SK286108B6 - Spôsob výroby oceľového pásu alebo plechu - Google Patents

Abstract

Spôsob výroby oceľového pásu alebo plechu, vhodného ako obalová oceľ, v ktorom sa kvapalná oceľ odlieva v kontinuálnom lejacom stroji (1) do tvaru tenkého plátu a ten sa s využitím lejacieho tepla podáva cez zariadenie, ktoré pracuje ako tunelová pec (7). Ďalej sa predvalcuje v predvalcovacom zariadení (10) na predvalcovaný pás na predávaciu hrúbku a znovu sa valcuje na dokončovacej valcovacej trati (14) na vytvorenie feritického valcovaného oceľového pásu alebo plechu s požadovanou konečnou hrúbkou. Vyrábaný feriticky valcovaný oceľový pás alebo plát, alebo jeho časť sa dodáva bez prerušenianajmenej z tunelovej pece (7) rýchlosťami, ktoré v podstate zodpovedajú rýchlosti vstupu do predvalcovacieho zariadenia (10) a nasledujúcim redukciámhrúbky, z predvalcovacieho zariadenia (10) do zvinovačky (16), ktorá je umiestnená za finalizačnou valcovacou traťou (14). Valcovaný pás, ktorý vychádza z predvalcovacieho zariadenia (10), sa ochladzuje na feritickú oblasť, v ktorej má oceľ v podstate feritickú štruktúru, následne feritický valcovaný oceľový pás po dosiahnutí požadovanej konečnej hrúbky sa strihá na časti požadovanej dĺžky, ktorésa zvinú. Celková redukcia vo feritickej oblasti je menšia ako 87 %, pričom tu nedochádza k materiálovému spojeniu medzi oceľou v kontinuálnom lejacom stroji (1) a oceľou v predvalcovacom zariadení (10).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu na výrobu oceľového pásu alebo plechu, v ktorom sa kvapalná oceľ odlieva v kontinuálnom lejacom stroji do tvaru tenkého plátu a ten sa s využitím lejacieho tepla podáva cez zariadenie, ktoré pracuje ako pec a predvalcováva sa v predvalcovacej stolici na predávaciu hrúbku a znovu sa valcuje v dokončovacej valcovacej stolici tak, aby sa vytvoril oceľový pás alebo plech s požadovanou konečnou hrúbkou.

Doterajší stav techniky

Tam, kde sa v nasledujúcom texte hovorí o oceľovom páse, je potrebné tomu rozumieť tak, že tento termín zahŕňa aj oceľový plech. Rozumie sa, že tenkým plátom sa myslí plát, ktorého hrúbka je menšia ako 150 mm, výhodne menšia ako 100 mm.

Spôsob tohto druhu je známy z európskej patentovej prihlášky č. 0 666 122.

Táto patentová prihláška opisuje spôsob, pri ktorom sa kontinuálne odlievaný tenký oceľový plát po homogenizácii v tunelovej peci valcuje za tepla v rade valcovacích krokov, t. j. v austenitickej oblasti tak, aby sa vytvoril pás s hrúbkou menšou ako 2 mm.

Aby sa dosiahla taká konečná hrúbka s použitím valcovacích zariadení a valcovacích tratí, ktoré sa môžu realizovať v praxi, navrhuje sa znovu ohriať oceľový pás, výhodne pomocou indukčnej pece, prinajmenšom za prvou valcovacou stolicou.

Medzi kontinuálnym lejacím strojom a zariadením typu tunelovej pece je umiestnené separačné zariadenie, pričom sa toto zariadenie používa na rozrezávanie kontinuálne odlievaného tenkého plátu na kusy s približne rovnakou dĺžkou, pričom tieto kusy sa homogenizujú v zariadení typu tunelovej pece pri teplote približne 1050 °C až približne 1150 °C. Po opustení zariadenia typu tunelovej pece sa môžu jednotlivé kusy, ak je to žiaduce, opäť rozrezávať na polovice plátov, ktoré majú hmotnosť, ktorá zodpovedá hmotnosti cievky, na ktorú sa navíja oceľový pás za valcovacím zariadením.

