Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Herstellung von Flachwalzprodukten aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen sowie in einem weiteren Aspekt die Verwendung von zumindest einer in Transportrichtung vor einem Warmwalzwerk angeordneten elektrischen Heizeinrichtung, insbesondere einer elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz, zum Erhitzen von Dickbrammen mit einer Dicke von zumindest 160 mm auf eine Warmwalztemperatur.

Aus dem Stand der Technik sind bisher Anlagen und Verfahren bekannt, in denen Dickbrammen direkt unter Ausnutzung der Gießhitze, oder erst nach einer Zwischenlagerung in einem Brammenlager, zunächst mittels gasbetriebenen Wärmeeinrichtungen erwärmt und anschließend einem Warmwalzwerk zugeführt werden. Das Aufheizen der Dickbrammen in einer gasbefeuerten Wärmeeinrichtung erfordert zum einen hohe Brennstoffmengen, insbesondere wenn die Dickbrammen aus einem Brammenlager kommend, von Raumtemperatur ähnlichen Temperaturen auf mindestens 1000 °C erwärmt werden müssen, und zum anderen lange Aufheizzeiten. Die Nutzung von fossilen Brennstoffen, wie insbesondere Erdgas, führt zudem zu hohen CCh-Emissionen.

Aus der japanischen Patentschrift JP 6562223 B2 ist eine Anlage bekannt, mittels derer Dickbrammen direkt unter Ausnutzung der Gießhitze einem Warmwalzwerk zugeführt werden. Hierbei werden die Kanten der Dickbrammen über eine Reihe von hintereinander angeordneten induktiven Kantenerwärmern auf eine entsprechende Warmwalztemperatur aufgeheizt. Das gezielte Aufheizen der Kanten unterdrückt zwar die Abkühlung des Brammenmittelteils, eine gezielte Aufheizung der gesamten Dickbramme erlaubt eine derartige Heizeinrichtung jedoch nicht. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Anlage sowie ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Flachwalzproduktes aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen bereitzustellen.

Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Flachwalzprodukten aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen umfasst eine Stranggießeinrichtung, mittels derer ein Stranggut mit einer Dicke von zumindest 160 mm kontinuierlich gießbar ist; eine im Anschluss an die Stranggießeinrichtung angeordnete Trenneinrichtung, mittels derer das flache Stranggut in einzelne Dickbrammen trennbar ist; ein Warmwalzwerk, über welches die Dickbrammen zu dem Flachwalzprodukt walzbar sind, wobei das Warmwalzwerk eine Vorwalzstraße und eine Fertigwalzstraße mit jeweils mindestens einem Walzgerüst umfasst und in einer gemeinsamen (ersten) Transportlinie mit der zumindest einen Stranggießeinrichtung angeordnet ist; zumindest eine quer zu der Transportlinie angeordnete sowie zwischen der Trenneinrichtung und der Walzstraße positionierte Dickbrammeneintrageeinrichtung; sowie zumindest eine in Transportrichtung vor dem Warmwalzwerk, insbesondere in Transportrichtung vor der Vorwalzstraße, angeordnete elektrische Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz, über die zumindest diejenigen Dickbrammen vollflächig auf eine Warmwalztemperatur erhitzbar sind, die von der in gemeinsamer Transportlinie angeordneten Stranggießeinrichtung kommen.

Mittels der erfindungsgemäßen Anlage können die Dickbrammen bedarfsabhängig auf die vorgegebene Walztemperatur aufgeheizt werden. Die zumindest eine in Transportrichtung vor dem Warmwalzwerk, insbesondere in Transportrichtung vor der Vorwalzstraße, angeordnete elektrische Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz, ermöglicht somit eine jeweils von der vergossenen Stahlgüte individuelle Temperatursteuerung.

Unter dem Begriff „Dickbramme“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Bramme verstanden, die eine Mindestdicke von zumindest 160 mm, vorzugsweise eine Mindestdicke von zumindest 180 mm, mehr bevorzugt eine Mindestdicke von zumindest 200 mm aufweist. Da die maximale Dicke der Dickbrammen aufgrund der derzeit verfügbaren Stranggießeinrichtungen technologisch limitiert ist, beträgt die maximale Dicke der Dickbrammen vorzugsweise 300 mm, mehr bevorzugt 250 mm. Derartige Dickbrammen weisen typischerweise Breiten im Bereich von 800 bis 2500 mm, bevorzugt Breite im Bereich von 1000 bis 2300 mm auf.

