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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR REMOVING SCALE FROM STRIPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/070157
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for removing scale from strips in a mill train, by means of a descaling device (3) and a finishing train (1) arranged in the direction of movement of said strips (4) behind the descaling device (3). According to the invention, the upper and lower sides (5, 6) of the strip (4) are impinged upon by water under pressure inside the descaling device (3) and in the mill train. The aim of the invention is to reduce the disadvantageous effects of the different temperatures and different scale growth between the upper and lower sides (5, 6) of the strip (4) inside the finishing train. According to the invention, a symmetrical temperature distribution on the upper and lower sides (5, 6) of the strip (4) is produced inside the descaling device (3) and is kept as constant as possible inside the finishing train (1).

Inventors:
SEIDEL JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/001927
Publication Date:
September 12, 2002
Filing Date:
February 23, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
SEIDEL JUERGEN (DE)
International Classes:
B21B37/74; B21B45/08; B21B1/26; B21B45/02; (IPC1-7): B21B45/08; B21B37/74
Foreign References:
US5235840A1993-08-17
EP0920929A21999-06-09
DE19938705A12001-02-15
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 512 (M - 893) 16 November 1989 (1989-11-16)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 02 29 February 2000 (2000-02-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 298 (M - 1141) 29 July 1991 (1991-07-29)
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske Gross, Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Entzundern von Bändern in einer Walzstraße mit einem Zunderwäscher sowie einer in Laufrichtung des Bandes hinter dem Zun derwäscher angeordneten Fertigstraße, bei dem das Band in dem Zun derwäscher auf der Oberund Unterseite mit Wasser unter Entzunde rungsdruck beaufschlagt sowie innerhalb der Fertigstraße gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine symmetrische Temperaturverteilung an der Oberund Unterseite (5,6) des Bandes (4) im Zunderwäscher (3) erzeugt und in gleicher Weise innerhalb der Fertigstraße aufrechtgehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (4) im Zunderwäscher (3) an mehreren in Laufrichtung (2) hintereinander angeordneten Stellen (7,8) mit Wasser unter Entzunde rungsdruck beaufschlagt wird, wobei sich die in Laufrichtung letzte Stelle (8) an der Unterseite (6) in einem Abstand (11) zu der letzten Stelle (7) an der Oberseite (5) und näher an der Fertigstraße (1) befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (6) insgesamt mit einer größeren Wassermenge unter Entzunderungsdruck als die Oberseite (5) des Bandes (4) beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (6) zusätzlich zu dem Wasser unter Entzunderungs druck mit Wasser unter niedrigerem Druck im Bereich zwischen 4 und 10 bar beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit Wasser unter niedrigerem Druck in Laufrich tung (2) des Bandes (4) vor und/oder hinter der letzten Stelle (8) an der Unterseite (6) des Bandes (4) erfolgt, an der dieses mit Wasser unter Ent zunderungsdruck beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des unter Entzunderungsdruck und niedrigerem Druck auf das Band (4) aufgebrachten Wassers einstellbar ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß berührungslos, insbesondere mit einem Pyrometer, die Temperaturen an der Oberund Unterseite (5,6) des Bandes (4) in dessen Laufrichtung (2) hinter dem Zunderwäscher (3) und/oder die Walzmomente an minde stens einem Gerüst der Fertigstraße (1) oberhalb und unterhalb des Ban des (4) als Regelgröße eines Regelkreises gemessen werden und mittels einer Recheneinheit (1 4) die einstellbare Wassermenge als Stellgröße des Regelkreises verändert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (4) zumindest zwischen den ersten beiden Gerüsten F1, F2 der Fertigstraße mit Wasser beaufschlagt wird, wobei die Unterseite (6) insgesamt mit einer größeren Wassermenge als die Oberseite (5) des Bandes (4) beaufschlagt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Balken zueinander versetzt angeordnet sind.
Description:
Verfahren zum Entzundern von Bändern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entzundern von Bändern in einer Walzstraße mit einem Zunderwäscher sowie einer in Laufrichtung des Bandes hinter dem Zunderwäscher angeordneten Fertigstraße, bei dem das Band in dem Zunderwäscher sowie innerhalb der Walzstraße auf der Ober-und Unter- seite mit Wasser unter Druck beaufschlagt wird.

