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WO2002024355A1 - Verfahren und anlage zum herstellen von bändern und blechen aus stahl - Google Patents

Verfahren und anlage zum herstellen von bändern und blechen aus stahl Download PDF

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WO2002024355A1
WO2002024355A1 PCT/EP2001/009721 EP0109721W WO0224355A1 WO 2002024355 A1 WO2002024355 A1 WO 2002024355A1 EP 0109721 W EP0109721 W EP 0109721W WO 0224355 A1 WO0224355 A1 WO 0224355A1
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WO
WIPO (PCT)
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rolling
products
cast
steel
casting
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2001/009721
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Seidel
Günter KNEPPE
Joachim Hafer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Priority to AU2001285899A priority patent/AU2001285899A1/en
Priority to DE50104324T priority patent/DE50104324D1/de
Priority to AT01965207T priority patent/ATE280642T1/de
Priority to EP01965207A priority patent/EP1318876B1/de
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Priority to JP2002528414A priority patent/JP2004508933A/ja
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
    • Y10T29/5184—Casting and working

Definitions

  • the invention relates to a method for producing strips and sheets of steel with the process steps of casting a strand in thin slab format from a carbon steel or a stainless steel in a casting machine, guiding the cast products through a compensating furnace to achieve a uniform temperature, rolling the cast products in a rolling train, Cooling of the rolled product on an outfeed roller table and winding of the rolled product on a winding device.
  • the invention relates to a plant for performing the method.
  • thin slabs are understood to mean cast products with a thickness between 30-130, in particular between 40-60 mm.
  • EP 0 808 672 A1 discloses a method and a plant for producing stainless steel or carbon steel sheet from thin slabs produced by continuous casting.
  • a thin slab strand of 40-100 mm thickness either cast from a stainless steel melt or from a carbon steel melt, is divided into sections, the individual thin slabs are conveyed through a heating line and then rolled continuously.
  • the present invention is based on the object of further developing a generic method and a generic system. none that the production of strips and sheets made of stainless steel becomes more economical.
  • this object is achieved in that, together with the first cast products produced in a first process route, at least in a second process route, second cast products made of stainless steel, when the first cast products are cast from carbon steel, or from carbon steel, when the first cast products are cast from stainless steel are rolled within a common rolling program.
  • the core of the invention is accordingly to integrate products of both steel types in a common rolling mill on a generic plant and to roll them within a common rolling program.
  • the term rolling program is generally understood to mean the predetermined sequence of slabs to be rolled in the period between two roll changes.
  • an optimal utilization of a plant is achieved, which would not be fully utilized if only stainless steel sheets were produced, which are produced in small quantities compared to carbon steels.
  • the greater variability of a plant on which carbon steels are produced is increased by additional rolling of stainless steels.
  • the invention is not limited to a rolling program for cast products from the two types of steel; It is also conceivable to roll additional types of steel in a rolling program, but carbon steels and stainless steels are always rolled together. The suggestion of rolling in a joint rolling program makes it possible to process two very different types of steel, regardless of the throughput of a line or the amount of steel produced.
  • stainless steel is basically defined in EN 10 020. A distinction is made between unalloyed and alloyed stainless steels.
  • the stainless steels according to the invention are, for example, roller bearing steels,
  • Tool steels heat-resistant steels and high-grade structural steels.
  • This term is used to describe higher-alloy steels with alloy elements and quantities that stabilize the austenite structure at lower temperatures, including in particular the high-alloy austenitic CrNi steels.
  • the rolling mill is adapted to the material to be processed during the rolling program.
  • This preferably means that the rolling train is already being prepared for the subsequent material to be processed in the rolling program while the previous one is still being processed.
  • the negative effects due to the stainless steel rolling on the surfaces of the work rolls which usually have an effect on rough surfaces and which have a disruptive effect on the subsequent rolling of the carbon steels, have already been eliminated in operation or online.
  • the negative effects resulting from the carbon steel rolling in the form of a larger amount of loose scale, which would press into the surface of the subsequent stainless steel product, are removed analogously in operation or online when the carbon steels are rolled. In this way, the rolling mill is optimally prepared for the subsequent rolled product.
  • the preparation of the rolling train for the respective subsequent strip also takes place during the rolling break between the rolling process of two strips.
  • the first cast products in thin slab format or groups of these and the second cast products or groups of second cast products are rolled alternately.
  • the term change allows an irregular or regular change between slabs of one and the other type of steel.
  • the second cast products rolled together with the thin slabs of the first process route in a rolling program can either be thin slabs themselves or so-called conventionally cast slabs that run into the common rolling mill after pre-rolling.
  • thin slabs which are cast and cut in a second, parallel, process route to the first process route, these are preferably fed via a possibly second equalizing furnace and a ferry into a common equalizing furnace and then into the rolling mill.
  • conventionally produced slabs i.e. Cast products with casting thicknesses of up to 250 mm are pre-rolled on a conventional hot wide strip mill in the reversing stand.
  • the then cooled slabs are reheated from the cold state in a slab furnace after being transported to the installation in which the first process route takes place, and are integrated via a ferry into the compensation furnace of the first process route or the rolling mill in the sequence specified according to the rolling program.
  • a pre-rolled slab is transported directly without cooling, so that it can then be integrated into the common rolling program. Homogenization of the temperature before integration is useful.
