DD262602A5

DD262602A5 - Verfahren und anlage zur herstellung von warmgewalztem stahlband

Info

Publication number: DD262602A5
Application number: DD87308426A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Rohde; Juergen Seidel
Original assignee: ��@��`��@��k��
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1988-12-07
Also published as: MX160204A; ATE74296T1; DE3777954D1; GR3004260T3; EP0266564A3; JPS63132703A; KR960002400B1; IN170340B; BR8705955A; LV10934A; EP0266564A2; EP0266564B1; US4817703A; LTIP1769A; CN1042204C; ZA877350B; JPH082449B2; DE3637893C2; CN87107665A; EP0266564B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von warmgewalztem Stahlband 7 aus einem bandfoermig stranggegossenen Vormaterial 3 in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten unter Verwendung einer Bandgiessanlage mit nachgeordnetem mehrgeruestigen Kontiwalzwerk, wobei das bandfoermige Vormaterial 3 nach Erstarrung auf Warmwalztemperatur gebracht und zum Auswalzen zu Fertigband 7 in ein Walzwerk 6 eingefuehrt wird, wobei das Auswalzen kontinuierlich in maximal drei oder vier Walzgeruesten 6, 6, 6 bei moeglichst hohen Stichabnahmen erfolgt. Dabei wird in den ersten zwei Geruesten 6, 6 mit in etwa maximalem Walzmoment und grossem Arbeitswalzendurchmesser gearbeitet. Fig. 1

Description

deshalb wird in der genannten Druckschrift auch vorgeschlagen, der Konti-Straße eine mehradrige Stranggießanlage vorzuordnen. Dadurch erhöht sich aber der Gesamtaufwand und auch das Ausbringvermögen der Gesamtanlage, was in vielen Anwendungsfällen gar nicht benötigt wird.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung können bei Verringerung der Investitionskosten und hoher Auslastung der Anlagenleistung auch kleinere Produktionsmengen wirtschaftlich hergestellt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Bandgießanlage mit nachgeordnetem Warmbandwalzwerk zur Herstellung von Stahlband bei gleichzeitiger verbesserter Anpassung der technologisch gegebenen Walzgeschwindigkeit an die Gießgeschwindigkeit vorzustellen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt für das Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß das Auswalzen zu Fertigband kontinuierlich in maximal drei oder vier Walzgerüsten mit möglichst hohen Stichabnahmen erfolgt, ohne daß zusätzliche Aufwendungen für andere Einrichtungen notwendig werden, wobei mit den drei- bis viergerüstigen Straßen die gleiche Abnahme wie mit einer herkömmlichen sechs- bis siebengerüstigen Straße erreicht wird. Die Investitionskosten für die Kontistraße können auf diese Weise sogar erheblich gesenkt werden, bei gleichzeitiger Anpassung der technologisch gegebenen Walzgeschwindigkeit an die Gießgeschwindigkeit.

