditions, the shocks 3, 4 are pressed against the connecting element.
  • sequence 9 the original rolling stock 2 is rolled in the nip and can in turn be connected to another - not shown here - rolling stock by thermite welding, so that the continuous rolling operation does not have to be interrupted.
  • FIG. 14 shows an alternative to the method steps 7 and 8 of FIG. 13, which are referred to in the figure as method steps 7 'and 8'.
  • the downstream rolling stock 2 to be rolled is pressed torque-controlled against the upstream rolling stock 1 after the insertion of the connecting element 5 by the transport rollers 22 of the roller table 21 and by the transport rollers 22 'of a roller conveyor 21' arranged above the rolling stock, so that on the one hand a defined contact pressure between the rolls Rolled goods 1, 2 and the connecting element 5 and on the other hand leakage of liquid iron is prevented.
  • the upper roller table 21 ' are employed transversely to the speed v to the rolling stock, so that a required for the drive of the rolling stock 2 contact pressure of the transport rollers 22,22' is secured to the rolling stock.
  • the present invention has significant advantages.
  • prior descaling of the joints 3, 4 is not necessary.
  • the procedure of the invention can be automated in a simple manner.
  • the present invention thus relates to the following facts:
  • Two rolling products 1, 2 to be rolled are arranged with mutually facing joints 3, 4 at a distance a from each other.
  • a connecting element 5 is introduced between the joints 3, 4 of the rolling stock 1, 2 to be rolled.
  • the connecting element 5 contains a powder or granules 12 which is based on a reducing agent 14 and iron oxide 13.
  • the rolled goods 1, 2 to be rolled are moved together, so that the joints 3, 4 of both rolling products 1, 2 to be rolled abut the connecting element 5.
  • the connecting element 5 is ignited.
  • the reducing agent 14 contained in the connecting element 5 is oxidized, reducing the iron oxide 13 contained in the connecting element 5 to liquid iron 17. By solidification of the liquid iron 17, the two rolled products to be rolled 1, 2 are interconnected.
  • A, B double arrow

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Abstract

Zwei zu walzende Walzgüter (1, 2) werden zusammengefahren, so dass die Stösse (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) aneinander anliegen. Anschliessend werden die zu walzenden Walzgüter (1, 2) auseinandergefahren, sodass die einander zugewandten Stössen (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen die Stösse (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) wird ein Verbindungselement (5) eingeführt. Das Verbindungselement (5) enthält ein Pulver oder Granulat, das auf einem Reduktionsmittel und Eisenoxid basiert. Die zu walzenden Walzgüter (1, 2) werden zusammengefahren, so dass die Stösse (3, 4) beider zu walzender Walzgüter (1, 2) an dem Verbindungselement (5) anliegen. Das Verbindungselement (5) wird gezündet. Das im Verbindungselement (5) enthaltene Reduktionsmittel wird oxidiert, das im Verbindungselement (5) enthaltene Eisenoxid zu flüssigem Eisen reduziert. Durch Erstarren des flüssigen Eisens werden die beiden zu walzenden Walzgüter (1, 2) miteinander verbunden.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM VERBINDEN VON ZU WALZENDEN WALZGÜTERN DURCH THERMIT-SCHWEISSEN Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsverfahren für zu walzende Walzgüter,
- wobei die zu walzenden Walzgüter mit einander zugewandten Stößen in einem Abstand voneinander angeordnet werden,
- wobei zwischen die Stöße der zu walzenden Walzgüter ein
Verbindungselement eingeführt wird, das ein auf einem Reduktionsmittel und Eisenoxid basierendes Pulver oder Granulat enthält ,
- wobei die zu walzenden Walzgüter zusammengefahren werden, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter an dem Ver- bindungselement anliegen, und das Pulver oder Granulat gezündet wird,
- wobei das in dem Pulver oder Granulat enthaltene Reduktionsmittel oxidiert wird und das in dem Pulver oder Granulat enthaltene Eisenoxid zu flüssigem Eisen reduziert wird, und - wobei die beiden zu walzenden Walzgüter durch Erstarren des flüssigen Eisens miteinander verbunden werden.
Zum Endloswalzen von Metallband sind verschiedene Lösungen bekannt .
Eine Lösung besteht darin, in einem ersten Arbeitsschritt mittels einer einzelnen Stranggießmaschine das zu walzende Walzgut zu einem endlos vorliegenden Strang mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt zu gießen und den Strang - direkt oder nach vorherigem Walzen in einem Vorgerüst - einer Fertigstraße zuzuführen. Vielfach wird der endlose Strang mit Brammenquerschnitt auch als Bramme bezeichnet. In diesem Fall sind die Arbeitsschritte Gießen, eventuell Vorwalzen und Fertigwalzen miteinander gekoppelt. Der Strang wird der Walzstraße direkt aus der Gießhitze heraus zugeführt. Eine Walzgeschwindigkeit, mit welcher die Fertigstraße betrieben wird, ist in diesem Fall jedoch an die Gießgeschwindigkeit gekoppelt, mit welcher die Stranggießmaschine betrieben wird. Da die erzielbare Gießge- schwindigkeit im Vergleich zu erzielbaren Walzgeschwindigkeiten in der Regel nur relativ kleine Werte annehmen kann, wird die Kapazität der Fertigstraße nur unzureichend ausgenutzt. Alternativ dazu ist es bekannt, die Stranggießmaschine und die Fertigstraße voneinander entkoppelt zu betreiben. In diesem Fall wird der gegossene Strang mit Brammenquerschnitt nach dem Gießen, aber vor dem Zuführen zur Fertigstraße in Abschnitte, die sog. Brammen, geteilt. Die einzelnen Abschnitte werden der Fer- tigstraße zugeführt und dort gewalzt. Das Teilen des Strangs in Abschnitte kann, falls ein Vorwalzen erfolgt , alternativ vor oder nach dem Vorwalzen durchgeführt werden. Oftmals sind in diesem Fall mehrere Stranggießmaschinen vorhanden, deren gegossene Brammen derselben Fertigstraße zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich können der Fertigstraße beispielsweise Brammen aus einem Brammenlager zugeführt werden. Ein Endloswalzen ist in diesen Fällen jedoch nicht durchführbar.
Aus der JP S60191682 A ist ein gattungsgemäßes Verbindungs- verfahren zum Verbinden von zwei zu walzenden Walzgütern bekannt . Da das Positionieren der zu walzenden Walzgüter zueinander vor dem Einführen des Verbindungselements und nach dem Zünden des Granulats bis zur Durcherstarrung des flüssigen Eisens nicht zuverlässig sichergestellt werden kann, kann es im laufenden Betrieb immer wieder zu Betriebsunterbrechungen kommen.