Podstata vynálezu

Cieľom vynálezu je poskytnúť spôsob známeho typu, ktorý ponúka viacero variánt, a s ktorým sa môže navyše vyrobiť oceľový pás alebo plát účinnejším spôsobom. V tomto zmysle sa spôsob podľa vynálezu vyznačuje tým, že sa kvapalná oceľ odlieva v kontinuálnom lejacom stroji do tvaru tenkého plátu a ten sa s využitím liaceho tepla podáva cez zariadenie, ktoré pracuje ako tunelová pec, ďalej sa predvalcuje v predvalcovacom zariadení na prcdvalcovaný pás na predávaciu hrúbku a znovu sa valcuje na dokončovacej valcovacej trati na vytvorenie feritického valcovaného oceľového pásu alebo plechu s požadovanou konečnou hrúbkou, ktorého podstata spočíva v tom, že sa vyrábaný feriticky valcovaný oceľový pás alebo plát alebo jeho časť dodáva bez prerušenia najmenej z tunelovej pece rýchlosťami, ktoré v podstate zodpovedajú rýchlosti vstupu do predvalcovacieho zariadenia a nasledujúcim redukciám hrúbky, z predvalcovacieho zariadenia do zvinovačky, ktorá je umiestnená za finalizačnou valcovacou traťou, pričom valcovaný pás, ktorý vychádza z predvalcovacieho zariadenia sa ochladzuje na feritickú oblasť, v ktorej má oceľ v podstate feritickú štruktúru, následne feritický valcovaný oceľový pás po dosiahnutí požadovanej konečnej hrúbky sa strihá na časti požadovanej dĺžky, ktoré sa zvinú, a celková redukcia vo feritickej oblasti je menšia ako 87 %, pričom tu nedochádza k materiálovému spojeniu medzi oceľou v kontinuálnom lejacom stroji a oceľou v predvalcovacom zariadení.

Vo výhodnom uskutočnení je celková redukcia vo feritickej oblasti viac ako 75 % a predávacia hrúbka je menšia ako 20 mm.

V ďalšom výhodnom uskutočnení pomer medzi šírkou a hrúbkou oceľového pásu alebo plechu je väčší ako 1500, výhodne väčší ako 2000.

V ďalšom výhodnom uskutočnení je oceľovým pásom nízkouhlíková oceľ s obsahom uhlíka medzi 0,1 % a 0,01 % a je chladená na hrúbku menšiu ako 1,8 mm, z austenitickej do feritickej oblasti, pričom celková redukcia pri valcovaní vo feritickej oblasti je menšia ako 90 %.

S cieľom výroby feriticky valcovaného oceľového pásu sa pás, plát alebo jeho časť dodáva bez prerušenia najmenej zo zariadenia, ktoré je typom pece, rýchlosťami, ktoré v podstate zodpovedajú rýchlosti vstupu do predvalcovacej stolice a nasledujúcich redukcií hrúbky, z predvalcovacej stolice do spracovateľského zariadenia, ktoré je umiestnené za finalizačnou valcovacou stolicou, pričom pás, ktorý vychádza z predvalcovacej stolice sa ochladzuje na teplotu, pri ktorej má oceľ v podstate feritickú štruktúru;

a) na vytvorenie austeniticky valcovaného oceľového pásu sa pás, ktorý vychádza z predvalcovacieho valca, privádza alebo udržiava na teplote v austenitickej oblasti a vo finálnej valcovacej stolici sa vyvalcuje na finálnu hrúbku v podstate v austenitickej oblasti a potom sa ochladí, po tomto valcovaní, do feritickej oblasti.

V tejto súvislosti sa pásom rozumie plát s redukovanou hrúbkou.

Pri konvenčnej metóde na výrobu feritického alebo za studená valcovaného oceľového pásu je východiskovým bodom zvitok za tepla valcovaného oceľového pásu tak, ako sa vyrába s použitím známej metódy z EP 0 666 112. Zvitok za tepla valcovanej ocele tohto druhu má obvykle hmotnosť v rozsahu medzi 16 a 30 tonami. V tomto prípade vzniká problém, že je veľmi ťažké pri veľkom pomere medzi šírkou a hrúbkou získaného oceľového pásu kontrolovať rozmery pásu, t. j. hrúbku profilu pozdĺž šírky pásu a pozdĺž dĺžky pásu. Kvôli diskontinuite v prúde materiálu sa vo valcovacom zariadení začiatok a koniec za tepla valcovaného pásu správa odlišne ako stredná časť. Kontrola rozmerov predstavuje problém, predovšetkým počas vstupu a výstupu za tepla valcovaného pásu do a z fínalizačnej valcovacej stolice pre feritické valcovanie alebo valcovanie za studená. V praxi sa v snahe udržať začiatok a koniec, ktoré majú nesprávne rozmery, čo najkratšie, používajú moderné dopredné a samonastavovacie ovládacie systémy a numerické modely. Aj tak má každý zvitok začiatok a koniec, ktoré je potrebné vyradiť a môžu tvoriť čo do dĺžky až niekoľko desiatok metrov.

Pri inštaláciách používaných v súčasnosti sa považuje za maximálny prakticky dosiahnuteľný pomer šírky k hrúbke asi 1200 - 1400. Väčší pomer šírky k hrúbke vedie k neúmerne dlhému začiatku a koncu pokiaľ sa dosiahne stabilná situácia, a teda k pomerne značnej úrovni odpadu.

