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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Herstellung eines dünnen
Stahlbandes, die wenigstens eine oder mehrere Stranggußmaschinen
zum Gießen
von dünnen
Stahlbrammen, eine Ofeneinrichtung, die zum Erwärmen und/oder Homogenisieren
einer Bramme geeignet ist, und wenigstens eine Walzeinrichtung zum Reduzieren
der Dicke einer Bramme aufweist, die aus der Ofeneinrichtung hinausbefördert wird.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren
zur Herstellung eines Stahlbandes, bei welchem flüssiger Stahl
in wenigstens einer Stranggußmaschine
zur Bildung einer Bramme gegossen wird, und unter Verwendung der
Gußwärme durch
eine Ofeneinrichtung befördert
und in einer Walzeinrichtung gewalzt wird, um das Band mit einer
gewünschten
Enddicke zu bilden.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist in
der Anmeldung WO-A-97/46332 beschrieben. Durch diese Referenz gilt
der Inhalt dieser Anmeldung in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die Anmeldung schlägt
unter anderem die Verwendung einer Vorrichtung dieser Art für ein Endloswalzverfahren
vor. In der Anmeldung ist unter einem Endloswalzverfahren ein Walzverfahren
zu verstehen, bei welchem Brammen oder, nach dem Durchgang durch
eine Vorwalzein richtung, Bänder
derart miteinander gekoppelt werden, daß ein Endloswalzverfahren in
einem Fertigwalzwerk durchgeführt
werden kann.
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In der Vergangenheit wurde vorgeschlagen,
Brammen miteinander zu koppeln, indem das Ende einer Bramme mit
einer solchen Form versehen wird, daß sie mit der Vorderkante einer
folgenden Bramme gekoppelt werden kann, die ebenfalls mit einer
geeigneten, häufig
komplementären
Form versehen ist. Die dazu erforderlichen Einrichtungen sind hochkompliziert
und benötigen
beträchtliche
Raummengen. Außerdem
werden die miteinander zu koppelnden Brammen über einen beträchtlichen
Zeitraum der Atmosphäre
ausgesetzt, so daß im
Ergebnis die Brammen abkühlen
und an den Brammen eine Oxidschicht gebildet wird.
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Ein Endloswalzverfahren bietet insbesondere
bei Anwendung auf dünngegossene
Brammen, d. h. Brammen mit einer Dicke von 100 mm oder weniger,
bevorzugt 80 mm oder weniger, die Möglichkeit, ein hohes Niveau
an Temperaturhomogenität
während
des Walzens zu erreichen. Dieser Vorteil wird durch ein kompliziertes
Kopplungsverfahren wie das oben Beschriebene in beträchtlichem
Ausmaß negiert.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin,
eine Vorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, dünngegossene Brammen, die gegebenenfalls
vorher reduziert wurden, schnell und einfach zusammenzukoppeln.
Diese Aufgabe ist mittels einer Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß eine
Schweißmaschine
zwischen der Stranggußmaschine
oder den Stranggußmaschinen
und der Walzeinrichtung angeordnet ist, um schmale Endseiten der
Brammen zu schmelzen und dann aufeinanderfolgende Brammen miteinander
zu verbinden, wobei die Schweißmaschine
entlang einer Schweißlänge in der
Standarddurchgangsrichtung der Brammen durch die Vorrichtung zu
der Walzeinrichtung verschiebbar ist und die Ofeneinrichtung eine
erste Zone und eine zweite Zone aufweist, die aus der Sicht in der
Standarddurchgangsrichtung hintereinander positioniert sind, und
wobei die Schweißmaschine
zwischen der ersten und der zweiten Zone angeordnet ist und die erste Zone
mit einem ersten Aufwärmabschnitt
und einem ersten Durchwärmabschnitt
versehen ist, der unterhalb des ersten Aufwärmabschnitts positioniert ist.
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Mit einer Schweißmaschine können Endflächen von zwei Brammen, die
miteinander gekoppelt werden sollen, mit einer geraden oder einer
anderen einfachen Form rasch miteinander verbunden werden. Eine Schweißmaschine
nimmt nicht viel Raum ein, so daß die Brammen, die miteinander
verbunden werden sollen, nur kurze Zeit der Atmosphäre ausgesetzt
werden und deshalb nur während
einer kurzen Zeit Wärme
an die Umgebung abgeben. Folglich trägt die Verwendung einer Schweißmaschine
auch dazu bei, die Menge an Oxid zu reduzieren, die an der Oberfläche der
Brammen gebildet wird, die zusammengeschweißt werden.
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Zur Vermeidung von Zwischenspeichern,
z. B. in Form einer Coilbox, ist die Schweißmaschine entlang einer Schweißlänge in der
Standarddurchgangsrichtung der Brammen durch die Vorrichtung zu
der Walzeinrichtung verschiebbar. Da sich die Schweißmaschine
zusammen mit den miteinander zu verschweißenden Brammen bewegen kann,
können
die Brammen, ob sie größenreduziert
ist oder nicht, und der Streifen mit der gleichen Geschwindigkeit
durch die Vorrichtung laufen, wobei die Dickenreduzierung berücksichtigt
ist.