Auch aus der JP S60-24201 A ist ein gattungsgemäßes Verbindungsverfahren bekannt. Die Position der beiden zu walzenden Walzgüter zueinander vor dem Einführen des Verbindungselements und nach dem Zünden des Granulats bis zur Durcherstarrung des flüssigen Eisens wird dadurch sichergestellt, dass entweder die Stöße der Walzgüter eine Wanne ausbilden (Fig. 6), oder die Position während des Verbindungsvorgangs durch mechanische Führungselemente sichergestellt wird (Fig. 5 und 7) . Gemäß Fig. 6 ist eine aufwändige Bearbeitung der Stöße notwendig; gemäß der Fig. 5 und 7 erfordert der Betrieb mitbewegte Führungen, was insbesondere bei höheren Einzugsgeschwindigkeiten in das nachgeordnete Walzwerk Schwierigkeiten macht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer die zu walzenden Walzgüter
- unabhängig davon, auf welche Weise sie erzeugt wurden - auf einfache und zuverlässige Weise miteinander verbunden werden können. Insbesonders wenn eines der zu verbindenden Walzgüter während des Verbindungsvorgangs bereits kontinuierlich gewalzt wird, soll die Position der Walzgüter zueinander beim Einführen des Verbindungselements und nach dem Zünden des Granulats bis zur Durcherstarrung des flüssigen Eisens durch eine einfache
Verfahrensführung - und zwar weitgehend ohne mitbewegte Führungen - sichergestellt werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verbindungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbindungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14.
Erfindungsgemäß wird ein Verbindungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- dass zunächst die zu walzenden Walzgüter zusammengefahren werden, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter aneinander anliegen, dass sodann die zu walzenden Walzgüter auseinandergefahren werden und erst danach das Verbin- dungselement zwischen die Stöße der zu walzenden Walzgüter eingeführt wird.
Durch das Zusammenfahren der zu walzenden Walzgüter, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter aneinander anliegen, wird die Position der Walzgüter zueinander einfach und exakt eingestellt . Anschließend werden die Walzgüter wieder auseinandergefahren, wobei dies z.B. durch das Einlaufen eines Walzguts in ein Gerüst einer Fertigwalzstraße erfolgen kann. Wenn die zu walzenden Walzgüter einen vorbestimmten Abstand zueinander aufweisen, wird ein Verbindungselement, das ein auf einem Reduktionsmittel und Eisenoxid basierendes Pulver oder Granulat enthält, zwischen die Stöße der zu walzenden Walzgüter eingeführt. Anschließend werden die zu walzenden Walzgüter wieder zusammengefahren, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter an dem Verbindungselement anliegen, und das Pulver oder Granulat gezündet. Durch das Zünden wird das in dem Pulver oder Granulat enthaltene Reduktionsmittel oxidiert und das in dem Pulver oder Granulat enthaltene Eisenoxid zu flüssigem Eisen reduziert, wodurch die beiden zu walzenden Walzgüter durch das Erstarren des flüssigen Eisens dauerhaft miteinander verbunden werden.
Das Reduktionsmittel und das Eisenoxid müssen nicht notwen- digerweise in chemisch reiner Form vorliegen. Unter Umständen kann es von Vorteil sein, eine chemische Zusammensetzung des Pulvers/Granulats zu verwenden, welche möglichst gut an die chemische Zusammensetzung der zu walzenden Walzgüter angepasst ist. In aller Regel ist es jedoch von Vorteil, wenn das Re- duktionsmittel und das Eisenoxid gut durchgemischt sind.
Das Eisen liegt beim Reduzieren in flüssiger Form vor . Es erstarrt relativ bald. Beim Erstarren des flüssigen Eisens verbindet das flüssige Eisen die beiden zu walzenden Walzgüter miteinander. Hierbei schmelzen die Walzgüter an ihren Stößen mehr oder minder auf, so dass die Walzgüter über das Verbindungselement miteinander verschweißt werden.
Die vorliegende Erfindung basiert somit im Kern auf der so- genannten Thermit-Reaktion. Die Thermit-Reaktion als solche und das korrespondierende Thermit-Verfahren sind Fachleuten allgemein bekannt. Bei der Thermit-Reaktion wird das Reduktionsmittel Aluminium verwendet. Die Thermit-Reaktion besteht im wesentlichen darin, dass die chemischen Reaktionen
2A1 + Fe203 ==> 2Fe + A1203 und/oder 2A1 + 3FeO ==> 3Fe + A1203 ablaufen. Hierbei wird große Hitze frei. Allgemein bekannt ist es, die Ausgangsstoffe Eisenoxid und Aluminium als Pulver oder Granulat in einen Schmelztiegel einzufüllen, die Reaktion in dem Schmelztiegel durchzuführen und mit dem geschmolzenen Eisen beispielsweise unter dem Schmelztiegel angeordnete Eisenbahnschienen miteinander zu verschweißen.
Auch bei der vorliegenden Erfindung erfolgt vom Ansatz her ein derartiges Thermit-Schweißen.
Es ist möglich, dass das Verbindungselement in granulärer, körniger Struktur bzw. in pulvriger Form vorliegt. In der Regel ist es jedoch von Vorteil, wenn das Verbindungselement eigenstabil ist. Eigenstabil bedeutet, dass das Verbindungselement im Rahmen seiner Handhabung vor dem Zünden eine definierte Form beibehält. Die Eigenstabilität kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden.
Beispielsweise ist es möglich, dass das Verbindungselement sich orthogonal zu den Stößen der Walzgüter erstreckende Seitenflächen und/oder eine sich orthogonal zu den Stößen der Walzgüter erstreckende Bodenfläche aufweist. Dadurch kann während der Redox-Reaktion ein Wegfließen des flüssigen Eisens verhindert werden. Die Seitenflächen und die Bodenfläche können beispielsweise aus Stahl oder aus einem hochtemperaturfesten Material bestehen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungselement sich parallel zu den Stößen der Walzgüter erstreckende Abschlussflächen aufweisen. In diesem Fall weist das Verbindungselement von Stoß zu Stoß gesehen auch dann eine definierte Länge auf, wenn das Pulver oder Granulat als solches in loser Form vorliegt . Durch die Abschlussflächen kann in diesem Fall eine gute Füllung des Zwischenraums zwischen den Stößen der miteinander zu verbindenden Walzgüter gewährleistet wrden. Die Abschlussflächen bestehen in der Regel aus Eisen, aus Stahl, aus Aluminium oder aus einem Zündmittel, das durch den Kontakt mit den Stirnflächen der beiden zu walzenden Walzgüter das Verbindungselement zündet. Ein geeignetes Zündmittel kann beispielsweise Magnesium enthalten.
Alternativ oder zusätzlich zum Vorhandensein von Seitenflächen, einer Bodenfläche und Abschlussflächen ist es moglichdass das Pulver oder Granulat mittels eines Bindemittels stabilisiert ist. Geeignete Bindemittel sind Fachleuten ohne weiteres bekannt . Die Gesamtmengen des Pulvers oder Granulats an Reduktionsmittel einerseits und Eisenoxid andererseits sind vorzugsweise zumindest im wesentlichen, beispielsweise auf 10 % genau, stö- chiometrisch aufeinander abgestimmt. Es ist möglich, dass zwischen den Abschlussflächen mindestens eine Metallschicht angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, dass keine derartigen Metallschichten vorhanden sind. Das Vorhandensein von Metallschichten kann beispielsweise von Vorteil sein, um eine kontrollierte, relativ langsame Schweißung zu bewirken. Das Fehlen derartiger Metallschichten kann umgekehrt beispielsweise von Vorteil sein, wenn eine besonders schnelle Schweißung erfolgen soll.