  • This invention is not limited to the described possibilities for the incorporation of thin slabs or conventionally continuously cast pre-rolled slabs; the incorporation of any cast product, for example produced by strip casting, is conceivable, although the preliminary products produced in this way already have small initial thicknesses.
  • Stainless steel when the first cast products from the first process line made of carbon lenstahlstahl are cast, or to insert at least second cast products made of carbon steel, if the cast products from the first process line are cast from stainless steel, to equip and with a rolling mill for a combined rolling program for cast products made of carbon steel and stainless steel and preferably with means for preparing the rolling mill for the subsequent rolled product of the other steel grade.
  • a grinding and / or polishing device for the work rolls of at least one roll stand is provided for this purpose, which counteracts a rough roll surface during the rolling of the stainless steel products and / or during the pause between rolls.
  • These are preferably arranged on all inlet stands, for example in the form of grinding devices which press against a work roll, on all roll stands of the rolling train.
  • the rolling mill has a rinsing device which works in particular or to a greater extent during the rolling of the carbon steel products and / or in the subsequent rolling break and frees the rolling mill from the loose scale of the carbon steels.
  • FIG. 3 schematically shows a plant for casting and rolling thin slabs with a casting strand for thin slabs and a process route for a conventionally cast product according to a second embodiment
  • FIG. 4 schematically shows a plant for casting and rolling thin slabs with two casting strands and a common rolling train according to a third embodiment
  • the first process route I comprising a rolling mill 3 with a casting machine 4 arranged upstream.
  • the first casting machine 4 has a distributor 5 and a funnel-shaped thin slab casting mold (shown here schematically larger) for the casting of thin slabs 40-100 mm thick.
  • the casting machine 4 itself is fed with stainless steel melt from pans 7, the steel melt being produced, for example, by means of a blast furnace converter route (denoted by 8) or by means of an electric steel furnace with downstream secondary metallurgy and being transported to the casting machine in the pans 7 (the transport step is labeled 9).
  • the cast product in the form of the cast strand is bent from the vertical into the horizontal via rollers 10a, b and, in this embodiment, is separated by means of a first cross-cutting shear 11.
  • the individual thin slabs then run into a first compensation furnace 12, for example a roller hearth furnace or walking beam furnace, in order to achieve a uniform thin slab temperature.
  • a descaling device 13 the thin slabs are conveyed into the rolling mill in order to achieve the desired final dimension.
  • the finishing mill 14 of the rolling mill here consists of six rolling stands (15a by way of example), each with two working (16a, b) and backup rolls (17a, b). This is followed by an outfeed roller table 18 with cooling devices 19 and a reel 20 for winding the strip into the coil.
  • the system according to FIG. 1 shows a second cast product as cast strand 2 made of carbon steel in a second, parallel process route II.
  • This process route consists exclusively of the compensating furnace 21 from the same structural units as the process route I described above, which is therefore not discussed in detail.
  • the first process route as an integration unit for the thin slabs from the second process route II, comprises a ferry 22 which can be inserted transversely into a section 22a of the first compensation furnace 12 which can be moved to the other side.
  • a common rolling program is run in the rolling mill 3, an example of such a rolling program being shown in FIG. 2.
  • the respective steel grade is plotted on the number of strips.
  • the rolling program begins with the rolling of a stainless steel cast product, followed by a cast product made of carbon steel etc.
  • the sixth to eighth slabs are then made of carbon steel, the 12th to 16th as a group made of stainless steel.
  • Figure 2 serves only as an example of a possible common rolling program.
  • the stainless steel rolling results in rougher roll surfaces that would have a disruptive effect on the subsequent rolling of carbon steel, such as, for example, by rolling in scale and rougher strip surfaces.
  • the rolling mill therefore has grinding and / or polishing machines which are arranged on each of the roll stands.
  • An example of such a device, which acts on the upper and lower work roll, is identified by 23.
  • an edge heater 24 is provided is arranged in front of the descaling device 13. For example, it is an induction heater or gas-fired heater.
  • Devices for lubricating the roll gap to reduce the friction between the work rolls are also provided, shown here by way of example at 25. These are in particular only arranged on the inlet side of the roll stand.
  • wear-resistant rollers such as work rollers, which are manufactured using the powder metallurgical H1P (high-isostatic pressing) process or high-speed steel (HSS).
  • H1P powder metallurgical H1P (high-isostatic pressing) process or high-speed steel (HSS).
  • H1P high-isostatic pressing
  • HSS high-speed steel
  • the surface inspection is preferably aligned with scale rolling and strip roughness.
  • the loose scale that is formed during the rolling of carbon steels, which could be pressed into the surface of a subsequently rolled stainless steel strip, is removed in the strip side guides by means of a flushing device (designated 27 by way of example).
  • a flushing device designated 27 by way of example.
  • This preferably works in such a way that the wipers (not shown) of the flushing device are temporarily pivoted away and during this time the flushing medium is applied to the roller surface and between the stands at high pressure by means of appropriate high-pressure nozzles (not shown) in order to flush out any scale or grinding particles ,
  • the strip quality can of course also be improved by the use and controlled control of profile actuators for shifting work rolls and setting a roll bend. It is proposed the sequence of the entry of a first thin slab, a group of first thin slabs, ie from the first process route I, a second cast product or a group of second cast products into the rolling mill and the duration of the common rolling program, ie the period between the change of the To determine work rolls, computer-based on a process model. On the basis of this process model, the use and the period of the grinding and polishing devices or the rinsing devices for removing the scale of the carbon steels and the other devices which are intended to improve the strip surface are also controlled. Such a control unit is designated schematically at 28. In addition, the permissible jumps in the width of the cast products to be rolled in succession can be taken into account in this rolling program in accordance with mixed rolling. Overall, such a process model enables the rolling quality to be optimized as a function of the desired product quality.
