EP4073446A1 - Vorrichtung und verfahren zum flexiblen beeinflussen der prozessführung, insbesondere temperaturführung, eines entlang einer einzelnen durchlauflinie durchgeleiteten metallproduktes mittels mindestens zweier benachbarter segmente - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum flexiblen beeinflussen der prozessführung, insbesondere temperaturführung, eines entlang einer einzelnen durchlauflinie durchgeleiteten metallproduktes mittels mindestens zweier benachbarter segmente

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Publication number
EP4073446A1
EP4073446A1 EP20835701.2A EP20835701A EP4073446A1 EP 4073446 A1 EP4073446 A1 EP 4073446A1 EP 20835701 A EP20835701 A EP 20835701A EP 4073446 A1 EP4073446 A1 EP 4073446A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segment
segments
furnace
metal product
line
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP20835701.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Hafer
Matthias Peters
Kilian Kaupper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4073446A1 publication Critical patent/EP4073446A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/02—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
    • F27B9/029—Multicellular type furnaces constructed with add-on modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B19/00—Combinations of different kinds of furnaces that are not all covered by any single one of main groups F27B1/00 - F27B17/00
    • F27B19/04—Combinations of different kinds of furnaces that are not all covered by any single one of main groups F27B1/00 - F27B17/00 arranged for associated working
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0024—Charging; Discharging; Manipulation of charge of metallic workpieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0042—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising roller trains
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for flexibly influencing the process control, in particular temperature control, of a metal product passed along a single passage line by means of at least two adjacent segments.
  • the heat treatment can be heating, holding, cooling or even a
  • heat treatment lines are usually designed and built up optimized for a specific metal product or a material group of metal products.
  • a change in temperature control for example targeted cooling within a holding zone of a furnace, can only be implemented with difficulty in an existing heat treatment line, since furnaces usually react very slowly to changed temperature specifications.
  • a change in temperature control can therefore only be carried out with a corresponding delay or downtime in production.
  • Gas changes are also very time-consuming, especially in the case of large furnace segments, since appropriate purging times must be observed for safety reasons.
  • a fundamental exchange of a heating method for example a natural gas-fired furnace for inductive heating, is not possible.
  • Such segments can also be exchanged for maintenance purposes only possible if production is interrupted or production options are restricted.
  • the object of the invention is therefore to develop a known heat treatment line in such a way that the process control, in particular temperature control, can be adapted more flexibly to different metal products and / or production conditions.
  • the process control in particular temperature control, can be adapted more flexibly to different metal products and / or production conditions.
  • the object of the invention is achieved with a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 18.
  • the process control in particular temperature control, of a metal product passed through along a single flow line, in particular one
  • Slab thin slab or a pre-rolled hot strip
  • at least one segment being exchangeable for another segment by means of a transport process through a transport device having a drive unit.
  • At least one segment is open as a furnace, encapsulated transport route
  • Transport path and / or cooling path formed and a further furnace segment can be positioned next to a first furnace segment.
  • a coherent work process in the sense of the invention can also consist of a large number of individual work steps. These work steps are carried out one after the other or at the same time without any significant delay.
  • a drive unit can be a linear drive as well be a rotary drive. In the context of the invention, the drive can preferably be electrical, pneumatic or hydraulic. The drive unit can be arranged externally and only act on the segment or be arranged on the segment.
  • the mutually interchangeable segments are arranged on a common support structure, preferably rails and / or preferably transversely and / or parallel to the line of passage of the adjacent segment.
  • Process management in the sense of the invention can also include the acquisition of process data and / or product data for controlling or regulating the device and / or for storage in a higher-level data processing system.
  • An exchange of a segment for another segment for maintenance purposes is also understood according to the invention as process management.
  • one segment can be exchanged for another segment at the same time by the transport device by means of a transport process.
  • simultaneous means that when one segment is moved out of the flow line, another is moved synchronously into the flow line.
  • the segments are preferably movably and / or detachably attached to the supporting structure.
  • the segments on the supporting structure can be exchanged and, if the product to be manufactured is fundamentally changed, they can easily be replaced by other types of segments and brought into the throughput line.
  • a segment can preferably be attached to the supporting structure from an external position. Particularly when it is installed during operation, different metal products and / or materials can be manufactured flexibly in conjunction with a corresponding production planning.
  • at least two segments are arranged on a common support structure. Ideally,> 3 segments can be attached to the supporting structure. This shortens the time required to change the process control.
  • the support structure preferably has at least one coupling and / or at least one support plate for connecting several segments. In this way, different segments can be transported at the same time via a common drive device.
  • a coupling the segments are arranged directly on the supporting structure; in the case of a supporting plate, the segments are placed together on a flat structure which is attached to the supporting structure.
  • At least one segment preferably has rollers for conveying the metal product along the passage line.
