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WO2009012963A1 - Verfahren ukd vorrichtung zum warmwalzen von bändern aus silizium-stahl oder mehrphasenstahl - Google Patents

Verfahren ukd vorrichtung zum warmwalzen von bändern aus silizium-stahl oder mehrphasenstahl Download PDF

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WO2009012963A1
WO2009012963A1 PCT/EP2008/005964 EP2008005964W WO2009012963A1 WO 2009012963 A1 WO2009012963 A1 WO 2009012963A1 EP 2008005964 W EP2008005964 W EP 2008005964W WO 2009012963 A1 WO2009012963 A1 WO 2009012963A1
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WO
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slab
furnace
rolling
temperature
train
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/005964
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Seidel
Joachim Ohlert
Original Assignee
Sms Siemag Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sms Siemag Ag filed Critical Sms Siemag Ag
Priority to AU2008280462A priority Critical patent/AU2008280462A1/en
Priority to US12/452,370 priority patent/US8137485B2/en
Priority to CN200880025641A priority patent/CN101809173A/zh
Priority to EP08784929A priority patent/EP2171103A1/de
Priority to CA002687434A priority patent/CA2687434A1/en
Priority to MX2009012654A priority patent/MX2009012654A/es
Priority to JP2010517310A priority patent/JP2010534137A/ja
Priority to BRPI0812549A priority patent/BRPI0812549B1/pt
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals

Definitions

  • the invention relates to a method for producing strips of steel, preferably of silicon steel, in particular of grain-oriented silicon steel, or of multi-phase steel or of a steel with comparatively high alloy contents (eg microalloyed steel), in which initially in a casting machine a slab is cast, which is then rolled in at least one rolling train to the strip and wherein before and / or behind the at least one rolling line is carried out a heating of the slab in at least one furnace. Furthermore, the invention relates to an apparatus for producing a strip of silicon steel and multiphase steel.
  • Grain-oriented silicon steel is currently being rolled in conventional hot strip mills.
  • process routes here.
  • the slab is first pre-rolled after being heated.
  • Pre-rolling increases the process window and has a positive effect on the magnetic properties of the final product.
  • a renewed heating to higher furnace temperatures takes place.
  • the different types of exemption are fertilize, which are to act as inhibitors during the later process steps, as completely as possible brought into solution. This results in a favorable structure formation for the subsequent process.
  • the slab is then rolled in a roughing and finishing line to the thin hot strip finished.
  • Multiphase steels are usually produced in conventional hot strip mills. Due to the temperature difference over the length when entering the finishing train, it must be accepted that the rolling speed changes over the length in order to set a constant final rolling temperature. The increasing speed along the length of the strip leads to difficulties in setting a homogeneous structure over the length in the cooling section, since multiphase steels must be subjected to complicated temperature-time cycles.
  • the heating before rolling is also used, among other things, the relatively rough and uneven moderate homogenization of castings, but this is only possible to a limited extent. Overall, the manufacturing processes for the production of multiphase steels are still not satisfactory.
  • the solution of this problem by the invention is procedurally characterized in that the slab is heated behind the casting machine and a roughing mill in a first furnace to a rough rolling temperature, that the slab is then rolled in the roughing mill, that the slab behind the roughing mill in a second oven to a defined temperature, which is higher than the rough rolling temperature, is heated and then that the slab is rolled in a finishing train to the final strip thickness.
  • the first oven is dispensed with, and the slab is rolled in the roughing line, using the casting temperature directly in-line with the casting machine. Subsequently, as described above, the heating to a higher temperature and the finish rolling.
  • Vorwalztemperatur is between 1,000 and 1,200 C 0 0 C, and the temperature defined in front of the finishing train between 1,150 and 1,350 C 0 0 C, for silicon steel in particular above 1,200 0 C and for multiphase steel below 1,300 0 C.
  • the strip may be maintained at the elevated temperature, preferably at 1150 ° C to 1300 ° C, for a predetermined hold time in the case of processing multiphase steel until uneven distributions of Alloying elements (segregations) at least partially, preferably completely degraded.
  • the band in case of processing of grain-oriented silicon steel for a predetermined holding time at the elevated temperature, preferably maintained at 1200 0 C to 1350 ° C until the different kinds of precipitates at least partially, preferably completely, placed in solution.
  • the belt can be stored in a ferry or in a furnace in or next to the main transport line during the predetermined holding time.
  • the heating to the higher temperature can be done at least partially by induction heating. It can also be done at least partially by direct flame impingement of the slab. In the latter case, it is preferably provided that the flame is applied directly to the slab by means of a gas jet with at least 75% oxygen into which a gaseous or liquid fuel is mixed. However, it is also an indirect flame application of conventional type with use of oxygen-fuel mixture (oxyfuel process) is provided.
  • a further embodiment of the invention proposal provides that the WaIZ zen of the slab is carried out in batch mode.
  • the rolling of the slab in the endless operation depends on the final thickness to be rolled, the casting speed and the material.
  • the procedure described above with the steps of casting, pre-rolling at a first temperature and subsequent heating to an elevated temperature and finish rolling can be carried out in silicon steels as well as in microalloyed steels and multiphase steels.
  • the device for producing a strip of silicon steel, in particular of grain-oriented silicon steel, as well as of multiphase steel according to the invention is characterized in that between the casting machine and a Vorwalz No. a first furnace is arranged, with which the slab can be heated to a Vorwalztemperatur.
  • the casting heat is utilized and arranged the Vorwalz tiles directly behind the caster.
  • a second furnace is arranged, with which the slab can be heated to an elevated temperature, wherein the second furnace is designed as a high-temperature furnace.
  • a coil box is additionally arranged behind the roughing train as Vorband immediately.
  • the second oven preferably comprises a combination of conventional oven and induction heating. It may also include means for direct flame impingement of the slab. Furthermore, the second furnace may comprise a conventional furnace.
  • a conventional oven and then an induction heater or a device for direct flame impingement of the slab can be arranged first.
  • An alternative provides that in the conveying direction of the slab initially an induction heater or a device for direct flame impingement of the slab and then a conventional furnace are arranged.
  • a further alternative provides that in the conveying direction of the slab initially a conventional oven, then an induction heater or a device for direct flame exposure of the slab and then another conventional oven are arranged.
  • Parts of the first furnace or of the second furnace may also be at least partially designed as a ferry (in particular a pendulum or transverse ferry or coiled ferry), so that in a 2-strand caster both thin slabs are conveyed into the waiver. can never be pushed and rolled on the rolling mill (or rolling mills).
  • a ferry in particular a pendulum or transverse ferry or coiled ferry
  • a 1-strand caster with at least one pendulum or transverse ferry or Coilfähre is possible to allow storage of a thin slab or deformed thin slab in a ferry or in a parallel oven.
  • a pair of scissors is preferably arranged in front of the first oven.
  • the first rolling mill may consist of a single roll stand or of a plurality of rolling stands.
  • It can be used a vertical casting machine or a sheet-casting machine.