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Die Brammen, die zusammengeschweißt werden
sollen, werden unter Verwendung von Positionierungsmitteln in eine
gewünschte
Position zueinander bewegt, woraufhin die Brammen mittels der Schweißmaschine
zusammengeschweißt
werden, weil die Positionierungsmittel und die bewegliche Schweißmaschine nicht
vollständig
in einem Ofen untergebracht werden können und es unvermeidlich ist,
daß während des Schweißens, die
Brammen, die zusammengeschweißt
werden sollen, im Bereich der Schweißung abkühlen. Um die gewünschte Temperaturhomogenität der Brammen
herzustellen, ist die Vorrichtung nach der Erfindung ferner dadurch
gekennzeichnet, daß die
Ofeneinrichtung eine erste Zone und eine zweite Zone aufweist, die aus
der Sicht in der Standarddurchgangsrichtung hintereinander positioniert
sind, und die Schweißmaschine zwischen
der ersten und der zweiten Zone angeordnet ist. Die Ofeneinrichtung
hat bevorzugt Mittel zum Durchbefördern von Brammen mit beschleunigter
Geschwindigkeit, damit die Ofeneinrichtung nach einer Unterbrechung
in dem Verfahren, geplant oder nicht, rasch geleert werden kann,
ehe es zu einer weiteren Unterbrechung kommt.
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Um auch eine rasche und erfolgreiche
Temperaturhomogenisierung in der Ofeneinrichtung zu erreichen, ist
die Ofeneinrichtung mit einem ersten Aufwärmabschnitt und einem ersten
Durchwärmabschnitt
versehen, der aus der Sicht in Standarddurchgangsrichtung der Brammen
unterhalb des ersten Aufwärmabschnitts
an der Eingangsseite der Ofeneinrichtung positioniert ist.
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Die europäische Patentveröffentlichung
EP 0 845 308 , die den Stand
der Technik unter Art. 54(3) EPÜ bildet,
beschreibt ein Warmwalzwerk für
Flachprodukte mit wenigstens zwei Stranggußeinheiten, bei welchem auf
die Stranggußeinheiten
jeweils eine Schere und eine Tunnelofeneinrichtung mit jeweils einem
Transportwagen, eine gemeinsame Vorwalzstraße, eine Fertigwalzstraße, eine
Kühleinrichtung
und wenigstens eine Wickeleinrichtung folgen. Eine Verbindungseinrichtung
ist zwischen den Tunnelöfen
und der Vorwalzstraße
angeordnet, um die stranggegossenen Brammen zu verbinden, die in
die gewünschten
Coilgewichte geschnitten wurden.
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Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißmaschine
in Standarddurchgangsrichtung der Brammen durch die Vorrichtung
zu der Walzeinrichtung mit einer Geschwindigkeit zwischen 4 und
20 m/min, bevorzugt mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 17
m/min verschiebbar ist. Bei einem Endloswalzverfahren liegt die
Geschwindigkeit, mit der die Bramme in die Walzeinrichtung eintritt,
je nach der zu erreichenden endgültigen
Banddicke und ob diese endgültige
Dicke in dem austenitischen, ferritischen oder dem gemischt austenitisch-ferritischen
Feld erreicht wird, im Bereich zwischen 4 und 20 m/min, bevorzugter
im Bereich zwischen 10 und 17 m/min. Damit das Verfahren wirksam
arbeitet, ist die Geschwindigkeit, mit welcher die Schweißmaschine
verschoben wird, bevorzugt gleich der Geschwindigkeit, mit der die
Bramme in die Walzeinrichtung eingeführt wird, wobei gegebenenfalls
eine Dickenreduktion berücksichtigt
ist.
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Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß die
Schweißmaschine
eine Induktionsschweißmaschine
ist. Dadurch muß nicht
in die Schweißung
ein Schweißmaterial
mit einer chemischen Zusammensetzung eingebracht werden, die sich
von der chemischen Zusammensetzung der miteinander zu verschweißenden Brammen
unterscheidet. Dies ist besonders wichtig für niedriglegierte Stahlklassen,
insbesondere IF-Stahlklassen. Außerdem ist der Ausgang einer
Induktionsschweißmaschine
leicht zu steuern.
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Die Wärmeübertragung von den zusammengeschweißten Brammen
an die Atmosphäre
ist ferner durch eine Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung begrenzt, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die
Schweißmaschine
mit Mitteln zum Begrenzen der Übertragung
von Wärme
von den Brammen an die Umgebung versehen ist.
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Man hat herausgefunden, daß bei Verwendung
von Brammendicken und Walzgeschwindigkeiten, die in der Praxis vorkommen,
das Verfahren selbst bei Verwendung von Mehrstranggußmaschinen
mit Erfolg mit einer Ofeneinrichtung betrieben werden kann, deren
Gesamtlänge
zwischen 250 und 330 m liegt.
