DE19538341A1 - Warmbandproduktionsanlage für das Walzen von dünnem Walzband - Google Patents

Warmbandproduktionsanlage für das Walzen von dünnem Walzband

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Description

Die Erfindung betrifft eine Produktionsanlage zur Erzeugung von warmgewalzten Flachprodukten, bestehend aus einer mehrgerüstigen Walzstraße, einem Auslaufrollgang mit Einrichtungen zur Kühlung des Warmbandes und mit nachgeordneten Wickelmaschinen zum Aufwickeln des Bandes.
Walzanlagen zur Erzeugung warmgewalzter Bänder werden heute im allgemeinen so ausgelegt und betrieben, daß die Umformung in den einzelnen Gerüsten austenitisch erfolgt, das heißt, es wird sicher­ gestellt, daß die Walztemperaturen in den einzelnen Walzgerüsten oberhalb der GOS-Linie des Eisenkohlenstoffdiagramms liegen. Erst nach dem letzten Walzstich, der zur Erzielung eines feinkörnigen Endgefüges möglichst nahe an der GOS-Linie liegen sollte, erfolgt die Abkühlung auf die Haspeltemperatur mit Gefügeumwandlung in der Kühlstrecke bzw. im gewickelten Bund.
Für niedrig legierte Kohlenstoffstähle liegt für die Walzung nach dem oben beschriebenen Verfahren die Endwalztemperatur, das heißt die Temperatur im letzten Walzgerüst der Walzstraße je nach Höhe des Kohlenstoffgehalts bei ca. 840 bis 920°C. Die Einhaltung der Endwalztemperatur erfolgt durch die Veränderung der Endwalzgeschwin­ digkeit, mit der die natürliche Abkühlung des Bandes in der Walz­ straße und die Wärmezufuhr durch die Antriebsleistung der Walzgerü­ ste gesteuert werden kann. Dieses Verfahren ist problemlos anwendbar für Banddicken oberhalb einer Mindestbanddicke, die je nach Straßen­ typ in der Größenordnung von 1,3 mm liegt. Wird diese Banddicke unterschritten, so erreicht die erforderliche Walzgeschwindigkeit mit Werten oberhalb von 12 m pro Sekunde am Bandkopf eine Höhe, die im freien Auslauf auf dem Rollgang hinter der Walzstraße nicht mehr beherrscht werden kann.
Die ungeachtet dieser Problematik vorhandene Entwicklungstendenz in Richtung geringerer Enddicken hat dazu geführt, daß nach Wegen gesucht wurde, die Endwalztemperatur abzusenken, um damit geringere Walzgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Solche Walzprozesse wurden unter der Bezeichnung ferritisches Walzen bekannt, da sie bei Temperaturen unterhalb der GOS-Linie, das heißt im Bereich der α, γ-Mischkristalle oder unterhalb der GPS-Linie im ferritischen Bereich erfolgen.
Ein bevorzugtes Verfahren sieht eine Vorwalzung im austenitischen Bereich bis auf eine Zwischendicke von 2 bis 8 mm und eine Fertig­ walzung im ferritischen Bereich auf geringste Enddicken unterhalb von 1,3 mm vor. Zwischen den beiden Prozeßstufen muß das Walzgut von der Endwalztemperatur im austenitischen Bereich auf die Walztem­ peratur im ferritischen Bereich abgekühlt werden. Dies bedeutet eine Abkühlung aus dem Temperaturbereich von 840 bis 920°C auf den Temperaturbereich von 600 bis 780°C.
Die Endwalztemperatur hinter der zweiten Verformungsstufe liegt ebenfalls im Bereich von 600 bis 780°C und damit in einer Größen­ ordnung, bei der nach dem Aufhaspeln eine Rekristallisation des Gefüges im gewickelten Bund eintritt. Es entsteht ein Gefüge, welches die Verwendung des Produktes ohne weitere Kaltumformung oder Wärmebehandlung ermöglicht.