  • a further embodiment provides that a roller shutter encapsulation is provided which can be swiveled or introduced into the production line instead of a conventional furnace.
  • a coil box can be placed behind the roughing mill.
  • the at least one induction heater or the at least one device for direct flame impingement of the slab can be displaceably arranged in the direction transverse to the conveying direction of the slab.
  • at least one conventional furnace is provided, which is arranged displaceably in the direction transverse to the conveying direction of the slab to replace the induction heating or the device for direct flame application.
  • the first furnace arranged upstream of the rough rolling mill comprises a device for direct flame impingement of the slab or partly consists of an inductive heating.
  • the roughing train can be arranged directly behind the casting installation without the presence of the first furnace.
  • Parts of the first furnace or the second furnace may be designed as a ferry. It is preferably provided that the ferry is designed as a pendulum or transverse ferry or as Coilfähre to allow storage of a thin slab or a deformed thin slab in an oven next to the main transport line of a 1- or 2-strand caster.
  • the furnace can be used as a production buffer during z. B. serve a roll change. Furthermore, the furnace is provided for purposefully holding the slabs at the elevated temperature prior to finish rolling for metallurgical reasons (for example, compensation of segregation, removal of precipitates into solution).
  • means for high-pressure descaling can be arranged. These are preferably designed for operation with a pressure between 400 and 600 bar.
  • the device may further comprise directional or hold-down rollers and / or a camera for ski detection.
  • the Rieht- or Niederhalterollen and / or the camera are preferably arranged in front of an induction heater.
  • At least one crop shear is located immediately before the induction heating (instead of behind the induction heating).
  • the inventive concept is based on the known CSP technology. This is to be understood as meaning thin-slab thin-strip casting rolling mills which enable efficient production of hot strip if the rigid connection of the continuous casting plant and rolling train and their temperature control are mastered by the entire plant. Following the procedure in the conventional hot strip mill so after casting the thin slab is heated again slightly or exploits the casting temperature, then pre-rolled, brought to a higher temperature for the second time and then finished rolled.
  • FIG. 1 is a schematic view of a casting and rolling plant according to a first embodiment of the invention with a casting machine, a first furnace, a roughing mill, a second furnace and a finishing train;
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the cast roll mill, alternative to FIG. 1
  • FIG. 4 shows the second furnace of the casting and rolling plant in an alternative embodiment
  • Fig. 5 shows the second furnace of the casting rolling mill in a further alternative embodiment
  • Fig. 6 shows schematically a casting mill without first furnace with in-line arrangement of casting machine and Vorwalz No.
  • Fig. 1 an embodiment of a thin slab plant is sketched on which the inventive method for producing strips 1 of grain-oriented silicon steel and multi-phase steel can be performed.
  • a vertical casting machine 2 are poured in the slabs 3, for example, 70 mm thickness.
  • a pair of scissors 12 cutting takes place on the desired slab length.
  • a first oven 6 in which the thin slab 3 is brought to about 1,000 to 1,200 0 C Vorwalztemperatur Ti and in which there is a certain temperature compensation in the width direction.
  • a rough rolling 4 which consists of one or more stands and in which the slab 3 is rolled to an intermediate thickness. It is flexible, the rolling of a smoothing pass or a high decrease of z. B. 65% possible.
  • a second furnace 7 is arranged in the form of a holding furnace or temperature compensation furnace.
  • the second oven 7 offers at least as much space to accommodate a pre-formed thin slab. It can also be provided that there is a commuting or lingering of the pre-formed thin slab in the oven.
  • a holding furnace 7 is also a Rollgangkapselung possible in this place (for processing, for example, from normal steel).
  • a coil box is placed behind the Vorwalz
  • an induction heater 8 is arranged, with which the thin slab 3 can be brought to the desired elevated temperature T 2 , relatively uniformly over the cross section.
  • T 2 desired elevated temperature
  • a temperature range of about 1200 to 1350 0 C behind the induction heater 8 is provided.
  • the inductive heating is provided for the intensive heating above 1,150 0 C so the inductive heating is provided.
  • the finish rolling takes place in the finishing train 5, ie in a multi-stand finishing roll on the desired finished strip thickness and finished strip temperature and then the strip cooling in a cooling section 14 and ultimately the winding on a reel 15th
  • the Thin slab can be flexibly heated - if necessary - to high or lower temperatures after pre-deformation.
  • the induction heater 8 is designed to be transversely displaceable, so that alternatively instead of the induction heater 8, a conventional oven (such as the first oven 6) can be pushed into the transport line.
  • DFI direct flame admission
  • conventional oxyfuel process instead of the induction heater 8.
  • DFI direct flame admission
  • the DFI oxyfuel process can advantageously be used for thin-slab heating also in plant variants which have no roughing stand. This is especially true when there is little scale and the kiln length should be short.
  • FIGS. 3, 4 and 5 Other alternatives, especially different furnace arrangements behind the rough rolling mill 4, are shown in FIGS. 3, 4 and 5.
  • FIG. 3 shows the arrangement of an induction heater 8 directly behind the pre-deformation in the framework of the rough rolling mill 4.
  • the induction heater 8 is followed by a conventional furnace 9. With this constellation, a longer stay (hold) at high temperatures can be accomplished. This is intended for the adjustment of desired metallurgical properties for silicon steel and multiphase steel.
  • the inductive heating is divided, namely in a front in the conveying direction F induction heater 8 and a rear induction heater 11, wherein between the two induction heaters 8, 11, a conventional oven 9 is arranged.
  • the proposed plant constellation shows the possibilities of a high-temperature furnace behind a pre-deformation group, which consists of the combination of a conventional furnace with an inductive heating or a special furnace with DFI oxyfuel technology.
  • This makes it possible to produce normal materials, but also special materials, in particular grain-oriented silicon steels.
  • the temperature control can be flexibly adapted, so that here the special grain-oriented silicon steel but also normal steel, such.
  • conventional ovens, roller box casings, special ovens and / or induction heaters may be arranged in any order between pre-forming and finish rolling.
  • the induction heating is optionally transversely displaceable so that replacement with a conventional oven can take place.
  • the temperature control in the furnace after the pre-deformation can be adjusted individually depending on the material produced (grain-oriented silicon steel, multiphase steel or normal steel).
  • the descaling of the grain-oriented steel shortly before the pre-deformation takes place if at all, preferably at a low water quantity of less than 50 m 3 / h / m and a high pressure of more than 400 to 600 bar.
  • a DFI oxyfuel furnace is optionally also provided for the heating of the thin slab directly behind the casting machine 2, for CSP plants with and without pre-deformation.
  • Fig. 6 an alternative embodiment of a thin slab system is shown schematically.
  • the heating in a first furnace before the first rolling train 4 is dispensed with and instead the casting heat is utilized.
  • a casting system 2 Directly after a casting system 2, after the high-pressure descaling 13 3 inline the thin slab rolled at a temperature Ti of about 1000 0 C to 1200 0 C in the roughing train. 4
  • the control of the inlet temperature Ti is done by adjusting the continuous casting cooling and casting speed.
