PL188975B1

PL188975B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania taśmy stalowej

Info

Publication number: PL188975B1
Application number: PL98340999A
Authority: PL
Inventors: Erik Marco Nijveld; Simon Petrus Anthonius Zuurbier
Original assignee: Corus Staal Bv
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2005-05-31
Also published as: CN1128686C; AR012759A1; TR200001627T2; SK285984B6; ZA9811214B; UA57818C2; CN1281395A; ATE250472T1; AU733838B2; KR100528782B1; CA2313538C; WO1999029445A1; DE69818512D1; BR9814265A; CA2313538A1; JP2001525254A; US6457227B1; ES2205584T3; DE69818512T2; NL1007730C2

Abstract

1. Sposób w ytw arzania stalow ej tasm y, w którym ciekla stal odlew a sie w przynajm niej jed n y m zespole do ciaglego odlew ania tw orzac plaskie kesisko o gru- bosci ponizej 120 mm i nastepnie w ykorzystujac cie- plo odlew ania utrzym uje sie tem perature kesiska prze- noszac je przez piec, po czym w alcuje sie je , na co najm niej jednej w alcarce do utw orzenia tasm y o za- danej grubosci, zn am ien n y ty m , ze kolejne kesiska, o korzystnie w stepnie zredukow anej grubosci, laczy sie razem poprzez stopienie ich skierow anych do siebie w askich konców ek za p o m o ca zgrzew ania, 6 U rzadzenie do w ytw arzania cienkiej tasm y sta- low ej zaw ierajace, co najm niej je d e n zesp ó l do cia- glego odlew ania plaskich kesisk stalow ych o gru b o - sci m niejszej niz 120 m m , piec do ogrzew ania i/lub ujednorodniania kesisk, co najm niej je d n a w alcarke do redukcji grubosci kesiska p rzenoszonego z pieca, z n a m ie n n e ty m , ze pom iedzy co najm niej jednym zespolem (1) do ciaglego o d lew an ia i w alcark a (10, 14) je st um ieszczona zgrzew arka (7,3, 7,14) do sta- piania w askich konców ek kesisk i laczenia ze soba kolejnych kesisk, przy czym zgrzew arka (7,3; 7,14) je s t zam ontow ana ruchom o na dlugosci zgrzew ania w typow ym kierunku przechodzenia kesisk poprzez urzadzenie do w alcarki ( 1 0 .1 4 ) ... Fig 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania taśmy stalowej. Wynalazek dotyczy zwłaszcza sposobu i urządzenia do wytwarzania cienkich taśm stalowych.

Znane jest urządzenie do wytwarzania taśm stalowych, które zawiera przynajmniej jeden zespół do ciągłego odlewania płaskich kęsisk stalowych, piec do ogrzewania i/lub ujednorodnienia płaskich kęsisk, i przynajmniej jedną walcarkę do redukcji grubości kęsiska wychodzącego z pieca. Znany jest także sposób wytwarzania stalowej taśmy, w którym ciekłą stal odlewa się w przynajmniej jednym zespole do ciągłego odlewania płaskiego kęsiska, wykorzystując ciepło odlewania przenosi kęsisko przez piec oraz walcarkę, dla utworzenia taśmy o żądanej końcowej grubości.

Urządzenie tego rodzaju opisano w zgłoszeniu opublikowanym pod numerem WO-A-97/46332. Poprzez to odniesienie, treść tego zgłoszenia uznaje się za włączoną do obecnego zgłoszenia. W zgłoszeniu zaproponowano, m.in. zastosowanie tego rodzaju urządzenia dla bezkońcowego walcowania. W zgłoszeniu tym sposób bezkońcowego walcowania oznacza proces walcowania, w którym kęsiska płaskie, lub taśmy po przejściu przez walcarkę wstępną łączy się ze sobą w taki sposób, że na walcarce wykańczającej odbywa się bezkońcowe walcowanie.

W przeszłości proponowano łączenie kęsisk poprzez ukształtowanie jednego końca kęsiska do połączenia z przednią krawędzią następnego kęsiska, również zaopatrzonego w odpowiedni, często przystający kształt. Potrzebne w tym celu urządzenia są wysoce skomplikowane i zajmują znaczną przestrzeń. Ponadto, łączone w ten sposób kęsiska przez dłuższy czas podlegają wpływom atmosferycznym, w wyniku czego stygną a ich powierzchnia pokrywa się warstwą tlenków.

Sposób bezkońcowego walcowania, zwłaszcza zastosowany do cienkich kęsisk płaskich, tj. kęsisk o grubości 100 mm lub mniejszej, korzystnie 80 mm lub mniejszej, daje możliwość uzyskiwania podczas walcowania bardzo wysokiej temperatury ujednorodnienia. Korzyść tę w znacznym stopniu ogranicza skomplikowany sposób łączenia, jak opisano powyżej.

Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie urządzenia umożliwiającego łączenie ze sobą cienkich odlewanych kęsisk płaskich, które w sposób szybki i łatwy mogą być wstępnie zredukowane.