Die Fachwelt war bisher der Meinung, daß dieser Weg nicht gangbar sei, da befürchtet wurde, daß mit einer Verringerung der Gerüstzahl und der Erhöhung der Abnahme pro Stich die technologischen Randbedingungen nicht mehr erfüllt sein würden. Diese sind im wesentlichen das maximal übertragbare Drehmoment, die maximal übertragbare Walzkraft (Linienbelastung zwischen Stützwalze und Arbeitswalze sowie Gerüstauslegung) und der Greifwinkel im Walzspalt. Infolge der höheren Stichabnahme und der geringeren Wärmeverluste bei verringerter Gerüstzahl kann aber nun gemäß der Erfindung die Walzgescwindigkeit stark gesenkt werden (von ca. 10 bis 11 auf 4 bis 6 m/s), wodurch sich eine Reduzierung der Gesamtantriebsleistung und eine Verminderung des Anlagenverschleißes ergibt, d. h. eine Senkung der Kosten auf der elektrischen und mechanischen Seite.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in den ersten zwei Gerüsten mit in etwa maximalem Walzmoment und großem Arbeitswalzendurchmesser gearbeitet wird. Dabei werden die Arbeitswalzen angetrieben. Die Zunahme des Greifwinkels infolge größerer Abnahme wird dabei durch die Vergrößerung des Arbeitswalzendurchmessers und durch die Absenkung der Walzgeschwindigkeit kompensiert, da bekanntermaßen das Greifverrmögen mit sinkender Walzgeschwindigkeit ansteigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei dem dritten und/oder vierten Gerüst der Antrieb über die Stützwalzen. Insbesondere bei sehr kleinen Endquerschnitten unter 2 mm ist eine derartige Betriebsweise sinnvoll. Mit Vorteil ist vorgesehen, daß das Vormaterial vor Einführung in die Walzstraße zwischengespeichert wird. Auf diese Weise können die technologisch gegebenen unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Bandgießanlage und des Warmbandwalzwerkes optimal angepaßt werden. Ein solcher Zwischenspeicher kann dabei sowohl als Speicherofen mit Querverschiebung der Bandteillängen oder auch als Durchlaufofen und entsprechend länger ausgebildet sein. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft wird das Verfahren zum Walzen schmaler Fertigbänder zwischen 1000 bis 2000 mm, vorzugsweise 1350mm, Breite und mit großem Erfolg zum Walzen von Fertigbändern niedriger Festigkeit verwendet. Für eine Bandgießaniage mit nachgeordnetem mehrgerüstigen Kontiwalzwerk wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Walzwerk aus drei oder vier Walzgerüsten besteht. Dabei sind vorteilhaft alle Arbeitswalzen des Walzwerkes mit eigenem Antrieb versehen. Ferner können die Arbeitswalzen der ersten zwei Gerüste mit Antrieb und das dritte und/oder vierte Gerüst mit Stützwalzenantrieb versehen sein, insbesondere wenn kleinste Enddicken gewalzt werden sollen. Besonders zweckmäßig weisen alle Arbeitswalzen des Walzwerks gleiche Walzendurchmesser auf. Mit dieser Maßnahme können die Kosten für die Lagerhaltung minimiert werden.

Ausführungsbeispiel

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung mehrerer in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1: eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Anlage in Seitenansicht,

Fig.2a-d: Prinzipdiagramme für den Walzbetrieb in vier Gerüsten nach dem erfindingsgemäßen Verfahren, Fig.3: Walzdiagramm für die Stichabnahme im ersten Gerüst,

Fig.4: Walzdiagramm für die Stichabnahme im zweiten Gerüst,

Fig. 5: Walzdiagramm für die Stichabnahme im dritten und letzten Gerüst.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Band-bzw. Stranggießanlage bezeichnet, der eine Querteileinrichtung 2, beispielsweise eine Brennschneidmaschine oder Schere, zum Trennen des gegossenen und die Bandgießanlage 1 verlassenden Bandes 3 in Teilstücke gleicher Länge, nachgeschaltet ist. Die einzelnen Teillängen des Bandes 3 werden sodann in einer Speicher- und Wärmeinrichtung 4, beispielsweise einem Rollenherdofen, zwischengespeichert und auf eine homogene Warmwalztemperatur von etwa 1050 bis 1100 Grad Celsius gebracht. Eine den Ofen 4 verlassende Teillänge 5 wird in bekannter Weise entzündet und gegebenenfalls auch auf eine neue Vorbandlänge gebracht (nicht dargestellt). Danach wird das Teilband 5 in einer Walzstraße 6, bestehend aus drei (oder vier) Gerüsten 6', 6", 6'" vom Ausgangsquerschnitt auf Endwalzdicke fertiggewalzt. Nach Verlassen des

letzten Walzgerüstes 6'" der Walzstraße 6 mit einer Auslauftemperatur von etwa 860 Grad Celsius durchläuft das Fertigband 7 die Kühlstrecke 8, um anschließend vom Unterflurhaspel 9 bei einer Temperatur von etwa 560 Grad Celsius aufgewickelt zu werden.

In den Fig. 2 a bis 2 d sind die Stichabnahmen und Walzparameter in vier Gerüsten schematisch dargestellt wobei auf den Abszissen jeweils die Dickenabnahme „dh" des Walzgutes in mm und auf den Ordinaten die Summe des wirksamen Walzmomentes „Ma" in kNm angegeben sind.