Wesentliche Voraussetzung für ein gutes Ergebnis ist die Einhaltung einer Mindestkühlzeit für die Abkühlung aus dem austenitischen Gebiet in das ferritische Gebiet. Damit die Umwandlung von Austenit in Ferrit in ausreichendem Maße erfolgen kann, muß diese Mindest­ kühlzeit eingehalten werden. Diese liegt je nach gewählter Tempera­ tur und Legierungszusammensetzung für den Eintritt in die erste ferritische Umformung in der Größenordnung von wenigen Sekunden bis hin zu einigen Minuten.
Die Realisierung des oben beschriebenen Prozesses bereitet in einer konventionell gestalteten Warmbreitbandstraße erhebliche Schwierig­ keiten. Der Übergang von der austenitischen in die ferritische Umformung soll im Dickenbereich von 2 bis 8 mm vorgenommen werden, das heißt in einem Dickenbereich, bei dem sich das Walzgut etwa in Mitte einer konventionellen Fertigstraße befindet. Da die Durch­ laufzeit von Gerüst zu Gerüst an dieser Stelle nur wenige Sekunden beträgt, ist eine Realisierung der Kühlung zwar prinzipiell möglich, jedoch kann die Einhaltung der geforderten Zeit für die Umwandlung nicht realisiert werden. Die Durchführung des ferritischen Walzens nach der beschriebenen Methode wird damit für die konventionell gestaltete Warmbreitbandstraße unmöglich.
Bei diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Produktionsanlage für das Walzen von Warmband zu schaf­ fen, mit der die zuvor genannten Nachteile und Probleme beseitigt werden und unter erwünschter Begrenzung der Auslaufgeschwindigkeit ein wählbarer Teil der Reduktion des Bandes im ferritischen Bereich erfolgt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens das erste Gerüst der Walzstraße als Reversiergerüst ausgebildet ist, dem mindestens je ein Haspelofen vor- und nachgeordnet sind, wobei zwischen dem vorgesetzten Haspelofen und dem folgenden Reversiergerüst eine steuerbare Kühlvorrichtung vorgesehen ist.
Eine so konstruierte Produktionsanlage kann, wie herkömmliche Anlagen im austenitischen Bereich betrieben werden. Dazu wird das von einer Vorstraße bzw. Dünnbrammengießmaschine gelieferte Walzgut, welches üblicherweise eine Dicke von 50-100 mm aufweist, in einem Ofen auf ca. 1100°C temperiert und in der aus einem oder mehreren Gerüsten bestehenden Reversierstraße (Steckelstraße) durch Anstellen von einem oder mehreren Gerüsten gewalzt und in dem sich an die Steckelstraße anschließenden Steckel- bzw. Haspelofen aufgewickelt. Nach dem Reversieren der Steckelstraße wird das Band vom Steckelofen abgezogen und in einem oder mehreren Gerüsten der Steckelstraße auf ca. 5 bis 15 mm Dicke heruntergewalzt und anschließend im eingangs­ seitigen Steckelofen aufgewickelt. Die Temperatur des Bandes liegt in diesem Bereich noch immer über 850°C. Nunmehr wird das Band vom eingangsseitigen Steckelofen abgewickelt und in den Steckelgerüsten sowie dem Rest der Walzstraße auf eine Dicke von ca. 1 mm herunter­ gewalzt und von der Wickelmaschine aufgewickelt.
Nach Anspruch 2 kann zwischen der Steckelstraße und dem Rest der Walzstraße eine Heizvorrichtung vorgesehen werden, um ein zu starkes Abkühlen des Bandes zu verhindern.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 1 kann aber auch vor dem Aufwickeln des Walzbandes in dem eingangsseitigen Steckelofen eine Kühlvor­ richtung vorgesehen werden, mittels derer das ca. 5 bis 15 mm dicke Band auf Temperaturen unter 850°C gekühlt wird. Nach der ferriti­ schen Umwandlung kann das Band in der Steckelstraße und dem Rest der Walzstraße zu einem Band mit einer Stärke von ca. 1 mm her­ untergewalzt werden.