  • the second casting products (2) integrated into process route I are cast using a conventional casting machine 30 with thicknesses of up to 250 mm and, after cooling and reheating in an oven 31 in a roughing mill 32, to a thickness as far as necessary rolled down that they can be integrated into the common rolling mill of process route I.
  • the conventional process of continuous casting and roughing is only shown schematically here.
  • the individual slabs are transported in the cold or possibly still warm state to a slab furnace 21 in the vicinity of the first process route I, where they are heated or homogenized to corresponding rolling temperatures and introduced into the compensating furnace 12 by a ferry 22.
  • FIG. 4 schematically shows a third embodiment of the plant with which a common rolling program is carried out.
  • the integration unit is a ferry 220 which carries both the cross-divided first and the second cast products (100, 200) from the two equalizing furnaces (120, 210) and thus process routes I and II come into a common rolling mill 300.
  • stainless steels can be produced more economically than according to the prior art, because free capacities of existing plants can be used or not used.
  • heavy-duty systems which are primarily used to manufacture carbon steels, can be supplemented with other types of steel or other cast products.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bändern und Blechen aus Stahl mit den Prozessschritten : Giessen eines Strangs in Dünnbrammenformat (1) aus einem Kohlenstoffstahl oder einem Edelstahl in einer Giessmaschine (4) sowie Walzen des Giessprodukts aus der Giesshitze. Um freie Kapazitäten bestehender Anlagen auszunutzen bzw. nicht ausgelastete Anlagen, mit denen primär Kohlenstoffstähle hergestellt werden, um weiteren Stahlsorten oder anderweitig hergestellte Giessprodukte zu ergänzen, sollen zusammen mit diesen ersten Giessprodukten (1) zumindest zweite Giessprodukte (2), die in einer zweiten Prozessroute (II) herstellt werden aus Edelstahl, wenn die ersten Dünnbrammen aus Kohlenstoffstahl gegossen sind, oder aus Kohlenstoffstahl, wenn die ersten Dünnbrammen aus Edelstahl gegossen sind, innerhalb eines gemeinsamen Walzprogramms gewalzt werden.

Description

Verfahren und Anlage zum Herstellen von Bändern und Blechen aus Stahl
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bändern und Blechen aus Stahl mit den Prozeßschritten Gießen eines Strangs in Dünnbrammenformat aus einem Kohlenstoffstahl oder einem Edelstahl in einer Gießmaschine, Führen der Gießprodukte durch einen Ausgleichsofens zur Erzielung einer gleichförmigen Temperatur, Walzen der Gießprodukte in einer Walzstraße, Abkühlen des Walzproduktes auf einem Auslaufrollgang sowie Wickeln des Walz- produkts auf einer Wickeleinrichtung. Zudem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Unter Dünnbrammen werden in diesem Zusammenhang Gießprodukte der Dik- ke zwischen 30-130, insbesondere zwischen 40-60 mm verstanden. Aus der EP 0 808 672 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Edelstahl- oder Kohlenstoffstahlblech aus durch Strangguß erzeugten Dünnbrammen bekannt. Hierbei wird ein entweder aus einer Edelstahlschmelze oder aus einer Kohlenstoffstahlschmelze gegossener Dünnbrammenstrang von 40- 100 mm Dicke in Abschnitte unterteilt, die einzelnen Dünnbrammen durch eine Heizlinie gefördert und danach kontinuierlich gewalzt.
In Stahl und Eisen 115 (1995) Nr. 9 S. 89-99 werden Ergebnisse von verschiedenen Stahlsorten auf Grundlage deren Verarbeitung nach dem gattungsgemäßen Verfahren, was auch unter "CSP"-Technologie bekannt ist, beschrieben, die auch den Direkteinsatz von Edelstahlen, wie die Werkstoffgruppe eines nichtrostenden Cr-Stahls mit C <= 0,10% und Cr >=13% und wie die Werkstoffgruppe eines nichtrostenden CrNi-Stahls mit C<=0,10% und Cr >= 17%, einschließen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Anlage dahingehend weiterzuentwik- kein, daß die Herstellung von Bändern und Blechen aus Edelstahl wirtschaftlicher wird.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß zusammen mit den in einer ersten Prozeßroute hergestellten ersten Gießprodukten zumindest in einer zweiten Prozeßroute hergestellte zweite Gießprodukte aus Edelstahl, wenn die ersten Gießprodukte aus Kohlenstoffstahl gegossen sind, oder aus Kohlenstoff stahl, wenn die ersten Gießprodukte aus Edelstahl gegossen sind, innerhalb eines gemeinsamen Walzprogramms gewalzt werden. Kern der Erfindung ist demnach, auf einer gattungsgemäßen Anlage Produkte beider Stahl- Sorten in einer gemeinsamen Walzstraße zu integrieren und innerhalb eines gemeinsamen Walzprogramms zu walzen. Unter dem Begriff Walzprogramm wird allgemein die vorgegebene Reihenfolge von zu walzenden Brammen im Zeitraum zwischen zwei Walzenwechseln verstanden.
