EP4408595B1 - System and method for producing flat rolled products - Google Patents
System and method for producing flat rolled productsInfo
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- EP4408595B1 EP4408595B1 EP22799874.7A EP22799874A EP4408595B1 EP 4408595 B1 EP4408595 B1 EP 4408595B1 EP 22799874 A EP22799874 A EP 22799874A EP 4408595 B1 EP4408595 B1 EP 4408595B1
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Description
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.The present invention relates to a plant and a method for producing flat rolled products from thick-cast steel and/or non-ferrous metal slabs, and in a further aspect to the use of at least one electric heating device arranged in the transport direction upstream of a hot rolling mill, in particular an electric heating device for direct hot insertion, for heating thick slabs with a thickness of at least 160 mm to a hot rolling temperature.
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, siehe z.B.
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 CO2-Emissionen.Heating thick slabs in a gas-fired heating system requires, firstly, large quantities of fuel, especially when the slabs, coming from a slab storage area, need to be heated from near-room temperatures to at least 1000 °C, and secondly, long heating times. Furthermore, the use of fossil fuels, particularly natural gas, results in high CO₂ emissions.
Aus der japanischen Patentschrift
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.Against this background, the present invention is based on the objective of providing an improved plant and a process for producing a flat rolled product from thick-cast steel and/or non-ferrous metal slabs, compared to the prior art.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.According to the invention, the problem is solved by a system with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 12.
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 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.The inventive plant for the production of flat rolled products from thick-cast steel and/or non-ferrous metal slabs comprises a continuous casting device by means of which a continuous material with a thickness of at least 160 mm can be cast continuously; a separating device arranged downstream of the continuous casting device by means of which the flat continuous material can be separated into individual thick slabs; a hot rolling mill in which the thick slabs can be rolled into the flat rolled product, wherein the hot rolling mill comprises a roughing mill and a finishing mill, each with at least one rolling stand, and is arranged in a common (first) conveying line with the at least one continuous casting device; at least one thick slab feeding device arranged transversely to the conveying line and positioned between the separating device and the rolling mill; as well as at least one electric heating device arranged in the direction of transport in front of the pre-rolling mill, for direct hot use, via which at least those thick slabs can be heated over their entire surface to a hot rolling temperature which come from the continuous casting device arranged in a common transport line.
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.Using the system according to the invention, the thick slabs can be heated to the specified rolling temperature as required. The at least one [heating element] is located in the transport direction upstream of the hot rolling mill, in particular in the transport direction before [the hot rolling mill]. The electric heating device for direct hot insertion, arranged in the pre-rolling mill, thus enables individual temperature control depending on the grade of steel being cast.
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.For the purposes of the present invention, the term "thick slab" means a slab having a minimum thickness of at least 160 mm, preferably a minimum thickness of at least 180 mm, and more preferably a minimum thickness of at least 200 mm. Since the maximum thickness of thick slabs is technologically limited by currently available continuous casting equipment, the maximum thickness is preferably 300 mm, and more preferably 250 mm. Such thick slabs typically have widths in the range of 800 to 2500 mm, and more preferably widths in the range of 1000 to 2300 mm.
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.Producing thick slabs compared to thin slabs offers several advantages. Firstly, the throughput alone increases the output, allowing for higher utilization of the hot rolling mill. Thick slabs also offer a significant quality advantage over thin slabs. Compared to thin slabs, thick slabs have a smaller surface area per ton of material cast. This reduces temperature variations in slabs transported on the line. The smaller surface area per ton of material cast also reduces scale formation, resulting in fewer casting residues and surface defects, thus minimizing material losses due to their removal.