Das geschmolzene Eisen muss während des Schmelzens und nach dem Schmelzen im Bereich zwischen den Stößen der zu walzenden Walzgüter gehalten werden. Hierfür sind seitlich und unten Begrenzungen erforderlich. Es ist möglich, dass die bereits erwähnten Seitenflächen und Bodenfläche diese Funktion übernehmen. In diesem Fall erstrecken sich die entsprechenden Flächen während der Redox-Reaktion zumindest von Stoß zu Stoß, gegebenenfalls auch ein Stück darüber hinaus. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass vor dem Zünden des Verbindungselements von unten und/oder von der Seite Abschlusselemente an die Walzgüter herangefahren werden. Die Abschlusselemente werden in diesem Fall nach dem Erstarren des Eisens wieder von den Walzgütern weggefahren. Die Abschlusselemente können alternativ aus einem Metall bestehen oder nicht metallisch sein. Wenn die Abschlusselemente aus Metall bestehen, bestehen sie vorzugsweise aus einem anderen Metall als die zu walzenden Walzgüter. Alternativ oder zusätzlich können die Abschlusselemente beispielsweise mit einer Schicht aus Gießereisand oder einem ähnlichen Material beschichtet sein. Wenn die Ab- Schlusselemente nicht aus Metall bestehen, können sie beispielsweise aus einem feuerfesten Material bestehen. Im Falle der Verwendung der Abschlusselemente, die also als solche nicht Bestandteil des Verbindungselements sind, ist es weiterhin möglich, dass das Verbindungselement ausschließlich aus dem Pulver oder Granulat besteht und dass das Pulver oder Granulat nach dem Heranfahren der Abschlusselemente an die Walzgüter in den Zwischenraum zwischen den Stößen eingefüllt wird.
Vorzugsweise erfolgt das Verbinden der beiden zu walzenden Walzgüter miteinander, während die beiden zu walzenden Walzgüter gleichgerichtet bewegt werden. Vorzugsweise werden also die beiden zu walzenden Walzgüter, bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem, während des Einführens des Verbindungs- elements zwischen die Stöße der zu walzenden Walzgüter, des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter und der
Redox-Reaktion des Verbindungselements in einer gleichen Transportrichtung bewegt, so dass das eine zu walzende Walzgut von dem anderen zu walzende Walzgut weg bewegt wird und das andere zu walzende Walzgut dem einen zu walzenden Walzgut nachgeführt wird. Insbesondere ist es möglich, dass das von dem anderen zu walzenden Walzgut weg bewegte zu walzende Walzgut während des Einführens des Verbindungselements zwischen die Stöße der zu walzenden Walzgüter, des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter und der Redox-Reaktion des Verbindungselements bereits in mindestens einem Walzgerüst gewalzt wird. Unabhängig davon, ob die beiden zu walzenden Walzgüter während des Verbindens der beiden Walzgüter miteinander gleichgerichtet bewegt werden oder nicht, wird der Relativabstand der beiden Walzgüter voneinander ab dem Zusammenfahren der beiden Walzgüter jedoch konstant beibehalten.
Die zu walzenden Walzgüter werden in der Regel über einen Transportrollen aufweisenden Rollgang bewegt. Die Transport- rollen weisen vordefinierte Abstände voneinander auf. Um einen hinreichend großen Zeitpuffer zum Durchführen des Verbindungsverfahrens zu schaffen, ist es möglich, dass der Rollgang in demjenigen Bereich, den die Stöße der zu walzenden Walzgüter während des Einführens des Verbindungselements zwischen die Stöße der zu walzenden Walzgüter, des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter und der Redox-Reaktion des Verbindungselements durchlaufen, keine Transportrolle aufweist. Es ist möglich, dass in diesem Bereich schlichtweg permanent gar keine Transportrolle vorhanden ist. Alternativ kann mindestens eine Transportrolle aus diesem Bereich entfernbar sein, beispielsweise wegschwenkbar. Alternativ ist es möglich, dass die Transportrollen zu einer vorderen, einer mittleren und einer hinteren Gruppe gruppiert sind und dass die vordere und die mittlere Gruppe von Transportrollen durch eine vordere Lücke und die mittlere und die hintere Gruppe von Transportrollen durch eine hintere Lücke voneinander getrennt sind. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zur Realisierung der seitlichen und unteren Begrenzung die bereits erwähnten Abschlusselemente verwendet werden. Durch diese Ausgestaltung des Rollgangs ist es insbesondere möglich, dass die Abschlusselemente
- vor dem Zünden des Verbindungselements im Bereich der vorderen Lücke von unten und/oder von der Seite an die - zu diesem Zeitpunkt noch nicht miteinander verbundenen - Walzgüter herangefahren werden,
- während des Verbindens der beiden zu walzenden Walzgüter zusammen mit den Walzgütern über die mittlere Gruppe von
Transportrollen transportiert werden und
- nach dem Erstarren des Eisens im Bereich der hinteren Lücke wieder von den - zu diesem Zeitpunkt bereits miteinander verbundenen - Walzgütern weggefahren werden.
Durch diese Ausgestaltung wird insbesondere erreicht, dass die Lücken im Rollgang relativ klein gehalten werden können, so dass trotz der Lücken im Rollgang im wesentlichen eine gleichmäßige Stützung der Walzgüter von unten gegeben ist.
Vorzugsweise enthält das Verbindungselement ein Zündmittel für die Redox-Reaktion . Insbesondere kann das Verbindungselement als Zündmittel für die Redox-Reaktion Magnesiumpulver enthalten.
Das Reduktionsmittel kann nach Bedarf bestimmt sein. Üblicherweise enthält das Pulver oder Granulat als Reduktionsmittel Aluminium.
Das Zusammenfahren der Walzgüter sowohl vor dem Einführen des Verbindungselements, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter aneinander anliegen, als auch nach dem Einführen des Verbindungselements, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter an dem Verbindungselement anliegen, erfolgt vorteilhafterweise durch angetriebene Transportrollen eines Rollgangs . Die Verfahrgeschwindigkeit eines Walzguts kann einfach und genau vorgegeben werden, wenn die Drehzahl der angetriebenen
Transportrollen beim Zusammenfahren gesteuert oder geregelt in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des anderen Walzguts eingestellt wird.