Sposób wytwarzania stalowej taśmy, według wynalazku, w którym ciekłą stal odlewa się w przynajmniej jednym zespole do ciągłego odlewania tworząc płaskie kęsisko o grubości poniżej 120 mm i następnie wykorzystując ciepło odlewania utrzymuje się temperaturę kęsiska przenosząc je przez piec, po czym walcuje się je, na co najmniej jednej walcarce do utworzenia taśmy o żądanej grubości, charakteryzuje się tym, ze kolejne kęsiska, o korzystnie wstępnie zredukowanej grubości, łączy się razem poprzez stopienie ich skierowanych do siebie wąskich

188 975 końcówek za pomocą zgrzewania, i następnie zgrzane kęsiska walcuje się w procesie bezkońcowym na walcarce, przy czym podczas zgrzewania przemieszcza się zgrzewarkę wraz z kęsiskami, a kęsiska, po zgrzaniu, poddaje się ujednorodnianiu ich temperatury przynajmniej w miejscu zgrzeiny.

Korzystnie, zgrzewa się kęsiska uzyskane z dwóch zespołów do ciągłego odlewania lub zgrzewa się kęsiska uzyskane z wielociągowego zespołu do ciągłego odlewania.

Kęsiska przetrzymuje się równocześnie w kilku piecach i łączy się ze sobą kęsiska z różnych pieców za pomocą zgrzewarki. Piec wykorzystuje się jako przestrzeń buforową do okresowego przetrzymywania kęsisk podczas przerwy w pracy jednej z części urządzenia do wytwarzania taśmy z kęsisk zgrzanych ze sobą.

Według wynalazku, urządzenie do wytwarzania cienkiej taśmy stalowej, zawierające co najmniej jeden zespół do ciągłego odlewania płaskich kęsisk stalowych o grubości mniejszej niż 120 mm, piec do ogrzewania i/lub ujednorodniania kęsisk, co najmniej jedną walcarkę do redukcji grubości kęsiska przenoszonego z pieca, charakteryzuje się tym, że pomiędzy co najmniej jednym zespołem do ciągłego odlewania i walcarką jest umieszczona zgrzewarka do stapiania wąskich końcówek kęsisk i łączenia ze sobą kolejnych kęsisk, przy czym zgrzewarka jest zamontowana ruchomo na długości zgrzewania w typowym kierunku przechodzenia kęsisk poprzez urządzenie do walcarki, a piec posiada pierwszą strefę oraz drugą strefę, które są usytuowane jedna za drugą, w typowym kierunku przechodzenia kęsisk, i zgrzewarka jest umieszczona pomiędzy pierwszą strefą i drugą strefą.

Korzystnie, zgrzewarka jest dostosowana do przemieszczania z szybkością 4 do 20 m/min, korzystnie z szybkością 10 do 17 m/min, w typowym kierunku przechodzenia kęsisk przez urządzenie w stronę walcarki. Zgrzewarka jest zwłaszcza zgrzewarką indukcyjną.

Zgrzewarka ma środki ograniczające przenoszenie ciepła z kęsisk do otoczenia. Całkowita długość pieca wynosi 250 do 330 m.

Pierwsza strefa i druga strefa są usytuowane w oddaleniu od siebie w typowym kierunku przechodzenia kęsiska na 4-25 m, korzystnie na 5-17 m. Długość drugiej strefy wynosi 25 i 100 m. Pierwsza strefa zawiera sekcję podgrzewania i sekcję ogrzewania skrośnego.

Pomiędzy strefami pierwszą i drugą są umieszczone środki ograniczające przepływ ciepła z kęsisk do otoczenia. Równolegle do pieca jest umieszczony drugi piec do umieszczenia kęsisk. Przynajmniej w jednym z pieców jest umieszczony przenośnik do przenoszenia kęsisk z jednego pieca do drugiego. Przenośnik korzystnie stanowi równoległy prom.

Drugi piec ma sekcję podgrzewania i sekcję ogrzewania skrośnego usytuowaną za sekcją podgrzewania w typowym kierunku przechodzenia kęsisk.

Piec zawiera sekcję podgrzewania i sekcję ogrzewania skrośnego usytuowaną za sekcją podgrzewania, po wejściowej stronie pieca, w typowym kierunku przechodzenia kęsisk.

W końcowej części pieca, w typowym kierunku przechodzenia kęsiska, jest usytuowana dodatkowa sekcja ogrzewania skrośnego znajdująca się za umieszczonym w nim przenośnikiem i przed zgrzewarką.

W urządzeniu według wynalazku, zgrzewarka umożliwia szybkie łączenie końcówek 0 prostym kształcie dwóch kęsisk przeznaczonych do połączenia ze sobą. Zgrzewarka nie zajmuje dużej przestrzeni, przez co łączone kęsiska tylko na krótko przebywają w atmosferze i przez krótki czas emitują ciepło do otoczenia. W rezultacie zastosowanie zgrzewarki przyczynia się do zmniejszenia ilości tlenków, jakie powstają na powierzchni zgrzewanych ze sobą kęsisk.

Przemieszczanie zgrzewarki na długości zgrzewania zapewnia uniknięcie tymczasowego składowania, na przykład w postaci klatek przewijających. Przemieszczanie zgrzewarki wraz ze zgrzewanym materiałem umożliwia utrzymanie takiej samej szybkości materiału wzdłuż urządzenia, przy uwzględnieniu redukcji grubości materiału.