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.The term "electric heating device," which in the present application is also referred to as an electric heating device for direct hot insertion, an electric thick slab preheating device, an electric thick slab postheating device, an electric pre-strip heating device, or an electric supplementary thick slab heating device, generally refers to an electrically operated device by which the thick slabs can be heated by means of electric current. The heating device can advantageously comprise inductive heating devices, conductive heating devices, and/or electric heating devices with indirect resistance heating. It is particularly preferred that the electric heating device be an inductive or a conductive heating device. Due to the thickness range of the thick slabs, an inductive heating device is advantageously operable according to the longitudinal field principle and, due to its high energy density, enables rapid heating. In a conductive heating device, the respective thick slab forms part of the circuit and is thus heated directly by the electric current passed through it, thereby enabling a very high efficiency (close to 1) and particularly rapid heating.
Eine induktive und/oder konduktive elektrische Heizeinrichtung weist zudem den Vorteil auf, dass sie aus einer Reihenschaltung einzelner Aggregate sowohl für den Kern als auch die oberflächennahen Bereiche der Dickbrammen ausgeführt sein kann.An inductive and/or conductive electric heating device also has the advantage that it can be designed from a series connection of individual units for both the core and the near-surface areas of the thick slabs.
Alternativ und/oder ergänzend kann auch ein elektrischer, über eine Widerstandheizung betriebener Tunnelofen vorgesehen werden.Alternatively and/or additionally, an electric tunnel furnace operated via resistance heating can also be provided.
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.The system according to the invention allows a temperature profile to be set in the respective thick slab, which is specifically tailored to the subsequent pre-rolling process, in particular the cooling that occurs during pre-rolling. If cold spots (so-called "skid marks") are detected on the thick slab surface, which occur, for example, when using walking beam furnaces, these can be specifically eliminated by targeted heating, thereby improving the quality of the subsequently produced flat-rolled product. The short heating times also reduce scale formation, which improves both the output quantity and the surface quality.
Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Anlage ein individuelles Erwärmen jeder Dickbramme auf das jeweils technologisch erforderliche Temperaturniveau, ohne das diese überhitzen oder unterkühlen.Furthermore, the system according to the invention enables each thick slab to be individually heated to the technologically required temperature level without overheating or undercooling.
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.For the purposes of the present invention, the term "full surface" means that the thick slabs are heated to a predetermined nominal temperature over their entire surface and at a specific thickness when passing through the electric heating device.
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.The nominal temperature of the thick slab is largely uniform and/or identical in three dimensions, whereby permissible temperature differences can be ≤ ± 80 °C, preferably ≤ ± 50 °C, particularly preferably ≤ ± 20 °C of a target/nominal temperature.
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.The nominal temperature simplifies further processing of the thick slab. Unevenly heated thick slabs can lead to varying forming conditions during further processing, such as rolling. This can result in inconsistent forming across the length and/or width of the slab, increasing the scrap content during necessary finishing cuts. Uneven temperatures can also cause inconsistent microstructural changes and geometric defects, such as flatness errors. By establishing a uniform temperature level across the entire surface early on, these problems and defects are avoided or at least mitigated. Complex setups and processes to compensate for these defects can be simplified or even eliminated. Interference between desired effects and reactions resulting from an uneven temperature level is also minimized.
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.Preferably, the electric heating device for direct hot application is designed such that the thick slabs can be heated across their entire surface. In other words, such a heating device enables not only specific heating of the edges, but also heating of the area between the edges. the central section of the thick slab. A further advantage of such an electric heating device for direct hot insertion, arranged in the transport direction upstream of the hot rolling mill, particularly upstream of the roughing mill, is that it enables maximum utilization of the casting heat, thus allowing energy savings of more than 70% compared to conventional removal from a slab storage area.
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.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. Furthermore, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, which also presents further preferred embodiments of the invention.
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.It should be noted that the present plant according to the invention is suitable and intended solely for the production of flat rolled products from thick-cast steel and/or non-ferrous metal slabs. In such plants, the thick slabs produced can be easily temporarily stored or transported from a second conveyor line due to their typical dimensions, unlike plants designed for the production of thin slabs. Thick slabs are usually less than 12 meters long, sometimes less than 10 meters, whereas thin slabs typically have lengths of at least 25 meters and are therefore more complex to transport and store. Furthermore, the flat rolled products from such plants also differ from those produced by plants designed for the production of thin slabs. For example, specific steel grades, such as peritectic steel grades or steel grades with very high surface quality requirements, cannot be produced to the required quality on conventional thin slab mills.
