Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Produktion von warmgewalztem Stahlband aus einem stranggegossenen Halbzeug in direkt aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten

Die Herstellung von Warmband erfolgt beispielsweise derart, daß ein gegossenes Halbzeug, dessen Gewicht durch das spätere Bundgewicht des Fertigproduktes bestimmt ist, durch einen oder mehrere Walzprozesse auf die gewünschten geometrischen Abmessungen umgeformt wird. Üblicherweise laufen diese Prozesse hintereinander und nicht simultan ab. Der sequentielle Verfahrensablauf bedingt aber lange Bearbeitungszeiten, aufwendige Walzeinrichtungen sowie signifikante

Energieverluste während der Bearbeitung. Darüber hinaus entstehen durch diesen diskontinuierlichen Betrieb Ausbnngungs- und Qualitätsverluste.

Vollkontinuiertich arbeitende Gießwalzanlagen sind in der Literatur schon mehrfach erwähnt. Es wurde jedoch stets darauf verwiesen, daß derartige Konfigurationen praktisch nicht anwendbar sind, da die zur Einstellung der gewünschten Warmbandeigenschaften notwendigen Endwalztemperaturen mit derartigen Anlagen nicht dargestellt werden können. Das Band werde aufgrund der niedrigen Gießgeschwindigkeit so schnell erkalten, daß ein Betrieb ohne Zwischenheizen nicht möglich sei, ein Betrieb mit den benötigten aufwendigen Heizaggregaten nicht wirtschaftlich sei.

Durch die scharfe Restriktion bei der Warmbandherstellung, die Produkte im austenitischen Bereich (≥ 880 °C) fertigzuwalzen, kommt der Auswahl geeigneter Gießparameter besondere Bedeutung zu. Dabei spielen die Gießdicke und die

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Gießgeschwindigkeit eine große Rolle, weil beim kontinuierlichen Betrieb durch sie die Temperaturführung durch die gesamte Anlage bestimmt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zur Produktion von Warmband aus stranggegossenem Halbzeug zu schaffen, bei dem bzw. bei der das Warmband in einem kontinuierlich endlosen Prozeß direkt aus der Schmelze heraus zu einem Fertigprodukt gewalzt wird, wobei die Fertigwalzung im austenitischen Temperaturbereich stattfindet. Bei der Herstellung des Warmbandes soll dabei die Prozeßwärme des Gießprozesses verwendet werden, so daß das Verfahren und die Anlage wirtschaftlicher arbeiten als herkömmliche diskontinuieriiche Verfahren und Anlagen.

Zur Lösung der Aufgabe wird das im Patentanspruch 1 definierte Verfahren vorgeschlagen.

Durch die geeignete Wahl der Gießparameter -Gießdicke h ₀ und Gießgeschwindigkeit v _c - wird die schärfste Restriktion bei der Warmbadherstellung überwindbar, nämlich das Produkt im austenitischen Bereich fertigzuwalzen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß, wenn das Produkt aus Brammendicke [m] und Gießgeschwindigkeit [m/min] größer ist als 0,487 m ² /min ein erfolgreicher Produktionsprozeß für das Warmband mit Fertigwalzung im austenitischen Bereich durchgeführt werden kann, wenn gleichzeitig die Zahl der Verformungsschritte n im Walzwerk der im Patentanspruch 1 angegebenen Formel folgt.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Produktion von warmgewalztem Stahlband aus einem stranggegossenen Halbzeug in direkt aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten ist dadurch gekennzeichnet, daß das Walzwerk aus der den Verformungsschritten entsprechenden Zahl von Walzgerüsten besteht, deren Arbeitswaizendurchmesser aller Walzgerüst kleiner oder gleich 600 mm ist. Mit derartigen Arbeitswalzendurchmessern läßt sich die notwendige Verformung des

Walzgutes erreichen, die erforderlich ist, um die gewünschteTemperaturführung durch die Anlage zu erreichen.

Besonders günstig ist es, wenn der Arbeitswaizendurchmesser mindestens in den letzten beiden Walzgerüsten < 450 mm ist. Da das vorgeschlagene Anlagen- und

Verfahrenskonzept besonders gut für die Produktion von dünnstem Warmband geeignet ist, besitzen Arbeitswalzen mit kleinem Durchmesser aufgrund günstigerer Verformungsbedingungen im Walzspalt einen Vorteil.