W procesie bezkońcowego walcowania szybkość podawania kęsisk płaskich na walcarkę wynosi od 4 do 20 m/min, i korzystniej od 10 do 17 m/min, zależnie od końcowej grubości taśmy oraz ferrytycznej lub austenityczno-ferrytycznej struktury. Ze względu na efektywny przebieg procesu szybkość przemieszczania zgrzewarki powinna być równa tej szybkości, z ewentualnym uwzględnieniem redukcji grubości dla kęsiska wprowadzanego na walcarkę.

188 975

Zastosowanie zgrzewarki indukcyjnej eliminuje wprowadzanie w zgrzeinę materiału różniącego się składem chemicznym od zgrzewanych kęsisk. Jest to szczególnie istotne dla niskostopowych gatunków stali. Pozwala to również łatwo kontrolować wydajność zgrzewarki.

Proces przebiega pomyślnie dla grubości kęsisk płaskich i szybkości walcowania występujących w praktyce, nawet przy wprowadzeniu wielociągowych urządzeń do ciągłego odlewania, przy zastosowaniu pieca, którego całkowita długość wynosi od 250 do 330 m.

Przeznaczone do zgrzewania kęsiska przenosi się w położenie łączenia z zastosowaniem środków ustalających, po czym zgrzewa się za pomocą zgrzewarki. Ponieważ środki ustalające i zgrzewarka nie mogą być całkowicie umieszczone w piecu, nieuniknione jest ochłodzenie materiału w miejscu zgrzeiny podczas zgrzewania. W piecu przewidziano środki do przenoszenia kęsisk z przyśpieszaną szybkością, umożliwiające szybkie opróżnienie pieca w następstwie przerwania procesu planowanego bądź nie, i przed wystąpieniem następnej przerwy.

Istnieje możliwość uzyskania dobrej zgrzeiny przy małym ochłodzeniu kęsisk, w związku z tym, że pierwsza i druga strefa są oddalone o 4-25 m, korzystnie o 5-17 m. Możliwe jest też przywrócenie właściwej temperatury kęsisk ochłodzonych podczas zgrzewania poprzez usytuowanie za zgrzewarką drugiej strefy o długości 25 do 100 m. W takim zakresie długości uzyskuje się wystarczające ujednorodnienie temperatury, zależnie od szybkości zgrzewania i długości zgrzewania.

W drugiej strefie zgrzane kęsiska osiągają temperaturę ujednorodnienia, niezbędnego dla kolejnego walcowania. Uzyskuje się szczególnie dobre ujednorodnienie w dostępnym czasie i na długości drugiej strefy, gdy w drugiej strefie występuje sekcja ponownego podgrzewania i sekcja ogrzewania skrośnego. Dla zmniejszenia ochłodzenia podczas zgrzewania kęsisk w środowisku otoczenia korzystne jest wprowadzenie środków ograniczających przepływ ciepła z kęsisk do otoczenia pomiędzy pierwszą i drugą strefą.

Zastosowanie wielociągowego zespołu do ciągłego odlewania, lub kilka odlewarek pracujących obok siebie pozwala ominąć rozbieżności pomiędzy obecnie uzyskiwaną szybkością odlewania (około 6 m/min dla grubości kęsisk 50 do 1θ0 mm) i potrzebną szybkością wprowadzenia kęsisk na walcarkę w procesie bezkońcowego walcowania, wynoszącą około 10 do 20 m/min, korzystnie 12-16 m/min. W takim przypadku korzystne jest zastosowanie drugiego pieca do gromadzenia kęsisk. Dla każdego zespołu do ciągłego odlewania lub każdego ciągu przeznaczono piec, bez potrzeby skomplikowanych poprzecznych lub podłużnych przenośników dla kęsisk w piecu.

Obecnie eksploatuje się instalacje, w których występuje wspomniana powyżej różnica szybkości pomiędzy szybkością odlewania i szybkością wprowadzania na walcarkę. Różnica szybkości może również powstawać w nowych lub projektowanych instalacjach, gdy na przykład z jakichś powodów wstępnie stosuje się pojedyncze lub jednociągowe zespoły do odlewania. W przypadku kolejnego instalowania nowych urządzeń do ciągłego odlewania lub wprowadzania drugich ciągów korzystne jest przynajmniej dla jednego z występujących pieców oraz dla drugiego pieca zastosowanie przenośnika kęsisk z drugiego pieca do pierwszego pieca.

W tym przypadku istniejąca instalacja może być zachowana a drugi piec ustawiony w linii z nowym urządzeniem do ciągłego odlewania, lub drugim ciągiem. Można zastosować przenośnik kęsisk z drugiego pieca do pierwszego, po czym kęsiska mogą być łączone ze sobą na zgrzewarce.

W związku z ograniczeniem potrzebnej powierzchni, co jest szczególnie istotne w wielociągowym urządzeniu do odlewania, korzystne będzie zastosowanie tzw. równoległego promu. Alternatywnym rozwiązaniem jest prom obrotowy, na którym umieszcza się odcinki kęsiska z drugiego pieca i obraca jego tylną część w kierunku tego pieca. Przednia część obrotowego promu obraca się od pieca w kierunku pierwszego wspomnianego promu obrotowego, po czym kęsisko z jednego promu obrotowego można przełożyć na drugi prom obrotowy. Następnie promy obrotowe powracają do swych położeń początkowych. Zaletą są proste połączenia z zasilaniem. Wadą jest zwiększone zapotrzebowanie przestrzeni w porównaniu z promem równoległym.