Nach dem Zusammenfahren der Walzgüter und vor dem Einführen des Verbindungselements werden die angetriebenen Transportrollen gestoppt und anschließend das Verbindungselement eingeführt. Hierbei impliziert der Begriff„gestoppt" keinesfalls das aktive Abbremsen der angetriebenen Transportrollen; vielmehr genügt es, wenn die Antriebe der Transportrollen leistungslos geschaltet werden, sodass die nachfolgende Bramme nicht mehr aktiv angetrieben wird. Durch diese einfache aber zweckmäßige Maßnahme ist es nicht mehr erforderlich, das Verbindungselement gesondert vor dem Zusammenschweißen mitzubewegen, sodass sich das gesamte Verfahren stark vereinfacht . Außerdem ist es vorteilhaft, wenn nach dem Einführen des Verbindungselements die beiden zu walzenden Walzgüter durch angetriebene Transportrollen zusammengefahren werden, so dass die Stöße beider zu walzender Walzgüter an dem Verbindungselement anliegen, und dann das Pulver oder Granulat gezündet wird.
Hierbei liegt das Verbindungselement ebenso wie die zu walzenden Walzgüter auf dem Rollgang auf, sodass durch die angetriebenen Transportrollen der hintere Stoß gegen das Verbindungselement und das Verbindungselement gegen den vorderen Stoß gepresst wird.
Eine sichere Verbindung der zu walzenden Walzgüter wird dadurch sichergestellt, dass nach dem Zünden des Pulver oder Granulats die Stöße beider zu walzender Walzgüter zumindest so lange durch angetriebene Transportrollen gegen das Verbindungselement gepresst werden, bis die beiden zu walzenden Walzgüter dauerhaft miteinander verbunden sind. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die angetriebenen Transportrollen in dieser Phase i kraftgesteuert oder -geregelt, bzw. auf den Antrieb der Transportrollen umgelegt, drehmomentengesteuert oder -geregelt betrieben werden. Durch einen ausreichend hohen Anpressdruck wird das Abtropfen von flüssigem Eisenzwischen Bramme und Verbindungselement verhindert .
Bei höheren erforderlichen Kontaktdrücken kann es vorteilhaft sein, wenn die nachfolgende Bramme (in Fig 13 die Bramme 2) von zumindest einem Paar von antreibbaren Transportrollen, wobei eine antreibbare Transportrolle oberhalb und die zweite antreibbare Transportrolle desselben Paares unterhalb der Bramme angeordnet sind, gegen die andere Bramme (in Fig 13 die Bramme 1) gepresst wird.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verbindungselement zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verbindungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß enthält das Verbindungselement ein auf einem Reduktionsmittel und Eisenoxid basierendes Pulver oder Granulat und ist eigenstabil. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verbindungselements sind den abhängigen Ansprüchen 15 bis 19 zu entnehmen. Diese Ausgestaltungen sind inhaltlich bereits obenstehend in Verbindung mit den vorteilhaften Ausgestaltungen des Verbindungsverfahrens abgehandelt worden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
FIG 1 zwei zu walzende Walzgüter von der Seite, FIG 2 die zu walzenden Walzgüter von FIG 1 von oben,
FIG 3 ein Verbindungselement in perspektivischer
Darstellung,
FIG 4 das Verbindungselement von FIG 3 von oben,
FIG 5 und 6 zwei zu walzende Walzgüter von der Seite, FIG 7 zwei zu walzende Walzgüter in perspektivischer
Darstellung,
FIG 8 bis 11 jeweils einen Rollgang mit zwei zu walzenden
Walzgütern von der Seite, .
FIG 12 eine Darstellung einer Vorrichtung,
FIG 13 eine Darstellung der Verfahrensschritte mit zwei zu walzenden Walzgütern von der Seite gesehen, und
FIG 14 eine Darstellung von alternativen Verfahrensschritten 7' und 8' zu Fig 13.
Zu walzende Walzgüter 1, 2 können alternativ als Brammen oder als Vorbänder ausgebildet sein. Vorbänder sind, wie aus den FIG 1 und 2 ersichtlich ist, vorgewalzte Brammen oder bereits dünn gegossene Brammen mit einer Banddicke D zwischen - in der Regel - 25 mm und 60 mm. Brammen weisen in der Regel eine größere Dicke auf . Die zu walzenden Walzgüter 1, 2 sollen in einer Fertigstraße (in den FIG 1 und 2 nicht dargestellt) fertiggewalzt werden. Zum gemeinsamen Walzen der zu walzenden Walzgüter 1, 2 sollen die zu walzenden Walzgüter 1, 2 miteinander verbunden werden.
Zum Verbinden zweier zu walzender Walzgüter 1, 2 miteinander werden die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2 gemäß den FIG 1 und 2 mit einander zugewandten Stößen 3, 4 zunächst in einem Abstand a voneinander angeordnet. Der Abstand a liegt in der Regel zwischen 5 cm und 20 cm. Sodann wird ein Verbindungselement 5 zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 eingeführt. Das Verbindungselement 5 enthält ein Pulver oder Granulat 12. Das Pulver oder Granulat 12 basiert auf einem Reduktionsmittel 14 und Eisenoxid 13 (vorzugsweise aus- schließlich Eisen- III -Oxid, also Fe203, gegebenenfalls zusätzlich mit Eisen- II -Oxid, also FeO, nur in Ausnahmefällen ausschließlich Eisen- II -Oxid) . Das Reduktionsmittel 14 ist in der Regel Aluminium. Es kann sich jedoch auch um ein anderes Reduktionsmittel handeln, beispielsweise Magnesium.
Das Verbindungselement 5 weist gemäß den FIG 1 bis 3 Abschlussflächen 6, 7 auf. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt. Die Abschlussflächen 6, 7 sind jedoch nicht zwingend erforderlich. Sofern die Abschlussflächen 6, 7 vorhanden sind, erstrecken sie sich parallel zu den Stößen 3, 4 der Walzgüter 1, 2. Die Abschlussflächen 6, 7 bestehen in der Regel aus Metall. Insbesondere können die Abschlussflächen 6, 7 aus Eisen, Stahl oder Aluminium bestehen. Alternativ können die Abschlussflächen 6, 7 aus einem Zündmittel bestehen, beispielsweise aus Magnesium. Vorzugsweise bestehen die Abschlussflächen 6, 7 aus Aluminium. Die Abschlussflächen 6, 7 weisen eine Dicke d auf. Die Dicke d liegt in der Regel im Bereich zwischen 1 mm und 4 mm.