Erfindungsgemäß wird eine optimale Auslastung einer Anlage erreicht, die bei alleiniger Produktion von Edelstahlblechen, die im Vergleich zu Kohlenstoffstählen in geringer Menge produziert werden, nicht ausgelastet wäre. Zudem wird eine größere Variabilität einer Anlage, auf der Kohlenstoffstähle produziert werden, durch zusätzliche Walzung von Edelstahlen erhöht. Grundsätz- lieh ist die Erfindung nicht auf ein Walzprogramm für Gießprodukte aus den zwei Stahlsorten beschränkt; denkbar ist auch, weitere zusätzliche Stahlsorten in einem Walzprogramm zu walzen, wobei aber immer Kohlenstoffstähle und Edelstahle zusammen gewalzt werden. Durch den Vorschlag des Walzens in einem gemeinsamen Walzprogramm wird eine Verarbeitung von zwei sehr un- terschiedlichen Stahlsorten unabhängig von der Durchsatzleistung eines Anlagenstrangs bzw. von der Stahlerzeugungsmenge möglich.
Der Begriff Edelstahl ist grundsätzlich in der EN 10 020 definiert. Es wird hierbei zwischen unlegierten und legierten Edelstahlen unterschieden. Es handelt sich bei den Edelstahlen nach der Erfindung beispielsweise um Wälzlagerstähle,
Werkzeugstähle, warmfeste Stähle und Edelbaustähle. Insbesondere sind unter diesen Begriff höherlegierte Stähle zu fassen mit Legierungselementen und - mengen, die das Austenitgefüge zu tieferen Temperaturen hin stabilisieren, worunter insbesondere die hochlegierten austenitischen CrNi-Stähle zählen.
Um Qualitätseinbußen am Fertigprodukt zu vermeiden, wird die Walzstraße an das jeweils zu bearbeitende Material während des Walzprogramms angepaßt. Vorzugsweise bedeutet dies, daß die Walzstraße bereits für das nachfolgende zu bearbeitende Material des Walzprogramms vorbereitet wird, während das vorherige noch bearbeitet wird. Dies bedeutet insbesondere, daß die negativen Auswirkungen infolge der Edelstahlwalzung auf die Oberflächen der Arbeitswal- zen, die sich meist in rauhen Oberflächen auswirken und die sich bei der nachfolgenden Walzung der Kohlenstoffstähle störend auswirken, im Betrieb bzw. online bereits behoben werden. Die negativen Auswirkungen infolge der Koh- lenstoffstahlwalzung in Form von einer größeren Menge an losem Zunder, der sich in die Oberfläche des nachfolgenden Edelstahlprodukts eindrücken würde, werden analog im Betrieb bzw. online beim Walzen der Kohlenstoffstähle entfernt. Auf diese Weise wird die Walzstraße jeweils für das nachfolgende Walzprodukt optimal vorbereitet.
Alternativ oder ergänzend erfolgt die Vorbereitung der Walzstraße auf das je- weilige Folgeband auch in der Walzpause zwischen dem Walzvorgang zweier Bänder.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß innerhalb des gemeinsamen Walzprogramms die ersten Gießprodukte in Dünnbrammenformat oder Gruppen von diesen und die zweiten Gießprodukte oder Gruppen von zweiten Gießprodukten im Wechsel gewalzt werden. Der Begriff Wechsel läßt einen unregelmäßigen oder regelmäßigen Wechsel zwischen Brammen der einen und anderen Stahlsorte zu. Ein gleichmäßiger Wechsel, wie in Anspruch 5 bevorzugt vorgeschlagen, und somit eine gleichmäßige Abfolge der im Verhältnis weicheren Kohlen- Stoffstahlsorten mit härteren Edelstahlsorten, schafft eine geringere mittlere Belastung für die Antriebe der Arbeitswalzen, wobei eine hohe Belastung sofort durch eine niedrigere Belastung wieder ausgeglichen wird.
Die mit den Dünnbrammen der ersten Verfahrensroute zusammen in einem Walzprogramm gewalzten zweiten Gießprodukte können entweder selbst Dünnbrammen sein oder sogenannte konventionell gegossene Brammen, die nach einer Vorwalzung in die gemeinsame Walzstraße miteinlaufen. Im Falle von Dünnbrammen, die in einer zweiten, parallelen, Prozeßroute zu der ersten Prozeßroute gegossen und geschnitten werden, werden diese vorzugsweise über einen gegebenenfalls zweiten Ausgleichsofen und eine Fähre in einen gemeinsamen Ausgleichsofen und anschließend in die Walzstraße geführt. Im Falle der konventionell hergestellten Brammen, d.h. Gießprodukte mit Gießdik- ken bis 250 mm, erfolgt ein Vorwalzen auf einer konventionellen Warmbreitbandstraße im Reversiergerüst. Die dann abgekühlten Brammen werden nach einem Transport zu der Anlage, in der die erste Prozeßroute abläuft, in einem Brammenofen aus dem kalten Zustand wiedererwärmt und über eine Fähre in den Ausgleichsofen der ersten Prozeßroute bzw. die Walzstraße in der nach dem Walzprogramm vorgegebenen Abfolge eingegliedert. Grundsätzlich ist auch der Weg denkbar, daß eine vorgewalzte Bramme unmittelbar ohne abzukühlen transportiert wird, um dann in das gemeinsame Walzprogramm integriert zu werden. Hierbei ist eine Homogenisierung der Temperatur vor Eingliederung sinnvoll.