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.The length of a given thick slab, especially for hot applications, can correspond not only to a single coil length but also to a multiple thereof, since transport across the transport line and further handling steps are eliminated.
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.Preferably, the continuous casting device is designed such that a continuous material with a thickness of at least 160 mm can be cast using it. The continuous casting device can, for example, be designed as a single-strand or a multi-strand continuous casting device.
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. In an advantageous embodiment, the system can include at least one electric pre-heating unit arranged upstream of the finishing mill in the transport direction. This unit is particularly preferably designed to heat the rolled flat-rolled semi-finished product across its entire surface. This allows the rolled flat-rolled semi-finished products, which leave the pre-rolling mill at a temperature below 1000 °C, for example, to be heated with exceptional energy efficiency to a temperature specifically predetermined for the finishing rolling process. This enables the desired properties of the flat-rolled product to be adjusted. For instance, temperature differences between the head and the end of a rolled flat-rolled semi-finished product can be effectively compensated, resulting in greater rolling stability and thus higher output. The resulting more homogeneous temperature distribution also allows for thinner end strips and more homogeneous mechanical properties of the produced flat-rolled product.
Sofern in der vorliegenden Anmeldung absolute Temperaturwerte angegeben werden, so handelt es sich hierbei ausschließlich um durchschnittliche Temperaturen des jeweiligen Substrats.If absolute temperature values are specified in the present application, these are exclusively average temperatures of the respective substrate.
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.The at least one thick slab feeding device is preferably designed as a transport and heating device, via which transported and/or temporarily stored thick slabs are heated, if necessary over their entire surface, to the hot rolling temperature. are heatable. The transport and heating device can be designed to allow for temperature increases and/or temperature maintenance simultaneously or sequentially with transport. Preferably, the thick slab feeding device is designed in the form of a walking beam furnace, which includes at least one segment comprising electrically operated heating elements and/or gas-powered burners.
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.A plant designed in this way comprises a first transport line, via which the thick slabs can be briefly heated to hot rolling temperature using the electric heating device for direct hot insertion, utilizing the casting heat, and then fed into the hot rolling mill. Parallel to the first transport line, a second transport line can also be provided, via which intermediately stored and/or cooled thick slabs (usually stored in a slab storage area and/or a holding pit) are heated directly to hot rolling temperature via the thick slab feeding device and then fed into the rolling process. Alternatively and/or additionally, thick slabs cast in a second continuous casting unit can also be fed into the rolling process via the thick slab feeding device.
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.In an advantageous embodiment, at least one, preferably two or a plurality of the thick slab feeding devices are arranged between the electric heating device for direct hot insertion and the roughing mill. In a further advantageous embodiment, the system can also include at least one, preferably two or a plurality of the thick slab feeding devices between the cutting device and the electric heating device for direct hot insertion.
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 addition to at least one thick slab feeding device, preferably at least one electric thick slab preheating device can be installed upstream on the inlet side, which is particularly preferably designed such that the thick slabs can be heated across their entire surface. An electric thick slab preheating unit is particularly suitable when higher temperatures are required at short notice to adjust the mechanical properties, such as strength, of the flat rolled products to be produced, and the subsequent thick slab feeding unit can be operated at a lower temperature level required for the flat rolled products to be produced.
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.In a further advantageous embodiment, at least one electric slab reheating unit can be connected downstream of the at least one thick slab feeding device. This unit is particularly preferably designed to allow the thick slabs to be heated across their entire surface. It is especially preferred that the at least one electric slab reheating unit is arranged between the at least one thick slab feeding device and the roughing mill. The outlet-side electric slab reheating unit further increases the flexibility of the plant, enabling both energy-efficient production and optimal fulfillment of the logistical and technological requirements of the rolling mill.