Na druhej strane vzhľadom na účinnosť pri materiáloch pri spracovávaní za tepla valcovaného alebo za studená valcovaného pásu existuje potreba väčšej šírky s rovnakou alebo zníženou hrúbkou. Trh požaduje pomery šírka/hrúbka 2000 alebo viac, ale to sa nedá dosiahnuť v praxi pomocou známeho spôsobu z dôvodov opísaných skôr.

Spôsob podľa vynálezu umožňuje predvalcovať oceľový pás akoukoľvek rýchlosťou zo zariadenia typu pece neprerušovaným alebo kontinuálnym spôsobom v austenitickej oblasti, schladiť ho do feritickej oblasti a valcovať ho vo feritickej oblasti tak, aby sa získala konečná hrúbka.

Oveľa jednoduchšie spätnoväzbové ovládanie sa ukázalo byť dostatočné na riadenie rozmerov pásu.

Vynález tiež využíva predpoklad, že sa môže využiť spôsob, ktorým sa podľa známeho stavu techniky vyrába len za tepla valcovaný pás ocele, takým spôsobom, pričom sa použijú v zásade rovnaké prostriedky, že tento spôsob sa môže tiež použiť na získanie, navyše k austeniticky valcovanému oceľovému pásu, tiež feriticky valcovaného oceľového pásu, ktorý má vlastnosti za studená valcovaného oceľového pásu.

Tým sa otvára možnosť použitia zariadenia, ktoré je známe samo osebe, na výrobu širšieho rozsahu oceľových pásov a najmä na výrobu oceľových pásov, ktoré majú značne vyššiu pridanú hodnotu na trhu. Navyše spôsob poskytuje zvláštnu výhodu pri valcovaní feritického pásu podľa kroku a tak, ako to bude vysvetlené v nasledujúcm texte.

Vynález tiež umožňuje dosiahnuť rad iných dôležitých výhod tak, ako to bude opísané v nasledujúcom texte.

Pri uskutočňovaní spôsobu podľa vynálezu sa pri predvalcovávaní dáva prednosť tomu pracovať čo najskôr za zariadením typu pece v austenitickej oblasti, v ktorej sa plát za teploty homogenizuje. Ďalej je výhodné zvoliť vysokú valcovaciu rýchlosť a redukciu. Aby sa získala oceľ s konštantnými vlastnosťami, je nutné zabrániť, aby plát alebo prinajmenšom jeho podstatná časť neprešla do dvojfázovej oblasti, v ktorej existujú austenitické a feritické štruktúry jedna vedľa druhej. Po opustení zariadenia typu pece sa homogenizovaný austenitický plát ochladzuje najrýchlejšie na bočných okrajoch. Zistilo sa, že k ochladeniu dochádza predovšetkým v okrajovej časti plátu, ktorý má šírku, ktorá je porovnateľná so súčasnou hrúbkou plátu alebo pásu. Valcovaním pásu krátko potom, čo opustí pec a výhodne so značnou redukciou, sa rozsah ochladenej okrajovej časti obmedzí. Potom sa môže vyrobiť pás, ktorý má správny tvar pásu a konštantné predvídateľné vlastnosti v podstate po celej šírke.

V podstate homogénna distribúcia teploty pozdĺž šírky spolu s hrúbkou plátu poskytuje ďalšiu výhodu širšieho pracovného rozsahu, v ktorom sa môže vynález využívať. Pretože je nežiaduce uskutočňovať valcovanie v dvojfázovej oblasti, pracovný rozsah čo sa týka teploty je obmedzený na spodnej strane teplotou tej časti plátu, ktorá najskôr prejde do dvojfázovej oblasti, t. j. okrajovou oblasťou. Pri konvenčnom spôsobe je potom teplota stredovej časti stále ďaleko nad prechodovou teplotou, pri ktorej sa začne austenit meniť na ferit. Aj tak, aby bolo možné využiť vyššie teploty strednej časti, navrhuje sa v známom stave techniky znovu ohriať okraje. Ak sa použije vynález, potom nie je toto opatrenie nutné alebo je prinajmenšom nutné v značne redukovanom rozsahu a výsledok je, že sa dá pokračovať v austenitickom valcovacom spôsobe, pokiaľ v podstate celý plát, najmä v smere šírky, má teplotu blízko prechodovej teplote.

Rovnomernejšie rozloženie teplôt zabraňuje situácii, keď relatívne malá časť plátu už prešla do dvojfázovej oblasti, čím sa ďalšie valcovanie stane nežiaduce, zatiaľ čo veľká časť je stále dobre v austenitickej oblasti, a teda by sa dala ďalej valcovať. Tu je potrebné tiež uvažovať, že pri chladení z austenitickej oblasti cez relatívne malý teplotný rozsah teplotného rozsahu, v ktorom sa objavuje prechod, prechádza veľká časť materiálu. Znamená to, že aj malý pokles pod teplotu prechodu vedie k prechodu veľkej časti ocele. Z tohto dôvodu sú v praxi značné obavy z poklesu pod najvyššiu teplotu z tohto teplotného rozsahu.