Diese Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Möglichkeiten der Eingliederung von Dünnbrammen oder konventionell stranggegossenen vorgewalzten Bram- men beschränkt, denkbar ist die Eingliederung jeglichen Gießproduktes, beispielsweise hergestellt durch das Bandgießen, wobei derartig hergestellte Vorprodukte allerdings schon geringe Ausgangsdicken aufweisen.
Vorrichtungsgemäß wird vorgeschlagen, eine gattungsgemäße Anlage mit einer Integrationseinheit zum Einführen von zumindest zweiten Gießprodukten aus
Edelstahl, wenn die ersten Gießprodukte aus der ersten Prozeßlinie aus Koh- lenstoffstahl gegossen sind, oder zum Einfügen von zumindest zweiten Gießprodukten aus Kohlenstoffstahl, wenn die Gießprodukte aus der ersten Prozeßlinie aus Edelstahl gegossen sind, auszurüsten sowie mit einer Walzstraße für ein kombiniertes Walzprogramm für Gießprodukte aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl sowie vorzugsweise mit Mitteln zur Vorbereitung der Walzstraße für das jeweils nachfolgende Walzprodukt der anderen Stahlsorte.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform für die Mittel zur Vorbereitung der Walzstraße ist hierzu eine Schleif- und/oder Poliereinrichtung für die Arbeitswalzen mindestens eines Walzgerüstes vorgesehen, die während des Walzens der Edelstahlprodukte und/oder während der Waizpause einer rauhen Wal- zenoberfläche entgegenwirken. Diese sind einlaufseitig, beispielsweise in Form von Schleifeinrichtungen, die gegen eine Arbeitswalze drücken, an vorzugsweise allen Walzgerüsten der Walzstraße angeordnet. Gleichzeitig weist die Walzstraße eine Spülvorrichtung auf, die insbesondere oder in einem stärkeren Ma- ße während des Walzens der Kohlenstoffstahl-Produkte und/oder in der anschließenden Walzpause arbeitet und die Walzstraße von dem losen Zunder der Kohlenstoffstähle befreit. In den Ansprüchen 15 und 16 sind weitere Einrichtungen vorgeschlagen, die alleine oder zusätzlich in der Walzstraße vorgesehen sind, um trotz des Walzens zweiter Stahlsorten mit unterschiedlichen Walzeigenschaften und negativen Auswirkungen auf die Walzstraße und damit auf die Oberflächeneigenschaften der nachfolgenden Produkte gute Oberflächenqualitäten zu erhalten. Alternativ oder zusätzlich ist der Einsatz von besonders verschleißfesten Walzen vorgesehen. Insbesondere werden Walzen vorgeschlagen, die pulvermetallurgisch nach dem HIP-Verfahren hergestellt wur- den sowie Walzen aus Schnellarbeitsstählen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merkmale alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen: Fig 1 schematisch eine Anlage zum Gießen und Walzen von Dünnbrammen mit zwei Gießsträngen und einer gemeinsamen Walzstraße nach einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 in Diagrammform die Art und Abfolge eines Walzprogramms;
Fig. 3 schematisch eine Anlage zum Gießen und Walzen von Dünnbrammen mit einem Gießstrang für Dünnbrammen und einer Prozeßroute für ein konventionell gegossenes Produkt nach einer zweiten Ausführungs- form;
Fig. 4 schematisch eine Anlage zum Gießen und Walzen von Dünnbrammen mit zwei Gießsträngen und einer gemeinsamen Walzstraße nach einer dritten Ausführungsform;
Fig. 1 zeigt eine Anlage mit zwei Gießsträngen bzw. zwei Gießprodukten 1 , 2, wobei die erste Prozeßroute I eine Walzstraße 3 mit vorgeordneter Gießmaschine 4 umfaßt. Die erste Gießmaschine 4 weist einen Verteiler 5 und eine trichterförmige Dünnbrammengießkokille (hier schematisch größer dargestellt) zum Gießen von Dünnbrammen von 40-100 mm Dicke auf. Die Gießmaschine 4 selbst wird bei diesem Beispiel mit Edelstahlschmelze aus Pfannen 7 gespeist, wobei die Stahlschmelze beispielsweise mittels einer Hochofen- Konverter-Route (mit 8 bezeichnet) oder mit einem Elektrostahlofen mit nachgeschalteter Sekundärmetallurgie hergestellt worden ist und zur Gießmaschine in den Pfannen 7 transportiert wird (der Transportschritt ist mit 9 bezeichnet).
Das Gießprodukt in Form des Gießstrangs wird über Rollen 10a,b von der Vertikalen in die Horizontale abgebogen und bei dieser Ausführungsform mittels einer ersten Querteilschere 11 getrennt. Anschließend laufen die einzelnen Dünnbrammen in einen ersten Ausgleichsofen 12, beispielsweise einen Rollenherdofen oder Hubbalkenofen, zur Erzielung einer gleichförmigen Dünnbram- mentemperatur ein. Dann werden die Dünnbrammen nach Durchlaufen einer Entzunderungseinrichtung 13 in die Walzstraße zur Erzielung der gewünschten Endabmessung gefördert. Die Fertigstaffel 14 der Walzstraße besteht hier aus sechs Walzgerüsten (beispielhaft 15a) mit je zwei Arbeits (16a,b) - und Stützwalzen (17a,b). Es schließt sich ein Auslaufrollgang 18 mit Kühleinrichtungen 19 sowie ein Haspel 20 zum Aufwickeln des Bandes zum Coil an.