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Man hat herausgefunden, daß sich nach
einer Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung eine gute Schweißung bei
geringer Abkühlung
der Barren erhalten läßt, die
dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Zone und die zweite Zone in einem Abstand voneinander positioniert
sind, der in Standarddurchgangsrichtung 4–25, bevorzugt 5–17 m beträgt. Um die
Brammen, die während
des Schweißens
abgekühlt
wurden, wieder auf die korrekte Temperatur zu bringen, ist aus der
Sicht in Standarddurchgangsrichtung eine zweite Zone unterhalb der
Schweißmaschine
positioniert, die erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet ist, daß sie eine
Länge zwischen
25 und 100 m hat. Man hat herausgefunden, daß sich je nach der Geschwindigkeit,
mit der die Schweißung
durchgeführt
werden kann, und der Schweißlänge mit
einer solchen Länge
eine ausreichende Temperaturhomogenisierung erreichen läßt.
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In der zweiten Zone soll die geschweißte Bramme
eine Temperaturhomogenität
erreichen, die für
das nachfolgende Walzverfahren erwünscht ist. Man hat herausgefunden,
daß innerhalb
der verfügbaren
Zeit und der Länge
der zweiten Zone ein gutes Homogenitätsniveau bei einer Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung erreicht wird, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die
zweite Zone einen Wiederaufwärmabschnitt
und einen Durchwärmabschnitt
aufweist. Um die Abkühlung
während
des Schweißverfahrens, bei
welchem die zu verschweißenden
Brammen der Umgebung ausgesetzt sind, zu minimieren, sind bevorzugt
Mittel zum Begrenzen der Übertragung
von Wärme
von den Brammen an die Umgebung in der Vorrichtung zwischen der
ersten Zone und der zweiten Zone angeordnet.
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Aktuelle Stranggußmaschinen, die in der Praxis
zum Gießen
von dünnen
Brammen verwendet werden, haben eine Geschwindigkeit von etwa 6
m/min für
eine Brammendicke zwischen 50 und 100 mm. Für ein Endloswalzverfahren liegt
die Geschwindigkeit, mit der die Bramme in die Walzeinrichtung eintritt,
wünschenswerterweise
in dem Bereich zwischen etwa 10 und etwa 20 m/min, bevorzugt in
dem Bereich zwischen 12 und 16 m/min. Um die Diskrepanz zwischen
der Gußgeschwindigkeit
und der gewünschten
Eintrittsgeschwindigkeit zu überbrücken, wird
die Verwendung einer Mehrstranggußmaschine oder mehrerer Gußmaschinen
nahe beieinander vorgeschlagen. In diesem Fall ist die Vorrichtung
bevorzugt mit einer zweiten Ofeneinrichtung zur Aufnahme einer Bramme
versehen. In diesem Fall ist eine dedizierte Ofeneinrichtung für jede Gußmaschine oder
jeden Strang vorgesehen, und es müssen keine komplizierten Quer-
oder Längsfördermittel
für Brammen in
einem Ofen aufgenommen sein.
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Aktuell werden Anlagen verwendet,
bei denen es zu der oben erwähnten
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Gießgeschwindigkeit und der Eintrittsgeschwindigkeit
in die Walzeinrichtung kommt. Diese Geschwindigkeitsdifferenzen
können
auch bei neuen Anlagen oder neu zu konstruierenden Anlagen auftreten, beispielsweise
in Fällen,
in denen aus welchem Grund auch immer anfänglich eine einzige Gußmaschine
oder eine Einstrangmaschine verwendet wird. Falls später eine
neue Stranggußmaschine
installiert wird oder ein zweiter Strang hinzugefügt wird,
wird bevorzugt wenigstens die erste Ofeneinrichtung oder die zweite
Ofeneinrichtung mit Fördermitteln
versehen, um eine Bramme von der zweiten Ofeneinrichtung zu der
ersten Ofeneinrichtung zu befördern.
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In diesem Fall können die bestehenden Anlagen
beibehalten werden, und eine zweite Ofeneinrichtung wird in-line
mit der neuen Stranggußmaschine
oder dem zweiten Strang positioniert. Die Fördereinrichtung kann dazu verwendet
Werden, Brammen von der zweiten Ofeneinrichtung zu befördern, so
daß sie
dann in der Schweißmaschine
miteinander gekoppelt werden können.
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In Zusammenhang mit dem begrenzten
erforderlichen Raum, was besonders bei Mehrstranggußmaschinen
wichtig ist, weist die Fördereinrichtung
bevorzugt einen sogenannten Parallelförderer auf. Eine Alternative
ist ein Schwenkförderer,
bei welchem ein Brammenabschnitt von der zweiten Ofeneinrichtung
auf den Schwenkförderer
gesetzt wird, dessen Rückseite
dann in Richtung der Ofeneinrichtung gedreht wird. Die Vorderseite
des Schwenkförderers
von der Ofeneinrichtung dreht sich dann zu dem erwähnten ersten
Schwenkförderer,
wonach der Brammenabschnitt eines Schwenkförderers gegen den anderen Schwenkförderer gesetzt
werden kann. Die Schwenkförderer
drehen sich dann in ihre Ursprungspositionen zurück. Vorteile liegen in den
einfachen Verbindungen mit den Medien. Ein Nachteil liegt in dem
höheren
erforderlichen Raumvolumen im Vergleich zu einem Parallelförderer.