  • the casting plant and the roughing group are coupled.
  • cutting takes place on the shears 12 behind the rough rolling mill 4.
  • the furnace 7 can be dimensioned such that the intermediate strip can fit into it.
  • the further processing ie heating to the elevated temperature T 2 , and finish rolling, etc., takes place in the manner described above.
  • a coil box is arranged behind the pre-rolling line 4 and Scheere 12 as a space-saving Vorband immediately.
  • the system shown can also be operated alternatively or alternatively in endless mode.
  • D. h. The casting machine and the roughing and finishing mill are then coupled together and the rolling is done with casting speed.
  • the cutting to the desired tape length takes place during continuous rolling just before the reel.
  • the roll change is previously switched from continuous operation back to batch mode.
  • the casting speed can be reduced and / or the prefabricated road pull-in speed can be increased.
  • the mechanical protection of the induction heater from damage Rieht- or hold-down rollers and / or a camera for ski detection behind the pre-deformation or before the induction heating and an individual influence on the working roll speeds and different diameters on the roughing stand for avoiding skiing are provided.
  • the temperature control is adjusted and different defined temperatures T 2 are set in front of the finishing train 5 and the components described in the second furnace 7 are used or activated.
  • the second furnace 7 primarily serves as a holding furnace at normal steel
  • a defined elevated temperature is in silicon steel but also in addition to various micro-alloyed steels or multi-phase steel according to the roughing train (z. B. greater than 1150 0 C to 1350 ° C) in the second furnace 7 adjusted and thus positively influenced the properties. That is, the invention or setting the increased intermediate temperature T 2 is not limited to silicon steel, but is also provided for microalloyed steels and multi-phase steels.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bändern (1) aus Silizium-Stahl, insbesondere aus kornorientiertem Siliziumstahl, sowie aus Mehrphasenstahl, bei dem zunächst in einer Gießmaschine (2) eine Bramme (3) gegossen wird, wobei diese anschließend in mindestens einer Walzstraße (4, 5) zum Band (1) gewalzt wird und wobei vor und/oder hinter der mindestens einen Walzstraße (4, 5) eine Erhitzung der Bramme (3) in mindestens einem Ofen (6, 7) erfolgt. Zur Verbesserung der Qualität und Herstellungsmöglichkeit von kornorientiertem Siliziumstahl oder von Mehrphasenstahl sieht die Erfindung vor, dass die Bramme (3) hinter der Gießmaschine (2) und vor einer Vorwalzstraße (4) in einem ersten Ofen (6) auf eine Vorwalztemperatur (T1) erwärmt wird oder die Bramme (3) unter Ausnutzung der Gießhitze ohne Vorhandensein des ersten Ofens (6) in die Vorwalzstraße (4) gelangt, dass die Bramme (3) dann in der Vorwalzstraße (4) gewalzt wird, dass die Bramme hinter der Vorwalzstraße (4) in einem zweiten Ofen (7) auf eine definierte Temperatur (T2), die höher als die Vorwalztemperatur (T1) ist, erwärmt wird und dass dann die Bramme (3) in einer Fertigwalzstraße (5) auf die endgültige Banddicke gewalzt wird.

Description

VERFAHREN UKD VORRICHTUNG ZUM WARMWALZEN VON BÄNDERN AUS SILIZIUM-STAHL ODER MEHRPHAS ENS TAHL
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bändern aus Stahl, bevorzugt aus Silizium-Stahl, insbesondere aus kornorientiertem Siliziumstahl, oder aus Mehrphasenstahl bzw. aus einem Stahl mit vergleichbar hohen Legierungsgehalten (z. B. mikrolegiertem Stahl), bei dem zunächst in einer Gießmaschine eine Bramme gegossen wird, wobei diese anschließend in mindestens einer Walzstraße zum Band gewalzt wird und wobei vor und/oder hinter der mindestens einen Walzstraße eine Erhitzung der Bramme in mindestens einem Ofen erfolgt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Silizium-Stahl und Mehrphasenstahl.
In letzter Zeit ist die Nachfrage nach Anlagen zur Herstellung von Silizium-Stahl gestiegen. Dabei wird zwischen kornorientiertem (GO bzw. CGO und HGO) und nicht kornorientiertem (NGO) Siliziumstahl unterschieden. Die Walzung von nicht kornorientierten Siliziumstählen ist in Dünnbrammenanlagen bereits bekannt geworden. Hier lässt sich sehr wirtschaftlich und mit guter Qualität dieses Material herstellen. In zunehmendem Maße wird auch die Erzeugung von kornorientiertem Siliziumstahl nachgefragt.
Kornorientierter Siliziumstahl wird zur Zeit in konventionellen Warmbandstraßen gewalzt. Hier gibt es verschiedene Prozessrouten. Bei einer Prozessroute, bei der qualitativ hochwertiger kornorientierter Siliziumstahl hergestellt wird, wird zunächst die Bramme nach der Erwärmung vorgewalzt. Hierbei erfolgt die Umwandlung des groben Gussgefüges in ein feineres, homogeneres Gefüge mit einem möglichst hohen Anteil äquiaxialer Bereiche. Das Vorwalzen vergrößert das Prozessfenster und wirkt sich günstig auf die magnetischen Eigenschaften des Endprodukts aus. Anschließend findet eine erneute Erwärmung auf höhere Ofentemperaturen statt. Hierbei werden die verschiedenen Arten von Ausschei- düngen, die während der späteren Prozessschritte als Inhibitoren fungieren sollen, möglichst vollständig in Lösung gebracht. Es entsteht eine für den Folge- prozess günstige Gefügeausbildung. Ausgehend von der hohen Temperatur wird die Bramme dann in einer Vor- und Fertigstraße zum dünnen Warmband fertig gewalzt.
Details der genannten Technologie werden beispielsweise in der EP 0 193 373 B1 , in der DE 40 01 524 A1 , in der EP 1 025 268 B1 , in der EP 1 752 548 A1 und in der DE 602 05 647 T2 beschrieben.
Insbesondere für die Herstellung von kornorientiertem Siliziumstahl sind die gegenwärtig eingesetzten Fertigungsverfahren noch nicht zufriedenstellend. Dies gilt mit Blick auf den Mengenausstoß und die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, verbesserte Ergebnisse bei der Herstellung von Siliziumstahlband, insbesondere von Band aus kornorientiertem Siliziumstahl, zu erreichen, sowohl was die Ausstoßmenge an Band pro. Zeit und die eingesetzte Energie bei der Verar- beitung als auch was die Qualität des Bandes anbelangt.