Die Herstellung von Dickbrammen gegenüber Dünnbrammen hat mehrere positive Effekte. Zum einen lässt sich allein über den Durchsatz die Ausbringungsmenge steigern, so dass mit dem Warmwalzwerk ein höherer Auslastungsgrad erzielt werden kann. Auch in Bezug auf die Qualität weisen Dickbrammen gegenüber den Dünnbrammen einen erheblichen Vorteil auf. So weisen Dickbrammen im Vergleich zu Dünnbrammen eine kleinere Oberfläche pro vergossener Tonne Material auf. Temperaturinhomogenitäten von in Transportlinie transportierten Brammen können verringert werden. Durch die in Bezug auf pro Tonne vergossenen Materials kleineren Oberflächen wird die Bildung von Zunder reduziert und es entstehen weniger Gießrückstände und Oberflächenfehler, wodurch Materialverluste durch deren Entfernung verringert werden können.

Unter dem Begriff einer „elektrischen Heizeinrichtung“, die in der vorliegenden Anmeldung auch als elektrische Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz, als elektrische Dickbrammen-Vorwärmheizeinrichtung, als elektrische Dickbrammen- Nachwärmheizeinrichtung, als elektrische Vorbandheizeinrichtung oder als elektrische ergänzende Dickbrammen-Heizeinrichtung bezeichnet wird, wird generell eine elektrisch betreibbare Einrichtung verstanden, über welche die Dickbrammen mittels elektrischen Stroms erhitzt werden können. Die elektrische Heizeinrichtung kann vorteilhafterweise induktive Heizeinrichtungen, konduktive Heizeinrichtungen und/oder elektrische Heizeinrichtungen mit indirekter Widerstandserwärmung umfassen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die elektrische Heizeinrichtung eine induktive Heizeinrichtung oder eine konduktive Heizeinrichtung ist. Eine induktive Heizeinrichtung ist aufgrund des Dickenbereichs der Dickbrammen vorteilhafterweise nach dem Längsfeldprinzip betreibbar und ermöglicht aufgrund der hohen Energiedichte eine schnelle Erwärmung. Bei einer konduktiven Heizeinrichtung bildet die jeweilige Dickbramme einen Teil des Stromkreises und wird somit über den durch sie hindurchgeleiteten elektrischen Strom direkt erwärmt, wodurch ein sehr hoher Wirkungsgrad (von nahe 1 ) und eine besonders schnelle Aufheizung ermöglicht wird.

Eine induktive und/oder konduktive elektrische Heizeinrichtung weist zudem den Vorteil auf, dass sie aus einer Reihenschaltung einzelner Aggregate sowohl für den Kem als auch die oberflächennahen Bereiche der Dickbrammen ausgeführt sein kann.

Alternativ und/oder ergänzend kann auch ein elektrischer, über eine Widerstandheizung betriebener Tunnelofen vorgesehen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage kann ein Temperaturprofil in der jeweiligen Dickbramme eingestellt werden, welches auf den darauffolgenden Vorwalzprozess, insbesondere die während des Vorwalzens auftretende Abkühlung, spezifisch abgestimmt ist. Sofern auf der Dickbrammenoberfläche Kaltstellen (sog. „skid marks“) detektiert werden, die beispielsweise bei der Verwendung von Hubbalkenöfen entstehen, können diese spezifisch durch punktuelles Aufheizen beseitigt werden, wodurch die Qualität des sodann erzeugten Flachwalzproduktes verbessert werden kann. Die kurzen Aufheizzeiten reduzieren zudem die Bildung von Zunder, wodurch sowohl die Ausbringungsmenge als auch die Oberflächenqualität verbessert werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Anlage ein individuelles Erwärmen jeder Dickbramme auf das jeweils technologisch erforderliche Temperaturniveau, ohne das diese überhitzen oder unterkühlen.

Unter dem Begriff „vollflächig“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Dickbrammen beim Durchlauf durch die elektrische Heizeinrichtung über ihre gesamte Fläche sowie in einer spezifischen Dicke auf eine vorgegebene Nenn-Temperatur erhitzt werden.

Die Nenn-Temperatur der Dickbramme ist in dreidimensionaler Erstreckung weitestgehend einheitlich und/oder identisch, wobei zulässige Temperaturunterschiede < ± 80 °C, vorzugsweise < ± 50 °C, besonders bevorzugt < ± 20 °C einer Soll/Nenn-Temperatur betragen können.