Um eine gleichmäßige Temperatur über dem gesamten Halbzeugquerschnitt zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß zwischen der Gießmaschine und dem Walzwerk eine Ausgieichsstrecke zur Verbesserung der Temperaturhomogenität in der Bramme vorgesehen ist. Eine solche Ausgleichsstrecke kann aus einem Ausgieichsofen bekannter Bauart bestehen, in dem der Bramme gegebenenfalls Wärme zugeführt wird. Alternativ kann die Ausgleichsstrecke aus einem abgedeckten Rollgang bekannter Bauart oder auch aus einem abgedeckten Rollgang in Verbindung mit einem Induktionsofen bestehen. Dieser kann dem Roilgang sowohl vor- als auch nachgeschaltet sein.

Zur weiteren Temperaturführung des Bandes durch das Walzwerk ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß zwischen zwei oder mehreren Waizgerüsten zur Einstellung beliebiger Temperaturveriäufe des Bandes während der Bearbeitung Heiz- und/oder Kühlaggregate vorgesehen sind. Durch entsprechende Steuerung dieser Aggregate läßt sich ein beliebiger Temperaturverlauf in der Anlage einstellen, mit der auch die Voraussetzungen diverser Verfahren zum ferritischen Walzen erfüllt werden können.

Nach einem ausgestaltenden Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gießanlage mit einer automatischen Regelung der Strangkühlung ausgestattet ist, die die Sumpf spitze zu jedem Zeitpunkt möglichst nahe am Ende der Stranggießmaschine positioniert. Hierdurch wird der Energieinhalt der in das Walzwerk eintretenden Bramme maximiert.

Vorzugsweise sind in den Walzgerüsten des Walzwerkes Einrichtungen zur positiven und negativen Walzenbiegung vorgesehen. Mit derartigen Einrichtungen kann das Waizprofil des Bandes während des Bearbeitungsprozesses entsprechend den Gegebenheiten und Zielen beeinflußt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in mindestens einem Walzgerüst die Greifbedingung a <μ verletzt ist. Da das vorgeschlagene

Anlagen- und Verfahrenskonzept einen quasi endlosen Gieß- und Walzprozeß ermöglicht, muß die ansonsten für das Walzen zwingend bestehende Einzugsbedingung α < μ nicht erfüllt werden. Lediglich die Durchzugsbedingung α < 2μ, deren Erfüllung die Aufrechterhaltung des Walzprozesses garantiert, muß für dieses Verfahren erfüllt sein. Aus der Möglichkeit, die Einzugsbedingung zu verletzen, ergeben sich erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile, da Arbeitswalzen mit kleinerem Durchmesser genutzt werden können, wodurch Walzkraft und Walzmoment sinken. Dies führt zu kleineren und leichteren Walzgerüsten sowie zu kleineren Hauptantrieben.

Des weiteren ist vorgesehen, daß zumindest der Hauptantrieb eines Gerüstes über eine Minimalzugregelung geregelt wird. Diese wird bei Anwendungen wie dem vorgeschlagenen Verfahren, bei dem große Walzmomente und große Walzgutdicken auftreten, vorteilhaft eingesetzt. Hierdurch kann auf die aufwendige Installation eines Loopers zwischen den Gerüsten verzichtet werden.

Schließlich ist in einer Ergänzung der Erfindung vorgesehen, daß vor dem ersten Walzgerüst ein Vertikaistauchgerüst vorgesehen ist, mit dem die Kanten des gegossenen Halbzeuges gestaucht werden können. Durch einen Vertikalstich vor dem ersten Horizontalgerüst werden sowohl die Kantengeometrie als auch die

Kantenqualität verbessert. Darüber hinaus sind höhere Abnahmen in dem ersten Horizontalgerüst realisierbar. Ursache für diese Vorteile sind die Formgebung und die Rekristallisation der Kanten beim Stauchstich.

Die Erfindung zusätzlich verbessernde und ausgestaltende Merkmale sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von warmgewalztem Stahlband mit einer Fertigbanddicke von 1 ,0 mm. Mit 1 ist ein bekannter Pfannendrehturm bezeichnet, mit dem über die Verteilerrinne 2 die Kokille 3 einer Dünnbrammengießaniage gespeist wird. Das Führungsgerüst dieser Dünnbrammengießaniage ist mit 4 bezeichnet, an das sich der Bogenteil 5 der

Dünnbrammengießanlage mit einer Rückbiegeeinheit 6 anschließt. Mit 7 ist der Ausgleichsofen bezeichnet, in dem die Temperatur des stranggegossenen Halbzeuges über den Querschnitt homogenisiert wird. 8 bezeichnet den dem Ausgleichsofen folgenden Zunderwäscher für das Halbzeug, an den sich unmittelbar das Warmwalzwerk mit sieben Quarto-Walzgerüsten 9 bis 11 und 14 bis 17 anschließt. Dem Walzwerk folgen ein Auslaufrollgang mit Kühlung 18, eine Querteilschere 19 und die beiden Warmbadhaspel 20. Zwischen den Gerüsten 11 und 14 ist ein Temperaturstellglied 12 zum optionalen Heizen oder Kühlen (aktiv und passiv) des Bandes sowie eine weitere Einrichtung zum Entzundern 13 vorgesehen.