Vorzugsweise weist das Verbindungselement 5 entsprechend der Darstellung in FIG 1 weiterhin eine Bodenfläche 8 auf. Auch die Bodenfläche 8 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Falls die Bodenfläche 8 vorhanden ist, ist sie an der Unterseite des Verbindungselements 5 angeordnet. Sie erstreckt sich orthogonal zu den Stößen 3, 4 der Walzgüter 1, 2. Eine Dicke d' der Bodenfläche 8 kann ebenso groß wie oder größer als die Dicke d der Abschlussflächen 6, 7 sein. Falls die Dicke d' der Bodenfläche 8 größer als die Dicke d der Abschlussflächen 6, 7 ist, kann sie insbesondere - absolut gesehen - zwischen 2 mm und 8 mm liegen. Relativ gesehen liegt die Dicke d' der Bodenfläche 8 in diesem Fall in der Regel zwischen 150 % und 250 % der Dicke d der Abschlussflächen 6, 7. Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungselement 5 entsprechend der Darstellung in den FIG 2 und 3 weiterhin Seitenflächen 9, 10 aufweisen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Seitenflächen 9 , 10 erstrecken sich, sofern sie vorhanden sind, analog zur Bodenfläche 8 orthogonal zu den Stößen 3, 4 der Walzgüter 1, 2. Eine Dicke d" der Seitenflächen 9, 10 kann ebenso groß wie oder größer als die Dicke d der Abschlussflächen 6, 7 sein. Falls die Dicke d" größer als die Dicke d der Abschlussflächen 6, 7 ist, kann sie insbesondere zwischen der Dicke d der Abschlussflächen 6, 7 und der Dicke d' der Bodenfläche 8 liegen. Insbesondere kann die Dicke d" - absolut gesehen - zwischen 1,5 mm und 6 mm liegen. Relativ gesehen kann die Dicke d" der Seitenflächen 9, 10 zwischen 120 % und 180 % der Dicke d der Abschlussflächen 6, 7 liegen. Insbesondere in dem Fall, dass sowohl die Abschlussflächen 6, 7, die Bodenfläche 8 als auch die Seitenflächen 9, 10 vorhanden sind, bilden die Abschlussflächen 6, 7, die Bodenfläche 8 und die Seitenflächen 9, 10 eine wannenartige Aufnahme. Gegebenenfalls kann zusätzlich sogar eine obere Deckfläche (nicht dargestellt) vorhanden sein, so dass das Verbindungselement 5 ein geschlossenes Kissen bildet. Falls die Bodenfläche 8 und die Deckfläche vorhanden sind, kann die Deckfläche gleichartig zur Bodenfläche 8 ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungselement 5 mit Markierungen versehen sein, so dass die Bodenfläche 8 und die Deckfläche voneinander unterschieden werden können. Auch kann die Deckfläche - ähnlich einer
Vorderladerkanone - ein Zündlochz zum Zünden der Redox-Reaktion aufweisen. Unabhängig vom Vorhandensein der Deckfläche wird durch das Vorhandensein der Abschlussflächen 6, 7, der Bodenfläche 8 und der Seitenflächen 9, 10 jedoch erreicht, dass das Verbindungselement 5 eigenstabil ist. Alternativ kann eine Eigenstabilität des Verbindungselements 5 beispielsweise da- durch erreicht werden, dass das Pulver oder Granulat 12 mittels eines Bindemittels stabilisiert ist. Geeignete Bindemittel sind Fachleuten ohne weiteres bekannt.
Es ist weiterhin möglich, dass das Verbindungselement 5 zwischen den Stößen 3, 4 der Walzgüter 1, 2 zusätzlich mindestens eine Metallschicht 11 aufweist, die parallel zu den Abschlussflächen 6, 7 verläuft.
Nach dem Anordnen des Verbindungselements 5 zwischen den Stößen 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 werden die zu walzenden Walzgüter 1, 2 entsprechend der Darstellung in FIG 5 zusammengefahren. Ein dementsprechend verringerter Abstand a' entspricht einer Längserstreckung 1 des Verbindungselements 5. Dadurch liegen die Stöße 3, 4 beider zu walzender Walzgüter 1, 2 - oftmals unter Druck - an dem Verbindungselement 5 an. Der verringerte Abstand a' liegt in der Regel zwischen 1,5 cm und 4 cm, beispielsweise bei ca. 2 cm bis ca. 2,5 cm.
Die zu walzenden Walzgüter 1, 2 sind im Regelfall sehr heiß. Sie können Temperaturen oberhalb von 1000 °C aufweisen. Die zu walzenden Walzgüter 1, 2 sind daher in der Lage, das Verbindungselement 5 in erheblichem Umfang aufzuheizen. Es ist sogar möglich, dass das Verbindungselement 5 bereits durch diese Aufheizung gezündet wird, die Thermit-Reaktion also initiiert wird. Eine derartige Eigenzündung kann insbesondere dann auftreten, wenn das Reduktionsmittel 14 Magnesium ist oder das Pulver oder Granulat 12 zusätzlich zu Aluminiumpulver ein Zündmittel 15 enthält. Das Zündmittel 15 kann insbesondere Magnesiumpulver sein. Alternativ kann, wie in FIG 5 durch ein Blitzzeichen 16 angedeutet ist, eine Fremdzündung erfolgen.
Die Thermit-Reaktion ist, wie Fachleuten allgemein bekannt ist, eine Redox-Reaktion . Im Rahmen dieser Redox-Reaktion werden das im Verbindungselement 5 enthaltene Reduktionsmittel 14 oxidiert und das im Verbindungselement 5 enthaltene Eisenoxid 13 zu flüssigem Eisen 17 reduziert . Insbesondere im Falle von Aluminium als Reduktionsmittel wird das Aluminium zu Aluminiumoxid oxidiert. Das flüssige Eisen 17 wiederum erstarrt nach dem Abschluss der Thermit-Reaktion. Beim Erstarren verbindet (verschweißt) das erstarrende Eisen 17 gemäß FIG 6 die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2 miteinander. Damit das Eisen 17, solange es flüssig ist, nicht unkontrolliert abfließt, müssen während dieses Zeitraums im Bereich der Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 unten sowie seitlich Begrenzungen vorhanden sein. Es ist möglich, dass die Bodenfläche 8 und die Seitenflächen 9, 10 die Funktion dieser Begrenzungen übernehmen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, entsprechend der Darstellung in FIG 7 vor dem Zünden des Verbindungselements 5 von unten und/oder von der Seite Abschlusselemente 18, 19 an das Verbindungselement 5 heranzufahren. Das Heranfahren der Abschlusselemente 18, 19 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem Zünden des Verbindungselements 5 erfolgen. Es kann nach Bedarf vor dem Einführen des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 oder während des Einführens des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 oder während des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter 1, 2 erfolgen. Nach dem Erstarren des Eisens 17 werden die Abschlusselemente 18, 19 wieder von dem Verbindungselement 5 weggefahren. Die Bewegung der Abschlusselemente 18, 19 ist in FIG 7 durch entsprechende Doppelpfeile A, B angedeutet.
Im Rahmen der Thermit-Reaktion bildet sich zusätzlich zu dem flüssigen Eisen 17 Aluminiumoxid oder ein anderes Oxid. Das Oxid lagert sich als Schlacke auf dem Eisen 17 ab. Es kann unter Umständen auf dem Eisen 17 verbleiben. Alternativ kann die Schlacke manuell oder automatisch abgeschlagen oder beispielsweise mittels eines Zunderwäschers entfernt werden. Entsprechend der Darstellung in FIG 8 werden die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2, bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem K, während des Einführens des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2, des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter 1, 2 und der
Redox-Reaktion des Verbindungselements 5 in einer Transport- richtung x bewegt. Die Transportrichtung x ist für beide zu walzende Walzgüter 1, 2 die gleiche. Es wird also sozusagen das eine zu walzende Walzgut 1 von dem anderen zu walzenden Walzgut 2 weg bewegt. Das andere zu walzende Walzgut 2 wird simultan hierzu dem einen zu walzenden Walzgut 1 nachgeführt . Insbesondere ist es entsprechend der Darstellung in FIG 8 möglich, dass das eine zu walzende Walzgut 1, das von dem anderen zu walzenden Walzgut 2 weg bewegt wird, während dieses Zeitraums in (min- destens) einem Walzgerüst 20 bereits gewalzt wird. Auch während dieser Bewegung wird der - verringerte - Abstand a' jedoch konstant beibehalten.