Die Nachfrage nach Mehrphasenstahl unterlag während der letzten Jahre ebenfalls einem stetigen Anstieg. Mehrphasenstähle werden üblicherweise in konventionellen Warmbandstraßen hergestellt. Dabei muss aufgrund der Tempera- turdifferenz über der Länge beim Eintritt in die Fertigstraße in Kauf genommen werden, dass sich die Walzgeschwindigkeit über der Länge ändert, um eine konstante Endwalztemperatur einzustellen. Die über der Länge zunehmende Geschwindigkeit des Bandes führt zu Schwierigkeiten, in der Kühlstrecke ein über der Länge homogenes Gefüge einzustellen, da Mehrphasenstähle kompli- zierten Temperatur-Zeit-Zyklen unterworfen werden müssen. Das Aufheizen vor dem Walzen dient unter anderem auch dazu, das relativ grobe und ungleich- mäßige Gussgefüge zu homogenisieren, was aber nur in einem begrenzten Umfang möglich ist. Insgesamt sind die Fertigungsverfahren zur Herstellung von Mehrphasenstählen noch nicht befriedigend.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher weiter die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, verbesserte Ergebnisse auch bei der Herstellung von Mehrphasenstahl zu erreichen, sowohl was die Ausstoßmenge an Band pro Zeit und die eingesetzte Energie bei der Verarbeitung als auch was die Qualität des Bandes anbelangt.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Bramme hinter der Gießmaschine und vor einer Vorwalzstraße in einem ersten Ofen auf eine Vorwalztemperatur erwärmt wird, dass die Bramme dann in der Vorwalzstraße gewalzt wird, dass die Bramme hinter der Vorwalzstraße in einem zweiten Ofen auf eine definierte Temperatur, die höher als die Vorwalztemperatur ist, erwärmt wird und dass dann die Bramme in einer Fertigwalzstraße auf die endgültige Banddicke gewalzt wird.
Alternativ wird auf den ersten Ofen verzichtet und unter Ausnutzung der Gieß- temperatur direkt in-line mit der Gießmaschine die Bramme in der Vorwalzstraße gewalzt. Anschließend erfolgt - wie zuvor beschrieben - die Erwärmung auf eine höhere Temperatur und die Fertigwalzung.
Dabei liegt vorzugsweise die Vorwalztemperatur zwischen 1.000 0C und 1.200 0C und die definierte Temperatur vor der Fertigstraße zwischen 1.150 0C und 1.350 0C, für Siliziumstahl insbesondere oberhalb 1.200 0C und für Mehrphasenstahl unterhalb 1.300 0C.
Das Band kann im Falle der Verarbeitung von Mehrphasenstahl während einer vorgegebenen Haltezeit auf der erhöhten Temperatur, vorzugsweise bei 1.150 °C bis 1.300 °C, gehalten werden, bis sich ungleichmäßige Verteilungen von Legierungselementen (Seigerungen) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, abgebaut haben. Indes kann das Band im Falle der Verarbeitung von kornorientiertem Siliziumstahl während einer vorgegebenen Haltezeit auf der erhöhten Temperatur, vorzugsweise bei 1.200 0C bis 1.350 °C, gehalten werden, bis die unterschiedlichen Arten von Ausscheidungen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in Lösung gebracht wurden.
Das Band kann dabei während der vorgegebenen Haltezeit in einer Fähre oder in einem Ofen in oder neben der Haupttransportlinie verwahrt werden.
Die Erwärmung auf die höhere Temperatur kann zumindest teilweise durch Induktionserhitzung erfolgen. Sie kann auch zumindest teilweise durch direkte Flammenbeaufschlagung der Bramme erfolgen. In letzterem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass die direkte Flammenbeaufschlagung der Bramme durch einen Gasstrahl mit mindestens 75% Sauerstoff erfolgt, in den ein gasförmiger oder flüssiger Brennstoff gemischt wird. Es ist jedoch auch eine indirekte Flammenbeaufschlagung konventioneller Art mit Einsatz von Sauerstoff- Brennstoff-Gemisch (Oxyfuel-Verfahren) vorgesehen.
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags sieht vor, dass das WaI- zen der Bramme im Batch-Betrieb erfolgt. Alternativ kann vorgesehen werden, dass das Walzen der Bramme im Endlos-Betrieb abhängig von der zu walzenden Enddicke, von der Gießgeschwindigkeit und vom Material erfolgt.
Die zuvor beschriebene Fahrweise mit den Schritten Gießen, Vorwalzung bei einer ersten Temperatur und anschließender Erwärmung auf eine erhöhte Temperatur und Fertigwalzung kann sowohl bei Siliziumstählen als auch bei mikrolegierten Stählen und Mehrphasenstählen erfolgen.
Die Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Silizium-Stahl, insbesondere aus kornorientiertem Siliziumstahl, sowie aus Mehrphasenstahl zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zwischen der Gießmaschine und einer Vorwalzstraße ein erster Ofen angeordnet ist, mit dem die Bramme auf eine Vorwalztemperatur erwärmt werden kann. Alternativ wird die Gießwärme ausgenutzt und die Vorwalzstraße direkt hinter der Gießanlage angeordnet. Weiterhin ist hinter der Vorwalzstraße und vor einer Fertigwalzstraße ein zweiter Ofen angeordnet, mit dem die Bramme auf eine erhöhte Temperatur erwärmt werden kann, wobei der zweite Ofen als Hochtemperaturofen ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist hinter der Vorwalzstraße zusätzlich eine Coilbox als Vorbandspeicher angeordnet.
Der zweite Ofen umfasst vorzugsweise eine Kombination von konventionellem Ofen und Induktionsheizung. Er kann auch eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme umfassen. Weiterhin kann der zweite Ofen einen konventionellen Ofen umfassen.
In Förderrichtung der Bramme kann zunächst ein konventioneller Ofen und dann eine Induktionsheizung oder eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme angeordnet sein. Eine Alternative sieht vor, dass in Förderrichtung der Bramme zunächst eine Induktionsheizung oder eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme und dann ein konventioneller Ofen angeordnet sind. Eine weitere Alternative sieht vor, dass in Förder- richtung der Bramme zunächst ein konventioneller Ofen, dann eine Induktionsheizung oder eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme und dann ein weiterer konventioneller Ofen angeordnet sind. Schließlich kann auch vorgesehen werden, dass in Förderrichtung der Bramme zunächst eine Induktionsheizung oder eine Einrichtung zur direkten Flammen- beaufschlagung der Bramme, dann ein konventioneller Ofen und dann eine weitere Induktionsheizung oder eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme angeordnet ist.
Teile des ersten Ofens oder des zweiten Ofens können auch zumindest teilwei- se als Fähre (insbesondere Pendel- oder Querfähre oder Coilfähre) ausgeführt sein, so dass bei einer 2-Strang-Gießanlage beide Dünnbrammen in die WaIzIi- nie geschoben und an der Walzstraße (oder an den Walzstraßen) ausgewalzt werden können.
Weiterhin ist auch eine 1 -Strang-Gießanlage mit mindestens einer Pendel- oder Querfähre oder Coilfähre möglich, um eine Speicherung einer Dünnbramme bzw. verformten Dünnbramme in einer Fähre oder in einem parallel angeordneten Ofen zu ermöglichen.
Vor dem ersten Ofen ist bevorzugt eine Schere angeordnet.