  • rollers for conveying the metal product reduces the likelihood of surface damage. In particular when the conveying temperatures are high.
  • a furnace segment ideally has inductive heating.
  • the metal product can be heated quickly as a result.
  • a furnace segment preferably has at least one furnace door, preferably two furnace doors, for sealing off the furnace chamber from the atmosphere. In this way, for example, a specific furnace atmosphere can be maintained outside the flow line and reduces the flushing time when the furnace segment is reinserted into the line. This also reduces the energy losses caused by the furnace segment cooling down.
  • a segment, preferably an exchangeable segment preferably has a measuring device, preferably for detecting the surface quality. As a result, a measuring device can only be used if this appears necessary for the metal product and thus saves maintenance costs.
  • a segment preferably has a device for treating the surface, in particular by flaming, descaling, blowing off and / or grinding.
  • a device for treating the surface in particular by flaming, descaling, blowing off and / or grinding.
  • the surface of a metal product can be flexibly treated differently and brought into a desired state. This improves the metallic extraction, since only the treatment method is used that eliminates the defects with the least amount of material removal.
  • At least one segment preferably has a positioning means for aligning the segment in the flow line.
  • the positioning means allow the segment to be reliably positioned along the passage line and thereby improve the passage of the metal product through the entire device.
  • Segments preferably segments that are adjacent to one another, ideally have complementary coupling components for releasably connecting the segments to one another.
  • the coupling in particular in connection with a bracing of the segments with one another, improves the rigidity of the entire device and thus the passage of the metal product through the device.
  • a plurality of the segments, more preferably all of the segments, of the device are preferably exchangeable by means of the transport device. This increases the flexibility compared to the concepts from the prior art.
  • a roughing stand of a hot rolling train is preferably located at the beginning of the continuous line; preferably there is a finishing stand at the end of the throughput line a hot rolling mill arranged.
  • a metal product of particularly high quality can be produced between these two rolling mills by means of a special temperature control, preferably in connection with the detection of surface defects and / or the removal of surface defects.
  • a higher-level control or regulation is ideally available for the segments.
  • the configurations possible through the flexible use of the segments can be used particularly advantageously if the use of the segments and the segments themselves are carried out by a control or regulation, preferably fully automated and online. In particular when the control or regulation is connected to a higher-level production planning or control.
  • the object of the invention is achieved with a method having the features of claim 18.
  • a segment is replaced the process control, in particular the temperature control, changed along the direction of flow of the metal product.
  • the exchange of a segment for another, neighboring segment takes place in a coherent operation by means of a transport process by a transport device.
  • the segments arranged on a common supporting structure are moved, preferably on rails and / or preferably transversely to the line of passage of the adjacent segment.
  • the segments are ideally exchanged within 30 minutes, preferably 15 minutes, even more preferably within 5 minutes, these short ones Change intervals reduce the interruption of production in the entire production if a change in the process control is necessary.
  • the control or regulation preferably influences the process control, in particular the temperature control, and on the basis of predetermined data, preferably automatically, initiates the exchange of a segment in order to change the process control and / or acts on the individual segment. This reduces the likelihood of errors in the system operation and simplifies the handling and management of the system
  • the control or regulation preferably determines suitable materials of the metal products for the segments present in the flow line or for the material of a metal product through the segments to be arranged in the flow line.
  • a possible change in a segment by means of an adapted production planning can be dispensed with or a necessary change in a segment can be brought about in a targeted manner. Both can increase the productivity of the plant.
  • the metal product is preferably transported along the passage line by means of rollers.
  • rollers In particular with slabs or thin slabs as well as the pre-strip after a roughing stand, surface defects are difficult to eliminate. Rollers reduce the likelihood of surface defects here.
  • FIG. 1 shows a system diagram for a device according to the invention with two segments S2, S3 following one another in the passage line L.
  • a fixed furnace segment S2 with a gas firing is arranged at position 1.
  • an inductive furnace segment S3 can be exchanged for another furnace segment with gas firing S2.
  • a transport device T is provided, which is connected to a controller ST for signaling purposes.
  • the segments are arranged on a support structure 7.
  • actuating the drive device T a transport process can be carried out on the supporting structure 7, so that the segment S3 is exchanged for the segment S2. To do this, both segments are shifted in the direction of arrow R1.
  • Figures 2a, 2b and 2c each show a system scheme for the device.
  • Position 1 is a gas-fired furnace segment S2 and position 2 is an encapsulated roller table S4. Both segments are in principle arranged interchangeably on supporting structures 7, but only segment S4 has two available interchangeable segments S1, S3.
  • these exchangeable segments are an inductive furnace segment S3 and a roller table S1, which are also arranged on the support structure 7 at position 2.