Die Anlage nach Fig.1 zeigt ein zweites Gießprodukt als Gießstrang 2 aus Kohlenstoffstahl in einer zweiten, parallelen Prozeßroute II. Diese Prozeßroute besteht ausschließlich des Ausgleichsofens 21 aus den gleichen Baueinheiten wie die oben beschriebene Prozeßroute I, auf die daher nicht näher eingegangen wird. Die erste Prozeßroute umfaßt als Integrationseinheit für die Dünnbrammen aus der zweiten Prozeßroute II eine Fähre 22, die quer in einen auf die andere Seite verschiebbaren Abschnitt 22a des ersten Ausgleichsofens 12 einfügbar ist.
In der Walzstraße 3 wird erfindungsgemäß ein gemeinsames Walzprogramm gefahren, wobei ein Beispiel für ein solches Walzprogramm mit Fig. 2 dargestellt wird. Es ist hier über die Anzahl der Bänder die jeweilige Stahlsorte aufgetragen. Bei diesem Beispiel beginnt das Walzprogramm nach dem Wechsel der Arbeitswalzen mit dem Walzen eines Edelstahlgießprodukts, gefolgt von einem Gießprodukt aus Kohlenstoffstahl etc. Die sechste bis achte Bramme sind dann aus Kohlenstoff stahl, die 12. bis 16. als Gruppe aus Edelstahl. Figur 2 dient nur als Beispiel für ein mögliches gemeinsames Walzprogramm.
Infolge der Edelstahlwalzung ergeben sich rauhere Walzenoberflächen, die sich beim unmittelbar nachfolgenden Walzen von Kohlenstoffstahl störend auswirken würden, wie zum Beispiel durch Zundereinwalzungen und rauhere Bandoberflächen. Deshalb weist die Walzstraße Schleif- und/oder Poliermaschinen auf, die an jedem der Walzgerüste angeordnet sind. Mit 23 ist beispiel- haft eine derartige Einrichtung gekennzeichnet, die auf die obere und untere Arbeitswalze wirkt. Zudem ist eine Kantenheizeinrichtung 24 vorgesehen, die vor der Entzunderungseinrichtung 13 angeordnet ist. Es handelt sich beispielsweise um eine Induktionsheizung oder gasbefeuerte Heizung.
Es sind weiterhin Einrichtungen zum Schmieren des Walzspalts zur Verminderung der Reibung zwischen den Arbeitswalzen vorgesehen, hier exemplarisch mit 25 gezeigt. Diese sind insbesondere nur auf der Einlaufseite des Walzgerüstes angeordnet. Auch empfiehlt sich der Einsatz von verschleißfesten Walzen, wie zum Beispiel Arbeitswalzen, die nach dem pulvermetallurgischen H1P- Verfahren (high-isostatic pressing) oder aus Schnellarbeitsstählen (HSS) hergestellt sind. Zudem empfiehlt sich der Einbau einer Bandoberflächeninspekti- onseinrichtung 26 hinter der Walzstraße kurz vor dem Haspel 20 sowie einer Kamera zur Überwachung der Band- und Walzenrauhigkeit. Mit Hilfe dieser Überwachungseinrichtung ist es möglich, die Produktqualität on-line bzw. im Betrieb zu überwachen und in Abhängigkeit hiervon die Walzprogrammlänge - im Sinne der Zeitdauer zu bestimmen, die konsequenterweise bei guter Qualität um so länger wird. Die Oberflächeninspektion ist hierbei vorzugsweise auf Zundereinwalzungen und Bandrauhigkeiten aisgerichtet.
Der bei der Walzung von Kohlenstoffstählen entstehende lose Zunder, der in die Oberfläche eines nachfolgend gewalzten Edelstahlbandes hineingedrückt werden könnte, wird über eine Spüleinrichtung (exemplarisch mit 27 bezeichnet) in den Bandseitenführungen entfernt. Diese arbeitet vorzugsweise so, daß die Abstreifer (nicht gezeigt) der Spüleinrichtung zeitweise abgeschwenkt werden und in dieser Zeit das Spülmedium auf die Walzenoberfläche und zwischen die Gerüste mit hohem Druck mittels entsprechender Hochdruckdüsen (nicht gezeigt) aufgebracht wird, um evtl. Zunder oder Schleifpartikel herauszuspülen.