188 975

Ustalono, ze szybkie i pomyślne ujednorodnienie temperatury uzyskano w przykładzie wykonania drugiego pieca, który zawiera drugą sekcję podgrzewania i drugą sekcję ogrzewania skrośnego, umieszczoną za drugą sekcją podgrzewania.

Wykonanie w końcu pieca dodatkowej sekcji ogrzewania skrośnego, umieszczonej za przenośnikiem, jeśli występuje, i przed zgrzewarką zapewnia uzyskanie elastyczności działania pieca, m.in. w przypadku planowanego lub przypadkowego postoju.

Wynalazek znajduje również zastosowanie w procesie wytwarzania taśmy stalowej, w którym ciekłą stal odlewa się w przynajmniej jednym urządzeniu do ciągłego odlewania dla utworzenia kęsiska płaskiego, i wykorzystując ciepło odlewania przeprowadza poprzez piec i walcarkę oraz walcuje do postaci taśmy na żądaną grubość końcową. Wynalazek może być zastosowany w bezkońcowym procesie wytwarzania stalowej taśmy, walcowanej austenitycznie, ferrytycznie lub austenityczno-ferrytycznie (opisanym tez w zgłoszeniu PCT/NL97/00325. Opisany proces dostarcza wiele zalet. Jedną z zalet dla przeprowadzenia procesu jest możliwość łączenia ze sobą oddzielnych kęsisk płaskich. Celem wynalazku jest dostarczenie łączenia kęsisk w taki sposób, aby opisany proces przebiegał korzystnie. Łączenie kęsisk za pomocą zgrzewania według wynalazku daje tę zaletę, że kęsiska mogą być szybko połączone bez powstawania niejednorodności składu chemicznego dla uzyskanego kęsiska stalowego.

Generalnie, konieczne będzie zgrzewanie gorących kęsisk, które chwilowo znajdują się na zewnątrz pieca. W rezultacie podczas zgrzewania następuje nieuniknione ochłodzenie kęsisk w miejscu utworzenia zgrzeiny. W celu zapobieżenia występowaniu niejednorodności temperatury pojawiającemu się w procesie bezkońcowego walcowania po zgrzewaniu ujednorodnia się temperaturę kęsisk przynajmniej w miejscu zgrzewania.

W przypadku procesu bezkońcowego walcowania pożądane jest wprowadzanie stali na walcarkę ze stosunkowo dużą szybkością. Obecne urządzenia do ciągłego odlewania nie mogą uzyskać szybkości odlewania odpowiadającej żądanej szybkości wprowadzenia, przy uwzględnieniu redukcji grubości. Tym samym korzyść sposobu według wynalazku polega na tym, że łączy się ze sobą kęsiska płaskie z dwóch urządzeń do ciągłego odlewania. Przy zastosowaniu dwóch lub więcej urządzeń do ciągłego odlewania można uzyskać na tyle duzy przepływ materiału kęsiska, ze osiąga się szybkość potrzebną dla wprowadzenia na walcarkę.

Zmniejszenie zapotrzebowania przestrzeni i łatwiejsze wprowadzenie, zwłaszcza w nowych instalacjach, uzyskuje się dzięki temu, ze kęsiska z wielociągowego urządzenia do ciągłego odlewania zgrzewa się ze sobą.

Przy zastosowaniu licznych urządzeń do ciągłego odlewania, lub wielociągowych urządzeń do ciągłego odlewania korzystne jest równoczesne zastosowanie licznych pieców oraz łączenie kęsisk z tych pieców za pomocą zgrzewarki. W tym przypadku dla każdego ciągu wyznacza się piec. Kęsiska z pieców mogą być umieszczone razem, opcjonalnie w jednym z tych pieców, i następnie łączone ze sobą za pomocą zgrzewania.

Podczas bezkońcowego walcowania stalowe kęsiska lub stalowa taśma łączą dużą liczbę elementów instalacji. Przestój jednego elementu instalacji oznacza zatrzymanie całego urządzenia, lub jego dużej części. Może to być przestój planowy lub nieplanowy, na przykład przy wymianie walców. Zapobiega się przestojom dzięki temu, że piec służy jako przestrzeń buforowa do czasowego składowania kęsisk w przypadku przestoju jednego z urządzeń instalacji dla przetwarzania kęsisk po zgrzewaniu. Piec ten może pełnić rolę bufora dla przestojów urządzeń występujących przed i za buforem. Im dłuższy będzie piec, tym większa będzie dostępna przestrzeń buforowa.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie, w którym może być zastosowany wynalazek, schematycznie w rzucie bocznym; fig. 2 - wykres zmian temperatury stali w funkcji położenia w urządzeniu z fig. 1; fig. 3 - wykres zmian grubości stali w funkcji położenia w urządzeniu z fig. 1; fig. 4 - przykład wykonania pieca ze zgrzewarką, bardziej szczegółowo; fig. 5 - przykład wykonania urządzenia z wieloma piecami, równocześnie zastosowanymi dla licznych ciągów, bardziej szczegółowo; fig 6 - wykres zmian temperatury i różnicy temperatur w różnych miejscach kęsiska i pieca, w funkcji czasu.