Die zu walzenden Walzgüter 1, 2 werden entsprechend der Dar- Stellung in FIG 8 in der Regel über einen Rollgang 21 bewegt. Der Rollgang 21 weist Transportrollen 22 auf. Die Transportrollen 22 weisen definierte Abstände a" voneinander auf. Das Verbinden der zu walzenden Walzgüter 1, 2 erfolgt vorzugsweise stets im gleichen Bereich des Rollganges 21. Während des Einführens des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2, des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter 1, 2 und der Redox-Reaktion des Verbindungselements 5 durchlaufen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 also unabhängig davon, welche zwei zu walzende Walzgüter 1, 2 miteinander verbunden werden, stets denselben Bereich des Rollganges 21. Vorzugsweise weist der Rollgang 21 entsprechend der Darstellung in FIG 8 in diesem Bereich keine Transportrolle auf . Insbesondere ist der Abstand a" der unmittelbar vor diesem Bereich angeordneten Transportrolle 22 von der unmittelbar hinter diesem Bereich angeordneten Transportrolle 22 in der Regel größer als der Abstand a" der vor diesem Bereich angeordneten Transportrollen 22 voneinander und der Abstand a" der hinter diesem Bereich angeordneten Transportrollen 22 voneinander. Es ist möglich, dass der entsprechend vergrößerte Abstand a" konstruktionsbedingt vorhanden ist. Alternativ ist es möglich, dass in diesem Bereich mindestens eine temporär entfernbare Transportrolle 22 ist. Beispielsweise ist es möglich, dass diese Transportrolle 22 mittels einer geeigneten Mechanik ausgeschwenkt wird. Die Mechanik kann beispielsweise auf hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Basis arbeiten. Alternativ zu der Ausgestaltung gemäß FIG 8 ist es gemäß FIG 9 möglich, dass die Transportrollen 22 (mindestens) zu einer vorderen, einer mittleren und einer hinteren Gruppe 23 bis 25 gruppiert sind. Die vordere und die mittlere Gruppe 23, 24 von Transportrollen 22 sind gemäß FIG 9 durch eine vordere Lücke 26 voneinander getrennt . In analoger Weise sind die mittlere und die hintere Gruppe 24, 25 von Transportrollen 22 durch eine hintere Lücke 27 voneinander getrennt. Die Lücken 26, 27 weisen Längen 1' , 1" auf, die - selbstverständlich -größer als die Abstände a" sind, welche die Transportrollen 22 innerhalb der Gruppen 23 bis 25 voneinander aufweisen. Die beiden Längen 1', 1" sind in der Regel gleich. Sie können jedoch im Einzelfall auch voneinander verschiedene Werte aufweisen.
Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 9 ist es insbesondere möglich, dass vor dem Zünden des Verbindungselements 5 die
Abschlusselemente 18, 19 im Bereich der vorderen Lücke 26 von unten bzw. von der Seite an die Walzgüter 1, 2 herangefahren werden. Dieser Vorgang kann unter Umständen nach dem Einführen des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der Walzgüter 1, 2 erfolgen. Alternativ kann dieser Vorgang vor dem Einführen des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der Walzgüter 1, 2 erfolgen. Wiederum alternativ kann dieser Vorgang auch gleichzeitig mit dem Einführen des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der Walzgüter 1, 2 erfolgen. Bei- spielsweise kann das Verbindungselement 5 auf dem unteren Abschlusselement 18 angeordnet werden und zusammen mit dem unteren Abschlusselement 18 von unten in den Bereich zwischen den Stößen 3, 4 der Walzgüter 1, 2 eingeführt werden. Auch ist es möglich, das Verbindungselement 5 entsprechend der Darstellung in FIG 9 simultan mit dem Heranfahren der Abschlusselemente 18, 19 von oben zwischen die Stöße 3 , 4 der Walzgüter 1 , 2 einzuführen . In jedem Fall erfolgt der Vorgang jedoch vor dem Zünden des Verbindungselements 5.
Nach dem Heranfahren der Abschlusselemente 18, 19 werden die Abschlusselemente 18, 19 entsprechend der Darstellung in FIG 10 zusammen mit den Walzgütern 1, 2 über die mittlere Gruppe 24 von Transportrollen 22 transportiert. In diesem Zeitraum werden die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2 mittels des Verbindungselements 5 miteinander verbunden. Dieser Vorgang ist - zumindest im wesentlichen - abgeschlossen, wenn die Stöße 3 , 4 der Walzgüter 1, 2 die hintere Lücke 27 erreichen. Das durch die chemische Reaktion des Verbindungselements 5 gebildete Eisen 17 ist zu diesem Zeitpunkt also zumindest im wesentlichen wieder erstarrt. Es kann zwar noch ein flüssiger Kern vorhanden sein. Zumindest existiert jedoch eine hinreichend dicke Schale. Es ist daher entsprechend der Darstellung in FIG 11 möglich, die Ab- Schlusselemente 18, 19 im Bereich der hinteren Lücke 27 wieder von den Walzgütern 1, 2 wegzufahren.
Wie eingangs bereits erwähnt, werden die zu walzenden Walzgüter 1, 2 zunächst in einem Abstand a angeordnet, sodann das Ver- bindungselement 5 in den Bereich zwischen den Stößen 3, 4 der Walzgüter 1, 2 eingeführt und schließlich die Walzgüter 1, 2 auf einen verringerten Abstand a' zusammengefahren. Es ist oftmals schwierig, den Abstand a der Walzgüter 1, 2 gut einzustellen. Derartige Schwierigkeiten können dadurch umgangen werden, dass zunächst - also noch vor dem Einführen des Verbindungselements 5 zwischen die Stöße 3, 4 der Walzgüter 1, 2 - zunächst die zu walzenden Walzgüter 1, 2 zusammengefahren werden, so dass die Stöße 3, 4 beider zu walzender Walzgüter 1, 2 unmittelbar aneinander anliegen. Durch diese Vorgehensweise ist in
Transportrichtung x gesehen die Position der beiden Walzgüter 1, 2 relativ zueinander exakt bekannt. Es ist daher möglich, ausgehend von dieser nunmehr bekannten Relativlage die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2 um den definierten Abstand a auseinanderzufahren. Erst danach, wenn also der definierte Abstand a hergestellt ist, wird das Verbindungselement 5 zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 eingeführt. Fig 12 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahrensschritte beim Verbinden zweier als Brammen ausgebildeter Walzgüter 1 und 2, wobei das rechts dargestellte Walzgut 1 kontinuierlich in einem Walzgerüst einer Walzstraße 20 gewalzt wird. Die angetriebenen Transportrollen 22 wurden in den Fig 12 und 13 jeweils teilweise schraffiert dargestellt, um sie von den nicht angetriebenen Transportrollen unterscheiden zu können. Die Einlaufgeschwindigkeit v des Walzguts 1 wird permanent durch einen Geschwindigkeitsmesser 28 erfasst und einem Regler R zugeführt. Der Regler R steuert die Motoren, die die Trans- portrollen 22 des Rollgangs 21 antreiben, zustandsgesteuert an, sodass die zu walzenden Walzgüter 1 und 2 einfach, rasch und dauerhaft durch Thermit-Schweißen miteinander verbunden werden.