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Man hat herausgefunden, daß eine rasche
und erfolgreiche Temperaturhomogenisierung bei einer Ausführungsform
der zweiten Ofeneinrichtung erreicht wird, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die
zweite Ofeneinrichtung mit einem zweiten Aufwärmabschnitt und einem zweiten
Durchwärmabschnitt
versehen ist, der aus der Sicht in Standarddurchgangsrichtung der
Brammen, unterhalb des zweiten Aufwärmabschnitts positioniert ist.
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Im Zusammenhang damit, daß beim Betrieb
der Ofeneinrichtung unter anderem bei oder nach einer geplanten
oder zufälligen
Unterbrechung Flexibilität
erreicht werden soll, ist die Ofeneinrichtung bevorzugt aus der
Sicht in Standardurchgangsrichtung am Ende mit einem weiteren Durchwärmabschnitt
versehen, der, falls vorhanden, unterhalb der Fördereinrichtung und oberhalb
der Schweißmaschine
angeordnet ist.
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Die Erfindung ist auch durch ein
Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes ausgedrückt, bei
welchem flüssiger
Stahl in wenigstens einer Stranggußmaschine gegossen wird, um
eine Bramme zu bilden, die unter Verwendung der Gußwärme durch
eine Ofeneinrichtung befördert
und in einer Walzeinrichtung gewalzt wird, um das Band mit einer
gewünschten
Enddicke zu bilden. Dieses Verfahren ist auch in der Anmeldung PCT/NL97/00325
beschrieben. Diese Anmeldung beschreibt ein Endlosverfahren zur
Herstellung eines Stahlbandes, das im austenitischen, ferritischen
oder im gemischten austenitisch-ferritischen Bereich gewalzt wurde.
Das beschriebene Verfahren sieht eine große Zahl von Vorteilen vor.
Ein Vorteil dafür,
daß das
Verfahren durchgeführt
werden kann, liegt darin, daß einzelne
Brammen zusammengekoppelt werden können. Die Aufgabe der Erfindung
liegt darin, ein Verfahren zum Koppeln von Brammen auf solche Weise
vorzusehen, daß das
beschriebene Verfahren vorteilhaft ausgeführt werden kann. Diese Aufgabe
ist mittels eines Verfahrens zum Zusammenkoppeln von Brammen gelöst, bei
welchem Brammen, die gegebenenfalls bereits vorreduziert wurden,
mittels Schweißen
miteinander verbunden werden, und Brammen, die zusammengeschweißt wurden, in
einem Endlosverfahren in der Walzeinrichtung gewalzt werden. Aus
dem Koppeln von Brammen mittels Schweißen ergibt sich der Vorteil,
daß die
Brammen rasch miteinaner verbunden werden können, ohne daß sich Inhomogenitäten in der
chemischen Zusammensetzung der erhaltenen Stahlbramme bilden.
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Allgemein wird es nötig sein,
daß die
Schweißung
an warmen Brammen durchgeführt
wird, die sich zeitweilig außerhalb
der Ofeneinrichtung befinden. Folglich werden die Brammen unvermeidlich
während
des Schweißens
an der zu bildenden Schweißstelle
abkühlen.
Um zu verhindern, daß es
bei dem Endloswalzverfahren zu Temperaturinhomogenitäten kommt,
ist eine weitere Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen
nach dem Zusammenschweißen
wenigstens an der Stelle der Schweißverbindung temperaturhomogenisiert
werden.
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Im Falle eines Endloswalzverfahrens
ist wünschenswert,
daß der
Stahl mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in die Walzeinrichtung
eintritt. Vorliegende Stranggußmaschinen
sind nicht in der Lage, eine Gußgeschwindigkeit
zu erreichen, die der erwünschten
Eintrittsgeschwindigkeit entspricht, wobei gegebenenfalls die Dickenreduktion
zu berücksichtigen
ist. Deshalb ist ein Verfahren nach der Erfindung bevorzugt, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß Brammen
aus zwei Stranggußmaschinen
zusammengeschweißt
werden. Mit Hilfe von zwei oder mehr Stranggußmaschinen kann auch ein Brammenmaterialfluß erreicht
werden, der groß genug
ist, um die gewünschte
Eintrittsgeschwindigkeit in die Walzeinrichtung zu erreichen.
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Ein Alternative, die weniger Raum
einnimmt und insbesondere im Falle neuer Anlagen leichter zu realisieren
ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß Brammen aus einer Mehrstranggußmaschine
zusammengeschweißt
werden.