In Fig.2a ist für das erste Gerüst eine Eingangsdicke des Bandmaterials von 50mm angenommen. Das maximal übertragbare Walzmoment 10 bei einem bestimmten Arbeitswalzendurchmesser 13-17 schneidet als Horizontale die Kurve 11,12, wobei die Kurve 11 die Walzmomentgrenze bei Stützwalzenantrieb mit einem Reibwert von ρ = 0,15 und die Kurve 12 die Walzmomentgrenze bei Arbeitswalzenantrieb angibt. Die Linien gleichen Arbeitswalzendurchmessers 13-17 steigen beispielsweise von unten nach oben im Bereich von 400 bis 800mm. Unter Ausnutzung eines nahezu maximalen Walzmomentes bei einem bestimmten und verhältnismäßig großen Arbeitswalzendurchmesser (zwischen den Linien 15 und 16) mit Arbeitswalzenantrieb 12 kann der Arbeitspunkt 18 für das erste Gerüst so gewählt werden, daß die Dickenabnahme beispielsweise 26mm.beträgt, so daß eine Restdicke nach dem ersten Gerüst von 50 - 26 = 24mm verbleibt, die in das zweite Gerüst eingeführt wird. Die bezogene Dicken- bzw. Stichabnahme erreicht dabei einen Wert von 52%.

In Fig. 2 b sind mit den Bezugsziffern 23-27 wiederum steigende Arbeitswalzendurchmesser in Abhängigkeit von Walzmoment und Dickenabnahme gekennzeichnet. Unter Ausnutzung des maximal übertragbaren Walzmomentes 20 ergibt sich im zweiten Gerüst bei vorzugsweise dem gleichen Arbeitswalzendurchmesser (zwischen 25 und 26) der Arbeitspunkt 28 im Zulässigkeitsbereich oberhalb der Linie für das maximal übertragbare Waizmoment bei Arbeitswalzenantrieb 22 aber außerhalb der Zulässigkeit für Stützwalzenantrieb 21 mit einer Dickenabnahme von beispielsweise 12 mm, so daß von 24 - 12 eine Restdicke = 12mm verbleibt, entsprechend einer bezogenen Stichabnahme von 50%. Das zulässige Arbeitsfeld zwischen den Linien 22 und 20 wird bei höchsten Stichabnahmen nach rechts durch die Linie des maximalen Greifwinkels 29 begrenzt. In Fig.2c sind mit den Bezugsziffern 33-37 wiederum steigende Arbeitswalzendurchmesser in Abhängigkeit von Walzmoment und Dickenabnahme bezeichnet. Die eingestellte Dickenabnahme liegt hier beispielsweise bei 6 mm mit einer Restdicke von 6mm, entsprechend einer bezogenen Höhenabnahme von 50%. Der gewählte Arbeitspunkt 38 liegt weit unterhalb des maximal übertragbaren Walzmomentes im Zulässigkeitsbereich der Walzmomentlinie für Stützwalzenantrieb 31, so daß die Arbeitswalzen wahlweise selbst 32 oder indirekt über die Stützwalzen 31 angetrieben werden können. In Fig.2d sind mit den Bezugsziffern 43—47 ebenfalls die gleichen steigenden Arbeitswalzendurchmesser in Abhängigkeit von Walzmoment und Dickenabnahme dargestellt. Die gewünschte Dickenabnahme liegt hier beispielsweise bei 3mm mit einer Enddicke von 3 mm, entsprechend einer bezogenen Höhenabnahme von wiederum 50 %. Der gewählte Arbeitspunkt 48 liegt wie in Fig. 2c weit unterhalb des maximal übertragbaren Walzmomentes im Zulässigkeitsbereich der Walzmomentlinien 41,42 für Arbeits- und Stützwalzenantrieb, so daß die Arbeitswalzen hier, wie auch schon im dritten Gerüst, wahlweise einen eigenen Antrieb 42 besitzen oder über die Stützwalzen 41 angetrieben werden.