Um die Heizvorrichtung im Anschluß an die Steckelstraße und vor dem Rest der Walzstraße einsparen zu können, wird nach Anspruch 5 vorgeschlagen, daß alle Gerüste der Walzstraße als Reversiergerüste ausgelegt sind. Auch mit dieser Straße kann sowohl ausschließlich im austenitischen Bereich als auch im austenitischen und ferriti­ schen Bereich gewalzt werden. Bei dieser Produktionsanlage werden im ersten Walzgang nur so viele Reversiergerüste angestellt wie sie benötigt werden, um eine Banddicke zu erreichen, die im auslaufsei­ tigen Haspelofen gewickelt werden kann. Im zweiten Durchgang erfolgt die Anstellung derart, daß durch die Reversierstraße eine Banddicke von ca. 5 bis 15 mm erreicht wird. Auch hier wird vor dem Aufwickeln im einlaufseitigen Haspelofen durch die ein- bzw. ausgeschaltete Kühlvorrichtung entschieden, ob im folgenden Walzgang im ferriti­ schen bzw. austenitischen Bereich gewalzt werden soll.
Nach Anspruch 6 besteht auch die Möglichkeit, auf den ausgangs­ seitigen Haspelofen zu verzichten. Dafür ist der Auslaufrollgang so vorgesehen, daß auf ihm das stranggegossene Band vorzugsweise ohne daß in der Reversierstraße gewalzt worden ist, abgelegt werden kann. Nach dem Reversieren wird das Band in der Reversierstraße auf ca. 5 bis 15 mm heruntergewalzt, wobei auch hier wieder vor dem Aufwickeln auf den eingangsseitigen Haspelofen entschieden wird, ob durch Einschalten bzw. Ausschalten der Kühlvorrichtung im folgen­ den Walzvorgang im ferritischen bzw. im austenitischen Bereich gewalzt werden soll.
Werden am Eingang der Reversierstraße, wie es Anspruch 9 vorschlägt, zwei Haspelöfen eingesetzt, so kann der eine der Haspelöfen auf Temperaturen eingestellt sein, die für ein Walzen im austenitischen Bereich notwendig sind, während der zweite Haspelofen auf Temperatu­ ren eingestellt werden kann, die für ein Walzen im ferritischen Bereich benötigt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, beide Öfen auf Temperaturen für den ferritischen Bereich zu halten und diese alternierend zu betreiben, so daß es durch ggfs. verhältnis­ mäßig lange Zeiten, die für die ferritische Umwandlung benötigt werden, zu keinem Stillstand der Anlage kommt.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Produktionsanlage mit einer Rever­ sierstraße, der sich der Rest der Walzstraße als Conti­ straße anschließt,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Produktionsanlage, bei der alle Gerüste als Reversiergerüste ausgelegt sind und
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Produktionsanlage, bei der alle Gerüste als Reversiergerüste ausgelegt sind, bei der jedoch an Stelle des auslaufseitigen Haspelofens ein Aus­ laufrollgang mit entsprechender Länge vorgesehen ist.
Fig. 1 zeigt eine Stranggießanlage 1, der sich eine Schere 2, ein Ofen 3, eine Schere 4, die jedoch nur für Notschnitte gedacht ist sowie eine Entzunderungsvorrichtung 5 anschließt. Im weiteren Verlauf ist der Steckel- bzw. Haspelofen 6 zu sehen, dem eine je nach Bedarf steuerbare Kühlvorrichtung folgt, mittels derer das Band ggfs. in den ferritischen Bereich abgekühlt werden kann. Im Anschluß daran sind zwei Reversiergerüste 8, 9, eine weitere bei Bedarf einschaltbare Entzunderungsvorrichtung sowie ein auslaufseitiger Steckel- bzw. Haspelofen 11 abgebildet. Wie oben geschildert, wird das stranggegossene Vorband in dem Reversiergerüst 8, 9 auf ca. 5 bis 15 mm Stärke heruntergewalzt und im Haspelofen 6 aufgewickelt. Dabei kann das Band weiterhin austenitische Temperaturen aufweisen oder aber nach Kühlung in der Kühlvorrichtung 7 mit seiner Tempera­ tur nur noch im ferritischen Bereich liegen.