Die Nenn-Temperatur vereinfacht die weitere Bearbeitung der Dickbramme. Uneinheitlich erwärmte Dickbrammen können in der weiteren Bearbeitung, beispielsweise beim Walzen, zu veränderlichen Umformbedingungen führen, so dass über die Länge und/oder die Breite der Dickbramme keine einheitliche Umformung erfolgt und somit der Schrottanteil bei den notwendigen Konfektionierungsschnitten steigt. Uneinheitliche Temperaturen können ebenfalls uneinheitliche Gefügeveränderungen, sowie geometrische Fehler, wie beispielsweise Planheitsfehler hervorrufen. Durch das frühzeitige Einstellen eines vollflächig einheitlichen Temperaturniveaus werden diese Probleme und Fehler in ihrer Entstehung vermieden oder zumindest eingeschränkt. Aufwendige Einrichtung und Prozesse, um diese Fehler zu kompensieren, können vereinfacht betrieben werden oder gar entfallen. Interferenzen zwischen gewünschten Beeinflussungen und sich aus einem uneinheitlichen Temperaturniveau ergebenden Reaktionen werden ebenfalls minimiert.

Vorzugsweise ist die elektrische Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz derart ausgebildet, dass über diese die Dickbrammen vollflächig erhitzbar sind. Mit anderen Worten, ermöglicht eine solche Heizeinrichtung nicht nur ein spezifisches Aufheizen der Kanten, sondern zudem das Aufheizen des zwischen den Kanten befindlichen Mittelteils der Dickbramme. Ein weiterer Vorteil einer solchen in Transportrichtung vor dem Warmwalzwerk, insbesondere in Transportrichtung vor der Vorwalzstraße, angeordneten elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz besteht darin, dass hierdurch eine maximale Ausnutzung der Gießhitze ermöglicht wird, wodurch Energieeinsparungen im Vergleich zur herkömmlichen Entnahme aus einem Brammenlager von größer 70% möglich sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende erfindungsgemäße Anlage lediglich zur Herstellung von Flachwalzprodukten aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen geeignet und vorgesehen ist. Bei solchen Anlagen können die sodann hergestellten Dickbrammen aufgrund ihrer typischen Abmessungen im Gegensatz zu Anlagen, die zur Herstellung von Dünnbrammen vorgesehen sind, problemlos zwischengelagert oder aus einer zweiten Transportlinie einfach transportiert werden. Üblicherweise weisen Dickbrammen eine Länge von kleiner 12 Meter, zum Teil kleiner 10 Meter auf, wohingegen Dünnbrammen üblicherweise Längen von mindestens 25 Meter aufweisen und demnach aufwendiger zu transportieren und lagern sind. Ferner unterscheiden sich auch die Flachwalzprodukte derartiger Anlage von Anlagen, die zur Herstellung von Dünnbrammen vorgesehen sind. So können spezifische Stahlgüten, wie beispielsweise peritektische Stahlgüten oder Stahlgüten mit sehr hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, auf konventionellen Dünnbrammenanlagen nicht in der erforderlichen Qualität produziert werden. Die Länge einer jeweiligen Dickbramme, insbesondere für den Heißeinsatz kann nicht nur einer einzelnen Coillänge sondern auch einem Vielfachen davon entsprechen, da ein Transport quer zur Transportlinie und weitere Handhabungsschritte entfallen.

Vorzugsweise ist die Stranggießeinrichtung derart ausgebildet, dass mittels derer ein Stranggut mit einer Dicke von zumindest 160 mm kontinuierlich gießbar ist. Die Stranggießeinrichtung kann beispielsweise als ein- oder als mehradrige Stranggießeinrichtung ausgebildet sein.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Anlage zumindest eine in Transportrichtung vor der Fertigwalzstraße angeordnete elektrische Vorbandheizeinrichtung umfassen, die besonders bevorzugt derart ausgebildet, dass über diese das gewalzte Flachwalzvorprodukt vollflächig erhitzbar ist. Über diese können die gewalzten Flachwalzvorprodukte, die die Vorwalzstraße beispielsweise mit einer Temperatur von unter 1000 °C verlassen, besonders energieeffizient auf eine für den Fertigwalzprozess spezifisch vorgegebene Temperatur erhitzt werden, wodurch die jeweils gewünschten Eigenschaften des Flachwalzproduktes eingestellt werden können. So können beispielsweise Temperaturdifferenzen zwischen dem Kopf und dem Ende eines gewalzten Flachwalzvorproduktes wirkungsvoll kompensiert werden, wodurch eine höhere Walzstabilität und somit eine höhere Ausbringung ermöglicht wird. Die damit einhergehende homogenere Temperaturverteilung ermöglicht zudem geringere Endbanddicken und homogenere mechanische Eigenschaften des produzierten Flachwalzproduktes.