  • the supporting structure 7 belonging to position 1 has no further exchangeable segments, but is designed to accommodate exchangeable segments if necessary.
  • All segments of this exemplary embodiment have individual drive devices D which can set a segment in motion individually.
  • a motor drive is preferably used for this purpose.
  • the supporting structures 7 are designed as rail systems on which the segments can be exchanged while moving or sliding.
  • segment S4 all couplings for the associated media supply must be released; any couplings for segments in flow direction D must also be released.
  • a segment is exchanged by collision-free, preferably synchronous transport of all three exchange segments S1, S4 and S3 perpendicular to the line of passage in one of the two directions of the double arrow R2.
  • the exchangeable segments can be transported synchronously for two or three segments. Alternatively, sequential transport can also take place.
  • roller table S1 If the roller table S1 is to be transported into the throughput line L, it must be transported to the left when viewed from the throughfeed direction L. If the inductive furnace segment S3 is to be transported into the flow line L, it must be transported to the right as seen from the flow direction L.
  • Position 1 is a gas-fired furnace segment S2 and position 2 is an inductive furnace segment S3. Only the segment S3 is arranged interchangeably on a support device 7, and has two available interchangeable segments in the form of a roller table with surface inspection S5 and a roller table S1.
  • the segment at position 1 is a fixed oven segment with Gas firing S2. There is an unoccupied parking position 9 in close proximity to the segments.
  • the exchange segments of position 2 are releasably connected to one another.
  • all three segments S1, S3 and S5 are arranged on a common platform P, which takes over the connection of the segments S1, S3 and S5.
  • the connection could also be taken over by a rod or comparable forms. Due to the connection shown or the common arrangement on a support plate P, all three segments can be transported by a common drive D assigned to the support plate. A drive assigned to the individual segment is not required.
  • the drive can be motorized or a cylinder.
  • a segment is exchanged by transporting all three exchange segments S1, S3 and S5 on the common platform P perpendicular to the passage line L in one of the two directions of the double arrow R2. If the roller table S1 is to be transported into the flow line L, it must be transported to the left as seen from the flow line L. If the roller table segment with surface inspection S5 is to be transported into the passage line L, it must be transported to the right when viewed from the passage direction L. In both transport cases, the segments are transported at the same time.
  • FIG. 2c shows an arrangement of the segments corresponding to FIG. 2b.
  • the exchange segments of position 2 are coupled to one another via the common drive unit. This means that a central drive that is not assigned to a single segment can move the segments together and synchronously.
  • the coupling K can be taken over by a rod or comparable forms; it can be driven by a motor or a cylinder.
  • the number of segments arranged one behind the other in the passage line L can be increased as desired in all of the exemplary embodiments in FIGS. 2a to 2c.
  • FIGS. 3a and 3b each show further exemplary embodiments for a device according to the invention. In the exemplary embodiment according to FIG. 3a, three segments are arranged one after the other in the passage line L.
  • Position 1 is a gas-fired furnace segment S2, positions 2 and 3 each have a roller table segment S1.
  • Each position 1 to 3 has its own assigned supporting structure 7 for two segments.
  • a supporting structure 8 is arranged parallel to the direction of passage L.
  • the supporting structures 7 and 8 intersect.
  • Further segments are arranged on the supporting structure 8, namely an inductive furnace segment S3, a further gas-fired furnace segment S2 and a roller table with scarfing device S6. All segments have individual drive devices D.
  • the associated installation space on the supporting structure 8 must initially be unoccupied so that the segment S1 can be transported from the passage line L out in the direction of the double arrow R2 onto the parallel supporting structure 8.
  • the segment that is to be transported into the passage line L is now positioned in front of the passage line L at position 2.
  • all the segments located on the parallel support structure 8 are moved collision-free, preferably synchronously in the direction of the double arrow R3, so that the segment to be exchanged is now in front of the empty position 2.
  • the segment to be exchanged can be transported in the direction of the double arrow R2 into the flow line L and is therefore in the operating position.
  • Position 1 is a gas-fired furnace segment S2, positions 2 and 3 each have a roller table S1. Each position 1 to 3 has its own assigned supporting structure 7 for two segments.
  • a supporting structure 8 is arranged parallel to the direction of passage L.
  • the supporting structures 7 and 8 intersect.
  • Further segments are arranged on the supporting structure 8, namely a roller table S1 and a further gas-fired furnace segment S2.
  • the segments are connected to one another and arranged on the common support plate P. None of the segments has an individual drive.
  • a roller table segment with water descaling S7 is positioned in a parking position 9 in spatial proximity to the segments.
  • the associated installation space on the support plate P must first be unoccupied so that the segment S2 can be transported out of the passage line L in the direction of the double arrow R2 onto the parallel support plate P.
  • the segment that is to be transported into the through-line L is now positioned in front of position 1.