Zudem kann die Anlage zumindest eine elektrische ergänzende Dickbrammen-Heizeinrichtung umfassen, die vorzugsweise der zumindest einen elektrischen Dickbrammen-Nachwärmheizeinrichtung vorgeschaltet ist.Furthermore, the system can include at least one supplementary electric thick slab heating device, which is preferably connected upstream of at least one electric thick slab reheating device.
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.To reduce production losses due to transition widths when changing casting widths, and to ensure more even wear of the work rolls in the finishing mill, as well as optimal results for strip profile and/or flatness over the longest possible journey through the plant, the rolling mill should allow for specific rolling program profiles. This is because using the same slab widths reduces availability in the hot rolling mill due to an increase in the number of necessary work roll changes. Therefore, the roughing mill advantageously includes, in the transport direction... In addition to a first and/or a second roughing stand, at least one upsetting unit is required. Preferably, the upsetting unit comprises at least one slab upsetting press and/or, optionally, at least one, preferably multiple, upsetting units. The use of an upsetting unit, such as the slab upsetting press, optionally in combination with at least one upsetting unit, ensures a necessary width- and profile-optimized rolling program, as larger and/or constant slab widths can be cast. Advantageously, the upsetting unit is designed to allow a reduction in slab width of up to 450 mm, preferably up to 350 mm. Furthermore, the use of additional upsetting units enables a further reduction in slab width of up to 100 mm per upsetting unit.
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.Furthermore, in an advantageous embodiment, the system can include a control unit with an associated calculation unit, wherein the control unit is designed to control and/or regulate the system on the basis of minimized energy consumption and/or maximum throughput, and/or on the basis of product characteristics and/or product dimensions.
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.To configure the system based on minimized energy consumption, factors such as the required temperature level, possible heating cycles, available heating devices, potential temperature losses, and/or potential temperature inputs within the system can be optimized to achieve the lowest possible energy consumption. The calculation unit can preferably use a physical process model that represents the thermal conditions and generates suggestions for system settings.
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.Alternatively or additionally, the control unit can control the system in such a way as to achieve maximum throughput. This can be achieved by optimizing groups of batches with specific thickness, width, and/or length dimensions. The casting sequences, the insertion sequences, the transport system, and/or the operation of the rolling mill at its design limits can be used to increase throughput. In particular, maintenance cycles such as roll changeover times, mold changeover times, and/or mold conversion times can be taken into account. Grouping batches and/or sequences according to product dimensions has the advantage of minimizing material losses due to transition pieces when width or thickness changes occur. The system can also be controlled according to product properties by the control unit. For example, if a very high surface quality is required, the control unit can adjust the casting speed accordingly, the descaling process, the temperature, etc. Similarly, the system settings can be optimized to achieve optimal magnetic, mechanical, and/or geometric properties.
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.To effectively reduce energy and/or temperature losses of the thick slabs and/or the flat-rolled semi-finished product in the roughing mill during transport, the system can also include several specifically arranged thermal insulation hoods. These thermal insulation hoods can be designed as passive or active thermal insulation hoods. The active thermal insulation hoods are preferably operated with burners using "green" produced hydrogen as fuel or electrically.
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 an advantageous embodiment, the system can include a plurality of thermal insulation hoods between the separating device and the electric heating device for direct hot insertion, and possibly between the electric heating device for direct hot insertion and the hot rolling mill, in particular the roughing mill.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Anlage zudem innerhalb der Vorwalzstraße eine Mehrzahl von Wärmedämmhauben umfassen.In another advantageous design variant, the system can also include a multiple thermal insulation hoods within the pre-rolling line.
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.These can be arranged, for example, in the direction of transport in front of and/or behind a compression device, as well as, if necessary, in front of and/or behind one and/or each pre-rolling stand.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein Verfahren zur Herstellung von Flachwalzprodukten aus dickgegossenen Stahl- und/oder Nichteisenmetallbrammen, 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
- iib) 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.