Urządzenie do wytwarzania taśmy stalowej, przedstawione na fig. 1 zawiera zespół 1 do ciągłego odlewania kęsisk płaskich. Zespół do ciągłego odlewania wytwarza stalowe kęsiska

188 975 płaskie o grubości poniżej 150 mm, korzystnie poniżej 100 mm i korzystniej poniżej 80 mm. Zespół 1 do ciągłego odlewania kęsisk płaskich korzystnie zawiera jeden lub więcej ciągów. Możliwe jest również ustawienie obok siebie licznych zespołów 1 do ciągłego odlewania. Przykłady te objęto zakresem obecnego wynalazku. Zespół 1 do ciągłego odlewania zawiera kadź odlewniczą 2, z której przeznaczona do odlewania ciekła stal jest podawana do kadzi pośredniej 3. Poniżej kadzi pośredniej 3 jest usytuowany krystalizator 4, do którego wlewa się ciekłą stal, i w którym następuje przynajmniej częściowe krzepnięcie. Standardowy zespół 1 do ciągłego odlewania pracuje z szybkością około 6 m/min. Skrzepnięte kęsisko płaskie wprowadza się do pieca, na przykład pieca 7, typu tunelowego, którego długość całkowita wynosi około 300 m. Budowę pieca 7 opisano dalej. Za pomocą urządzenia nożycowego 6 kęsisko płaskie tnie się na odcinki technologicznie dostosowane do konstrukcji pieca lub pieców, i ich działania. Szybkość, z jaką kęsisko płaskie wchodzi do pieca 7 odpowiada szybkości odlewania, a zatem wynosi około 0,1 m/s. Za piecem 7 jest usytuowany pierwszy zespół 9 do usuwania tlenków powstających na powierzchni kęsiska płaskiego. Walcarkę wstępną 10, tworzy walcownicza klatka czterowalcowa. W miarę potrzeby, przeciwawaryjnie może być zastosowany zespół tnący 8.

Jak pokazano na fig. 2, temperatura stalowego kęsiska płaskiego, która przy opuszczaniu kadzi pośredniej 3 wynosi około 1450°C, spada na walcarce wstępnej 10 do poziomu około 1150°C, i w tej temperaturze kęsisko jest ujednorodniane w piecu 7. Intensywny natrysk wody w zespole 9 do usuwania tlenków powoduje spadek temperatury kęsiska od około 1150°C do około 1050°C. Dotyczy to walcowania w zakresie austenitycznym a, i w zakresie ferrytycznym f. Na obu klatkach walcowniczych walcarki wstępnej 10 temperatura kęsiska maleje o następne około 50°C na każdym stopniu walcarki wstępnej 10, w wyniku czego grubość kęsiska, która początkowo wynosiła około 70 mm i była formowana w dwóch zabiegach do grubości przejściowej 42 mm i w taśmę o grubości około 16,8 mm, ma temperaturę około 950°C. Zmianę grubości taśmy w funkcji położenia w urządzeniu przedstawiono na fig. 3. Cyfry oznaczają grubość w milimetrach. Za walcarką wstępną 10 jest usytuowany pierwszy zespół chłodzący 11, zespół klatek przewijających 12, i według potrzeby, dodatkowy piec (nie pokazano). Przy produkcji taśmy walcowanej w zakresie austenitycznym taśma opuszczająca walcarkę wstępną 10 może być okresowo przetrzymywana i ujednorodniona w klatkach przewijających 12, a przy potrzebnym dodatkowym wzroście temperatury może być ogrzewana w urządzeniu ogrzewającym (nie pokazano), które występuje za klatkami przewijającymi 12. Dla specjalistów będzie oczywistym, że pierwszy zespół chłodzący 11, klatki przewijające 12 i piec (nie pokazano) mogą występować w innych położeniach względem siebie niż podano powyżej. W wyniku zmniejszenia grubości walcowana taśma wchodzi na klatki przewijające 12 z szybkością około 0,6 m/s. Za pierwszym zespołem chłodzącym 11, klatkami przewijającymi 12 lub piecem (nie pokazano) jest umieszczone drugi zespół 13 do usuwania tlenków, w celu usunięcia zendry, jaka mogła wystąpić na powierzchni walcowanej taśmy. W razie potrzeby można zastosować dodatkowy zespół tnący 20 dla przecinania taśmy. Taśmę podaje się następnie na ciąg walcowniczy walcarki końcowej 14, która może być utworzona w postaci sześciu klatek czterowalcowych ustawionych jedna za drugą.

Przy wytwarzaniu taśmy austenitycznej możliwe jest uzyskanie żądanej końcowej grubości na przykład 1,0 do 0,6 mm z zastosowaniem tylko pięciu klatek walcowniczych walcarki końcowej 14. Grubości uzyskiwane na każdej klatce walcowniczej podano dla grubości kęsiska płaskiego 70 mm w górnym rzędzie cyfr na fig.3. Po opuszczeniu walcarki końcowej 14 taśma, której końcowa temperatura wynosi około 900°C a grubość 0,6 mm, jest intensywnie chłodzona za pomocą drugiego zespołu chłodzącego 15 oraz zwijana na zwijarce 16. Szybkość, z jaką taśma wchodzi na zwijarkę wynosi około 13-25 m/s.