In Fig. 3 sind Betriebswerte für die Stichabnahme in einem ersten von drei Gerüsten als Arbeitsdiagramm dargestellt, wobei auf der Abszisse wiederum die Dickenabnahme „dh" des Walzgutes in mm und auf der Ordinate die Summe des wirksamen Walzmomentes „Ma" in kNm angegeben sind. Mit den Bezugsziffern 53-57 sind von 400 auf 800mm steigende Arbeitswalzendurchmesser gekennzeichnet. Unter Ausnutzung des maximal übertragbaren Walzmomentes 50 in Höhe von . 170OkNm ergibt sich hierbei einem Arbeitswalzendurchmesser von 710 mm (zwischen 56 und 57) der Arbeitspunkt 58 im Zulässigkeitsbereich oberhalb der Linie für das maximal übertragbare Walzmoment bei Arbeitswalzenantrieb 52, außerhalb der Zulässigkeit für Stützwalzenantrieb 51, mit einer Dickenabnahme von 19 mm, so daß von einer Eingangsdicke von 41 mm - 19 eine Restdicke = 22 mm verbleibt, entsprechend einer bezogenen Stichabnahme von 46,34%. Das zulässige Arbeitsfeld zwischen den Linien 52 und 50 wird durch die Linie des maximalen Greifwinkels 59 nicht begrenzt.

In Fig.4 sind mit den Bezugsziffern 63-67 wiederum steigende Arbeitswalzendurchmesser in Abhängigkeit von Walzmoment und Dickenabnahme gekennzeichnet. Unter Ausnutzung eines maximal übertragbaren Walzmomentes 60 von 170OkNm ergibt sich im zweiten Gerüst bei vorzugsweise dem gleichen Arbeitswalzendurchmesser wie im ersten Gerüst von 710 mm (zwischen 66 und 67) der Arbeitspunkt 68 im Zulässigkeitsbereich oberhalb der Linie für das maximal übertragbare Walzmoment bei Arbeitswalzenantrieb 62 aber außerhalb der Zulässigkeit für Stützwalzenantrieb 61 mit einer Dickenabnahme von 14mm, so daß von 22 — Meine Restdicke = 8 mm verbleibt, entsprechend einer bezogenen Stichabnahme von 63,64%. Das zulässige Arbeitsfeld zwischen den Linien 62 und 60 wird bei hohen Stichabnahmen nach rechts durch die Linie des maximalen Greifwinkels 69 begrenzt.

In Fig. 5 bezeichnen die Ziffern 73-77 die Linien steigender Arbeitswalzendurchmesser von 400 auf 800 mm. Die eingestellte Dickenabnahme liegt hier beispielsweise bei 4mm zur Erzielung einer Restdicke von 4mm, entsprechend einer bezogenen Höhenabnahme von 50%. Der gewählte Arbeitspunkt 78 liegt mit 900 kNm bei 4 mm Dickenabnahme weit unterhalb des maximal übertragbaren Walzmomentes im Zulässigkeitsbereich der Walzmomentlinie für Stützwalzenantrieb 72. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf das in den Zeichnungsfiguren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, in den einzelnen Gerüsten Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Walzendurchmessern und unterschiedlicher Walzengeometrie zur Optimierung der einzelnen Verformungszustände angeordnet sein, beispielsweise insbesondere in den letzten Gerüsten auch sogenannte gegeneinander verschiebbare Flaschenwalzen zur kontinuierlichen Veränderung des Walzspaltes an den Walzenverschleiß. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die spätere Verwendung der Vorrichtung dem Fachmann anheimgestellt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Stahlband aus einem bandförmig stranggegossenen Vormaterial in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten, wobei das bandförmige Vormaterial nach Erstarrung auf Warmwalztemperatur gebracht und zum Auswalzen zu Fertigband in ein mehrgerüstiges Walzwerk eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswalzen zu Fertigband kontinuierlich in maximal drei oder vier Walzgerüsten mit möglichst hohen Stichabnahmen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten zwei Gerüsten mit in etwa maximalem Walzmoment und großem Arbeitswalzendurchmesser gearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem dritten und/oder vierten Gerüst der Antrieb über die Stützwalzen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormaterial vor Einführung in die Walzstraße zwischengespeichert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zum Walzen schmaler Fertigbänder zwischen 1 000 bis 2000 mm, vorzugsweise 1 350 mm„ Breite verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zum Walzen von Fertigbändern niedriger Festigkeit verwendet wird.