In Fig 13 sind die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte schematisch dargestellt. In Sequenz 1 liegen die Walzgüter 1 und 2 auf einem Rollgang 21 auf; das Walzgut 1 wird in zumindest einem Walzgerüst 20 kontinuierlich gewalzt und mit der Einlaufgeschwindigkeit v zum Walzgerüst 20 bewegt . Das Walzgut 2 wird durch die angetriebenen Transportrollen 22 des Rollgangs mit doppelter Geschwindigkeit, d.h.2v, bewegt. Dabei werden die Drehzahlen der Transportrollen 22 geschwindigkeitsgesteuert oder -geregelt so angesteuert, z.B. durch den Regler R mit dem Geschwindigkeitsmesser 28 von Fig 12, dass die Geschwindigkeit von Walzgut 2 doppelt so hoch wie die Geschwindigkeit v ist. Dem Fachmann ist klar, dass die Geschwindigkeit des Walzguts 2 nicht 2v sein muss; entscheidend ist lediglich, dass das Walzgut 2 schneller bewegt wird als das Walzgut 1. In den Sequenzen 2 bis 4 wird das Walzgut 2 durch die Transportrollen 22 weiterhin mit - gegenüber der Einlaufgeschwindigkeit v - doppelter Geschwindigkeit bewegt, sodass hier in Sequenz 5 die Stöße 3, 4 (siehe Fig 12) der
Walzgüter 1, 2 aneinander anliegen. Sobald die Stöße aneinander anliegen, werden die Motoren der Transportrollen 22 abgeschaltet (siehe Sequenz 5) . Da in allen gezeigten Sequenzen aber dennoch das rechts dargestellte Walzgut 1 im Walzspalt des Walzgerüsts 20 gewalzt wird, bewegt sich der Stoß 3 vom Stoß 4 weg. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der Arbeitswalzen verzichtet; lediglich der Walzspalt und die Mittelachse der Arbeitswalzen wurden strichpunktiert dargestellt . Sobald die Walzgüter 1 und 2 einen vorbestimmten Abstand zueinander aufweisen (siehe Sequenz 7) , wird das Verbindungselement 5 zwischen die Stöße 3, 4 eingeführt und die Motoren der
Transportrollen 22 wieder eingeschaltet, sodass der Stoß 4 von Walzgut 2 gegen das Verbindungselement 5 und das Verbindungselement 5 gegen den Stoß 3 von Walzgut 1 gepresst wird (Sequenz 8) . Hier ist es vorteilhaft, wenn die Länge des Verbindungselements 5 größer ist als die Teilung des Rollgangs 21, sodass das Verbindungselement nicht extra gestützt werden muss. In Sequenz 8 wird das Pulver oder Granulat im Verbindungselement 5 gezündet, das in dem Pulver oder Granulat enthaltene Reduktionsmittel wird oxidiert und das enthaltene Eisenoxid zu flüssigem Eisen reduziert, wodurch die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2 durch das Erstarren des flüssigen Eisens dauerhaft miteinander verbunden werden. Während des
Thermit-Schweißens werden die Transportrollen 22 weiterhin mit 2v angetrieben, sodass bei allen Betriebszuständen die Stöße 3, 4 gegen das Verbindungselement gepresst werden. In Sequenz 9 wird das ursprüngliche Walzgut 2 im Walzspalt gewalzt und kann wiederum mit einem weiteren - hier nicht dargestellten - Walzgut durch Thermit-Schweißen verbunden werden, sodass der kontinuierliche Walzbetrieb nicht unterbrochen werden muss.
Die Fig 14 zeigt eine Alternative zu den Verfahrensschritten 7 und 8 von Fig 13, die in der Figur als Verfahrensschritten 7' und 8' bezeichnet werden. Hierbei wird das nachgelagerte zu walzende Walzgut 2 nach dem Einfügen des Verbindungselements 5 durch die Transportrollen 22 des Rollgangs 21 und durch die Transportrollen 22' eines oberhalb des Walzgut angeordneten Rollgangs 21' drehmomentengesteuert gegen das vorgelagerte Walzgut 1 gepresst, sodass einerseits ein definierter Anpressdruck zwischen den Walzgütern 1, 2 und dem Verbindungselement 5 und andererseits ein Austreten von flüssigem Eisen verhindert wird. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der obere Rollgang 21' quer zur Geschwindigkeit v an das Walzgut angestellt werden, sodass ein für den Antrieb des Walzguts 2 erforderlicher Anpressdruck der Transportrollen 22,22' an das Walzgut sichergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung weist nennenswerte Vorteile auf. Insbesondere ist es durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise möglich, die zu walzenden Walzgüter 1, 2 schnell und zuverlässig miteinander zu verbinden. Weiterhin ist eine vorherige Ent- zunderung der Stöße 3, 4 nicht erforderlich. Auch kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise auf einfache Weise automatisiert werden.