- i) continuous casting of a flat strand material with a thickness of at least 160 mm, which is subsequently separated into individual thick slabs;
- (iia) Heating the thick slabs to a temperature of at least 1000 °C using an electric heating device for direct hot insertion when the thick slab comes from the continuous casting apparatus arranged in a common transport line; and
- (iib) Heating the thick slabs to a temperature of at least 1000 °C by means of at least one supplementary heating device and/or by means of a thick slab feeding device when the thick slab is transported from a second transport line transversely into the first transport line, and
- iii) Hot rolling of the thick slabs heated to a hot rolling temperature to produce the flat rolled product by first pre-rolling and then finish-rolling.
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.Preferably, the thick slabs are fed to the first electric heating device for direct hot insertion at a temperature of at least 500 °C. Furthermore, it is preferably provided that the pre-rolled flat product is heated to a temperature of at least 950 °C by means of an electric pre-strip heating device before it is finished-rolled into the flat product.
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.In a further aspect, the present invention also relates to the use of at least one electric heating device arranged in the transport direction upstream of a hot rolling mill for direct hot insertion, in particular an inductive heating device, for heating thick slabs with a thickness of at least 160 mm to a hot rolling temperature.
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.
-
Fig. 1 a first embodiment of the system according to the invention, -
Fig. 2 a second embodiment of the system according to the invention, -
Fig. 3 a third embodiment of the system according to the invention, -
Fig. 4 a fourth embodiment of the system according to the invention, -
Fig. 5 a fifth embodiment of the system according to the invention, and -
Fig. 6 a variant design of a pre-rolling mill.
In
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.For this purpose, plant 1 has a roller conveyor 6 in the first transport line T, which extends through plant 1. The roller conveyor 6 can be covered segmentally with a plurality of active or passive thermal insulation hoods 22, of which two are shown purely as examples in the present embodiment. This allows the energy and temperature losses of the thick slabs on the transport route to the hot rolling mill 5 to be kept as low as possible.
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.Despite the thermal shielding, the thick slabs typically cool to an average temperature of 800 to 900 °C during transport to the hot rolling mill 5. Therefore, according to the invention, the thick slabs are heated to a hot rolling temperature of 1100 to 1300 °C in the transport direction before entering the hot rolling mill 5 by means of an electric heating device 7 for direct hot insertion. In the present embodiment, the electric heating device 7 is designed as a longitudinal field inductor and thus enables the short-term heating of the cooled thick slab to the specific hot rolling temperature.
Weiterhin umfasst die in
In
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.The thick slabs produced in this line can be temporarily stored and cooled in a slab storage area 13 located directly downstream of the second cutting unit 12. Alternatively, the individual thick slabs can be temporarily stored in a holding pit 14 with lower temperature losses.
Wie der Darstellung in
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 addition to the thick slab feeding device 15, the system 1 comprises two electric thick slab preheating devices 16.1, 16.2, which are connected upstream of the thick slab feeding device 15 on the inlet side. The two preheating devices 16.1, 16.2 are also designed as longitudinal field inductors or inductor combinations, such that the thick slabs can be heated across their entire surface.
In den beiden
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.All heating devices 7, 10, 16.1, 16.2, 17, 18 of the exemplary embodiments are shown only schematically and typically comprise a number of individual inductors that can be sequentially cycled through. Individual switching on and off, as well as individual power settings, are not possible. This allows for very precise adjustment of the desired or necessary temperature rise. In addition to inductors designed exclusively as longitudinal field inductors, combination sequences of longitudinal and transverse field inductors are also available, which can be traversed sequentially.
In der Ausführungsvariante nach
In der Ausführungsvariante nach
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.The arrangement and number of the thick slab feeding devices 15 can be varied as desired. In a known design, the thick slab feeding device 15 can be an electrically and/or gas-operated continuous furnace and/or walking beam furnace. Alternatively, a heating device belonging to the thick slab feeding device 15 can preheat the thick slab to a slightly elevated temperature; the transport itself then takes place without active heat input via a preferably insulated transport walkway or walking beam.