Des weiteren läßt sich die Bandqualität natürlich auch durch den Einsatz und geregelte Steuerung von Profilstellgliedern zur Verschiebung von Arbeitswalzen und Einstellung einer Walzenbiegung verbessern. Es wird vorgeschlagen, die Reihenfolge des Eintritts einer ersten Dünnbramme, einer Gruppe erster Dünnbrammen, d.h. aus der ersten Prozeßroute I, eines zweiten Gießproduktes oder einer Gruppe von zweiten Gießprodukten in die Walzstraße sowie die Zeitdauer des gemeinsamen Walzenprogramms, d.h. den Zeitraum zwischen dem Wechsel der Arbeitswalzen, rechnergestützt auf Grundlage eines Prozeßmodells zu ermitteln. Auf Grundlage dieses Prozeßmodells wird auch der Einsatz sowie der Zeitraum der Schleif- und Poliereinrichtungen oder der Spüleinrichtungen zum Entfernen des Zunders der Kohlenstoffstähle sowie der weiteren Einrichtungen, die die Bandoberfläche verbessern sollen, gesteuert. Eine solche Steuereinheit ist schematisch mit 28 be- zeichnet. Zudem können in diesem Walzprogramm gemäß einem "mixed rolling" die zulässigen Sprünge in der Breite der nacheinander zu walzenden Gießprodukte berücksichtigt werden. Insgesamt ist über ein solches Prozeßmodell eine Optimierung der Walzqualität in Abhängigkeit der gewollten Produktqualität möglich.
Fig. 3 entspricht hinsichtlich ihrer ersten Prozeßroute I der in Fig. 1 gezeigten. Im Unterschied zu Fig. 1 werden die in die Prozeßroute I integrierten zweiten Gießprodukte (2) mittels einer konventionellen Gießmaschine 30 mit Dicken bis zu 250 mm gegossen und nach einem ggf. Abkühlen und Wiedererwärmen in einem Ofen 31 in einem Vorwalzgerüst 32 soweit auf eine Dicke heruntergewalzt, daß sie in die gemeinsame Walzstraße der Prozeßroute I integrierbar sind. Der konventionelle Ablauf des Stranggießens und Vorwalzens ist hier nur schematisch dargestellt. Die einzelnen Brammen werden im kalten oder ggf. noch warmen Zustand zu einem Brammenofen 21 in der Nähe der ersten Pro- zeßroute I transportiert, dort auf entsprechende Walztemperaturen aufgeheizt oder homogenisiert und mit einer Fähre 22 in den Ausgleichsofen 12 eingeführt.
Figur 4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der Anlage, mit der ein gemeinsames Walzprogramm durchgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei der Integrationseinheit um eine Fähre 220, die sowohl die quergeteilten ersten als auch die zweiten Gießprodukte (100, 200), die jeweils von den beiden Ausgleichsöfen (120, 210) und somit Prozeßrouten I und II kommen, in eine gemeinsame Walzstraße 300 fördert.
Insgesamt wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, Edelstahle und Kohlenstoffstähle in einem gemeinsamen Walzprogramm unter Einsatz von oberflächenverbessernden Maßnahmen zu verarbeiten, erreicht, daß Edelstahle wirtschaftlicher hergestellt werden können als nach dem Stand der Technik, weil freie Kapazitäten bestehender Anlagen ausgenutzt werden können bzw. nicht aus-gelastete Anlagen, mit denen primär Kohlenstoffstähle hergestellt werden, um weiteren Stahlsorten oder anderweitig hergestellte Gieß- produkte ergänzt werden können.

Claims

Verfahren und Anlage zum Herstellen von Bändern und Blechen aus Stahl Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Bändern und Blechen aus Stahl mit den Prozeßschritten
Gießen eines Strangs in Dünnbrammenformat aus einem Kohlenstoffstahl oder einem Edelstahl in einer Gießmaschine (4), Führen der Gießprodukte (1 ) durch einen Ausgleichsofen (12) zur Erzielung einer gleichförmigen Temperatur, Walzen der Gießprodukte (1) in einer Walzstraße (3),
Abkühlen des Walzprodukts auf einem Auslauf rollgang (18) sowie Wik- keln auf einer Wickeleinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit diesen ersten Gießprodukten (1 ) zumindest zweite Gießprodukte
(2), die in einer weiteren zweiten Prozeßroute (II) hergestellt werden aus Edelstahl, wenn die ersten Gießprodukte aus Kohlenstoffstahl gegossen sind, oder aus Kohlenstoffstahl, wenn die ersten Gießprodukte aus Edelstahl gegossen sind, innerhalb eines gemeinsamen Walzprogramms gewalzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Walzstraße an das jeweils zu bearbeitende Material während des Walzprogramms angepaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung derart erfolgt, daß die Walzstraße bereits für das nachfolgende zu bearbeitende Material vorbereitet wird, während das vorherige noch bearbeitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung drart erfolgt, daß die Walzstraße in der Walzpause zwischen dem Walzvorgang zweier Bänder unterschiedlichen Materials auf das nachfolgende Material vorbereitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des gemeinsamen Walzprogramms das erste Gießprodukt oder Gruppen von ersten Gießprodukten und die zweiten Gießprodukte oder Gruppen von zweiten Gießprodukten im Wechsel gewalzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des gemeinsamen Walzprogramms die ersten Gießprodukte und die zweiten Gießprodukte oder eine Gruppe von diesen im annähernd regelmäßigen Wechsel gewalzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzstraße während und/oder nach dem Walzvorgang der Produkte aus Kohlenstoffstahl sowie die Oberfläche des zu bearbeitenden bzw. gewalzten Produktes von Zunder befreit werden und daß während und/oder nach dem Walzvorgang der