Sofern in der vorliegenden Anmeldung absolute Temperaturwerte angegeben werden, so handelt es sich hierbei ausschließlich um durchschnittliche Temperaturen des jeweiligen Substrats.

Die zumindest eine Dickbrammeneintrageeinrichtung ist vorzugsweise als Transport- und Wärmeeinrichtung ausgeführt, über die transportierte und/oder zwischengelagerte Dickbrammen, ggf. vollflächig, auf die Warmwalztemperatur erhitzbar sind. Dabei kann die Transport- und Wärmeeinrichtung so ausgeführt sein, dass gleichzeitig oder sequenziell mit dem Transport eine Temperaturerhöhung und/oder ein Halten der Temperatur ermöglicht wird. Vorzugsweise ist die Dickbrammeneintrageeinrichtung in Form eines Hubbalkenofens ausgebildet, der zumindest ein Segment umfasst, welches elektrisch betriebene Heizkörper und/oder gasbetriebene Brenner umfasst.

Eine derart ausgestaltete Anlage umfasst somit eine erste Transportlinie, über die die Dickbrammen direkt unter Ausnutzung der Gießhitze kurzzeitig mittels der elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz auf die Warmwalztemperatur erhitzt und anschließend dem Warmwalzwerk zugeführt werden können. Parallel zu der ersten Transportlinie kann ferner eine zweite Transportlinie vorgesehen sein, über die zwischengelagerte und/oder auf 400 bis 800 °C abgekühlte Dickbrammen, die üblicherweise in einem Brammenlager und/oder einer Warmhaltegrube gelagert werden, über die Dickbrammeneintrageeinrichtung direkt auf die Warmwalztemperatur erhitzt und sodann dem Walzprozess zugeführt werden. Alternativ und/oder ergänzend können zudem in einer zweiten Stranggießeinrichtung vergossene Dickbrammen dem Walzprozess über die Dickbrammeneintrageeinrichtung zugeführt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die zumindest eine, vorzugsweise zwei oder eine Mehrzahl der Dickbrammeneintrageeinrichtungen zwischen der elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz und der Vorwalzstraße angeordnet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Anlage zudem zumindest eine, vorzugsweise zwei oder eine Mehrzahl der Dickbrammeneintrageeinrichtungen zwischen der Trenneinrichtung und der elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz umfassen.

Ergänzend zu der zumindest einen Dickbrammeneintrageeinrichtungen kann vorzugsweise einlaufseitig zumindest eine elektrische Dickbrammen- Vorwärmheizeinrichtung vorgeschaltet sein, die besonders bevorzugt derart ausgebildet ist, dass über diese die Dickbrammen vollflächig erhitzbar sind. Die elektrische Dickbrammen-Vorwärmheizeinrichtung bietet sich besonders dann an, wenn zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise der Festigkeit, bei den zu produzierenden Flachwalzprodukten kurzfristig höhere Temperaturen benötigt werden und die im Anschluss durchlaufende Dickbrammeneintrageeinrichtung auf einem für die zu produzierenden Flachwalzprodukte erforderlich niedrigeren Temperaturniveau betrieben werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann der zumindest einen Dickbrammeneintrageeinrichtung auslaufseitig zumindest eine elektrische Dickbrammen-Nachwärmheizeinrichtung nachgeschaltet sein, die besonders bevorzugt derart ausgebildet ist, dass über diese die Dickbrammen vollflächig erhitzbar sind. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die zumindest eine elektrische Dickbrammen-Nachwärmheizeinrichtung zwischen der zumindest einen Dickbrammeneintrageeinrichtung und der Vorwalzstraße angeordnet ist. Die auslaufseitige elektrische Dickbrammen- Nachwärmheizeinrichtung erhöht nochmals die Flexibilität der Anlage, um einerseits energetisch optimal zu produzieren und andererseits den logistischen und technologischen Anforderungen der Walzanlage bestmöglich zu entsprechen.

Zudem kann die Anlage zumindest eine elektrische ergänzende Dickbrammen- Heizeinrichtung umfassen, die vorzugsweise der zumindest einen elektrischen Dickbrammen-Nachwärmheizeinrichtung vorgeschaltet ist.