Beim Betrieb von Warmbandwalzstraßen werden Sekundärzundereinwalzun- gen an der Bandoberfläche beobachtet. Als Zunder bezeichnet man eine Oxydschicht, die sich u. a. beim Walzen von Stahl auf dem Band bildet. Das Zunderwachstum hängt im wesentlichen von der Oberflächentemperatur des Bandes, der Verzunderungszeit, den Umgebungsbedingungen sowie dem Ma- terial des Bandes ab. Eine höhere Oberflächentemperatur, eine längere Ver- zunderungszeit sowie weichere Stähle bringen ein stärkeres Zunderwachstum mit sich.

Um den Verschleiß von Arbeitswalzen der Gerüste einer Fertigstraße infolge von Zunderwachstum zu vermeiden, wird in der US 5,235,840 vorgeschlagen, Zwischengerüstkühlungen zwischen einzelnen Gerüsten der Fertigstraße anzu- ordnen, die mittels einer Steuerung die Oberflächentemperatur des Bandes in einem definierten Bereich halten. Der in Laufrichtung des Bandes vor der Fer- tigstraße angeordnete Zunderwäscher besteht aus jeweils zwei auf beiden Seiten des Bandes gegenüberliegend angeordneten Sprühköpfen.

Um beim Fertigwalzen in einer Warmbandwalzstraße das Zunderwachstum zu reduzieren, schlägt die EP 0 920 929 A2 vor, in Laufrichtung des Bandes vor dem ersten, zweiten und dritten Gerüst der Fertigstraße Oberflächenkühler vor- zusehen, die jeweils zu beiden Seiten des Bandes gegenüberliegend angeord-

nete Düsenreihen aufweisen. Eine Steuerung bestimmt die Gesamtwasser- menge, die von jeder Düsenreihe auf das Band aufgesprüht wird. Der in Lauf- richtung des Bandes vor der Fertigstraße angeordnete Zunderwäscher besteht aus zwei auf beiden Seiten des Bandes gegenüberliegend angeordneten Dü- senreihen.

In den Zunderwäschern vor der Fertigstraße wird dem Band mit hohem Entzun- derungsdruck (etwa 200 bar) Wasser zugeführt. Durch die beidseitige Beauf- schlagung mit Wasser wird dem Band Wärmeenergie entzogen. Infolge ver- schiedener Bedingungen an Ober-und Unterseite ergeben sich dort ungleiche Temperaturen. Aufgrund der eingangs beschriebenen Gesetzmäßigkeiten zum Zunderwachstum beginnt das Zunderwachstum unmittelbar in Laufrichtung hinter dem Düsenbalken erneut, wobei aufgrund der unterschiedlichen Tempe- raturen an den Bandoberflächen der Sekundärzunder unterschiedlich schnell nachwächst. Außerdem bildet sich aufgrund der ungleichen Temperaturen ein verschieden harter Zunder aus.

In Folge Temperatur-und Zunderdifferenzen kommt es zu einem Schubwal- zeneffekt, der Vibrationen in den Gerüsten der Fertigstraße anregt bzw. zu ei- ner Skibildung am Bandkopf führen kann. Außerdem stellen sich unterschied- lich hohe Momente im Walzengerüst im Bereich der oberen und unteren Wal- zen ein.

Die vorstehend genannten Probleme lassen sich durch die im Stand der Tech- nik vorgeschlagenen Maßnahmen nicht vollständig kompensieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das die nachteiligen Auswirkungen unterschiedlicher Temperaturen sowie un- terschiedlichen Zunderwachstums zwischen der Ober-und Unterseite des Ban- des innerhalb der Fertigstraße verringert.

Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Gedanken, die erforderlichen Maß- nahmen zur Vermeidung ungleichmäßigen Temperaturen sowie Zunderwachs- tums bereits im Bereich des Zunderwäschers zu ergreifen, indem eine symme- trische Temperaturverteilung an der Ober-und Unterseite des Bandes bereits dort erzeugt wird. Folglich bilden sich symmetrischere Bedingungen aus, so daß die Nachteile in der Fertigstraße vermieden werden.

Vorteilhaft läßt sich die symmetrische Temperaturverteilung zwischen der Ober- und Unterseite des Bandes dadurch erzielen, daß das Band im Zunderwäscher an mehreren in Laufrichtung hintereinander angeordneten Stellen mit Wasser unter Entzunderungsdruck beaufschlagt wird, wobei sich die in Laufrichtung letzte Stelle an der Unterseite in einem Abstand zu der letzten Stelle an der Oberseite und näher an der Fertigstraße befindet.

Die Beaufschlagung mit Wasser an den verschiedenen Stellen des Bandes er- folgt beispielsweise mittels an sich bekannter Düsenreihen. Der zu wählende Abstand der letzten Düsenreihe an der Unterseite von der letzten Düsenreihe an der Oberseite hängt von dem Unterschied der Kühlwirkung an der Ober-und Unterseite und von dem Zunderwachstums des gewalzten Materials in der je- weiligen Walzstraße ab.

Um den Abstand zwischen der letzten Düsenreihe an der Unterseite und der Oberseite kürzer als durch den Temperaturunterschied gerechtfertigt halten zu können, kann die Unterseite in einer Ausgestaltung der Erfindung insgesamt mit einer größeren Wassermenge unter Entzunderungsdruck als die Oberseite des Bandes beaufschlagt werden. Ein geringerer Abstand zwischen den beiden letzten Düsenreihen kann aufgrund konstruktiver Zwänge an der Walzstraße erforderlich sein. Er empfiehlt sich jedoch auch, um eine insgesamt zu große Dicke der Zunderschicht an der Oberseite des Bandes zu vermeiden.

In Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Wassermenge an der Unterseite etwa 60 %-80 %, insbesondere 70 % der Gesamtwassermenge betragen

sollte, die mittels der Düsenreihen an der Unter-und Oberseite auf das Band im Zunderwäscher aufgebracht wird.

Um die mit einer größeren Wassermenge unter Entzunderungsdruck verbunde- nen Energiekosten zu reduzieren, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung alternativ eine zusätzliche Kühlung an der Unterseite des Bandes mit Wasser unter niedrigerem Druck im Bereich zwischen 4 bar und 10 bar vorgeschlagen.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, dieser Maßnahmen auch ergänzend zu denen nach Anspruch 3 vorzusehen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Beaufschlagung mit Wasser unter niedrigerem Druck in Laufrichtung des Bandes mittels Düsenrei- hen vor und/oder hinter der letzten Stelle an der Unterseite des Bandes, an der dieses mit Wasser unter Entzunderungsdruck beaufschlagt wird.

Die für eine symmetrische Temperaturverteilung erforderliche Wassermenge hängt von der Einzugsgeschwindigkeit vor der Fertigstraße, dem Verschleiß der Entzunderungsdüsen in den Düsenreihen, von dem Druckniveau sowie der Breite des Bandes ab. Um sich den wechselnden Randbedingungen an der Walzstraße anpassen zu können, ist die Menge des unter Entzunderungsdruck und niedrigem Druck auf das Band aufgebrachten Wassers vorzugsweise ein- stellbar.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die symmetrische Temperatur- verteilung an der Ober-und Unterseite des Bandes überwacht, indem berüh- rungslos, insbesondere mit in Laufrichtung des Bandes hinter dem Zunderwä- scher angeordneten Pyrometern, die Temperaturen an der Ober-und Unter- seite des Bandes gemessen werden.