Produkte aus Edel- stahl die sich einstellende Walzenoberflächenrauhigkeit vermindert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gießprodukte ebenfalls Dünnbrammen sind, die in einer zur ersten Prozeßroute (I) parallelen zweiten Prozeßroute (II) gegossen und anschließend in Dünnbrammen geschnitten werden und die in der dem gemeinsamen Walzprogramm entsprechenden Reihenfolge in der gemeinsamen Walzstraße mit den ersten Dünnbrammen gewalzt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Prozeßroute (I) die ersten Dünnbrammen in der Dünnbrammen-Gießmaschine (4) gegossen werden und in den Ausgleichsofen (12) geführt werden, daß in der zweiten Prozeßroute (II) die zweiten Gießprodukte (2) mittels einer Stranggießmaschine (2) in Dicken bis 250 mm gegossen werden, anschließend auf Dicken heruntergewalzt werden, die in etwa der Dicken der Dünnbrammen-Gießprodukte (1) entsprechen, und die in der dem gemeinsamen Walzprogramm entsprechenden Reihenfolge in der gemeinsamen Walzstraße (3) mit den ersten Dünnbrammen gewalzt wer- den.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewalzten Brammen gegebenenfalls nach einem Transport zu der Anlage, in der die erste Prozeßroute abläuft, in einem Brammenofen (21 ) wiedererwärmt werden oder unmittelbar nach dem Vorwalzen in einem Vorwalzgerüst (32) über eine Fähre (22) in den Ausgleichsofen (12) oder unmittelbar in die gemeinsame Walzstraße (3) geführt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge des Eintritts eines ersten Gießprodukts, einer Gruppe erster Gießprodukte, eines zweiten Gießproduktes oder vorgewalzten Produktes oder einer Gruppe von zweiten Gießprodukten oder vorge- walzten Produkten in die Walzstraße sowie die Zeitdauer des gemeinsamen Walzprogramms sowie der Einsatzzeitraum der den Walzvorgang an das jeweilige zu bearbeitende Material anpassenden Mittel (23, 24, 25, 26, 27) ermittelt und eingestellt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Walzprogramms im Betrieb abhängig von der Bandoberflächenqualität bestimmt wird, die mittels einer Bandoberflä- cheninspektionseinrichtung (26) ermittelt wird.
13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einer Prozeßlinie (I), umfassend eine Gießmaschine (4) zum Gießen eines Strangs in Dünnbrammenfor- mat aus einem Kohlenstoffstahl oder einem Edelstahl, eine Einrichtung (12) zum Erwärmen und/oder Ausgleichen der Temperatur der Gießprodukte, eine Walzstraße (3) mit mindestens einem Walzgerüst (15a) zur Erzielung der gewünschten Endabmessung, mindestens einen Auslaufrollgang (18) zum Abkühlen des Walzproduktes sowie mindestens eine Wickeleinrichtung (20), gekennzeichnet durch mindestens eine Integrationseinheit (22, 22a, 220) zum Einführen von zumindest zweiten Gießprodukten (2) aus Edelstahl, wenn die ersten Gießprodukte (1) aus Kohlenstoffstahl gegossen ist, oder zum Einführen von zweiten Gießprodukten (2) aus Kohlenstoffstahl, wenn die ersten Gießprodukte (1) aus Edelstahl gegossen sind, in eine gemeinsame Prozeßlinie und durch eine Walzstraße (3, 300) mit einem kombinierten Walzprogramm für die ersten Gießprodukte (1) und für die zweiten Gießprodukte (2).
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anlage Mittel (23, 24, 25, 26, 27) zur Vorbereitung der Walzstraße auf das jeweils nachfolgende Gießprodukt der anderen Stahlsorte umfaßt.
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorbereitung der Walzstraße auf Produkte aus Kohlenstoffstahl eine Schleif- und/oder Poliereinrichtung (23) für die Arbeitswal- zen mindestens eines Walzgerüstes (15a) umfassen.
16. Anlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorbereitung der Walzstraße auf Produkte aus Edel- stahl mindestens eine Spüleinrichtung (27) umfassen zur Beseitigung des Zunders von der Bandoberfläche und den Arbeitswalzenoberflächen.
17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtung Abstreifer sowie Düsen zum Aufbringen von
Spülmedium mit Hochdruck aufweist, die im Wechsel zum Einsatz kommen.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorbereitung der Walzstraße auf Produkte aus Kohlen- stoffstahl oder Edelstahl eine Einrichtung (25) zum Schmieren des Walzspalts umfassen und daß das Schmiermedium für die Walzspaltschmierung für Kohlenstoffstahl und Edelstahl unterschiedlich ist.
19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorbereitung der Walzstraße auf Produkte aus Kohlenstoffstahl mindestens eine Bandkantenheizeinrichtung (24) umfassen, die vor dem ersten Walzgerüst (15a) oder zwischen den vorderen Walzgerü- sten der Walzstraße angeordnet sind.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen des Walzgerüstes hohe Verschließfestigkeiten aufweisen durch Verwendung von pulvermetallurgisch nach dem HIP-
Verfahren hergestellte Walzen oder durch Verwendung von Walzen aus einem Schnellarbeitsstahl.
21. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Steuereinheit (28) umfaßt zur Steuerung der Integrationseinheit (22, 22a, 220) zwischen den beiden Prozeßrouten (l,ll) zur Einstellung der Reihenfolge des Eintritts der Gießprodukte (1 ,2) in die gemeinsame Walzstraße (3) sowie zur Steue- rung der Mittel (23, 24, 25, 26, 27) zur Vorbereitung der Walzstraße auf das jeweilige Produkt der anderen Stahlsorte.
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