Die erste Walzstraße kann aus einem einzigen Walzgerüst oder aus mehreren Walzgerüsten bestehen.
Es kann eine vertikale Gießmaschine oder eine Bogen-Gießmaschine eingesetzt werden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Rollgangskapselung vorgesehen ist, die anstelle eines konventionellen Ofens in die Fertigungslinie einschwenkbar bzw. einbringbar ist.
Hinter der Vorwalzstraße kann eine Coilbox platziert sein.
Die mindestens eine Induktionsheizung oder die mindestens eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme kann in Richtung quer zur Förderrichtung der Bramme verschiebbar angeordnet sein. In diesem Falle kann vorgesehen werden, dass mindestens ein konventioneller Ofen vorgesehen ist, der in Richtung quer zur Förderrichtung der Bramme verschiebbar angeordnet ist, um die Induktionsheizung bzw. die Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung zu ersetzen. Eine Fortbildung sieht vor, dass der vor der Vorwalzstraße angeordnete erste Ofen eine Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme um- fasst oder teilweise aus einer induktiven Heizung besteht.
Die Vorwalzstraße kann gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung direkt ohne Vorhandensein des ersten Ofens hinter der Gießanlage angeordnet sein.
Teile des ersten Ofens oder des zweiten Ofens können als Fähre ausgeführt sein. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fähre als Pendel- oder Querfähre oder als Coilfähre ausgebildet ist, um eine Speicherung einer Dünnbramme bzw. einer verformten Dünnbramme in einem Ofen neben der Haupttransportlinie einer 1- oder 2-Strang-Gießanlage zu ermöglichen.
Der Ofen kann als Produktionspuffer während z. B. eines Walzenwechsels dienen. Weiterhin ist der Ofen zum gezielten Halten der Brammen auf der erhöh- ten Temperatur vor der Fertigwalzung aus metallurgischen Gründen (z. B. Ausgleich von Seigerungen, Ausscheidungen in Lösung bringen) vorgesehen.
Vor der Vorverformung der Bramme können Mittel zur Hochdruckentzunderung angeordnet sein. Diese sind vorzugsweise für einen Betrieb mit einem Druck zwischen 400 und 600 bar ausgebildet.
Die Vorrichtung kann weiterhin Rieht- oder Niederhalterollen und/oder eine Kamera zur Ski-Erkennung aufweisen. Die Rieht- oder Niederhalterollen und/oder die Kamera sind dabei vorzugsweise vor einer Induktionsheizung angeordnet.
Zur Beseitigung eines Skis kann bei allen Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass mindestens eine Schopfschere unmittelbar vor der Induktionsheizung angeordnet ist (statt hinter der Induktionsheizung).
Es können auch zwei Schopfscheren ohne sich dazwischen befindlichem Walzgerüst hintereinander angeordnet sein. Dabei können die beiden Schopfsche- ren unterschiedlich ausgebildet sein, wodurch es möglich wird, zur Anpassung an unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten der verformten Dünnbramme individuell die eine oder die andere Schere einzusetzen.
Das Erfindungskonzept stellt auf die an sich bekannte CSP-Technologie ab. Hierunter sind Dünnbrammen-Dünnband-Gießwalzanlagen zu verstehen, die eine effiziente Produktion von Warmband ermöglichen, wenn die starre Verbindung von Stranggussanlage und Walzstraße und deren Temperaturführung durch die Gesamtanlage beherrscht wird. In Anlehnung an die Fahrweise in der konventionellen Warmbandstraße wird also nach dem Gießen die Dünnbramme wieder etwas erwärmt oder die Gießtemperatur ausnutzt, dann vorgewalzt, zum zweiten Mal auf eine höhere Temperatur gebracht und anschließend fertig gewalzt.
Weil die Produktion auf CSP-Anlagen ein sehr wirtschaftliches Verfahren dar- gestellt und auch im Hinblick auf die Gefügeentwicklung einige Vorteile aufweist, kommen mit dem vorgeschlagenen Vorgehen die Vorteile dieser Technologie auch bei der Produktion von Silizium-Stahlbändern sowie Mehrphasenstählen zum Tragen. Hierdurch werden günstige Verhältnisse mit Blick auf die grundsätzlichen Vorteile der CSP-Anlage und der Prozesssicherheit erzielt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Gießwalzanlage gemäß einer ersten Ausführungs- form der Erfindung mit Gießmaschine, erstem Ofen, Vorstraße, zweitem Ofen und Fertigstraße,
Fig. 2 eine zu Fig. 1 alternative Ausgestaltung der Gießwalzanlage,
Fig. 3 eine weitere zu Fig. 1 alternative Ausgestaltung der Gießwalzanlage, Fig. 4 den zweiten Ofen der Gießwalzanlage in einer alternativen Ausgestaltung,
Fig. 5 den zweiten Ofen der Gießwalzanlage in einer weiteren alternativen Ausgestaltung, und
Fig. 6 schematisch eine Gießwalzanlage ohne ersten Ofen mit in-line- Anordnung von Gießmaschine und Vorwalzstraße.
In Fig. 1 ist eine Ausgestaltung einer Dünnbrammenanlage skizziert, auf der das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Bändern 1 aus kornorientiertem Silizium-Stahl sowie Mehrphasenstahl durchgeführt werden kann. Es ist eine vertikale Gießmaschine 2 vorhanden, in der Brammen 3 von beispielsweise 70 mm Dicke gegossen werden. An einer Schere 12 erfolgt das Schneiden auf die gewünschte Brammenlänge. Es schließt sich ein erster Ofen 6 an, in dem die Dünnbramme 3 auf ca. 1.000 bis 1.200 0C Vorwalztemperatur Ti gebracht wird und in dem sich ein gewisser Temperaturausgleich in Breitenrichtung ergibt.
Dann erfolgt die Vorwalzung in einer Vorwalzstraße 4, die aus einem oder aus mehreren Gerüsten besteht und in der die Bramme 3 auf eine Zwischendicke gewalzt wird. Es ist flexibel die Walzung eines Glättstiches oder eine hohe Abnahme von z. B. 65% möglich.
Beim Vorwalzen findet die Umwandlung von Gussgefüge in das feinkörnigere Walzgefüge statt. Mit der Wahl der Walzgeschwindigkeit an dem Gerüst der Vorwalzstraße 4 kann auch die Ofeneinlauftemperatur beeinflusst werden. Um möglichst gleichmäßige Eigenschaften über dem gesamten Querschnitt der Dünnbramme zu erzeugen, wird optional bei der Vorwalzung in der Vorwalzstraße 4 von kornorientiertem Siliziumstahl auf die Verwendung eines Zunder- Wäschers 13 verzichtet. Hinter dem Gerüst der Vorwalzstraße 4 ist ein zweiter Ofen 7 in Form eines Halteofens oder Temperaturausgleichofen angeordnet. Der zweite Ofen 7 bietet mindestens so viel Platz, um eine vorverformte Dünnbramme aufzunehmen. Es kann auch vorgesehen werden, dass dort ein Pendeln bzw. Verweilen der vor- verformten Dünnbramme im Ofen erfolgt. Statt eines Halteofens 7 ist an diesem Platz auch eine Rollgangkapselung möglich (für die Verarbeitung z. B. von Normalstahl). Alternativ ist hinter der Vorwalzstraße 4 eine Coilbox als Platz sparender Vorbandspeicher platziert.