  • the support plate P is moved on the parallel support structure 8 in the direction of the double arrow R3, so that the segment to be exchanged is now in front of the empty position 1. Since the segments are transported together on the support plate P, a drive D is only assigned to the transport plate P and not to each segment. In the following step, the segment to be exchanged can be transported in the direction of the double arrow R2 into the flow line L and is therefore in the operating position.
  • the segments are transported in the direction of the double arrow R2 with the aid of a respective central drive D.
  • the central drive D can be designed in the form of a cylinder or a motor drive which is coupled to the respective segment. In this way, segments can also be moved individually without their own drive device.
  • the number of segments arranged one behind the other in the passage line L can be increased as desired in both exemplary embodiments of FIGS. 3a and 3b.
  • the additional transport direction according to the double arrow R3 enables additional flexibility and an increased number of exchangeable segments to be achieved.
  • FIGS. 1 to 3 for exchanging segments S can not only be used for adapting a temperature control, they are also suitable to the same extent for carrying out maintenance measures. If a defective segment S or a segment intended for maintenance is removed from the throughput line L and replaced by another segment S, repair and maintenance work can be carried out with reduced downtimes. Any necessary cooling and warming up times can take place outside the throughput line L and do not affect the process management.
  • FIG. 4 shows an adaptation of the process control for different metal products and a corresponding schematic temperature profile, in connection with the controller ST.
  • the metal product A is a metal product in which the material requires a high forming temperature. The surface requirements are, however, comparatively low. To set a special structure, the metal product B requires intermediate cooling and brief and rapid heating before the piercing in the finishing stand. Furthermore, the surface is descaled in a controlled manner.
  • the system scheme for metal product A consists of a device with 6 Segments. Segment 1 is a roller table S1, followed by two oven segments S2, two encapsulated roller tables S4 and one oven segment with an inductive heater S3. Metal product B is produced with variation of A's plant scheme.
  • Segment 1 is exchanged for a roller table with a surface inspection S5.
  • the furnace segment S2 at position 3 is replaced by intensive cooling with a hydrogen atmosphere S8.
  • Surface defects detected are then removed with a scarfing device S6.
  • the subsequent heating takes place with an induction furnace segment S3, followed by an encapsulated roller table S4 for temperature equalization.
  • the change between the two processes can be done within 5 minutes by exchanging the segments.
  • the higher-level controller ST receives a data record for a target product to be manufactured, which includes essential geometric data, in particular for the material properties, such as metallurgical and / or surface-related properties.
  • the data of the necessary process control such as the temperature sequences for the metal product A
  • the control ST only initiates the exchange of the segments.
  • the data record supplied to the control ST does not contain any finished information about the required process control. In this case, the control ST makes the necessary calculations for process control itself and then initiates the necessary compilation of the segments.
  • This calculation can be carried out in isolation in the control system, which is preferred with a view to the overall equipment of a system with calculation units and models Linking to further calculation systems, models, databases, etc., shown in dashed lines in FIG. 4, is sensibly provided.
  • the data exchange with other models and databases can support and simplify the calculation by the controller. B. fall back on a temperature model or surface model and combine them into an overall view.
  • the calculation by the control ST can be carried out online for ongoing production and / or offline.
  • the offline calculation is expediently combined with production planning so that products for which the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum flexiblen Beeinflussen der Prozessführung, insbesondere Temperaturführung eines entlang einer einzelnen Durchlauflinie durchgeleiteten Metallproduktes mittels mindestens zweier benachbarter Segmente. Durch den Austausch von Segmenten kann die Prozessführung schnell und flexibel auf unterschiedlichste Metallprodukte angepasst werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum flexiblen Beeinflussen der Prozessführung, insbesondere Temperaturführung, eines entlang einer einzelnen Durchlauflinie durchgeleiteten Metallproduktes mittels mindestens zweier benachbarter Segmente
Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum flexiblen Beeinflussen der Prozessführung, insbesondere Temperaturführung, eines entlang einer einzelnen Durchlauflinie durchgeleiteten Metallproduktes mittels mindestens zweier benachbarter Segmente.
Stand der Technik:
Metallprodukte durchlaufen bei ihrer Herstellung meist eine Vielzahl von
Wärmebehandlungen mit unterschiedlichen Zielrichtungen. Die Wärmebehandlung kann dabei Aufheiz-, Halte-, Abkühlschritte oder auch eine
Oberflächenbehandlung beispielsweise mit einem Gas enthalten. Diese Wärmebehandlungslinien sind üblicherweise auf ein spezifisches Metallprodukt oder eine Werkstoffgruppe von Metallprodukten hin optimiert ausgelegt und aufgebaut. Ein Wechsel einer Temperaturführung, beispielsweise eine gezielte Abkühlung innerhalb einer Haltezone eines Ofens lässt sich in einer bestehenden Wärmebehandlungslinie nur schwer realisieren, da Öfen üblicherweise sehr träge auf geänderte Temperaturvorgaben reagieren.