Podrobnejšie uskutočnenie vynálezu a zariadenia na uskutočnenie vynálezu, ako aj príkladné uskutočnenia sú opísané v patentovej prihláške NL-1003293, ktorá sa týmto považuje za zahrnutú v celom svojom rozsahu do tohto patentu.

Vynález je predovšetkým vhodný na použitie pri výrobe hlbokoťažnej ocele. Druh ocele, ktorý má byť vhodný ako hlbokoťažná oceľ, musí spĺňať rad požiadaviek, z ktorých sa nižšie hovorí o niektorých, ktoré sú dôležité.

Aby sa získala uzavretá, t. j. dvojdielna plechovka, ktorej prvá časť zahŕňa spodok a telo a druhá časť tvorí veko, je základom pre prvú časť rovinný plech z hlbokoťažnej ocele, ktorý sa najskôr vytiahne do hĺbky tak, aby sa vytvorilo veko, ktoré má priemer napríklad 90 mm a výšku napríklad 30 mm, pričom steny tohto veka sa potom vytiahnu do tvaru plechovky, ktorá má priemer napríklad 66 mm a výšku napríklad 115 mm. Indiktivnymi hodnotami hrúbky oceľového materiálu v rôznych výrobných fázach sú počiatočná hrúbka plechu 0,26 mm, hrúbka spodku a hrúbka steny plechovky 0,26 mm, hrúbka spodku plechový 0,26 mm, hrúbka steny plechovky v polovici dĺžky hore 0,09 mm, hrúbka horného okraja plechovky 0,15 mm.

Hlbokoťažná oceľ musí byť extrémne ťažná a zostať taká v priebehu času, t. j. nesmie starnúť. Starnutie vedie k vysokým deformačným silám, vytváraniu deformačných trhliniek počas deformácie a k povrchovým chybám kvôli tokovým čiarám. Jedným zo spôsobov ako pôsobiť proti starnutiu je tzv. zrýchlené starnutie vyzrážaním uhlíka.

Želanie ušetriť materiál tým, že budeme schopní vyrábať stále ľahšie plechovky má tiež vplyv na požiadavku vysokej ťažnosti, rádovo začínajúc od počiatočnej hrúbky plechu, aby sme boli schopní dosiahnuť maximálnu možnú konečnú hrúbku steny plechovky a tiež horného okraja plechovky. Horný okraj plechovky kladie na hlbokoťažnú oceľ zvláštne požiadavky. Po vytvorení plechovky tiahnutím stien sa zmenší priemer horného okraja spôsobom známym ako vytváranie hrdla, aby bolo možné použiť menšie veko, čím sa ušetrí na materiáli veka. Po vytvorení hrdla sa pozdĺž horného okraja vytvorí lem, aby bolo možné pripojiť veko. Vytváranie hrdla a najmä lemu sú spôsoby, ktoré kladú vysoké požiadavky na dodatočnú ťažnosť hlbokoťažnej ocele, ktorá už bola predtým deformovaná počas výroby tela.

Navyše je pre ťažnosť ocele dôležitá jej čistota. Čistotou sa v tomto prípade rozumie, do akej miery nie sú prítomné inklúzie, väčšinou oxidov alebo plynov. Inklúzie tohto druhu sa vytvoria pri výrobe ocele s použitím kyslíka v oceliarni a zo zlievarenského prášku, ktorý sa používa pri kontinuálnom odlievaní oceľového plátu, ktorý tvorí východiskový materiál pre hlbokoťažnú oceľ. Počas vytvárania hrdla alebo lemu môže inklúzia viesť k trhline, ktorá sa následne stane príčinou netesnosti plechovky po naplnení obsahom a uzavretí. Počas skladovania a dopravy môže obsah, ktorý uniká von z plechovky, viesť ku kontaminácii a najmä spôsobiť poškodenie iných plechoviek a tovaru okolo seba, čo môže byť hodnota mnohonásobne vyššia, ako je hodnota netesnej plechovky a jej obsahu. Tak, ako sa hrúbka okraja plechovky znižuje, tak sa riziko trhliny, spôsobenej inklúziou zvyšuje. Preto by hlbokoťažná oceľ nemala obsahovať inklúzie. Do tej miery, v ktorej sú inklúzie nevyhnuteľné pri súčasnej metóde výroby ocele, je potrebné ich rozmery udržiavať čo najmenšie a mali by sa objavovať len vo veľmi malom počte.

Ešte ďalšia požiadavka sa týka úrovne anizotropie hlbokoťažnej ocele. Pri výrobe dvojdielnej plechovky hlbokým ťažením, ktoré spočíva v preťahovaní stien alebo ich stenšovani, horný okraj plechovky nemá rovinný povrch, skôr je zvlnený okolo obvodu plechovky. Medzi špecialistami sa týmto zvlneným chrbátom hovorí ušká. Tendencia k uškovaniu je výsledkom anizotropie v hlbokoťažnej oceli. Ušká sa musia ostrihať na úroveň najnižšej časti zvlnenia, aby sa získal horný okraj, ktorý prebieha v jednej rovine a dá sa zdeformovať do lemu a tento spôsob vedie k strate materiálu. Úroveň uškovania závisí od celkovej redukcie pri valcovaní za studená a na koncentrácii uhlíka.