Im Anschluss daran ist eine Induktionsheizung 8 angeordnet, mit der die Dünn- bramme 3 relativ gleichmäßig über dem Querschnitt auf die gewünschte erhöhte Temperatur T2, gebracht werden kann. Für die Walzung von kornorientiertem Siliziumstahl ist ein Temperaturbereich von ca. 1.200 bis 1.350 0C hinter der Induktionsheizung 8 vorgesehen. Mit diesem Verfahren lösen sich durch die hohen Temperaturen die Ausscheidungen auf, und es werden vorteilhafte Be- dingungen für die spätere Wiederausscheidung der nun in gelöster Form vorliegenden Elemente geschaffen, was das Erreichen der gewünschten Eigenschaften im Endprodukt gewährleistet.
Beim Walzen von Mehrphasenstählen ist eine Erwärmung auf z. B. 1.150 0C bis 1.300 0C vorgesehen.
Für die Intensivheizung oberhalb von 1.150 0C ist also die induktive Aufheizung vorgesehen. Hinter der Erwärmung erfolgt die Fertigwalzung in der Fertigwalzstraße 5, d. h. in einer mehr-gerüstigen Fertigwalzstaffel auf die gewünschte Fertigbanddicke und Fertigbandtemperatur und anschließend die Bandkühlung in einer Kühlstrecke 14 sowie letztlich das Aufwickeln auf einen Haspel 15.
Bei der Walzung von Normalstahl auf der dargestellten Anlage werden hinter der Induktionsheizung 8 nur (normale) Temperaturen von ca. 1.100 bis 1.150 0C, in besonderen Fällen möglicherweise sogar weniger, notwendig. D. h. die Dünnbramme lässt sich flexibel - falls erforderlich - auf hohe oder niedrigere Temperaturen nach der Vorverformung aufheizen.
Für eine wirtschaftliche Erwärmung bzw. Verarbeitung von z. B. Normalstahl ist ebenfalls optional vorgesehen, dass die Induktionsheizung 8 quer verschiebbar ausgeführt ist, so dass alternativ statt der Induktionsheizung 8 ein konventioneller Ofen (wie der erste Ofen 6) in die Transportlinie geschoben werden kann.
Weiterhin ist alternativ vorgesehen, statt der Induktionsheizung 8 eine Hochtemperaturerwärmung mit dem so genannten DFI-Oxyfuel-Verfahren (DFI: Di- rekte Flammenbeaufschlagung) oder dem konventionellem Oxyfuel-Verfahren durchzuführen. Zu diesem Verfahren wird auf die EP 0 804 622 B1 sowie auf die Beiträge von J. v. Scheele et al. „Sauerstoff statt heißer Luft", Energy 01/2005, S. 18-19, GIT Verlag GmbH & Co. KG, Darmstadt, sowie von S. Ljun- gars et al. „Erfolgreiche Umrüstung von Durchlauföfen auf Oxyfuel-Betrieb", GASWÄRME International, 54, Nr. 3, 2005, Bezug genommen.
Hierbei handelt es sich um einen speziellen Ofen, bei dem reiner Sauerstoff statt Luft und gasförmiger oder flüssiger Brennstoff gemischt und die Flamme z. T. direkt auf die Bramme gerichtet wird. Dies optimiert nicht nur den Brennvor- gang, sondern reduziert auch die Stickstoffoxid-Emissionen. Die Zundereigenschaften sind ebenfalls günstig bzw. das Zunderwachstum ist dabei gering. Mit diesem Verfahren lassen sich ähnlich hohe Wärmedichten bei gutem Wirkungsgrad erzielen, wie bei der induktiven Erwärmung. Weiterhin ist ein minimaler Sauerstoffüberschuss bzw. ein Sauerstoffunterschuss bei der Verbren- nung einstellbar.
Es ist optional auch möglich, den gesamten Heizbereich hinter der Vorwalzstraße nur mit dem DFI-Oxyfuel-Ofen oder dem konventionellem Oxyfuel-Ofen, also dem Hochtemperaturofen, auszurüsten, um nicht zwei unterschiedliche Heizsysteme (Induktion, Flamme) in einer Anlage zu verwenden. Eine solche Lösung ist in Fig. 2 illustriert. Um die Zunderentstehung in dem ersten Ofen 6 gering zu halten und die Ofenlänge zu reduzieren, ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, den ersten Ofen 6 hinter der Gießmaschine 2 ebenfalls mit dem effizienten DFI-Oxyfuel-Verfahren auszurüsten, auch wenn hier nur Temperaturen von ca. 1.150 0C eingestellt werden.
Das DFI-Oxyfuel-Verfahren lässt sich zur Dünnbrammenerwärmung in vorteilhafter Weise auch bei Anlagenvarianten einsetzen, die kein Vorgerüst haben. Dies gilt besonders, wenn wenig Zunder entstehen und die Ofenlänge kurz sein soll.
Andere Alternativen, speziell verschiedene Ofenanordnungen hinter der Vorwalzstraße 4, sind in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellt.
Fig. 3 zeigt hierbei die Anordnung einer Induktionsheizung 8 direkt hinter der Vorverformung im Gerüst der Vorwalzstraße 4. Der Induktionsheizung 8 folgt ein konventioneller Ofen 9 nach. Mit dieser Konstellation kann ein längeres Verweilen (Halten) bei hohen Temperaturen bewerkstelligt werden. Dies ist für die Einstellung gewünschter metallurgischer Eigenschaften für Siliziumstahl und Mehrphasenstahl vorgesehen.
In Fig. 4 wird die induktive Erwärmung aufgeteilt, nämlich in einer in Förderrichtung F vordere Induktionsheizung 8 und eine hintere Induktionsheizung 11 , wobei zwischen den beiden Induktionsheizungen 8, 11 ein konventioneller Ofen 9 angeordnet ist.
In Fig. 5 erfolgt die Aufteilung des konventionellen Ofens 9 und 10 hinter der Vorverformungsgruppe; dazwischen ist die Induktionsheizung 8 angeordnet. Statt der Induktionsheizung 8 kann hier auch wieder die DFI-Oxyfuel-Heizung vorgesehen werden. Hierbei kann die Verweildauer hinter der Vorverformungsgruppe weiter verlängert werden. Um die Speicherzeit im Ofen bei erhöhten Temperaturen zu verlängern, sind auch Fähren und Öfen neben der Haupttransportlinie als Zusatzspeicher vorgesehen.