Ein Wechsel einer Temperaturführung kann daher nur mit entsprechendem Zeitverzug bzw. Stillstandzeiten in der Produktion durchgeführt werden. Ebenfalls sind Gaswechsel, insbesondere bei großen Ofensegmenten, sehr zeitaufwändig, da aus Sicherheitsgründen entsprechende Spülzeiten eingehalten werden müssen. Ein grundsätzlicher Tausch einer Heizmethode, beispielsweise erdgasbefeuerter Ofen gegen eine induktive Erwärmung, ist nicht möglich. Ebenfalls ist ein Austausch von derartigen Segmenten zu Instandhaltungszwecken nur bei einer Produktionsunterbrechung oder Einschränkung der Produktionsmöglichkeiten möglich.
Aufgabe der Erfindung: Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine bekannte Wärmebehandlungslinie dahingehend weiterzubilden, dass die Prozessführung, insbesondere Temperaturführung, flexibler auf unterschiedliche Metallprodukte und/oder Produktionsbedingungen angepasst werden kann. Erfindung:
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Mittels mindestens zweier in Durchlauflinie hintereinander angeordneter Segmente wird die Prozessführung, insbesondere Temperaturführung, eines entlang einer einzelnen Durchlauflinie durchgeleiteten Metallproduktes, insbesondere einer
Bramme, Dünnbramme oder eines vorgewalzten Warmbandes, beeinflusst, wobei zumindest ein Segment mittels eines Transportvorganges durch eine Transporteinrichtung, aufweisend eine Antriebseinheit, in einem zusammenhängenden Arbeitsgang austauschbar gegen ein anderes Segment ist. Zumindest ein Segment ist als Ofen, gekapselte Transportstrecke, offene
Transportstrecke und/oder Kühlstrecke ausgebildet und neben einem ersten Ofensegment ist ein weiteres Ofensegment positionierbar.
Als „in Durchlauflinie hintereinander“ im erfindungsgemäßen Sinne wird verstanden, wenn die Segmente innerhalb der Durchlauflinie angeordnet sind und somit am Produktionsprozess teilnehmen können, wohingegen ein benachbartes Segment außerhalb der Durchlauflinie, bevorzugt seitlich beabstandet hierzu, angeordnet ist. Ein zusammenhängender Arbeitsgang im erfindungsgemäßen Sinne kann auch aus einer Vielzahl von einzelnen Arbeitsschritten bestehen. Diese Arbeitsschritte werden ohne wesentlichen Zeitverzug nacheinander oder zeitgleich ausgeführt. Eine Antriebseinheit kann sowohl ein Linearantrieb als auch ein Rotationsantrieb sein. Im Sinne der Erfindung kann der Antrieb bevorzugt elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch sein. Die Antriebseinheit kann extern angeordnet sein und nur auf das Segment wirken oder auf dem Segment angeordnet sein.
Die gegeneinander austauschbaren Segmente sind auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion, vorzugsweise Schienen und/oder vorzugsweise quer und/oder parallel zur Durchlauflinie des benachbarten Segmentes, angeordnet. Prozessführung im erfindungsgemäßen Sinne kann auch beinhalten das Erfassen von Prozessdaten und/oder Produktdaten zum Steuern bzw. Regeln der Vorrichtung und/oder zur Speicherung in einem übergeordneten DV-System. Ein Austausch eines Segmentes gegen ein anderes Segment zu Wartungszwecken wird erfindungsgemäß auch unter Prozessführung verstanden. Bevorzugt ist durch die Transporteinrichtung mittels eines Transportvorgangs zeitgleich ein Segment gegen ein anderes Segment austauschbar. Zeitgleich bedeutet im Sinne der Erfindung, dass mit dem Herausbewegen eines Segmentes aus der Durchlauflinie ein anderes synchron in die Durchlauflinie hineinbewegt wird.
Bevorzugt sind die Segmente auf der Tragkonstruktion bewegbar und / oder lösbar angebracht. Dadurch sind die Segmente auf der Tragkonstruktion tauschbar und können bei einem grundsätzlichen Wechsel des herzustellenden Produktes leicht durch andersartige Segmente ersetzt und in die Durchlauflinie gebracht werden.
Von einer externen Position kann vorzugsweise ein Segment auf der Tragkonstruktion angebracht werden. Insbesondere beim Anbringen im laufenden Betrieb können in Verbindung mit einer entsprechenden Produktionsplanung flexibel unterschiedliche Metallprodukte und/oder Werkstoffe hergestellt werden. Erfindungsgemäß werden wenigstens zwei Segmente auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion angeordnet. Idealerweise können > 3 Segmente auf der Tragkonstruktion angebracht werden. Dies verkürzt die notwendige Zeit zum Ändern der Prozessführung.