Je obvyklé pre úvahy o usporiadaní spôsobu začať zo za tepla valcovaného plechu alebo pásu s hrúbkou 1,8 mm alebo viac. S redukciou na asi 85 % to vedie ku konečnej hrúbke približne 0,27 mm. Vzhľadom na želanie minimalizovať spotrebu materiálu na každú plechovku je žiaduca nižšia konečná hrúbka, výhodne nižšia ako 0,21 mm. Uvádzajú sa už smerné hodnoty približne 0,17 mm. Pri danej počiatočnej hrúbke približne 1,8 mm to teda vyžaduje zníženie o viac ako 90 %. Pri obvyklej koncentrácii uhlíka to vedie k značnému uškovaniu a následkom existencie týchto ušiek je po ich ostrihaní ďalšia strata materiálu, čím sa neguje výhoda získaná z nižšej hrúbky. Riešenie sa videlo v používaní extra nízko alebo ultra nízkouhlíkatej ocele (ULC-oceľ). Oceľ tohto druhu, ktorá mala všeobecnú koncentráciu uhlíka pod 0,01 % až po hodnoty 0,001 % a menej je vyrobená tým, že sa v oceliarni do roztavenej ocele fúka viac kyslíka, takže sa spáli viac uhlíka. Ak je to žiaduce, môže potom nasledovať vákuová úprava na panve, aby sa ďalej znížila koncentrácia uhlíka. Výsledkom zavedenia viac kyslíka do roztavenej ocele je tiež vznik nežiaducich kovových oxidov v roztavenej oceli, ktoré zostanú v odliatom oceľovom pláte ako inklúzie a neskôr sa dostanú aj do za studená vyvalcovaného pásu. Účinok inklúzií je zosilnený nižšou konečnou hrúbkou za studená vyvalcovanej ocele. Ako to bolo opísané, spôsobujú inklúzie zhoršovanie, pretože môžu viesť k vytváraniu trhliniek. Výsledkom nižšej konečnej hrúbky je, že sa tento škodlivý vplyv prenáša tým viac na ULC oceľ. Výsledkom je, že výťažnosť ULC typov ocele na obalové účely je nízka kvôli vysokej miere odpadu.

Ďalším cieľom vynálezu je poskytnúť spôsob na výrobu hlbokoťažnej ocele z typov oceli z triedy nízkouhlíkatých ocelí, pod čím sa obvykle rozumie obsah uhlíka v rozsahu 0,1 % a 0,01 %, čo umožňuje dosiahnuť nízke finálne hrúbky s vysokým výťažkom materiálu a tiež umožniť dosiahnutie ďalších výhod. Podľa vynálezu sa táto metóda vyznačuje tým, že oceľový pás je z nízkouhlíkatej ocele s obsahom uhlíka v rozsahu 0,1 % a 0,01 % a je chladený na prechodovú hrúbku menšiu ako 1,8 mm z austenitickej oblasti do feritickej oblasti a celková redukcia valcovaním vo feritickej oblasti je menšia ako 90 %. Úroveň anizotropie závisí od koncentrácie uhlíka a celkovej redukcii pri valcovaní, ktorej sa hlbokoťažná oceľ podrobila vo feritickej oblasti.

Vynález je založený na ďalšom poznatku, že celková redukcia vo feritickej oblasti po prechode z austenitickej oblasti je dôležitá na uškovanie a že uškovaniu sa dá zabrániť alebo sa dá obmedziť pri valcovaní za studená vo feritickej oblasti tým, že sa do feritickej oblasti prechádza až pri dostatočnom tenkom páse.

V spôsobe podľa vynálezu celková redukcia spôsobená valcovaním vo feritickej oblasti je menšia ako 87 %. Úroveň redukcie pri valcovaní, pri ktorej sa objaví minimum anizotropie závisí od koncentrácie uhlíka a zvyšuje sa tak, ako klesá koncentrácia uhlíka. Pri nízkouhlíkatej oceli leží redukcia pri valcovaní za studená, ktorá vytvára minimálnu anizotropiu a teda minimálne uškovanie, v rozsahu menej ako 87 % alebo výhodnejšie menej ako 85 %. V spojitosti s dobrými deformačnými vlastnosťami sa uprednostňuje, aby bola celková redukcia väčšia ako 75 % a výhodne viac ako 80 %.

Redukcia, ktorá sa má uskutočniť vo feritickej oblasti, sa môže udržiavať na nízkej úrovni, na dolnom konci hrúbky, pri inom uskutočnení vynálezu, ktorý sa vyznačuje tým, že prechodová hrúbka je menej ako 1,5 mm.