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.The thick slabs temporarily stored and cooled in the slab storage area 13 or those in the holding pit can be transferred via the thick slab feeding device 15. 14 thick slabs, which have been temporarily stored at 200 to 800 °C and slightly cooled, are heated to a hot rolling temperature before being fed into the rolling process via the first roller stage 6.1.
In
- 11
- AnlageAttachment
- 33
- (erste) Stranggießeinrichtung(first) continuous casting plant
- 44
- (erste) Trenneinrichtung / Stranggutschere(First) Separation Device / Stranded Material Shear
- 55
- WarmwalzwerkHot rolling mill
- 6.16.1
- erster Rollgangfirst roller walk
- 6.26.2
- zweiter Rollgangsecond roller conveyor
- 77
- Heizeinrichtung für den direkten HeißeinsatzHeating device for direct hot use
- 88
- VorwalzstraßeVorwalzstraße
- 99
- FertigwalzstraßeFinishing mill
- 1010
- VorbandheizeinrichtungPre-band heating system
- 1111
- (zweite) Stranggießeinrichtung(second) continuous casting machine
- 1212
- zweite Trenneinrichtungsecond separation device
- 1313
- BrammenlagerSlab storage
- 1414
- WarmhaltegrubeWarming pit
- 1515
- DickbrammeneintrageeinrichtungThick slab insertion device
- 16.116.1
- VorwärmheizeinrichtungPreheating heating device
- 16.216.2
- VorwärmheizeinrichtungPreheating heating device
- 1717
- ergänzende (Nachwärm-)heizeinrichtungsupplementary (after-heating) heating device
- 1818
- ergänzende (Nachwärm-)heizeinrichtungsupplementary (after-heating) heating device
- 1919
- StaucheinrichtungCompression device
- 2020
- erstes Vorwalzgerüstfirst rolling mill
- 2121
- zweites Vorwalzgerüstsecond rolling mill
- 2222
- WärmedämmhaubenThermal insulation hoods
- T(1)T(1)
- (erste) Transportlinie(first) transport line
- T(2)T(2)
- (zweite) Transportlinie(second) transport line
- SS
- SteuereinrichtungControl unit
- BB
- BerechnungseinheitUnit of calculation
Claims (15)
- Plant (1) for producing flat rolled products from thick-cast steel and/or non-ferrous metal slabs, comprising:i) at least one continuous casting device (3), by means of which a flat strip material with a thickness of at least 160 mm can be continuously cast;ii) a separating device (4) which is arranged to follow the at least one continuous casting device (3) and by means of which the flat strip material is separable into individual thick slabs;iii) a hot-rolling mill (5) by way of which the thick slabs can be rolled to form the flat rolled product, wherein the hot-rolling mill (5) comprises a roughing rolling train (8) and a finishing rolling train (9) each with at least one roll stand and is arranged in a transport line (T1) common to the at least one continuous casting device (3);iv) at least one thick-slab intake device (15) arranged transversely to the transport direction (T1) and positioned between the separating device (4) and the rolling mill (5); andv) at least one electric heating device (7), which is arranged upstream of the roughing rolling train (8) of the hot-rolling mill (5) in transport direction, for direct input of heat, by way of which at least those thick slabs coming from the continuous casting device (3) arranged in the common transport line are heatable over the whole area to a hot-rolling temperature.
- Plant (1) according to claim 1, further comprising at least one electric pre-strip heating device (10) arranged upstream of the finishing rolling train (9) in transport direction.
- Plant (1) according to claim 1 or 2, wherein the at least one thick-slab intake device (15) is realised as a transport and heating device, by way of which the transported and/or intermediately stored thick slabs are heatable to a hot-rolling temperature.
- Plant (1) according to claim 3, wherein the at least one thick-slab intake device (15) is arranged between the electric heating device (7) for direct input of heat and the roughing rolling train (8).
- Plant (1) according to any one of the preceding claims, wherein at least one electric thick-slab pre-heating heating device (16.1, 16.2) is arranged upstream at the inlet side of the at least thick-slab intake device (15) preferably realised as a transport and heating device.