Bevorzugt weist die Tragkonstruktion zumindest eine Kupplung und/oder zumindest eine Tragplatte zur Verbindung mehrerer Segmente auf. Damit können verschiedene Segmente über eine gemeinsame Antriebseinrichtung zeitgleich transportiert werden. Bei einer Kupplung sind die Segmente direkt auf der Tragkonstruktion angeordnet, bei einer Tragplatte werden die Segmente gemeinsam auf einer flächigen Konstruktion aufgebacht, welche auf der Tragkonstruktion angebracht ist.
Zumindest ein Segment weist bevorzugt Rollen zum Fördern des Metallproduktes entlang der Durchlauflinie auf. Die Verwendung von Rollen zum Fördern des Metallproduktes reduziert die Wahrscheinlichkeit für Oberflächenbeschädigungen. Insbesondere dann, wenn hohe Temperaturen beim Fördern vorliegen.
Ein Ofensegment weist idealerweise eine induktive Fleizung auf. Insbesondere kurz vor einem Anstich in beispielsweise einem Walzgerüst kann hierdurch das Metallprodukt schnell erwärmt werden.
Bevorzugt weist ein Ofensegment zumindest eine Ofentür, vorzugsweise zwei Ofentüren, zum Abdichten des Ofenraums gegenüber der Atmosphäre auf. Dadurch kann beispielsweise eine gezielte Ofenatmosphäre auch außerhalb der Durchlauflinie erhalten bleiben und reduziert die Spülzeit beim Wiedereinsetzen des Ofensegmentes in die Linie. Weiterhin werden dadurch die Energieverluste durch ein Auskühlen des Ofensegmentes reduziert. Ein Segment, vorzugsweise ein austauschbares Segment, weist bevorzugt eine Messeinrichtung, vorzugsweise zum Erfassen der Oberflächenqualität, auf. Hierdurch kann eine Messeinrichtung nur dann eingesetzt werden, wenn dies für das Metallprodukt auch notwendig erscheint und spart dadurch Instandhaltungskosten.
Vorzugsweise weist ein Segment eine Einrichtung zur Behandlung der Oberfläche, insbesondere durch Flammen, Entzundern, Abblasen und / oder Schleifen auf. Insbesondere dann, wenn mehrere austauschbare Segmente vorhanden sind und/oder eine Oberflächeninspektion vorher stattfindet, kann die Oberfläche eines Metallproduktes hierdurch flexibel unterschiedlich behandelt und in einen gewünschten Zustand gebracht werden. Dadurch lässt sich das metallische Ausbringen verbessern, da nur die Behandlungsmethode eingesetzt wird, die die Fehler mit dem geringsten Materialabtrag beseitigt.
Zumindest ein Segment weist bevorzugt ein Positionierungsmittel zum Ausrichten des Segmentes in der Durchlauflinie auf. Die Positionierungsmittel erlauben eine sichere Positionierung des Segmentes entlang der Durchlauflinie und verbessern dadurch den Durchlauf des Metallproduktes durch die gesamte Vorrichtung.
Segmente, vorzugsweise zueinander benachbarte Segmente, weisen idealerweise komplementäre Kupplungsbauteile zum lösbaren Verbinden der Segmente untereinander auf. Das Kuppeln, insbesondere in Verbindung mit einer Verspannung der Segmente untereinander, verbessert die Steifigkeit der gesamten Vorrichtung und damit den Durchlauf des Metallproduktes durch die Vorrichtung.
Bevorzugt sind eine Mehrzahl der Segmente, mehr bevorzugt alle Segmente, der Vorrichtung mittels der Transporteinrichtung austauschbar. Dies erhöht die Flexibilität gegenüber den Konzepten aus dem Stand der Technik.
Vorzugsweise ist am Beginn der Durchlauflinie ein Vorgerüst einer Warmwalzstraße; vorzugsweise ist am Ende der Durchlauflinie ein Fertiggerüst einer Warmwalzstraße angeordnet. Zwischen diesen beiden Walzstraßen kann durch eine besondere Temperaturführung, vorzugsweise in Verbindung mit einem Detektieren von Oberflächenfehlern und/oder ein Beseitigen von Oberflächenfehlern ein Metallprodukt mit besonders hoher Güte erzeugt werden.