Przy wytwarzaniu walcowanej taśmy stalowej ferrytycznej opuszczająca walcarkę wstępną 10 taśma stalowa jest intensywnie chłodzona za pomocą pierwszego zespołu chłodzącego 11. Pierwszy zespół chłodzący 11 może być umieszczony pomiędzy klatkami walcowniczymi walcarki końcowej 14. Można również zastosować chłodzenie naturalne, i w razie potrzeby piec (nie pokazano), po czym usuwa się tlenki w drugim zespole 13 do usuwania tlenków. W tym miejscu, taśma, która znajduje się w zakresie ferrytycznym, ma temperaturę około 750°C. Jak podano powyżej, dalsza część tego materiału może występować w zakresie austenitycznym, lecz

188 975 zaleznie od zawartości węgla i wymaganej jakości końcowej, może to być akceptowalne. W celu dostarczenia taśmy ferrytycznej o żądanej grubości końcowej na przykład 0,8 i 0,5 mm wykorzystuje się wszystkie sześć klatek walcowniczych walcarki końcowej 14.

Podobnie jak przy walcowaniu taśmy austenitycznej, w walcowaniu taśmy ferrytycznej stosuje się zasadniczo równą redukcję grubości na każdej klatce walcowniczej, poza redukcją na końcowej klatce walcowniczej. Przedstawiono to dla zmian temperatury zgodnie z dolnym rzędem cyfr na fig. 3, dla ferrytycznego walcowania stalowej taśmy, w funkcji położenia. Jak pokazano, temperatura taśmy na wyjściu znacznie przekracza temperaturę rekrystalizacji. Dlatego aby zapobiec powstawaniu tlenków może być potrzebne zastosowanie drugiego zespołu chłodzącego 15 do obniżania temperatury taśmy do żądanego poziomu, przy której może jeszcze wystąpić rekrystalizacja. Jeśli temperatura na wyjściu z walcarki końcowej 14 jest zbyt niska, możliwe jest podwyższenie temperatury taśmy walcowanej w zakresie ferrytycznym za pomocą dodatkowego pieca 18, ustawionego za walcarką końcową 14. Drugi zespół chłodzący 15 i dodatkowy piec 18 mogą być ustawione obok siebie lub jedno za drugim. Możliwe jest również zastąpienie jednego zespołu drugim, zależnie od wytwarzania taśmy ferrytycznej lub austenitycznej. Jak juz wspomniano, przy wytwarzaniu taśmy ferrytycznej lub austenitycznej walcowanie odbywa się bezkońcowo lub połowicznie bezkońcowo. Oznacza to, że taśma opuszczająca walcarkę końcową 14, i według potrzeby drugi zespół chłodzący 15 lub dodatkowy piec 18, mają większą długość niż zwykle przy formowaniu pojedynczego zwoju oraz ze na walcarce końcowej 14 jest walcowany ciągle odcinek kęsiska o długości całego pieca, lub nawet dłuższy. Do cięcia taśmy na żądaną długość odpowiadającą znormalizowanym wymiarom zwoju zastosowano trzeci zespół tnący 17. Za walcarką końcową 14 można według potrzeby zastosować dodatkową tzw. zamkniętą zwijarkę, wspomagającą kontrolowanie ruchu taśmy i temperaturę taśmy. Urządzenie to dostosowano do taśm o szerokości od 1000 do 1500 mm i grubości około 1,0 mm w przypadku taśmy walcowanej austenitycznie, i około 0,5 do 0,6 mm w przypadku taśmy walcowanej ferrytycznie.

Na fig. 4 pokazano bardziej szczegółowo przykład wykonania pieca 7 ze zgrzewarką, która tworzy część pieca. Piec tunelowy posiada pierwszą strefę zawierającą sekcje 7,1 i 7,2 oraz drugą strefę 7,4. Zgrzewarka 7,3 znajduje się pomiędzy strefami pierwszą i drugą. Pierwszą strefę tworzy sekcja podgrzewania 7,1 i sekcja ogrzewania skrośnego 7,2. Długość sekcji podgrzewania 7,1 odpowiada w przybliżeniu długości odcinka kęsiska płaskiego. Po całkowitym wprowadzeniu odcinka kęsiska w sekcję podgrzewania 7,1 jest on z przyśpieszeniem przenoszony poprzez sekcję ogrzewania skrośnego 7,2. Wewnątrz sekcji ogrzewania skrośnego 7,2 można zatrzymywać liczne odcinki kęsiska po pierwsze w celu uzyskania wystarczającego czasu dla ich skrośnego ogrzania, i po drugie jako rezerwę na wypadek planowego lub nieplanowego przestoju części urządzenia za piecem 7 lub przed nim. W drugiej strefie 7,4, za zgrzewarką 7,3, następuje ujednorodnienie odcinków kęsiska po zgrzewaniu, w celu wyrównania spadku temperatury, jaki nastąpił w miejscu zgrzeiny podczas zgrzewania. Całkowita długość pieca wynosi 250320 m. Długość sekcji podgrzewania 7,1 wynosi około 35 do 70 m. Długość sekcji ogrzewania skrośnego 7,2 wynosi około 100-150 m. Długość zajmowana przez zgrzewarkę 7,3 wynosi około 4-25 m, a długość drugiej strefy 7,4 wynosi około 50-80 m.