Uvedený spôsob poskytuje hlbokoťažnú oceľ, ktorá sa dá vyrábať známym spôsobom s použitím vo všeobecnosti známeho zariadenia a ktorá umožňuje vyrábať tenšiu hlbokoťažnú oceľ, ako to bolo dosiaľ možné. Známe postupy sa dajú použiť na valcovanie a ďalej na spracovanie vo feritickej oblasti.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález bude teraz vysvetlený podrobnejšie s odkazom na nevymedzujúce uskutočnenia v súlade s výkresom, na ktorom:

obr. 1 ukazuje schématický pohľad v bokoryse na zariadenie vhodné na uskutočnenie podľa vynálezu; obr. 2 ukazuje graf, ktorý znázorňuje teplotnú krivku pri oceli ako funkciu polohy zariadenia;

obr. 3 ukazuje graf, ktorý znázorňuje hĺbkový profil ocele ako funkciu polohy v zariadení.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 označuje vzťahová značka 1 kontinuálny lejací stroj na odlievanie plátov. V tomto úvodnom opise sa chápe kontinuálny odlievací stroj ako stroj vhodný na odlievanie tenkých oceľových plátov s hrúbkou menšou ako 150 mm, výhodne menej ako 100 mm. Vzťahová značka 2 označuje lejaciu panvu, ktorou sa kvapalná oceľ na odlievanie dodáva do prenášacej panvy 3, ktorá má v tejto konštrukcie tvar vákuovej prenášacej panvy. Pod prenášacou panvou 3 je odlievacia forma 4, do ktorej sa nalieva kvapalná oceľ, kde najmenej sčasti stuhne. Ak je to žiaduce, môže byť odlievacia forma 4 vybavená elektromagnetickou brzdou. Vákuová prenášacia panva a elektromagnetická brzda nie sú nutné a každá z nich sa môže použiť samotná a umožňovať dosiahnutie vyššej rýchlosti odlievania a lepšej internej kvality odlievanej ocele. Konvenčný kontinuálny lejací stroj má rýchlosť odlievania približne 6 m/min. Zvláštne opatrenie, ako je vákuová prenášacia panva a/alebo elektromagnetická brzda výhľadovo umožňujú rýchlosť odlievania 8 m/min. alebo viac. Stuhnutý tenký plát sa zavedie do tunelovej pece 7 s dĺžkou napríklad 200 m. Akonáhle odlievaný plát dosiahne koniec pece 7, použije sa strihací mechanizmus 6 na rozstrihanie plátu na časti plátu. Každá časť plátu predstavuje také množstvo ocele, ktoré zodpovedá piatim až šiestim konvenčným cievkam. V peci existuje priestor na uskladnenie radu častí plátu tohto druhu, napríklad na uskladnenie troch takýchto častí plátu. Výsledkom je, že tie časti inštalácie, ktoré ležia technologicky za pecou, môžu pokračovať v prevádzke, zatiaľ čo lejacia panva v kontinuálnom lejacom stroji sa musí vymeniť a je potrebné začať odlievať nový plát. Tiež skladovanie v peci zvyšuje čas zdržania častí plátu v nej, čím tiež zabezpečuje lepšiu teplotnú homogenizáciu častí plátu. Rýchlosť, ktorou plát vstupuje do pece, zodpovedá rýchlosti odlievania a je teda asi 0,1 m/s. Technologicky za tunelovou pecou 7 je zariadenie 9 na odstraňovanie oxidu, ktoré je v tomto prípade vo forme vysokotlakových vodných dýz, aby sa oxid, ktorý sa vytvoril na povrchu plátu, odfukol s povrchu. Rýchlosť, ktorou plát prechádza inštaláciou na odstraňovanie oxidu a vstupuje do pecného zariadenia je približne 0,15 m/s. Pecné zariadenie, ktoré uskutočňuje funkciu predvalcovacieho zariadenia 10, obsahuje dve stolice kvatro. Ak je to žiaduce, môže pre prípady núdze obsahovať aj strihací mechanizmus 8.