Um zum einen Produktionsverluste durch Übergangsbreiten beim Wechsel der Gießbreite zu reduzieren und andererseits den Verschleiß der Arbeitswalzen in der Fertigstraße zu vergleichmäßigen sowie ein optimales Ergebnis für ein Bandprofil und/oder eine Bandplanheit bei einer möglichst großen Reise durch die Anlage sicherzustellen, sollte das Walzwerk spezifische Walzprogrammprofile ermöglichen, da sich beim Einsatz gleicher Brammenbreiten die Verfügbarkeit im Warmwalzwerk durch eine Erhöhung von notwendigen Arbeitswalzenwechseln reduziert. Vorteilhafterweise umfasst die Vorwalzstraße daher in Transportrichtung neben einem ersten und/oder einem zweiten Vorwalzgerüst zumindest eine Staucheinrichtung. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Staucheinrichtung zumindest eine Brammenstauchpresse und/oder ggf. zumindest einen, vorzugsweise eine Mehrzahl, Staucher umfasst. Durch den Einsatz einer Staucheinrichtung, wie der Brammenstauchpresse ggf. in Kombination mit zumindest einem Staucher, kann ein notwendiges breiten- und profilbezogen optimiertes Walzprogramm sichergestellt werden, da größere und/oder konstante Brammenbreiten gegossen werden können. Vorteilhafterweise ist die Staucheinrichtung derart ausgebildet, dass eine Reduzierung der Brammenbreite von bis zu 450 mm, bevorzugt bis zu 350 mm ermöglicht wird. Zusätzlich ermöglicht der Einsatz von zusätzlichen Stauchern eine weitere Reduzierung der Brammenbreite von bis zu 100 mm je Staucher.

Weiterhin kann die Anlage in einer vorteilhaften Ausführungsvariante eine Steuereinrichtung mit einer dazugehörigen Berechnungseinheit umfassen, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist die Anlage auf Basis eines minimierten Energieverbrauchs und/oder eines maximalen Durchsatzes, und/oder auf Basis von Produkteigenschaften und/oder Produktabmessungen zu steuern und/oder zu regeln.

Zur Einstellung der Anlage auf Basis eines minimierten Energieverbrauches können beispielsweise das notwendige Temperaturniveau, die möglichen Heizschritte, die möglichen Heizeinrichtungen, die möglichen Temperaturverluste und/oder die möglichen Temperatureintragungen innerhalb der Anlage derart optimiert werden, dass die Anlage mit einem minimierten Engergieverbrauch eingestellt wird. Die Berechnungseinheit kann dabei vorzugsweise ein physikalisches Prozessmodell verwenden, welches die thermischen Verhältnisse abbildet und Vorschläge für die Einstellung der Anlage ermittelt.

Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung die Anlage derart steuern, dass ein maximaler Durchsatz erzielt wird. Hierzu können Gruppen von Chargen in speziellen Dicken-, Breiten und/oder Längenabmessungen durch Optimierung der Gießsequenzen, der Einbringungssequenzen, der Transporteinrichtung und/oder durch den Betrieb der Walzanlage an der Auslegungsgrenze, gebildet werden, mittels derer der Durchsatz erhöht werden kann. Insbesondere können Wartungszyklen, wie Walzenwechselzeiten, Kokillenwechselzeiten und/oder Kokillenumstellungszeiten mitberücksichtigt werden. Das Gruppieren von Chargen und/oder Sequenzen nach Maßgabe der Produktabmessungen hat den Vorteil, dass Materialverluste durch Übergangsstücke bei Breiten- oder Dickenänderungen so weit wie möglich entfallen können. Die Steuerung der Anlage nach Maßgabe von Produkteigenschaften kann ebenfalls durch die Berechnungseinheit erfolgen. Wird beispielsweise eine sehr hohe Oberflächenqualität gefordert, so kann die Berechnungseinheit eine entsprechend langsame Gießgeschwindigkeit, stärkere Entzunderung, entsprechende Temperaturführung etc. einstellen. Gleichermaßen kann die Einstellung der Anlage zur Einstellung optimaler magnetischer, mechanischer und oder geometrischer Eigenschaften optimiert werden.

Um die Energie- und/oder Temperaturverluste der Dickbrammen und/oder des Flachwalzvorproduktes in der Vorwalzstraße auf dem Transportweg wirkungsvoll zu reduzieren, kann die Anlage zudem mehrere spezifisch angeordnete Wärmedämmhauben umfassen. Die Wärmedämmhauben können hierbei als passive oder aktive Wärmedämmhauben ausgeführt sein. Die aktiven Wärmedämmhauben werden vorzugsweise mit Brennern unter Einsatz von „grün“ hergestelltem Wasserstoff als Brennstoff oder elektrisch betrieben.