7. Bandgießanlage mit nachgeordnetem mehrgerüstigen Kontiwalzwerk zur Herstellung von warmgewalztem Stahlband aus einem bandförmig stranggegossenen Vormaterial in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten, wobei das bandförmige Vormaterial nach Erstarrung auf Warmwalztemperatur gebracht und zum Auswalzen zu Fertigband in das Walzwerk eingeführt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzwerk (6) aus drei (6', 6", 6'") oder vier Walzgerüsten besteht.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Arbeitswalzen des Walzwerks (6) mit Antrieb versehen sind.

9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen der ersten zwei Gerüste (6', 6") mit Antrieb und das dritte (6'") und/oder vierte Gerüst mit Stützwalzenantrieb versehen sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Arbeitswalzen des Walzwerks (6) gleiche Walzendurchmesser aufweisen.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eineAnlage zur Herstellung von warmgewalztem Stahlband aus einem bandförmig stranggegossenen Vormaterial in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten, wobei das bandförmige Vormaterial nach Erstarrung auf Warmwalztemperatur gebracht und zum Auswalzen zu Fertigband in ein mehrgerüstiges Walzwerk eingeführt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bereits bekannt, das aus einer Stranggießanlage austretende Vormaterial kontinuierlich weiterzuwalzen. Die dabei jedoch auftretenden Schwierigkeiten ergeben sich vor allem deshalb, weil die maximale Gießgeschwindigkeit,.mit der der Gießstrang die Stranggießanlage verläßt, viel geringer ist als die niedrigst mögliche Walzgeschwindigkeit einer herkömmlichen, beispielsweise sieben Walzgerüste umfassenden Walzstraße.

Das als Strang gegossene bandförmige Vormaterial hat im allgemeinen eine Dicke im Bereich zwischen 25 und 60 mm. Geht man beispielsweise von einer Gießgeschwindigkeit von etwa 0,13 m/s bei einer mittleren Banddicke von 40 mm aus und unterstellt, daß das Band bis auf 2 mm heruntergewalzt werden soll, dann bedeutet das eine zwanzigfache Veränderung. Im Konti-Betrieb, unter der Voraussetzung, daß die Gießgeschwindigkeit gleich der Einlaufgeschwindigkeit in das erste Gerüst ist, würde sich bei einer Tandemstraße mit sieben Gerüsten eine Austrittsgeschwindigkeit nach dem letzten Gerüst in Höhe von 2,67 m/s ergeben. Die minimale Austrittsgeschwindigkeit bei einer Endwalzdicke von 2mm beträgt aber ungefähr 10m/s, da bei niedrigeren Geschwindigkeiten eine zu große Temperaturabnahme das Walzen unmöglich macht. Zur Lösung dieser Probleme wurden bisher zwei Wege beschritten. Der eine Weg sah vor, daß eine mehrgerüstige Konti-Straße durch eine Hochverformungsmaschine (beispielsweise ein Planetenwalzwerk) ersetzt wird, die mit einer geringen Eintrittsgeschwindigkeit in das Walzgerüst arbeitet und mit der eine hohe Stichabnahme erzielt werden kann (vgl. Berg-und Hüttenmännische Monatshefte, 107, Jg., Seite 149). Mit einer derartigen sehrteuren Sonderkonstruktion konnten aber bisher keine befriedigenden Ergebnisse erzielt werden, da insbesondere keine homogene Walzqualität erzeugt werden kann.

Ein aus der DD-OS 3241745 bekanntes Verfahren sieht zur Problemlösung vor, daß der bandförmige Gießstrang zu einem Bund aufgewickelt und nach Erwärmung wieder abgewickelt einem Walzwerk zum Auswalzen zu Endquerschnitten zugeführt wird. Das Walzwerk ist dabei als Steckelwalzwerk oder Fertiggerüstgruppe eines Warmbandwalzwerkes ausgebildet. Nachteil dieser bekannten Anlage ist in erster Linie der höhe Investitionsaufwand für eine mehrgerüstige Tandem-Straße, deren Kosten sich auf weit über 100 Millionen DM belaufen. Derartig hohe Kosten sind nur zu vertreten, wenn die Konti-Straße voll ausgelastet wird;