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Falls mehrere Stranggußmaschinen
oder eine Mehrstranggußmaschine
verwendet werden, werden vorteilhaft mehrere Ofeneinrichtungen gleichzeitig
verwendet und Brammen aus den Ofeneinrichtungen unter Verwendung
der Schweißmaschine
miteinander gekoppelt.
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In diesem Fall ist eine dedizierte
Ofeneinrichtung für
jeden Strang verfügbar.
Die Brammen aus den Ofeneinrichtungen können gegebenenfalls in einem
der Öfen
zusammen gesetzt und dann mittels Schweißen miteinander gekoppelt werden.
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Bei Durchführung eines Endloswalzverfahrens
ist eine große
Zahl von Anlagenteilen durch die Stahlbramme oder das Stahlband
miteinander gekoppelt. Eine Unterbrechung bei einem der Anlagenteile
bedeutet, daß die
gesamte Vorrichtung oder ein großer Teil der Vorrichtung abgeschaltet
werden muß.
Diese Unterbrechung kann ungeplant oder geplant sein, z. B. zum
Wechseln von Walzen. Damit Unterbrechungen jeder beliebigen Art
in den Griff bekommen werden, ist eine weitere Auslegung des Verfahrens
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Ofeneinrichtung als Pufferraum
zum zeitweiligen Speichern von Brammen verwendet wird, falls es
eine Unterbrechung bei einem der Teile zur Verarbeitung von Brammen
gibt, die zusammengeschweißt
wurden. Die Ofeneinrichtung kann als Puffereinrichtung für Unterbrechungen
an Teilen wirken, die oberhalb liegen, sowie für Unterbrechungen an Teilen,
die unterhalb liegen. Je länger
die Ofeneinrichtung ist, desto größer wird die Pufferkapazität sein.
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Im folgenden wird die Erfindung unter
Bezug auf die Zeichnung beschrieben, die eine nicht einschränkende Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht; darin zeigen:
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1 eine
diagrammatische Seitenansicht einer Vorrichtung, bei welcher die
Erfindung verwendet werden kann;
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2 einen
Graphen zur Veranschaulichung des Temperaturprofils in dem Stahl
als Funktion der Position in der Vorrichtung;
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3 einen
Graphen zur Veranschaulichung des Dickenprofils in dem Stahl als
Funktion der Position in der Vorrichtung;
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4 eine
detailliertere Ausführungsform
der Ofeneinrichtung mit einer Schweißmaschine;
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5 eine
detailliertere Ausführungsform
einer Vorrichtung mit mehreren Ofeneinrichtungen, die gleichzeitig
für mehrere
Stränge
verwendet werden; und
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6 das
Temperaturprofil und die Temperaturdifferenz für verschiedene Punkte der Bramme
und des Ofens als Funktion der Zeit.
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In 1 gibt
die Bezugsziffer 1 eine Stranggußmaschine zum Gießen von.
dünnen
Brammen an. Bei dieser einführenden
Beschreibung ist dieser Begriff als eine Stranggußmaschine
zum Gießen
von dünnen Brammen
aus Stahl mit einer Dicke von weniger als 150 mm, bevorzugt weniger
als 100 mm und bevorzugter weniger als 80 mm zu verstehen. Die Stranggußmaschine 1 kann
einen oder mehrere Stränge
aufweisen. Ebenso ist möglich,
daß mehrere
Stranggußmaschinen
nahe beieinander positioniert sind. Diese Ausführungsformen fallen in den
Umfang der Erfindung. Die Bezugsziffer 2 gibt eine Gießpfanne
an, aus welcher der zu gießende
flüssige
Stahl einem Tundish 3 zugeführt wird. Unter dem Tundish 3 befindet
sich eine Gießform 4,
in die der flüssige
Stahl gegossen und wenigstens teilweise verfestigt wird. Die Standardstranggußmaschine hat
eine Gießgeschwindigkeit
von etwa 6 m/min. Die verfestigte dünne Bramme wird in ein Ofeneinrichtung, beispielsweise
in Form eines Tunnelofens 7 eingebracht, der beispielsweise
eine Gesamtlänge
von beispielsweise etwa 300 m hat. Die Konstruktion des Tunnelofens
wird im folgenden beschrieben. Unter Verwendung der Schereinrichtung 6 kann
die Bramme vorne und hinten abgeschnitten werden, und eine Bramme
kann in Abschnitte geschnitten werden, die im Zusammenhang mit der
Auslegung der Ofeneinrichtung oder den Ofeneinrichtungen gut zu
handhaben sind. Die Geschwindigkeit, mit der die Bramme in den Gfen
eintritt, entspricht der Gießgeschwindigkeit
und beträgt
deshalb etwa 0,1 m/s. Unterhalb des Ofens 7 befindet sich
eine Oxidentfernungseinrichtung 9 zum Wegblasen des Oxids,
das sich an der Oberfläche
der Bramme gebildet hat. Die Walzeinrichtung 10, die die
Funktion einer Vorwalzeinrichtung erfüllt, weist zwei Vierwalzengerüste auf.