Insbesondere die Menge des Wassers unter niedrigerem Druck kann dann als Stellgröße eines Regelkreises so verändert werden, daß auf der Ober-und Unterseite stets gleiche Temperaturen gemessen werden. Alternativ oder zu-

sätzlich zu den Temperaturen können als Regelgröße die Walzmomente an mindestens einem Gerüst der Fertigstraße oberhalb und unterhalb des Bandes gemessen werden.

Zur Unterstützung der Wirkung der am Zunderwäscher getroffenen Maßnah- men ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Band zu- mindest zwischen den ersten beiden Gerüsten der Fertigstraße mit Wasser be- aufschlagt wird, wobei die Unterseite insgesamt mit einer größeren Wasser- menge als die Oberseite des Bandes beaufschlagt wird. Auch die Anordnung der oberen und unteren Balken kann mit dem Abstand y versetzt zueinander erfolgen.

Auch die innerhalb der Fertigstraße getroffenen Maßnahmen können mit Hilfe eines Regelkreises überwacht werden, mit den gemessenen Temperaturen an der Bandober-und-unterseite als Regelgröße und der zugeführten Wasser- menge als Stellgröße.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 eine Seitenansicht eines Zunderwäschers in einer Walzstra- ße sowie Figur 3 eine Seitenansicht eines Zunderwäschers in einer Walzstra- ße mit einer Zusatzkühlung.

Figur 1 zeigt eine Fertigstraße 1 mit einem in Laufrichtung 2 davor angeordne- tem Zunderwäscher 3 in einer Warmbandwalzstraße. Das die Warmbandwalz- straße durchlaufende Band 4 wird in dem Zunderwäscher 3 auf der Oberseite 5 und der Unterseite 6 von insgesamt vier Düsenreihen 7,8 mit Wasser unter

Entzunderungsdruck von etwa 200 bar beaufschlagt. Die an der Unterseite 6 in Laufrichtung 2 letzte Düsenreihe 8 befindet sich näher an der Fertigstraße 1 als die in Laufrichtung letzte Düsenreihe 7 an der Oberseite 5, um eine symmetri- sche Temperaturverteilung an der Ober-und Unterseite 5,6 des Bandes 4 zu erzielen. Diese Maßnahme wird durch zwei weitere Düsenreihen 9 in Laufrich- tung vor und hinter der letzten Düsenreihe 8 unterstützt, wobei die Düsenreihen 9 die Unterseite des Bandes mit Wasser unter Niederdruck von etwa 4-10 bar beaufschlagen. Die mittels der Düsenreihen 9 auf die Unterseite 6 aufge- brachte Wassermenge ist einstellbar.

Der Abstand 11 zwischen der letzten Düsenreihe 7 an der Oberseite und der letzten Düsenreihe 8 an der Unterseite des Bandes ist grundsätzlich so zu be- stimmen, daß der Kühleffekt des auf der Oberseite 5 des Bandes der Unterseite 6 entspricht. Der Abstand 11 kann jedoch aus konstruktiven Gründen, bei- spielsweise dem Platzbedarf des Zunderwäschers, der Anordnung von Rollen oder Rohrleitungen begrenzt sein. Aus diesem Grund wird die Kühlung der Unterseite 6 des Bandes durch die Düsenreihen 9 mit Niederdruck unterstützt.

Schließlich wäre ein zu großer Abstand 11 nachteilig, da sich aufgrund des län- geren Weges von der letzten Düsenreihe 7 an der Oberseite 5 bis zum Einlauf in die Fertigstraße 1 wieder eine insgesamt dickere Zunderschicht an der Ober- seite ausbilden kann.