Na fig. 5 pokazano przykład wykonania urządzenia zawierającego dwa piece 7,30 oraz 7,40, które mogą być zastosowane dla wielu ciągów odlewania ciągłego taśmy. W tym przykładzie wykonania pierwszy piec 7,30 zawiera pierwszą sekcję podgrzewania 7,10, pierwszą sekcję ogrzewania skrośnego 7,11 i równoległy przenośnik 7,12. Za przenośnikiem 7,12, w postaci równoległego promu, znajduje się druga sekcja ogrzewania skrośnego 7,13. Za drugą sekcją ogrzewania skrośnego 7,13 umieszczona jest zgrzewarka 7,14, po której następuje druga strefa 7,15 dla ujednorodnienia zgrzanych kęsisk. Drugi piec 7,40 zawiera sekcję podgrzewania 7,20, sekcję ogrzewania skrośnego 7,21 i przenośnik 7,22, w postaci równoległego promu. Za pomocą przenośników 7,12 i 7,22, w postaci równoległych promów, odcinki kęsisk przenosi się z drugiego pieca 7,40 do pierwszego pieca 7,30, a za pomocą zgrzewarki 7,14 można je łączyć z kęsiskami dostarczonymi do pierwszego pieca 7,30 bezpośrednio z zespołu 1 do ciągłego odlewania. Przy przenoszeniu odcinków kęsiska równoległy przenośnik 7,22 drugiego pieca 7,40 przemieszcza się równolegle do swego wzdłuznego kierunku w stronę równoległego przenośnika 7,12 pierwszego pieca 7,30, który chwilowo odsuwa się ze swego normalnego położenia. Po zajęciu przez równoległy przeno188 975 śnik 7,22 drugiego pieca 7,40 położenia przenośnika 7,12 pierwszego pieca 7,40, przeniesiony odcinek kęsiska zostaje zepchnięty w kierunku drugiej sekcji ogrzewania skrośnego 7,13, po czym oba promy powracają do swych położeń początkowych.

W tabeli 1 przedstawiono możliwe konstrukcje pieców 7,30 i 7,40. W konstrukcji 1 piec posiada długość buforową 208 m, która w przypadku przerwy w odlewaniu połączonej ze zmniejszeniem o 0,25% i 50% szybkości 6 m/min tworzy zapas buforowy wynoszący 20, 26 i 39 minut. Czas ten pozwala wyeliminować przestoje urządzenia. Przy długości buforowej 180 m, uzyskanej w konstrukcjach 2 i 3 czasy buforowe wynoszą 14, 18 i 27 minut, a w konstrukcji 4 czasy te wynoszą odpowiednio 8, 10 i 14 minut. Korzystne jest, dla skrócenia pieców 7,30 i 7,40, umieszczenie równoległego promu możliwie jak najbliżej przedniej części.

Na fig. 6 pokazano rozkład i różnice temperatury w różnych miejscach kęsiska płaskiego, w funkcji czasu. Krzywe dotyczą długości pierwszej sekcji podgrzewania po odlaniu wynoszącej 60 m, długości zgrzewarki wynoszącej 10 m, długości drugiej strefy po zgrzewaniu wynoszącej 45 m, i całkowitej długości pieca wynoszącej 280 m. Jak to widać z przebiegu krzywej p (najnizsza temperatura kęsiska) i krzywej q (najwyzsza temperatura kęsiska), następuje wyrównanie temperatury. Przebieg tego wyrównywania przedstawia krzywa t. Krzywa u przedstawia różnicę temperatur pomiędzy górną i dolną częścią kęsiska. Krzywe w i r przedstawiają temperaturę odpowiednio w dolnej i górnej części pieca. Krzywa s przedstawia średnią temperaturę na przekroju kęsiska. Wyraźnie widać, że w okresie zgrzewania oznaczonym jako L, następuje zróżnicowanie temperatury i następnie ponowne wyrównanie w drugiej strefie, która jest usytuowana za zgrzewarką, aż do wystąpienia różnicy około 10° pomiędzy najchłodniejszymi i najcieplejszymi częściami kęsiska, przed wprowadzeniem kęsiska na walcarkę.

Tabela 1

Konstrukcje		1	2	3	4
długość pierwszej lub drugiej sekcji podgrzewania w piecu 7,10 i 7,20	a	50 m	50 m	50 m	50m
długość pierwszej i drugiej sekcji nagrzewania skrośnego 7,11 i 7,21	b	124 m	96 m	96m	70 m
długość 7,12 i 7,22	c	42 m	42 m	42 m	42 m
długość sekcji nagrzewania skro&iego7,14	d	42 m	42 m	42 m	42 m
długość sekcji zgrzewania 7,14		52 m	80 m	52 m	106 m
razem =		310m	310m	282 m	310m
długość buforowa (b+c+d)		208 m	180m	180 m	154m
położenie równoległego promuO+b)		174 m	146 m	145m	120 m
długość pieca 7,40 (at+fc+c)		216m	188 m	188 m	162 m

188 975

Fig. 5

188 975 temperatura t“C]

czas [sj różnica temperatur [*CJ

Fig· 6

188 975

Fig. 2

Fig. 3

5 2.4 1.0

Μφ

8-8 l 2.6 ™ .