Falls gewünscht,
kann für
Notsituationen eine Schereinrichtung 8 vorgesehen sein.
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Aus 2 ist
zu ersehen, daß die
Temperatur der Stahlbramme, die beim Verlassen des Tundish etwa 1450°C beträgt, in dem
Wal zengerüst
auf ein Niveau von etwa 1150°C
abfällt,
und die Bramme wird in der Ofeneinrichtung bei dieser Temperatur
homogenisiert. Durch intensives Spritzen von Wasser in der Oxidentfernungseinrichtung 9 wird
bewirkt, daß die
Temperatur der Bramme von etwa 1150°C auf etwa 1050°C abfällt. Dies
gilt für
Walzen sowohl im austenitischen als auch im ferritischen Feld a
bzw. f. In den beiden Walzwerkgerüsten der Vorwalzeinrichtung 10 fällt die
Temperatur mit jedem Walzeninkrement etwa um weitere 50°C ab, so
daß sich
die Bramme, deren Dicke ursprünglich
etwa 70 mm betrug und die in zwei Schritten mit einer Zwischendicke
von 42 mm zu einem Stahlband mit einer Dicke von etwa 16,8 mm geformt
wird, auf einer Temperatur von etwa 950°C befindet. Das Dickenprofil
als Ortsfunktion ist in 3 gezeigt.
Die Zahlen geben die Dicke in mm an. Eine Kühleinrichtung 11,
ein Satz von Coilboxen 12 und, falls gewünscht, eine
zusätzliche
(nicht gezeigte) Ofeneinrichtung sind unterhalb der Vorwalzeinrichtung 10 untergebracht.
Während
der Herstellung eines austenitisch gewalzten Bandes kann das aus
der Walzeinrichtung 10 austretende Band zeitweilig in den Coilboxen 12 gespeichert
und homogenisiert werden und, falls eine zusätzliche Temperaturerhöhung erforderlich
ist, in der (nicht gezeigten) Erwärmungseinrichtung erwärmt werden,
die unterhalb der Coiibox positioniert ist. Für den Fachmann ist naheliegend,
daß die
Kühleinrichtung 11,
die Coilboxen 12 oder die Ofereinrichtung, die nicht gezeigt
ist, gegenüber
den oben erwähnten
Fositionen anders positioniert sein können. Als Ergebnis der Dickenreduzierung
tritt das gewalzte Band mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,6 m/s
in die Coilboxen ein. Eine zweite Oxidentferrnungsanlage 13 ist
zu dem Zwecke unterhalb der Kühleinrichtung 11,
der Coilboxen 12 oder der (nicht gezeigten) Ofeneinrichtung
angeordnet, um wieder eine Oxidhaut zu entfernen, die sich an der
Oberfläche
des gewalzten Bandes gebildet haben kann. Falls gewünscht, kann
eine weitere Schereinrichtung aufgenommen sein, um das Band oben
und unten abzuschneiden. Dann wird das Band in eine Walzenstraße eingebracht,
die in Form von sechs Vierwalzengerüsten vorliegen kann, die hintereinander
positioniert sind.
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Wird ein austenitisches Band hergestellt,
dann läßt sich
die gewünschte
Enddicke von beispielsweise 1,0 und 0,6 mm durch Verwendung von
nur fünf
Walzengerüsten
erreichen. Die von jedem Walzgerüst
erreichte Dicke ist in 3 für eine Brammendicke
von 70 mm in der oberen Zahlenreihe angegeben. Nach dem Verlassen
der Walzenstraße 14 wird
das Band, daß dann
eine Endtemperatur von etwa 900°C
und eine Dicke von 0,6 mm hat, mittels einer Kühleinrichtung 15 intensiv
abgekühlt
und auf eine Wikkeleinrichtung 16 aufgewickelt. Es tritt
in die Wickeleinrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 13–25 m/s
ein.
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Falls ein ferritisch gewalztes Stahlband
hergestellt werden soll, wird das aus der Vorwalzeinrichtung 10 austretende
Stahlband mittels der Kühleinrichtung 11 intensiv
gekühlt.
Diese Kühleinrichtung
kann auch zwischen Walzgerüsten
der Endwalzeinrichtung eingebaut sein. Ebenso kann eine natürliche Kühlung, gegebenenfalls
zwischen Walzgerüsten,
verwendet werden. Dann überspannt
das Band die Coilboxen 12 und, falls gewünscht, die
(nicht gezeigte) Ofeneinrichtung, und Oxid wird dann in der Oxidentfernungsanlage 13 entfernt. Das
Bard, das sich nun im ferritischen Feld befindet, befindet sich
dann auf einer Temperatur von etwa 750°C. Wie oben festgestellt, kann
ein weiterer Teil des materials noch austenitisch sein, aber dies
kann je nach dem Kohlenstoffgehalt und der gewünschten Endqualität annehmbar
sein. Um das ferritische Band mit der gewünschten Enddicke von beispielsweise
zwischen 0,8 und 0,5 mm zu versehen, werden alle sechs Gerüste der
Walzenstraße 14 verwendet.