Z obr. 2 je zrejmé, že teplota oceľového plátu v okamihu, keď opúšťa prenášaciu panvu, ktorá jc na úrovni približne 1450 °C, klesá pozdĺž valčekového dopravníka na úroveň približne 1150 °C a je homogenizovaná na tejto teplote v pecnom zariadení. Výsledkom intenzívneho sprchovania vodou v zariadení 9 na odstraňovanie oxidu je, že teplota plátu klesne z približne 1150 °C na približne 1050 °C tak pri austenitickom, ako aj pri feritickom spôsobe, ktoré sú označené a a f. V dvoch valcovacích stoliciach predvalcovacieho zariadenia 10 klesá teplota plátu približne o ďalších 50 °C na každej valcovacej dráhe, takže plát, ktorý mal pôvodne hrúbku približne 70 mm a bol tvarovaný v dvoch krokoch mal dočasnú hrúbku 42 mm a bol vyvalcovaný na oceľový pás s hrúbkou približne 16,8 mm s teplotou približne 950 °C. Hrúbkový profil ako funkcia miesta je znázornený na obr. 3. Číslice znamenajú hrúbku v mm. Technologicky za predvalcovacím zariadením 10 je zabudované chladiace zariadenie 11 a súprava cievkových boxov 12 a ak je to žiaduce, ďalšie pecné zariadenie (nie je znázornené). Pri výrobe austeniticky valcovaného pásu sa pás, ktorý vychádza z predvalcovacieho zariadenia 10, ak je to potrebné, dočasne skladuje a homogenizuje sa v cievkových boxoch 12 a ak je žiaduce ďalšie zvýšenie teploty, ohrieva sa v ohrievacom zariadení (nie je znázornené), ktoré je umiestnené technologicky za cievkovým boxom. Odborníkom z odboru bude zrejmé, že chladiace zariadenie 11, cievkové boxy 12 a pecné zariadenie (nie je znázornené) môžu byť v rôznych polohách vzhľadom na seba navzájom oproti tým, ktoré sú uvedené. Výsledkom zníženia hrúbky je, že valcovaný pás vstupuje do cievkových boxov rýchlosťou približne 0,6 m/s. Druhé zariadenie 13 na odstraňovanie oxiduje umiestnené technologicky za chladiacim zariadením 11, cievkovými boxmi 12 alebo pecným zariadením (nie je znázornené), aby sa opäť odstránila oxidovaná vrstva, ktorá sa mohla vytvoriť na povrchu valcovaného pásu. Ak je to žiaduce, môže sa zabudovať ďalšie strihacie zariadenie 8, 20, aby sa odstránil predok a koniec pásu. Pás sa potom zavedie do valcovacej trate, ktorá môže mať podobu šiestich do série spojených valcovacích stolíc kvatro. Ak sa vyrába austenitický pás, môže sa dosiahnuť požadovaná finálna hrúbka napríklad 1,0 mm použitím len piatich valcovacích stolíc. Hrúbka dosiahnutá pri tejto operácii pre každú valcovaciu stolicu je uvedená v hornom rade číslic na obr. 3 pre prípad hrúbky plátu 70 mm. Po opustení valcovacej trate 14 sa pás, ktorý má v tomto okamihu konečnú teplotu približne 900 °C a hrúbku 1,0 mm, intenzívne ochladí pomocou chladiaceho zariadenia 15 a navíja sa na zvinovačku 16. Rýchlosť, ktorou vstupuje do zvinovačky je približne 13 m/s. Ak sa má vyrábať feriticky valcovaný oceľový pás, potom oceľový pás, ktorý opúšťa predvalcovacie zariadenie 10, sa intenzívne ochladí pomocou chladiaceho zariadenia 11. Pás prechádza obchvatom okolo cievkových boxov 12 a ak je to žiaduce, aj pecným zariadením (nie je znázornené) a oxid sa potom odstráni v druhom zariadení 13 na odstraňovanie oxidu. Pás, ktorý sa teraz dostal do feritickej oblasti, má teplotu približne 750 °C. Ako je to uvedené, časť materiálu môže byť ešte austenitická, ale v závislosti od obsahu uhlíka a požadovanej výslednej akosti to je prijateľné. Aby sa dosiahla požadovaná konečná hrúbka feritického pásu približne 0,7 až 0,8 mm, používajú sa všetky časti stolíc valcovacej trati 14. Ako v situácii, keď sa valcoval austenitický pás, pri valcovaní feritického pásu existuje v podstate totožná redukcia pre každú valcovaciu stolicu, s výnimkou redukcie koncovou valcovacou stolicou. Je to znázornené na teplotnej krivke znázornenej na obr. 2 a hĺbkovom profile znázornenom spodnou sériou čísel na obr. 3 pre feritické valcovanie oceľového pásu ako funkcie polohy. Teplotná krivka znázorňuje, že pás má výstupnú teplotu, ktorá je dostatočne nad rekryštalizačnou teplotou. Preto, aby sa zabránilo tvorbe oxidov, môže byť žiaduce ochladiť pás pomocou chladiaceho zariadenia 15 na požadovanú chladiacu teplotu, pričom v tomto prípade sa stále môže objaviť rekryštalizácia. Ak je výstupná teplota z valcovacej trate 14 príliš nízka, pecné zariadenie 18, ktoré je umiestnené technologicky za valcovacou traťou, dá sa použiť na to, aby sa feriticky valcovaný pás dostal na požadovanú chladiacu teplotu. Chladiace zariadenie 15 a pecné zariadenie 18 sa dajú umiestniť pararelne vedľa seba alebo do série za sebou. Tiež sa môže nahradiť jedno zariadenie druhým zariadením v závislosti od toho, či sa vyrába feritický alebo austenitický pás. Ako to bolo uvedené, ak sa vyrába feritický pás, uskutočňuje sa valcovanie kontinuálne. Znamená to, že pás, ktorý vystupuje z valcovacej trate 14, a prípadne chladiace zariadenie 15 alebo pecné zariadenie 18 má väčšiu dĺžku ako zariadenie, ktoré je obvyklé na vytváranie jedinej cievky a táto časť plátu celej dĺžky pece alebo dlhšia sa valcuje kontinuálne. Aby sa pás narezal na požadovanú dĺžku, ktorá zodpovedá obvyklým rozmerom cievky, je tu strihací mechanizmus 17. Tým, že sa vhodne zvolia rôzne komponenty zariadenia a používané technologické kroky, ako je homogenizácia, valcovanie, chladenie a dočasné skladovanie sa ukázalo, ako je možné prevádzkovať toto zariadenie s jediným strojom na kontinuálne liatie, pričom podľa známeho stavu techniky sa používajú dva stroje na kontinuálne liatie, aby sa obmedzená rýchlosť liatia prispôsobila oveľa vyšším, vo všeobecnosti používaným rýchlostiam pri valcovaní. Ak je to žiaduce, môže sa zabudovať prídavná, tzv. uzavretá zvinovačka priamo technologicky za valcovaciu trať 14, aby sa tým pomohlo riadeniu chodu a teploty pásu. Zariadenie je vhodné pre pásy so šírkou, ktorá leží v rozsahu medzi 1000 a 1500 mm, pričom hrúbka austeniticky valcovaného pásu je približne 1,0 mm a hrúbka feriticky valcovaného pásu je približne 0,7 až 0,8 mm. Čas homogenizácie v zariadení typu tunelovej pece 7 je asi 10 minút na uloženie troch plátov s rovnakou dĺžkou ako má pec. Cievkový box je vhodný na uloženie dvoch celých pásov pri austenitickom valcovaní.