So kann die Anlage in einer vorteilhaften Ausführungsvariante zwischen der Trenneinrichtung und der elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz sowie ggf. zwischen der elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz und dem Warmwalzwerk, insbesondere der Vorwalzstraße eine Mehrzahl von Wärmedämmhauben umfassen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Anlage zudem innerhalb der Vorwalzstraße eine Mehrzahl von Wärmedämmhauben umfassen. Diese können beispielsweise in Transportrichtung vor und/oder hinter einer Staucheinrichtung, sowie ggf. vor und/oder hinter einem und/oder einem jeden Vorwalzgerüst angeordnet sein.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein Verfahren zur Herstellung von Flachwalzprodukten aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen, vorzugsweise mittels der erfindungsgemäßen Anlage, umfassend die Verfahrensschritte: i) kontinuierliches Gießen eines flachen Strangguts mit einer Dicke von zumindest 160 mm, welches im Anschluss in einzelne Dickbrammen getrennt wird; iia) Erhitzen der Dickbrammen auf eine Temperatur von zumindest 1000 °C mittels einer elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz, wenn die Dickbramme von der in gemeinsamer Transportlinie angeordneten Stranggießeinrichtung kommt; und/oder üb) Erhitzen der Dickbrammen auf eine Temperatur von zumindest 1000 °C mittels zumindest einer ergänzenden Heizeinrichtung und/oder mittels einer Dickbrammeneintrageeinrichtung, wenn die Dickbramme aus einer zweiten Transportlinie quer in die erste Transportlinie transportiert wird, und iii) Warmwalzen der auf eine Warmwalztemperatur erhitzten Dickbrammen zu dem Flachwalzprodukt, indem diese zunächst vorgewalzt und anschließend fertiggewalzt werden.

Vorzugsweise werden die Dickbrammen mit einer Temperatur von zumindest 500 °C der ersten elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz zugeführt.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das vorgewalzte Flachwalzprodukt auf eine Temperatur von zumindest 950 °C mittels einer elektrischen Vorbandheizeinrichtung erhitzt wird, bevor es zu dem Flachwalzprodukt fertiggewalzt wird. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem eine Verwendung von zumindest einer in Transportrichtung vor einem Warmwalzwerk angeordneten elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz, insbesondere einer induktiven Heizeinrichtung, zum Erhitzen von Dickbrammen mit einer Dicke von zumindest 160 mm auf eine Warmwalztemperatur.

Figurenbezeichnung

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 4 eine vierte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 5 eine fünfte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage, und

Fig. 6 eine Ausführungsvariante einer Vorwalzstraße.

In Figur 1 ist eine erste Ausführungsvariante einer Anlage 1 zur Herstellung von Walzprodukten aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen gezeigt. Die Anlage 1 umfasst eine in einer Transportlinie T angeordnete Stranggießeinrichtung 3, die vorliegend dazu eingerichtet ist, kontinuierlich ein Stranggut mit einer Dicke im Bereich von 200 bis 250 mm zu gießen. Das sodann erhaltene Stranggut (nicht dargestellt) wird unmittelbar im Anschluss mittels einer Trenneinrichtung 4, beispielsweise einer Pendelschere oder Stranggutbrenneinrichtung, in einzelne Dickbrammen getrennt und direkt unter Ausnutzung der Gießhitze einem Warmwalzwerk 5 zugeführt, indem diese sodann zunächst vorgewalzt und anschließend fertiggewalzt wird.

Hierzu weist die Anlage 1 in der ersten Transportlinie T einen Rollgang 6 auf, der sich durch die Anlage 1 erstreckt. Der Rollgang 6 kann segmentweise mit einer Mehrzahl von aktiven oder passiven Wärmedämmhauben 22 überdacht sein, von denen in der vorliegenden Ausführungsvariante rein exemplarisch zwei dargestellt sind. Hierdurch können die Energie- und Temperaturverluste der Dickbrammen auf dem Transportweg zum Warmwalzwerk 5 möglichst gering gehalten werden.

Trotz der thermischen Abschirmung kühlen die Dickbrammen auf dem Transportweg zum Warmwalzwerk 5 üblicherweise auf eine durchschnittliche Temperatur von 800 bis 900 °C ab. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Dickbrammen in Transportrichtung vor dem Warmwalzwerk 5 mittels einer elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz 7 vollflächig auf eine Warmwalztemperatur von 1100 bis 1300 °C aufgeheizt werden. Die elektrische Heizeinrichtung 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Längsfeldinduktor ausgebildet und ermöglicht somit eine kurzfristige Aufheizung der abgekühlten Dickbramme auf die spezifische Warmwalztemperatur.