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Wie beim Walzen eines austenitischen
Bandes wird zum Walzen eines ferritischen Bandes eine im wesentlichen
gleiche Dickenreduzierung für
jedes Walzwerkgerüst
verwendet, abgesehen von der Reduzierung, die von dem Endwalzwerkgerüst durchgeführt wird.
Dies ist alles in dem Temperaturprofil nach 2 und dem Dikkenprofil nach der unteren
Zeile von 3 für ein ferritisches
Walzen des Stahlbandes als Funktion der Position veranschaulicht.
Das Temperaturprofil zeigt, daß das
Band beim Heraustreten auf einer Temperatur liegt, die gut über der
Rekristallisationstemperatur liegt. Deshalb kann es zur Verhinderung der
Oxidbildung erwünscht
sein, eine Kühleinrichtung 15 zu
verwenden, um das Band auf die gewünschte Wickeltemperatur abzukühlen, bei
der die Rekristallisierung noch stattfinden kann. Wenn die Ausgangstemperatur
aus der Walzenstraße 14 zu
niedrig ist, kann das ferritisch gewalzte Band mittels einer Ofeneinrichtung 18 auf
eine gewünschte
Wickeltemperatur gebracht werden, die unterhalb der Walzenstraße positioniert
ist. Die Kühleinrichtung 15 und
die Ofeneinrichtung 18 können nahe beieinander oder
hintereinander positioniert sein. Ebenso kann eine Einrichtung durch
eine andere Einrichtung ersetzt sein, je nachdem, ob ein ferritisches
oder austenitisches Band hergestellt werden soll. Wie bereits erwähnt, wird
das Walzen endlos oder halbendlos durchgeführt, wenn ein ferritisches
oder austenitisches Band hergestellt wird. Dies bedeutet, daß der Streifen,
der aus der Walzeinrichtung 14 und gegebenenfalls der Kühleinrichtung 15 bzw.
der Ofenenrichtung 18 austritt, eine größere Länge hat, als dies zur Bildung
eines einzelnen Coils üblich
ist, und daß ein
Brammenabschnitt mit der Länge
eines kompletten Ofens oder sogar ein längerer Brammenabschnitt kontinuierlich
in der Endwalzeinrichtung gewalzt wird. Eine Schereinrichtung 17 ist
aufgenommen, um das Band auf die gewünschte Länge zuzuschneiden, die Standardcoilabmessungen
entspricht. Falls gewünscht,
kann ein zusätzlicher,
sogenannter geschlossener Coiler unmittelbar unterhalb der Walzenstraße 14 untergebracht
sein, um bei der Steuerung der Bandbewegung und der Bandtemperatur
zu assistieren. Die Einrichtung ist für Bänder mit einer Breite zwischen
1000 und 1500 mm und, im Falle eines austenitisch gewalzten Bandes,
einer Dicke von etwa 1,0 sowie, im Falle eines ferritisch gewalzten
Bandes, von etwa 0,5 bis 0, 6 mm geeignet.
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4 zeigt
eine detailliertere Ausführungsform
einer Ofeneinrichtung mit Schweißmaschine, die Teil der Ofeneinrichtung
bildet. Die Ofeneinrichtung weist eine erste Zone mit den Teilen 7,1 und 7,2 und
eine zweite Zone 7,4 auf. Eine Schweißmaschine 7,3 ist
zwischen der ersten Zone und der zweiten Zone positioniert. Die
erste Zone besteht aus einem ersten Aufwärmabschnitt 7,1 und
einem ersten Durchwärmabschnitt 7,2.
Die Länge
des er sten Aufwärmabschnitts 7,1 entspricht
etwa der Länge
eines Brammenabschnitts. Sobald der Brammenabschnitt vollständig in
dem ersten Aufwärmabschnitt 7,1 untergebracht
ist, wird der Brammenabschnitt mit hoher Geschwindigkeit durch den
Durchwärmabschnitt 7,2 befördert. Eine
Anzahl von Brammenabschnitten kann innerhalb des Durchwärmabschnitts 7,2 gepuffert
werden, einerseits, damit ausreichend Zeit vorhanden ist, um sie
gründlich
zu erwärmen,
und andererseits als Puffer, falls ein Teil der Anlage unterhalb oder
oberhalb der Ofeneinrichtung aufgrund einer geplanten oder ungeplanten
Unterbrechung außer
Betrieb ist. Eine zweite Zone 7,4 ist unterhalb der Schweißmaschine 7,3 positioniert,
wobei in der zweiten Zone Brammenabschnitte, die zusammengeschweißt wurden,
homogenisiert werden, um den Temperaturabfall auszugleichen, der
während
des Schweißens
an der Schweißstelle
aufgetreten ist. Die Gesamtlänge
des Ofens beträgt
250–320
m. Die Länge
des ersten Aufwärmabschnitts 7,1 beträgt etwa
35 bis 70 m. Die Länge
des ersten Durchwärmabschnitts 7,1 beträgt etwa
35 bis 70 m. Die Länge
des ersten Durchwärmabschnitts 7,2 beträgt etwa
100–150
m. Die für
die Schweißmaschine 7,3 erforderliche
Länge beträgt etwa
4–25 m,
und die Länge der
zweiten Zone 7,4 beträgt
etwa 50–80
m.