Wie im oberen Bereich der Zeichnungsfigur zu erkennen, verläßt das Halbzeug die Stranggießkokille 3 mit einer Geschwindigkeit von 0,09 m/s und einer Dicke h ₀ von 100 mm. Am Ende der Bogenstrecke 4 der Stranggießanlage beträgt die Temperatur des Halbzeuges 1240 °C. Das Halbzeug durchläuft den Ausgleichsofen 7 und den Zunderwäscher 8, wobei die Temperatur hinter dem Zunderwäscher 1188 "C beträgt. Dies ist die Temperatur, mit dem das Halbzeug in das erste Quarto-Walzgerüst 9 eingeführt wird, in dem die Dicke des Halbzeuges auf 58 mm reduziert wird, wodurch sich gleichzeitig seine Geschwindigkeit auf 0,16 m/s erhöht. Dabei sinkt die Temperatur des Halbzeuges auf 1131 ^β C ab. Nach Verlassen des zweiten Walzgerüstes 10 wurde die Dicke des Walzgutes auf 29 mm reduziert, die

Geschwindigkeit ist auf 0,33 m/s angestiegen. Das Walzgut hat sich weiter abgekühlt, nämlich auf eine Temperatur von 1075 ^β C. Nach Verlassen des Walzgerüstes 11 beträgt die Walzgutdicke nunmehr 12 mm und die Auslaufgeschwindigkeit des Bandes 0,79 m/s. Nachdem das Band das Walzgerüst 11 verlassen hat, tritt es in eine Temperaturregelstrecke 12 ein, in der die Temperatur des Bandes gemäß den

Erfordernissen des Walzprozesses wahlweise erhöht oder gesenkt werden kann. Vor Eintritt in das nächste Walzgerüst 14 wird das Band in 13 entzundert. Es tritt mit 1018 ^β C in das Watzgerüst 14 ein. im Walzgerüst 15 wird das Walzgut mit 4,8 mm Dicke angestochen, die Anstichgeschwindigkeit beträgt 1,97 m/s bei einer Temperatur von 983 °C. Durch weitere Reduktion im Walzgerüst 15 wird die Dicke des Walzgutes auf 2,1 mm reduziert, die Geschwindigkeit erhöht sich auf 4,51 m/s. Das Walzgut tritt mit einer Temperatur von 949 ^β C in das Watzgerüst 16, in dem die Dicke auf 1 ,2 mm reduziert und die Geschwindigkeit auf 7,88 m/s erhöht wird. Im letzten Gerüst 17 wird das Walzgut mit einer Temperatur von 902 "C angestochen und auf eine Enddichte von 1 ,0 mm ausgewalzt. Die Austrittsgeschwindigkeit ergibt sich zu 9,46 m/s bei einer

Temperatur von 880 °C. Damit ist die Bedingung für das austenitische Walzen des hier betrachteten Stahls, eines St 37, erfüllt. Nach Abkühlung auf dem Rollgang 18 wird das Walzgut wechselweise auf einen der beiden Warmbandhaspel 20 aufgewickelt und nach Erreichen des gewünschten Bundgewichtes durch die Querteilschere 19 abgetrennt.

Die erfinderischen Maßnahmen bestehen darin, das Band in einem kontinuierlichen endlosen Prozeß direkt aus der Schmelze zu erzeugen, also eine Trennung des Vorproduktes Bramme nicht stattfinden zu lassen. Erst das fertige Warmband wird entsprechend dem Bundgewicht zerschnitten. Dadurch wird in der Gesamtanlage die Gießhitze in vollem Umfang für die nachfolgenden Umformoperationen ausgenutzt. Bei entsprechender Abstimmung der Anlage, z.B. der Größe der Arbeitswalzen, ist eine Zwischenheizung der Bramme bzw. des Bandes nicht unbedingt erforderlich. Die Endwalztemperatur kann aber zusätzlich über eine Temperaturregelstrecke (Heizen und/oder Kühlen) in der Prozeßlinie beeinflußt werden.