Priemyselná využiteľnosť

Spôsob podľa vynálezu je vhodný najmä na výrobu tenkého austenitického pásu, napríklad s konečnou hrúbkou menšou ako 1,2 mm. Pás tohto druhu je vhodný najmä z hľadiska uškovania následkom anizotropie na ďalšie feritické zníženie hrúbky tak, že sa potom dá použiť ako obalová oceľ napríklad na nápojové plechovky.

Claims (5)

1. Spôsob výroby oceľového pásu alebo plechu, vhodného ako obalová oceľ, v ktorom sa kvapalná oceľ odlieva v kontinuálnom lejacom stroji (1) do tvaru tenkého plátu a ten sa s využitím lejacieho tepla podáva cez zariadenie, ktoré pracuje ako tunelová pec (7), ďalej sa predvalcuje v predvalcovacom zariadení (10) na predvalcovaný pás na predávaciu hrúbku a znovu sa valcuje na dokončovacej valcovacej trati (14) na vytvorenie feritického valcovaného oceľového pásu alebo plechu s požadovanou konečnou hrúbkou, vyznačujúci sa tým, že sa vyrábaný feriticky valcovaný oceľový pás alebo plát alebo jeho časť dodáva bez prerušenia najmenej z tunelovej pece (7) rýchlosťami, ktoré v podstate zodpovedajú rýchlosti vstupu do predvalcovacieho zariadenia (10) a nasledujúcim redukciám hrúbky, z predvalcovacieho zariadenia (10) do zvinovačky (16), ktorá je umiestnená za dokončovacou valcovacou traťou (14), pričom valcovaný pás, ktorý vychádza z predvalcovacieho zariadenia (10) sa ochladzuje na feritickú oblasť, v ktorej má oceľ v podstate feritickú štruktúru, následne feritický valcovaný oceľový pás po dosiahnutí požadovanej konečnej hrúbky sa strihá na časti požadovanej dĺžky, ktoré sa zvinú, a celková redukcia vo feritickej oblasti je menšia ako 87 %, pričom tu nedochádza k materiálovému spojeniu medzi oceľou v kontinuálnom lejacom stroji (1) a oceľou v predvalcovacom zariadení (10).

2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že celková redukcia vo feritickej oblasti je viac ako 75 %.

3. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že predávacia hrúbka je menšia ako 20 mm.

4. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že pomer medzi šírkou a hrúbkou oceľového pásu alebo plechu je väčší ako 1500, výhodne väčší ako 2000.

5. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že oceľovým pásom je nízkouhlíková oceľ s obsahom uhlíka medzi 0,1 % a 0,01 % a je chladená, na hrúbku menšiu ako 1,8 mm, z austenitickej do feritickej oblasti, pričom celková redukcia pri valcovaní vo feritickej oblasti je menšia ako 90 %.