Der Reversierstraße schließt sich eine Heizvorrichtung 12, vorzugs­ weise ein Induktionsofen an, der das Band bei Bedarf auf die für den Rest der Walzstraße notwendige Temperatur im austenitischen bzw. ferritischen Bereich einstellt. Der Heizvorrichtung 12 folgt eine weitere Schere 13, eine Entzunderungsvorrichtung 14, die Walzstraße 15, eine Wickelmaschine 16, eine Kühlstrecke 17 und eine weitere Wickelmaschine 18.
In Fig. 2 wird auf die Heizvorrichtung 12 verzichtet und der Haspelofen 11 an das Ende einer Reversierstraße gesetzt. Hier schließt sich an den Haspelofen 6 eine Kühl- und/oder Entzunderungs­ vorrichtung 19 an, der die Reversierstraße 20 folgt. Am Ausgang der Reversierstraße 20 ist eine weitere Kühl- und/oder Entzunderungsvor­ richtung 21 vorgesehen, der sich der Haspelofen 11 anschließt.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Produktionsanlage wie in Fig. 2. Hier ist nach der Notschere 4 der Haspelofen 6 gezeigt, dem sich die Kühl- und/oder Entzunderungsvorrichtung 19, die Reversierstraße 20′, die Entzunderungsvorrichtung 14, die Reversierstraße 20′′ und ein Rollgang 22 anschließt.
Die übrigen in den Fig. 2 und 3 gezeigten ein- und ausgangs der Produktionsanlage vorgesehenen Vorrichtungen entsprechen denen nach Fig. 1.
Bezugszeichenliste
1 Stranggießanlage
2 Schere
3 Ofen
4 Notschere
5 Zunderungsvorrichtung
6 Haspelofen
7 Kühlvorrichtung
8 Reversiergerüst
9 Reversiergerüst
10 Entzunderungsvorrichtung
11 Haspelofen
12 Heizvorrichtung
13 Schere
14 Entzunderungsvorrichtung
15 Walzstraße
16 Wickelmaschine
17 Kühlstrecke
18 Wickelmaschine
19 Kühl- und/oder Entzunderungsvorrichtung
20 Reversierstraße
21 Kühl- und/oder Entzunderungsvorrichtung
22 Rollgang

Claims (9)

1. Produktionsanlage zur Erzeugung von warmgewalzten Flachproduk­ ten, bestehend aus einer mehrgerüstigen Walzstraße, einem Auslaufrollgang mit Einrichtungen zur Kühlung des Warmbandes und nachgeordneten Wickelmaschinen zum Aufwickeln des Bandes, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das erste Gerüst (8) der Walzstraße (20) als Reversiergerüst ausgebildet ist, dem mindestens je ein Haspel­ ofen (6, 11) vor- und nachgeordnet sind, wobei zwischen dem vorgesetzten Haspelofen (6) und dem folgenden Reversiergerüst (8) eine steuerbare Kühlvorrichtung (7) vorgesehen ist.
2. Produktionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reversiergerüst (8) bzw. den Reversiergerüsten (8, 9) und dem folgenden Gerüst der Walzstraße (15) eine Heiz­ vorrichtung (12) vorgesehen ist.
3. Produktionsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reversiergerüst (8) bzw. den Reversiergerüsten (8, 9) und den folgenden Gerüsten der Walzstraße (15) eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist.
4. Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Kühl- und/oder Heizvorrichtungen (7, 12) Entzunderungs­ vorrichtungen (14) zugeordnet sind.
5. Produktionsanlage nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Gerüste der Walzstraße (20) als Reversiergerüste ausgebildet sind.
6. Produktionsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaufrollgang (22) eine Länge aufweist, welche die Aufnahme eines ungewalzten Abschnittes des Gießstranges er­ laubt.
7. Produktionsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzstraße (20′, 20′′) nur die Wickelmaschine (16, 18) nachgeordnet ist.
8. Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dem ersten Walzgerüst (8) vorgeordnete Haspelofen (6) mit vorgebbarer Ofentemperatur betreibbar ist.
9. Produktionsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Walzgerüst (8) zwei vorzugsweise auf unter­ schiedliche Temperatur gehaltene Haspelöfen vorgeordnet sind.
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