Die vorgeschlagene Anlagenkonstellation zeigt die Möglichkeiten eines Hochtemperaturofens hinter einer Vorverformungsgruppe auf, der aus der Kombination eines konventionellen Ofens mit einer induktiven Heizung oder eines speziellen Ofens mit DFI-Oxyfuel-Technologie besteht. Hiermit lassen sich normale Materialien herstellen, aber auch spezielle Materialien, insbesondere kornorien- tierte Siliziumstähle. D. h. in dieser Dünnbrammenanlage lässt sich die Temperaturführung flexibel anpassen, so dass sich hier der spezielle kornorientierte Siliziumstahl aber auch Normalstähle, wie z. B. weicher C-Stahl oder mikrolegierte Stähle, walzen lassen.
Wie erwähnt können zwischen der Vorverformung und der Fertigwalzung konventionelle Öfen, Rollgangskapselungen, spezielle Öfen und/oder Induktionsheizungen in beliebiger Reihenfolge angeordnet sein. Die Induktionsheizung ist optional quer verschiebbar, so dass ein Austausch mit einem konventionellen Ofen stattfinden kann.
Die Temperaturführung in dem Ofen hinter der Vorverformung kann individuell abhängig vom erzeugten Material (kornorientierter Siliziumstahl, Mehrphasenstahl oder Normalstahl) eingestellt werden.
Die Entzunderung des kornorientierten Stahls kurz vor der Vorverformung findet - falls überhaupt - bevorzugt bei niedriger Wassermenge von weniger als 50 m3/h/m und hohem Druck von mehr als 400 bis 600 bar statt.
Es ist durch die Prozesssteuerung (Gießgeschwindigkeit, Walzgeschwindigkeit bei der Vorverformung, Tracking) vorgesehen, die Ofeneinlauftemperatur zu beeinflussen und die Haltezeit in dem Ofen hinter der Vorverformungsgruppe zu steuern.
Ein DFI-Oxyfuel-Ofen ist optional auch für die Aufheizung der Dünnbramme direkt hinter der Gießmaschine 2 vorgesehen, und zwar für CSP-Anlagen mit und ohne Vorverformung.
In Fig. 6 ist eine alternative Ausgestaltung einer Dünnbrammenanlage schematisch dargestellt. Hier wird auf die Erwärmung in einem ersten Ofen (vor der ersten Walzstraße 4) verzichtet und stattdessen die Gießwärme ausgenutzt. Direkt hinter einer Gießanlage 2 wird nach der Hochdruckentzunderung 13 inline die Dünnbramme 3 bei einer Temperatur Ti von ca. 1.0000C bis 1.2000C in der Vorwalzstraße 4 gewalzt. Die Steuerung der Einlauftemperatur Ti erfolgt durch Einstellung der Stranggusskühlung und Gießgeschwindigkeit. Bei dieser Variante sind die Gießanlage und die Vorwalzgruppe gekoppelt. Beim Erreichen der gewünschten Zwischenbandlänge erfolgt das Schneiden an der Schere 12 hinter der Vorwalzstraße 4. Der Ofen 7 kann so bemessen sein, dass das Zwischenband darin Platz findet. Die weitere Verarbeitung, d.h. Erwärmung auf die erhöhte Temperatur T2, und Fertigwalzung etc., findet in der zuvor beschriebenen Art statt. Alternativ bzw. zusätzlich ist hinter der Vorwalzstraße 4 und Sche- re 12 eine Coilbox als Platz sparender Vorbandspeicher angeordnet.
Als Sonderfall kann die dargestellte Anlage zusätzlich alternativ bzw. wahlweise im Endlos-Mode betrieben werden. D. h., die Gießmaschine sowie die Vor- und Fertigwalzstraße sind dann miteinander gekoppelt und das Walzen erfolgt mit Gießgeschwindigkeit. Das Schneiden auf die gewünschte Bandlänge findet beim Endloswalzen kurz vor dem Haspel statt. Für den Walzenwechsel wird zuvor vom Endlosbetrieb wieder in den Batchbetrieb umgeschaltet. Für den Walzenwechsel kann die Gießgeschwindigkeit reduziert und/oder die Fertig- straßeneinzugsgeschwindigkeit erhöht werden. Zum mechanischen Schutz der Induktionsheizung vor Beschädigungen sind Rieht- bzw. Niederhalterollen und/oder eine Kamera zur Ski-Erkennung hinter der Vorverformung bzw. vor der Induktionsheizung und eine individuelle Beeinflussung der Arbeitswalzendrehzahlen und unterschiedliche Durchmesser am Vorgerüst zur Skivermeidung vorgesehen.
Alternativ kann auf der erläuterten Anlage natürlich, wie bereits erwähnt, auch anderes Material verarbeitet werden.
Abhängig vom Material wird jedoch die Temperaturführung angepasst und es werden unterschiedliche definierte Temperaturen T2 vor der Fertigwalzstraße 5 eingestellt sowie die beschriebenen Komponenten im zweiten Ofen 7 benutzt bzw. aktiviert.
Während bei Normalstahl der zweite Ofen 7 vornehmlich als Halteofen fungiert, wird bei Siliziumstahl aber auch zusätzlich bei verschiedenen mikrolegierten Stählen oder Mehrphasenstählen nach der Vorwalzstraße eine definierte erhöhte Temperatur (z. B. größer als 1.1500C bis 1.350°C) in dem zweiten Ofen 7 eingestellt und damit die Eigenschaften positiv beeinflusst. D. h., die Erfindung bzw. Einstellung der erhöhten Zwischentemperatur T2 beschränkt sich nicht nur auf Siliziumstahl, sondern ist auch für mikrolegierte Stähle und Mehrphasenstähle vorgesehen.