Weiterhin umfasst die in Figur 1 dargestellte Ausführungsvariante eine Steuereinrichtung S, welche eine Berechnungseinheit B einschließt. Diese kann diejenigen Betriebseinstellungen ermitteln, die einen minimierten Energieverbrauch aufweisen. Die Steuereinrichtung S ist hierbei signaltechnisch mit der Anlage 1 verbunden und nimmt die dazu notwendigen Einstellungen der Anlage 1 für die Produktion der Dickbramme vor. In vergleichbarer Weise kann ergänzend und/oder alternativ eine Optimierung der Betriebseinstellungen nach maximalem Durchsatz, und/oder Produkteigenschaften und/oder

Produktabmessungen erfolgen.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage 1 dargestellt. Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsvariante umfasst die Anlage 1 zwischen einer Vorwalzstraße 8 und einer Fertigwalzstraße 9 des Warmwalzwerks 5 zusätzlich eine elektrische Vorbandheizeinrichtung 10. Die elektrische Vorbandheizeinrichtung 10 ist ebenfalls als Längsfeldinduktor bzw. Induktorenkombination ausgebildet, derart, dass über diesen die vorgewalzten Flachwalzprodukte vollflächig erhitzbar sind. Mittels der elektrischen Vorbandheizeinrichtung 10 werden die vorgewalzten Flachwalzprodukte, die die Vorwalzstraße 8 mit einer Temperatur von unter 1100 °C verlassen, besonders energieeffizient auf eine für den Fertigwalzprozess spezifisch vorgegebene Temperatur von 950 bis 1100 °C aufgeheizt.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage 1. Ergänzend zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsvariante umfasst die Anlage 1 eine zu der ersten Transportlinie T1 parallel angeordnete zweite Transportlinie T2 umfassend einen zweiten Rollgang 6.2, eine zweite Stranggießeinrichtung 11 , die ebenfalls dazu eingerichtet ist, kontinuierlich ein Stranggut mit einer Dicke im Bereich von 200 bis 250 mm zu gießen, sowie eine zweite Trenneinrichtung 12. Auch die zweite Trenneinrichtung 12 kann in Form einer Pendelschere oder einer Stranggutbrenneinrichtung ausgebildet sein. Auch der zweite Rollgang 6.2 kann segmentweise mit einer Mehrzahl von aktiven oder passiven Wärmedämmhauben 22 überdacht sein, wie dies anhand der unterschiedlichen erkennbar ist.

Die in dieser Linie erzeugten Dickbrammen können zum einen in einem direkt im Anschluss an die zweite Trenneinrichtung 12 angeordneten Brammenlager 13 zwischengelagert und abgekühlt werden. Weiterhin können die einzelnen Dickbrammen in einer Warmhaltegrube 14 mit geringeren Temperaturverlusten zwischengelagert werden. Wie der Darstellung in Figur 3 weiter zu entnehmen ist, umfasst die Anlage 1 in dieser Ausführungsvariante zudem eine Dickbrammeneintrageeinrichtung 15, die als gasbetriebene Transport- und Wärmeeinrichtungen ausgebildet ist. Die Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 ist hierbei zwischen der elektrischen Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz 7 und der Vorwalzstraße 8 und quer zur Transportrichtung angeordnet.

Ergänzend zu der Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 umfasst die Anlage 1 zwei elektrische Dickbrammen-Vorwärmheizeinrichtungen 16.1 , 16.2, die der Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 einlaufseitig vorgeschaltet sind. Die beiden Vorwärmheizeinrichtungen 16.1 , 16.2 sind ebenfalls als Längsfeldinduktoren bzw. Induktorkombinationen ausgebildet, derart, dass über diese die Dickbrammen vollflächig erhitzbar sind.

In den beiden Figuren 4 und 5 sind zwei alternative Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anlage 1 gezeigt. In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsvariante umfasst die Anlage 1 eine Folge von zwei elektrischen Heizeinrichtungen 7, 17, die in Transportrichtung zwischen dem Brammenlager 13 und der Vorwalzstraße 8 angeordnet sind. Im Unterschied hierzu ist in der Ausführungsvariante gemäß Figur 5 eine Folge von drei elektrischen Heizeinrichtungen 7, 17, 18 zwischen dem Brammenlager 13 und der Vorwalzstraße 8 angeordnet. Weiterhin umfasst die in Figur 5 gezeigte Ausführungsvariante die in der zweiten Transportlinie T2 angeordneten elektrischen Heizeinrichtungen 16.1 , 16.2. Diese Vielzahl von Heizeinrichtungen 7, 16.1 , 16.2, 17, 18 ermöglicht es, eine besonders individuelle und leistungsbezogene Auslegung und Betrieb dieser vorzunehmen, ohne Leistungsverluste oder überdimensionierte Auslegung.