- Plant (1) according to any one of the preceding claims, wherein at least one supplementary electric thick-slab heating device (17) is arranged downstream at the outlet side of the at least one thick-slab intake device (15) preferably realised as a transport and heating device.
- Plant (1) according to claim 6, wherein the at least one supplementary electric thick-slab heating device (17) is arranged between the at least one thick-slab intake device (15) and the roughing rolling train (8).
- Plant (1) according to claim 6 or 7, further comprising at least one further supplementary electric thick-slab heating device (18), which is preferably arranged upstream of the electric thick-slab heating device (17).
- Plant (1) according to any one of the preceding claims, further comprising a control device (S) with an individual computing unit (B), wherein the control device (S) is configured for the purpose of controlling and/or regulating the plant (1) on the basis of a minimised energy consumption and/or a maximum throughput and/or on the basis of product characteristics and/or product dimensions.
- Plant (1) according to any one of the preceding claims, wherein the roughing rolling train (8) comprises in transport direction at least one upsetting device (19) and at least one first, preferably a second, roughing rolling stand (20, 21).
- Plant (1) according to claim 10, wherein the upsetting device (19) comprises at least one slab upsetting press and/or optionally at least one upsetter, preferably a plurality of upsetters.
- Method of producing flat rolled products from thick-cast steel and/or non-ferrous metal slabs by means of a plant (1) according to any one of the preceding claims, comprising the method steps:i) continuous casting of a flat strip material with a thickness of at least 160 mm, which is subsequently separated into individual thick slabs;iia) heating the thick slabs to a temperature of at least 1,000° C by means of an electric heating device (7) for direct input of heat when the thick slab comes from the continuous casting device (3) arranged in the common transport line (T1); andiib) heating the thick slab to a temperature of at least 1,000° C by means of at least one supplementary heating device (16.1, 16.2) and/or by means of a thick-slab intake device (15) when the thick slab is transported from a second transport line (T2) transversely into the first transport line (T1); andiii) hot-rolling the thick slabs, which are heated to a hot-rolling temperature, to form the flat rolled product in that these are initially rough-rolled and subsequently finish-rolled.
- Method according to claim 12, wherein the thick slabs are fed at a temperature of at least 500° C to the electric heating device (7) for direct input of heat.
- Method according to claim 12 or 13, wherein the rough-rolled flat rolled product is heated to a temperature of at least 950° C by means of an electric pre-strip heating device (10) before it is finish-rolled to form the flat rolled product.
- Method according to any one of the preceding claims 12 to 14, wherein the step ii) and/or the step iii) is or are so controlled by means of a control unit (S) that a minimum energy consumption and/or a maximum throughput, which is or are determined by a computing unit (B), and/or a product characteristic and/or a product dimension is or are achieved.
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| JP2910490B2 (en) * | 1993-03-25 | 1999-06-23 | 株式会社日立製作所 | Casting hot rolling continuous equipment and method of operating casting hot rolling continuous equipment |
| JPH10175001A (en) * | 1996-05-01 | 1998-06-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Hot rolling equipment and hot rolling method |
| JPH1094801A (en) * | 1996-09-26 | 1998-04-14 | Kawasaki Steel Corp | Hot slab width pressing method |
| DE10154138A1 (en) | 2001-11-03 | 2003-05-15 | Sms Demag Ag | Process and casting and rolling plant for producing steel strip, in particular stainless steel strip |
| DE10304318C5 (en) * | 2003-02-04 | 2015-10-15 | Sms Group Gmbh | Process for rolling thin and / or thick slabs of steel materials to hot strip |
| DE102007005015A1 (en) | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Sms Demag Ag | Process and plant for the production of hot rolled strip of silicon steel based on thin slabs |
| WO2013046346A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 三菱日立製鉄機械株式会社 | Hot rolling facility |
| WO2015107483A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Plant and method for the production of metal products |
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