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5 zeigt
eine detailliertere Aufschlüsselung
einer Anordnung mit mehreren Ofeneinrichtungen, die gleichzeitig
für mehrere
Stränge
verwendet werden kann. Die Ofeneinrichtung 7,30 weist einen
ersten Aufwärmabschnitt 7,10,
einen zweiten Durchwärmabschnitt 7,11 und
einen Parallelförderer 7,12 auf.
Ein weiterer Durchwärmabschnitt 7,13 ist
unterhalb des Parallelförderers 7,12 positioniert.
Unterhalb von 7,13 befindet sich eine Schweißmaschine 7,14,
auf die eine zweite Zone 7,15 zur Homogenisierung von Brammen
folgt, die zusammengeschweißt
wurden. Die zweite Ofeneinrichtung 7,40 weist einen zweiten
Aufwärmabschnitt 7,20 einen
zweiten Durchwärmabschnitt 7,21 und
einen Parallelförderer 7,22 auf.
Mit Hilfe der Parallelförderer 7,12 und 7,22 können Brammenabschnitte
von dem Ofen 7,40 zu dem Ofen 7,30 befördert und
mit Hilfe der Schweißmaschine 7,14 mit
Brammen gekoppelt werden, die dem Ofen 7,30 direkt von
einer Stranggußmaschine
zugeführt
werden. Beim Befördern
eines Bram menabschnitts bewegt sich der Parallelförderer 7,22 parallel zu
seiner Längsrichtung
zu dem Parallelförderer 7,12,
der sich zeitweilig aus seiner normalen Position bewegt. Nachdem
der Parallelförderer 7,22 die
Position des Parallelförderers 7,12 eingenommen
hat, wird der beförderte
Brammenabschnitt zu dem weiteren Durchwärmabschnitt 7,13 durchgeschoben,
woraufhin beide Parallelförderer
in ihre ursprüngliche
Position zurückkehren.
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Tabelle 1 zeigt eine Übersicht
zu möglichen
Konfigurationen der Öfen 7,30 und 7,40.
Bei der Konfiguration 1 hat der Ofen eine Pufferlänge von
208 m, die bei einer Unterbrechung, die eine Reduzierung der Gußgeschwindigkeit
von 0,25 und 50% im Vergleich zu einer Gußgeschwindigkeit von 6 m/min
beinhaltet, in Minuten eine Pufferkapazität von 20 bzw. 26 und 39 Minuten
vorsieht. Diese Pufferzeit ist zur Beseitigung von Störungen in
der Vorrichtung verfügbar.
Bei einer Pufferlänge
von 180 m, wie dies bei den Konfigurationen 2 und 3 erreicht ist,
betragen die jeweiligen Pufferzeiten 14, 18 und 27 Minuten, und
bei der Konfiguration 4 getragen die Pufferzeiten 8 bzw. 10 und
14 Minuten. Vorteilhaft ist der Parallelförderer so weit wie möglich an
der Vorderseite positioniert, damit die Länge der Ofeneinrichungen 7,30 und 7,40 kurz
gehalten werden kann.
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6 zeigt
das Profil der Temperatur und die Temperaturdifferenz für verschiedene
Punkt der Bramme als Funktion der Zeit. Die Kurven gelten für eine Länge des
ersten Aufwärmabschnitts
nach dem Gießen
von 60 m, eine Schweißlänge von
10 m, eine Länge
der zweiten Zone nach dem Schweißen von 45 m und eine Gesamtlänge von
280 m. Aus dem Profil der Kurven p (niedrigste Temperatur der Bramme)
und q (höchste Temperatur
der Bramme) ist zu ersehen, daß eine
Temperaturhomogenisierung stattfindet. Das Profil, mit dem dies
stattfindet, ist aus dem Profil der Kurve t zu ersehen. Die Kurve
u zeigt die Temperaturdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite
der Bramme. Die Kurven w bzw. r geben die Temperatur im Boden und
im Oberteil der Ofeneinrichtung an. Die Kurve s zeigt die durchschnittliche
Brammentemperatur durch den Querschnitt. Es ist klar zu sehen, daß in der
mit L angegebenen Periode, während
derer geschweißt
wird, eine Temperaturinhomogenisierung auftritt und dann wieder
in der zweiten Zone ausgeglichen wird, die unterhalb der Schweißmaschine
liegt, bis eine annehmbare Temperaturdifferenz von etwa 10° zwischen
den kältesten
und den wärmsten
Abschnitten der Bramme erreicht ist, bevor die Bramme in die Walzeinrichtung
eingebracht wird.