8 1.6 0.8 (a) (f)

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania stalowej taśmy, w którym ciekłą stal odlewa się w przynajmniej jednym zespole do ciągłego odlewania tworząc płaskie kęsisko o grubości poniżej 120 mm i następnie wykorzystując ciepło odlewania utrzymuje się temperaturę kęsiska przenosząc je przez piec, po czym walcuje się je, na co najmniej jednej walcarce do utworzenia taśmy o żądanej grubości, znamienny tym, ze kolejne kęsiska, o korzystnie wstępnie zredukowanej grubości, łączy się razem poprzez stopienie ich skierowanych do siebie wąskich końcówek za pomocą zgrzewania, i następnie zgrzane kęsiska walcuje się w procesie bezkońcowym na walcarce (10,14), przy czym podczas zgrzewania przemieszcza się zgrzewarkę (7,3; 7,12) wraz z kęsiskami, a kęsiska po zgrzaniu, poddaje się ujednorodnianiu ich temperatury przynajmniej w miejscu zgrzeiny.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zgrzewa się kęsiska uzyskane z dwóch zespołów (1) do ciągłego odlewania.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zgrzewa się kęsiska uzyskane z wielociągowego zespołu (1) do ciągłego odlewania.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze kęsiska przetrzymuje się równocześnie w kilku piecach (7,30; 7,40) i łączy się ze sobą kęsiska z różnych pieców (7; 7,30; 7,40) za pomocą zgrzewarki (7,3; 7,14).
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wykorzystuje się piec (7; 7,30; 7,40) jako przestrzeń buforową do okresowego przetrzymywania kęsisk podczas przerwy w pracy jednej z części urządzenia do wytwarzania taśmy z kęsisk zgrzanych ze sobą.
6. Urządzenie do wytwarzania cienkiej taśmy stalowej zawierające, co najmniej jeden zespół do ciągłego odlewania płaskich kęsisk stalowych o grubości mniejszej niż 120 mm, piec do ogrzewania i/lub ujednorodniania kęsisk, co najmniej jedną walcarkę do redukcji grubości kęsiska przenoszonego z pieca, znamienne tym, że pomiędzy co najmniej jednym zespołem (1) do ciągłego odlewania i walcarką (10,14) jest umieszczona zgrzewarka (7,3; 7,14) do stapiania wąskich końcówek kęsisk i łączenia ze sobą kolejnych kęsisk, przy czym zgrzewarka (7,3; 7,14) jest zamontowana ruchomo na długości zgrzewania w typowym kierunku przechodzenia kęsisk poprzez urządzenie do walcarki (10, 14), a piec (7; 7,30) posiada pierwszą strefę oraz drugą strefę (7,4; 7,15), które są usytuowane jedna za drugą, w typowym kierunku przechodzenia kęsisk, i zgrzewarka (7,3; 7,14) jest umieszczona pomiędzy pierwszą strefą i drugą strefą (7,4; 7,15).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zgrzewarka (7,3; 7,14) jest dostosowana do przemieszczania z szybkością 4 do 20 m/min, korzystnie z szybkością 10 do 17 m/min, w typowym kierunku przechodzenia kęsisk przez urządzenie w stronę walcarki (10,14).
8. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że zgrzewarka (7,3; 7,14) jest zgrzewarką indukcyjną.
9. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że zgrzewarka (7,3; 7,14) ma środki ograniczające przenoszenie ciepła z kęsisk do otoczenia.
10. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że całkowita długość pieca (7) wynosi 250 do 330 m.
11. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, ze pierwsza strefa i druga strefa (7,4; 7,15) są usytuowane w oddaleniu od siebie w typowym kierunku przechodzenia kęsiska na 4-25 m, korzystnie na 5-17 m.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że długość drugiej strefy (7,4; 7,15) wynosi 25 i 100 m.
13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że pierwsza strefa zawiera sekcję podgrzewania (7,1; 7,10) i sekcję ogrzewania skrośnego (7,2; 7,11).
14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że pomiędzy strefami pierwszą i drugą (7,4; 7,15) są umieszczone środki ograniczające przepływ ciepła z kęsisk do otoczenia.

188 975
15. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że równolegle do pieca (7,30) jest umieszczony drugi piec (7,40) do umieszczenia kęsisk.
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że przynajmniej w jednym z pieców (7,30; 7,40) jest umieszczony przenośnik (7,12; 7,22) do przenoszenia kęsisk z jednego pieca do drugiego.
17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że przenośnik (7,12; 7,22) stanowi równoległy prom.
18. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że drugi piec (7,40) ma sekcję podgrzewania (7,20) i sekcję ogrzewania skrośnego (7,21) usytuowaną za sekcją podgrzewania (7,20) w typowym kierunku przechodzenia kęsisk.
19. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że piec (7) zawiera sekcję podgrzewania (7,1) i sekcję ogrzewania skrośnego (7,2) usytuowaną za sekcją podgrzewania (7,1), po wejściowej stronie pieca (7), w typowym kierunku przechodzenia kęsisk.
20. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że w końcowej części pieca (7,30), w typowym kierunku przechodzenia kęsiska, jest usytuowana dodatkowa sekcja ogrzewania skrośnego (7,13) znajdująca się za umieszczonym w nim przenośnikiem (7,12) i przed zgrzewarką (7,14).