Bezugszeichenliste:
1 Band
2 Gießmaschine
3 Bramme
3' umgeformte Bramme
4, 5 Walzstraße
4 Vorwalzstraße
5 Fertigwalzstraße
6 erster Ofen
7 zweiter Ofen (Hochtemperaturofen)
8 Induktionsheizung /
Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme
9 konventioneller Ofen
10 konventioneller Ofen
11 Induktionsheizung /
Einrichtung zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme
12 Schere
13 Zunderwäscher
14 Kϋh Istrecke
15 Haspel
F Förderrichtung T1 Vorwalztemperatur T2 Definiert erhöhte Temperatur vor der Fertigwalzung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Bändern (1 ) aus Stahl, bevorzugt aus Silizium- Stahl, insbesondere aus kornorientiertem Siliziumstahl, oder aus Mehrphasenstahl bzw. aus einem Stahl mit vergleichbar hohen Legierungsgehalten, bei dem zunächst in einer Gießmaschine (2) eine Bramme (3) gegossen wird, wobei diese anschließend in mindestens einer Walzstraße (4, 5) zum Band (1 ) gewalzt wird und wobei vor und/oder hinter der mindestens einen Walzstraße (4, 5) eine Erhitzung der Bramme (3) in mindestens einem Ofen (6, 7) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bramme (3) hinter der Gießmaschine (2) und vor einer Vorwalz- Straße (4) in einem ersten Ofen (6) auf eine Vorwalztemperatur (T-i) erwärmt wird oder die Bramme (3) unter Ausnutzung der Gießhitze ohne Vorhandensein des ersten Ofens (6) in die Vorwalzstraße (4) gelangt, dass die Bramme (3) dann in der Vorwalzstraße (4) gewalzt wird, dass die Bramme hinter der Vorwalzstraße (4) in einem zweiten Ofen (7) auf eine definierte Temperatur (T2), die höher als die Vorwalztemperatur (T-O ist, erwärmt wird und dass dann die Bramme (3) in einer Fertigwalzstraße (5) auf die endgültige Banddicke gewalzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwalztemperatur (Ti) zwischen 1.000 0C und 1.200 0C liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte erhöhte Temperatur (T2) zwischen 1.150 0C und 1.350
°C liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Verarbeitung von Siliziumstahl die erhöhte Temperatur (T2) oberhalb von 1.200 0C liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Verarbeitung von Mehrphasenstahl die erhöhte Temperatur (T2) unterhalb von 1.300 0C liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) im Falle der Verarbeitung von Mehrphasenstahl während einer vorgegebenen Haltezeit auf der erhöhten Temperatur (T2), vor- zugsweise bei 1.150 0C bis 1.300 0C, gehalten wird, bis sich ungleichmäßige Verteilungen von Legierungselementen (Seigerungen) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, abgebaut haben.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) im Falle der Verarbeitung von kornorientiertem Siliziumstahl während einer vorgegebenen Haltezeit auf der erhöhten Temperatur (T2), vorzugsweise bei 1.200 °C bis 1.350 0C, gehalten wird, bis die unterschiedlichen Arten von Ausscheidungen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in Lösung gebracht wurden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) während der vorgegebenen Haltezeit in einer Fähre oder in einem Ofen in oder neben der Haupttransportlinie verwahrt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung auf definierte erhöhte Temperatur (T2) zumindest teilweise durch Induktionserhitzung erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung auf definierte erhöhte Temperatur (T2) zumindest teilweise durch direkte Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) durch einen Gasstrahl mit mindestens 75% Sauerstoff erfolgt, in den ein gasförmiger oder flüssiger Brennstoff gemischt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen der Bramme (3) im Batch-Betrieb erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen der Bramme (3) im Endlos-Betrieb abhängig von der zu walzenden Enddicke, von der Gießgeschwindigkeit und vom Material erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrweise mit den Schritten Gießen, Vorwalzung bei einer ersten Temperatur (T-i) und anschließender Erwärmung auf eine erhöhte Temperatur (T2) und Fertigwalzung sowohl bei Siliziumstählen als auch bei mikrolegierten Stählen und Mehrphasenstählen erfolgt.
15. Vorrichtung zum Herstellen von Bändern (1 ) aus Silizium-Stahl, insbesondere aus kornorientiertem Siliziumstahl, oder aus Mehrphasenstahl, die eine Gießmaschine (2) umfasst, mit der eine Bramme (3) gegossen werden kann, und die weiterhin mindestens eine Walzstraße (4, 5) umfasst, mit der das Band (1 ) gewalzt werden kann, wobei vor und/oder hinter der mindestens einen Walzstraße (4, 5) ein Ofen (6, 7) zur Erhitzung der
Bramme (3) angeordnet ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Gießmaschine (2) und einer Vorwalzstraße (4) ein erster Ofen (6) angeordnet ist, mit dem die Bramme (3) auf eine Vorwalztem- peratur (T1) erwärmt oder alternativ (ohne Ofen) die Gießtemperatur (T-i) ausgenutzt werden kann, und dass hinter der Vorwalzstraße (4) und vor einer Fertigwalzstraße (5) ein zweiter Ofen (7) angeordnet ist, mit dem die
Bramme (3) auf eine definierte Temperatur [J2) vor der Fertigstellung er- wärmt werden kann, wobei der zweite Ofen (7) als Hochtemperaturofen ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ofen (7) eine Induktionsheizung (8) umfasst.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ofen (7) eine Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) umfasst.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ofen (7) einen konventionellen Ofen (9) umfasst.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (F) der Bramme (3) zunächst ein konventioneller Ofen (9) und dann eine Induktionsheizung (8) oder eine Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (F) der Bramme (3) zunächst eine Induktionshei- zung (8) oder eine Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) und dann ein konventioneller Ofen (9) angeordnet sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (F) der Bramme (3) zunächst ein konventioneller Ofen (9), dann eine Induktionsheizung (8) oder eine Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) und dann ein weiterer konventioneller Ofen (10) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung (F) der Bramme (3) zunächst eine Induktionsheizung (8) oder eine Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3), dann ein konventioneller Ofen (9) und dann eine weitere Induktionsheizung (11 ) oder eine Einrichtung (11 ) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Ofen (6) eine Schere (12) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Walzstraße (4) aus einem einzigen Walzgerüst besteht.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Walzstraße (4) aus mehreren Walzgerüsten besteht.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rollgangskapselung vorgesehen ist, die anstelle eines konven- tionellen Ofens (9) oder anstelle der Induktionsheizung (8) in die Fertigungslinie einschwenkbar oder einbringbar ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Vorwalzstraße (4) eine Coilbox angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Induktionsheizung (8) oder die mindestens eine Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung der Bramme (3) in Richtung quer zur Förderrichtung (F) der Bramme (3) verschiebbar angeordnet ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein konventioneller Ofen vorgesehen ist, der in Richtung quer zur Förderrichtung (F) der Bramme (3) verschiebbar angeordnet ist, um die Induktionsheizung (8) bzw. die Einrichtung (8) zur direkten Flammenbeaufschlagung zu ersetzen.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der vor der Vorwalzstraße (4) angeordnete erste Ofen (6) eine Einrichtung zur direkten oder indirekten Flammenbeaufschlagung der Bramme umfasst, bei dem ein Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch eingesetzt wird.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwalzstraße (4) direkt ohne Vorhandensein des ersten Ofens (6) hinter der Gießanlage (2) angeordnet ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass Teile des ersten Ofens (6) oder des zweiten Ofens (7) als Fähre ausgeführt sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Fähre als Pendel- oder Querfähre oder als Coilfähre ausgebildet ist, um eine Speicherung einer Dünnbramme bzw. einer verformten Dünnbramme in einem Ofen neben der Haupttransportlinie einer 1- oder 2- Strang-Gießanlage zu ermöglichen.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vorverformung der Bramme (3) Mittel zur Hochdruckentzun- derung angeordnet sind.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Hochdruckentzunderung für einen Betrieb mit einem
Druck zwischen 400 und 600 bar ausgebildet sind.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin Rieht- oder Niederhalterollen und/oder eine Kamera zur Ski-Erkennung aufweist.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Rieht- oder Niederhalterollen und/oder die Kamera vor einer Induktionsheizung (8) angeordnet sind bzw. ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schopfschere unmittelbar vor der Induktionsheizung (8) angeordnet ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schopfscheren ohne sich dazwischen befindlichem Walzgerüst hintereinander angeordnet sind.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schopfscheren unterschiedlich ausgebildet sind.
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