Sämtliche Heizeinrichtungen 7, 10, 16.1 , 16.2, 17, 18 der Ausführungsbeispiele sind lediglich schematisch dargestellt und umfassen üblicherweise eine Anzahl einzelner Induktoren, welche sequenziell durchlaufen werden können. Ein individuelles Ein- und Ausschalten, sowie eine individuelle Leistungseinstellung ermöglicht eine sehr genaue Einstellung des gewünschten, beziehungsweise notwendigen Temperaturanstiegs. Neben ausschließlich als Längsfeldinduktoren ausgeführten Induktoren sind ebenfalls Kombinationsfolgen aus Längsfeld- und Querfeldinduktoren, welche sequenziell durchlaufen werden können.

In der Ausführungsvariante nach Figur 1 können zudem weitere Dickbrammen durch Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 in die erste Transportlinie T1 eingebracht werden und zwar an einer Position die stromauf- oder stromabwärts der Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz 7 angeordnet ist. Die vollständig oder teilweise abgekühlten Dickbrammen können dabei aus einem Brammenlager 13 in die Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 eingebracht und gleichzeitig auf eine Warmwalztemperatur aufgeheizt und transportiert werden.

In der Ausführungsvariante nach Figur 2 können ebenfalls weitere Dickbrammen durch die Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 in die erste Transportlinie T1 eingebracht werden und zwar an einer Position die stromaufwärts der Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz 7 angeordnet ist. Die vollständig oder teilweise abgekühlten Dickbrammen können dabei aus einem Brammenlager 13 oder alternativ aus einer Warmhaltegrube 14 in die Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 eingebracht und gleichzeitig auf eine Warmwalztemperatur aufgeheizt und transportiert werden.

Die Anordnung und Anzahl der Dickbrammeneintrageeinrichtungen 15 ist beliebig variabel gestaltbar. In bekannter Bauweise kann es sich bei der Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 um einen elektrisch- und/oder gasbetrieben Durchlauf- und/oder Hubbalkenofen handeln. Alternativ kann eine zur Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 gehörende Heizeinrichtung die Dickbramme auf eine etwas erhöhte Temperatur vorheizen, der Transport selbst erfolgt dann ohne aktiven Wärmeeintrag über einen vorzugweise isolierten Transportgang oder Hubbalken.

Über die Dickbrammeneintrageeinrichtung 15 können die im Brammenlager 13 zwischengelagerten und erkalteten Dickbrammen oder die in der Warmhaltegrube 14 auf 200 bis 800 °C zwischengelagerten und geringfügig abgekühlten Dickbrammen auf eine Warmwalztemperatur aufgeheizt werden, bevor diese sodann über den ersten Rollgang 6.1 dem Walzprozess zugeführt werden.

In Figur 6 ist zudem eine Ausführungsvariante einer Vorwalzstraße 8 gezeigt, die in Transportrichtung eine Staucheinrichtung 19, sowie mindestens ein erstes und vorzugsweise ein zweites Vorwalzgerüst 20, 21 umfasst, welches jeweils ein Horizontal- und vorzugsweise ein Vertikalgerüst aufweist. Um auch hierbei die Energie- und/oder Temperaturverluste der Dickbrammen bzw. des vorgewalzten Flachwalzproduktes in der Vorwalzstraße 8 gering zu halten, sind eine Reihe von Wärmedämmhauben 22 vorgesehen.

Bezugszeichenliste

I Anlage

3 (erste) Stranggießeinrichtung

4 (erste) Trenneinrichtung / Stranggutschere

5 Warmwalzwerk

6.1 erster Rollgang

6.2 zweiter Rollgang

7 Heizeinrichtung für den direkten Heißeinsatz

8 Vorwalzstraße

9 Fertigwalzstraße

10 Vorbandheizeinrichtung

I I (zweite) Stranggießeinrichtung

12 zweite Trenneinrichtung

13 Brammenlager

14 Warmhaltegrube

15 Dickbrammeneintrageeinrichtung

16.1 Vorwärmheizeinrichtung

16.2 Vorwärmheizeinrichtung

17 ergänzende (Nachwärm-)heizeinrichtung

18 ergänzende (Nachwärm-)heizeinrichtung

19 Staucheinrichtung

20 erstes Vorwalzgerüst

21 zweites Vorwalzgerüst

22 Wärmedämmhauben

T(1 ) (erste) Transportlinie

T(2) (zweite) Transportlinie

S Steuereinrichtung

B Berechnungseinheit