Eine übergeordnete Steuerung oder Regelung ist idealerweise für die Segmente vorhanden. Die durch den flexiblen Einsatz der Segmente möglichen Konfigurationen lassen sich besonders vorteilhaft ausnutzen, wenn der Einsatz der Segmente und die Segmente selbst durch eine Steuerung oder Regelung, vorzugsweise voll automatisiert und online, erfolgt. Insbesondere dann, wenn die Steuerung oder Regelung mit einer übergeordneten Fertigungsplanung bzw. Steuerung verbunden ist.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Zum Beeinflussen der Prozessführung, insbesondere der Temperaturführung, eines entlang einer Durchlauflinie durchgeleiteten Metallproduktes, insbesondere einer Bramme, Dünnbramme oder eines vorgewalzten Warmbandes, mittels mindestens zweier in Durchlauflinie hintereinander angeordneter Segmente, vorzugsweise gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wird durch einen Austausch eines Segmentes die Prozessführung, insbesondere die Temperaturführung, entlang der Durchlaufrichtung des Metallproduktes geändert. Der Austausch eines Segmentes gegen ein anderes, benachbartes, Segment erfolgt in einem zusammenhängenden Arbeitsgang mittels eines Transportvorgangs durch eine Transporteinrichtung. Die auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion angeordneten Segmente werden, vorzugsweise auf Schienen und / oder vorzugsweise quer zur Durchlauflinie des benachbarten Segmentes, verfahren.
Der Austausch der Segmente erfolgt idealerweise innerhalb von 30 min, vorzugsweise 15 min, noch mehr bevorzugt innerhalb von 5 min. Diese kurzen Wechselintervalle reduzieren die Produktionsunterbrechung in der gesamten Fertigung bei einem notwendigen Wechsel in der Prozessführung.
Vorzugsweise beeinflusst die Steuerung oder Regelung die Prozessführung, insbesondere die Temperaturführung, und veranlasst auf Basis von vorgegebenen Daten, vorzugsweise automatisch, zur Änderung der Prozessführung den Tausch eines Segmentes und/oder wirkt auf das einzelne Segment ein. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit für Fehler in der Anlagenbedienung reduziert und die Handhabung und Führung der Anlage vereinfacht
Bevorzugt ermittelt die Steuerung oder Regelung geeignete Werkstoffe der Metallprodukte für die in der Durchlauflinie vorhandenen Segmente oder für den Werkstoff eines Metallproduktes durch die in Durchlauflinie anzuordnenden Segmente. Im ersten Fall kann hierdurch ein möglicher Wechsel eines Segmentes durch eine angepasste Produktionsplanung entfallen oder ein notwendiger Wechsel eines Segmentes kann gezielt herbeigeführt werden. Beides kann die Produktivität der Anlage steigern.
Das Metallprodukt wird bevorzugt mittels Rollen entlang der Durchlauflinie transportiert. Insbesondere bei Brammen oder Dünnbrammen sowie dem Vorband nach einem Vorgerüst sind Oberflächenfehler nur schwer zu beseitigen. Rollen reduzieren hier die Wahrscheinlichkeit für Oberflächenfehler.
Der Beschreibung der Erfindung sind die folgenden sechs Figuren beigefügt:
Figur 1: Anlagenschema
Figur 2a: Anlagenschema
Figur 2b: Anlagenschema.
Figur 2c Anlagenschema
Figur 3a: Anlagenschema
Figur 3b: Anlagenschema Figur 4: Änderung der Prozessführung mit Temperaturkurven
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die Figur 1 zeigt ein Anlagenschema für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei in der Durchlauflinie L aufeinander folgenden Segmenten S2, S3. An der Position 1 ist ein fest angeordnetes Ofensegment S2 mit einer Gasbefeuerung angeordnet. An der Position 2 kann ein induktives Ofensegment S3 gegen ein weiteres Ofensegment mit Gasbefeuerung S2 ausgetauscht werden. An der Position 2 ist eine Transporteinrichtung T vorgesehen, welche signaltechnisch mit einer Steuerung ST verbunden ist. Die Segmente sind auf einer Tragkonstruktion 7 angeordnet. Durch Betätigen der Antriebsvorrichtung T kann ein Transportvorgang auf der Tragkonstruktion 7 durchgeführt werden, so dass das Segment S3 gegen das Segment S2 ausgetauscht wird. Dazu werden beide Segmente in die Richtung des Pfeils R1 verschoben.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen jeweils ein Anlagenschema für die Vorrichtung.