Die Wirksamkeit der Kühlung infolge der Entzunderung mittels den Düsenreihen 7,8 sowie der Zusatzkühlung durch die Düsenreihen 9 wird durch an der Ober- und Unterseite 5,6 angeordnete Pyrometer 12 vor dem Einlauf in ein erstes Gerüst F1 der Fertigstraße bzw. durch die Pyrometer innerhalb der Fertigstraße 12'überwacht. Schließlich werden an den ersten drei Gerüsten F1-F3 der Fertigstraße 1 die an den oberen und unteren Spindeln 13 der Arbeitswalzen auftretenden Momente gemessen. Die von den Pyrometern 12 bzw. 12'ge- messenen Temperaturen To, Tu sowie die an den Arbeitswalzen gemessenen Momente Mwiu-3u, MW10-3o fließen als Regelgröße in einen rechnergestützten Regelkreis ein, der als Stellgröße die über die Düsenreihen 9 aufgebrachte

Wassermenge Vz bzw. die innerhalb der Straße eingesetzte Wassermengen Voi, Vui, und Voj, Vuj der Düsenreihen 17,17'und 18,18'beeinflußt, um die an- gestrebte symmetrische Temperaturverteilung an Ober-und Unterseite 5,6 des Bandes aufrechtzuerhalten bzw. die Momentenverteilung zu beeinflussen. Die Düsenreihen 17,17'bzw. 18,18'können in dem Abstand 10 versetzt angeord- net sein. Zur Adaption des Rechners 14 an die jeweiligen Produktionsbedin- gungen, werden die Anlagedaten 15 und die Prozeßdaten 16 eingelesen. Fol- gende Adaptionsdaten sind zur Bestimmung der notwendigen Wassermenge für die Zusatzkühlung über die Düsenreihen 9 bzw. für die Vertrimmung der Wassermengen VOX, VUi, und Voj, Vuj der Düsenreihen 17,17'und 18, 18'inner- halb der Fertigstraße erforderlich : - Die Einzugsgeschwindigkeit des Bandes vor der Fertigstraße 1 ändert sich abhängig von der Fertigbanddicke und dem Band- material - die Düsen in den Düsenreihen 7,8 unterliegen einem Ver- schleiß, so daß sich die Wassermenge im Laufe der Zeit ändert - das Druckniveau im Versorgungsnetz der Düsenreihen 7 schwankt, - unterschiedliche Breiten des Bandes 4 beeinflussen das Ab- laufen des auf der Oberseite 5 des Bandes 4 stehenden Was- sers.

Figur 2 zeigt in schematischer Seitenansicht einen Zunderwäscher 3, allerdings ohne Düsenreihen 9 für Niederdruckwasser. In diesem Ausführungsbeispiel wird die symmetrische Temperaturverteilung an der Ober-und Unterseite 5,6 des Bandes 4 lediglich durch die in dem Abstand 11 versetzte Anordnung der in Laufrichtung 2 letzten Düsenreihen 7 erzielt. Weiter ist aus Figur 2 zu erken- nen, daß an der Oberseite 5 des Bandes sogenannte Wasserauffangrinnen 17

angeordnet sind, die zusätzlich den Kühleffekt auf der Bandoberseite 5 reduzie- ren und in begrenztem Umfang als Steliglied eingesetzt werden können.

Figur 3 zeigt schließlich einen Zunderwäscher 3, bei dem eine Beaufschlagung des Bandes 4 mit Wasser unter niedrigerem Druck mit einer Düsenreihe 9 vor und zwei Düsenreihen 9 hinter der letzten Düsenreihe 7 an der Unterseite des Bandes erfolgt, an der dieses mit Wasser unter Entzunderungsdruck beauf- schlagt wird.

Bezugszeichenliste 1. Fertigstraße 2. Laufrichtung des Bandes 3. Zunderwäscher 4. Band 5. Oberseite 6. Unterseite 7. Düsenreihen (Entzunderungsdruck) 8. Düsenreihen (Entzunderungsdruck) 9. Düsenreihe (Niederdruck) 10. Abstand y 11. Abstand x 12., 12'Pyrometer 13. Meßpunkte 14. Rechner 15. Anlagedaten 16. Düsenreihen innerhalb der Fertigstraße 17., 17'Düsenreihen innerhalb der Fertigstraße 18., 18'Düsenreihen innerhalb der Fertigstraße