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
Zwei zu walzende Walzgüter 1, 2 werden mit einander zugewandten Stößen 3 , 4 in einem Abstand a voneinander angeordnet. Zwischen die Stöße 3, 4 der zu walzenden Walzgüter 1, 2 wird ein Ver- bindungselement 5 eingeführt. Das Verbindungselement 5 enthält ein Pulver oder Granulat 12, das auf einem Reduktionsmittel 14 und Eisenoxid 13 basiert. Die zu walzenden Walzgüter 1, 2 werden zusammengefahren, so dass die Stöße 3, 4 beider zu walzender Walzgüter 1, 2 an dem Verbindungselement 5 anliegen. Das Verbindungselement 5 wird gezündet. Das im Verbindungselement 5 enthaltene Reduktionsmittel 14 wird oxidiert, das im Verbindungselement 5 enthaltene Eisenoxid 13 zu flüssigem Eisen 17 reduziert. Durch Erstarren des flüssigen Eisens 17 werden die beiden zu walzenden Walzgüter 1, 2 miteinander verbunden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste
1, 2 zu walzendes Walzgut
3, 4 Stoß
5 Verbindungselement
6, 7 Abschlussfläche
8 Bodenfläche
9, 10 Seitenfläche
11 Metallschicht
12 Pulver oder Granulat
13 Eisenoxid
14 Aluminium
15 Zündmittel
16 Blitzzeichen
17 Eisen
18, 19 Abschlusselement
20 Walzgerüst
21, 214 Rollgang
22, 22' Transportrollen
23 bis 25 Gruppen von Transportrollen
26, 27 Lücke
28 Geschwindigkeitsmesser a, a' Abstand der Vorbänder voneinander a" Abstand der Transportrollen voneinander
A, B Doppelpfeil
D Banddicke
d Dicke der Abschlussfläche
d' Dicke der Bodenfläche
d" Dicke der Seitenfläche
K ortsfestes Koordinatensystem
1 Längserstreckung des Verbindungselements
1', 1" Länge der Lücke
R Regler
v Geschwindigkeit
x Transportrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungsverfahren für zu walzende Walzgüter (1, 2),
- wobei die zu walzenden Walzgüter (1, 2) mit einander zuge- wandten Stößen (3, 4) in einem Abstand (a) voneinander angeordnet werden,
- wobei zwischen die Stöße (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) ein Verbindungselement (5) eingeführt wird, das ein auf einem Reduktionsmittel (14) und Eisenoxid (13) basierendes Pulver oder Granulat (12) enthält,
- wobei die zu walzenden Walzgüter (1, 2) zusammengefahren werden, so dass die Stöße (3, 4) beider zu walzender Walzgüter (1, 2) an dem Verbindungselement (5) anliegen, und das Pulver oder Granulat (12) gezündet wird,
- wobei das in dem Pulver oder Granulat (12) enthaltene Reduktionsmittel (14) oxidiert wird und das in dem Pulver oder Granulat (12) enthaltene Eisenoxid (13) zu flüssigem Eisen (17) reduziert wird, und
- wobei die beiden zu walzenden Walzgüter (1, 2) durch Erstarren des flüssigen Eisens (17) miteinander verbunden werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass zunächst die zu walzenden Walzgüter (1, 2) zusammengefahren werden, so dass die Stöße (3, 4) beider zu walzender Walzgüter (1, 2) aneinander anliegen, dass sodann die zu walzenden Walzgüter (1, 2) auseinandergefahren werden und erst danach das Verbindungselement (5) zwischen die Stöße (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) eingeführt wird.
2. Verbindungsverfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Verbindungselement (5) eigenstabil ist.
3. Verbindungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die beiden zu walzenden Walzgüter (1, 2), bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem (K) , während des Einführens des Verbindungselements (5) zwischen die Stöße (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) , des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter (1, 2) und der Redox-Reaktion des Verbindungselements (5) in einer gleichen Transportrichtung (x) bewegt werden, so dass das eine zu walzende Walzgut (1) von dem anderen zu walzenden Walzgut (2) weg bewegt wird und das andere zu walzende Walzgut (2) dem einen zu walzenden Walzgut (1) nachgeführt wird.
4. Verbindungsverfahren nach Anspruch 3 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das von dem anderen zu walzenden Walzgut (2) weg bewegte zu walzende Walzgut (1) während des Einführens des Verbindungselements (5) zwischen die Stöße (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) , des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter (1, 2) und der Redox-Reaktion des Verbindungselements (5) in mindestens einem Walzgerüst (20) gewalzt wird.
5. Verbindungsverfahren nach Anspruch 3 oder 4 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die zu walzenden Walzgüter (1, 2) über einen Transportrollen (22) aufweisenden Rollgang (21) bewegt werden, dass die
Transportrollen (22) vordefinierte Abstände (a") voneinander aufweisen und dass der Rollgang (21) in demjenigen Bereich, den die Stöße (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) während des Einführens des Verbindungselements (5) zwischen die Stöße (3, 4) der zu walzenden Walzgüter (1, 2), des Zusammenfahrens der zu walzenden Walzgüter (1, 2) und der Redox-Reaktion des Verbindungselements (5) durchlaufen, keine Transportrolle aufweist .
6. Verbindungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die zu walzenden Walzgüter (1, 2) über einen Transportrollen (22) aufweisenden Rollgang (21) bewegt werden,
- dass die Transportrollen (22) zu einer vorderen, einer mittleren und einer hinteren Gruppe (23 bis 25) gruppiert sind, - dass die vordere und die mittlere Gruppe (23, 24) von
Transportrollen (22) durch eine vordere Lücke (26) und die mittlere und die hintere Gruppe (24, 25) von Transportrollen (22) durch eine hintere Lücke (27) voneinander getrennt sind, - dass vor dem Zünden des Verbindungselements (5) im Bereich der vorderen Lücke (26) von unten und/oder von der Seite Abschlusselemente (18, 19) an die Walzgüter (1, 2) herangefahren werden,
- dass die Abschlusselemente (18, 19) während des Verbindens der beiden zu walzenden Walzgüter (1, 2) zusammen mit den
Walzgütern (1, 2) über die mittlere Gruppe (24) von Transportrollen (22) transportiert werden und
- dass die Abschlusselemente (18, 19) nach dem Erstarren des Eisens (17) im Bereich der hinteren Lücke (27) wieder von den
Walzgütern (1, 2) weggefahren werden.
7. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass vor dem Zünden des Verbindungselements (5) von unten und/oder von der Seite Abschlusselemente (18, 19) an die Walzgüter (1, 2) herangefahren werden und dass die Abschlusselemente (18, 19) nach dem Erstarren des Eisens (17) wieder von den Walzgütern (1, 2) weggefahren werden.
8. Verbindungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Pulver oder Granulat (12) als Zündmittel (15) für die Redox-Reaktion Magnesiumpulver enthält.
9. Verbindungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Pulver oder Granulat (12) als Reduktionsmittel (14) Aluminium enthält.
10. Verbindungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass beim Zusammenfahren zumindest ein Walzgut (2) der zu walzenden Walzgüter (1, 2) durch angetriebene Transportrollen (22) eines Rollgangs (21) zum anderen Walzgut (1) bewegt wird.
11. Verbindungsverfahren nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Drehzahl der angetriebenen Transportrollen (22) beim Zusammenfahren gesteuert oder geregelt in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des anderen Walzguts (1) eingestellt wird.
12. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die angetriebenen Transportrollen (22) nach dem Zusammenfahren gestoppt werden und anschließend das Verbindungselement (5) eingeführt wird.
13. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass nach dem Einführen des Verbindungselements (5) die beiden zu walzenden Walzgüter (1, 2) durch angetriebenen Transport- rollen (22) zusammengefahren werden, so dass die Stöße (3, 4) beider zu walzender Walzgüter (1, 2) an dem Verbindungselement (5) anliegen, und das Pulver oder Granulat (12) gezündet wird.
14. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass nach dem Zünden des Pulver oder Granulats (12) die Stöße (3, 4) beider zu walzender Walzgüter (1, 2) zumindest so lange durch angetriebene Transportrollen (22) gegen das Verbindungselement (5) gepresst werden, bis die beiden zu walzenden Walzgüter (1, 2) dauerhaft miteinander verbunden sind.
15. Verbindungsverfahren nach Anspruch 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass nach dem Zünden des Pulver oder Granulats (12) die an- getriebenen Transportrollen (22) drehmomentengesteuert oder drehmomentengeregelt betrieben werden.
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