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2a sind zwei Segmente in Durchlauflinie L aufeinanderfolgend angeordnet. Dabei handelt es sich auf Position 1 um ein gasbefeuertes Ofensegment S2 und auf Position 2 um einen gekapselten Rollgang S4. Beide Segmente sind prinzipiell austauschbar auf Tragkonstruktionen 7 angeordnet, jedoch nur das Segment S4 weist zwei verfügbare austauschbare Segmente S1, S3 auf. Im vorliegenden Beispiel sind diese austauschbaren Segmente ein induktives Ofensegment S3 und ein Rollgang S1, welche ebenfalls auf der Tragkonstruktion 7 zur Position 2 angeordnet sind. Die zur Position 1 gehörende Tragkonstruktion 7 weist keine weiteren austauschbaren Segmente auf, ist jedoch dafür ausgelegt, bei Bedarf austauschbare Segmente aufzunehmen. Neben den verfügbaren Tragkonstruktionen 7 ist auf einer Parkposition 9 ein weiteres Austauschsegment S8, in Form einer Schnellkühlung platziert, die bei Bedarf auf die Tragkonstruktionen 7 positioniert werden kann. Dazu empfiehlt sich in diesem Ausführungsbeispiel ein Hallenkran. Alle Segmente dieses Ausführungsbeispiels verfügen über individuelle Antriebeinrichtungen D, die ein Segment einzeln in Bewegung setzen können. Bevorzugt wird dazu ein motorischer Antrieb eingesetzt. Die Tragkonstruktionen 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Schienensysteme konzipiert, auf denen die Segmente fahrend oder gleitend ausgetauscht werden können. Zum Austausch des Segments S4 müssen sämtliche Kupplungen zur zugehörigen Medienversorgung gelöst werden, eventuelle Kupplungen zu Segmenten in Durchlaufrichtung D müssen ebenfalls gelöst werden. Der Austausch eines Segments erfolgt durch kollisionsfreies, bevorzugt synchrones Transportieren aller drei Austauschsegment S1, S4 und S3 senkrecht zur Durchlauflinie in eine der beiden Richtungen des Doppelpfeils R2. Der Transport der austauschbaren Segmente kann synchron für zwei oder drei Segmente erfolgen. Alternativ kann auch ein sequentieller Transport erfolgen. Der Einzelantrieb der Segmente ermöglicht diese Flexibilität. Soll der Rollgang S1 in die Durchlauflinie L transportiert werden, ist aus Durchlaufrichtung L gesehen ein Transport nach links erforderlich. Soll das induktive Ofensegment S3 in die Durchlauflinie L transportiert werden, ist aus Durchlaufrichtung L gesehen ein Transport nach rechts erforderlich.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2b sind zwei Segmente in Durchlauflinie L aufeinanderfolgend angeordnet. Dabei handelt es sich auf Position 1 um ein gasbefeuertes Ofensegment S2 und auf Position 2 um einen induktives Ofensegment S3. Nur das Segment S3 ist austauschbar auf einer Tragvorrichtung 7 angeordnet, und weist zwei verfügbare austauschbare Segmente in Form eines Rollgangs mit Oberflächeninspektion S5 und eines Rollgangs S1 auf. Das Segment auf der Position 1 ist ein fest angeordnetes Ofensegment mit Gasbefeuerung S2. In räumlicher Nähe zu den Segmenten befindet sich eine unbelegte Parkposition 9.
Die Austauschsegmente der Position 2 sind miteinander lösbar verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind alle drei Segmente S1, S3 und S5 auf einer gemeinsamen Plattform P angeordnet, die die Verbindung der Segmente S1, S3 und S5 übernimmt Die Verbindung könnte auch durch eine Stange oder vergleichbare Formen übernommen werden. Durch die dargestellte Verbindung, bzw. gemeinsame Anordnung auf einer Tragplatte P können alle drei Segmente durch einen gemeinsamen, der Tragplatte zugeordneten Antrieb D transportiert werden. Ein dem individuellen Segment zugeordneter Antrieb ist nicht erforderlich. Der Antrieb kann motorisch ausgeführt sein oder über einen Zylinder.
Zum Austausch des Segments S3 müssen sämtliche Kupplungen K der zugehörigen Medienversorgung gelöst werden, eventuelle Kupplungen K zu Segmenten in Durchlaufrichtung L müssen ebenfalls gelöst werden. Der Austausch eines Segments erfolgt durch Transportieren aller drei Austauschsegmente S1, S3 und S5 auf der gemeinsamen Plattform P senkrecht zur Durchlauflinie L in eine der beiden Richtungen des Doppelpfeils R2. Soll der Rollgang S1 in die Durchlauflinie L transportiert werden, ist aus Durchlauflinie L gesehen ein Transport nach links erforderlich. Soll das Rollgangsegment mit Oberflächeninspektion S5 in die Durchlauflinie L transportiert werden, ist aus Durchlaufrichtung L gesehen ein Transport nach rechts erforderlich. In beiden Transportfällen erfolgt der Transport der Segmente zeitgleich.
Die Figur 2c zeigt eine der Figur 2b entsprechenden Anordnung der Segmente. Die Austauschsegmente der Position 2 sind über die gemeinsame Antriebseinheit miteinander gekuppelt. Damit kann ein zentraler, keinem einzelnem Segment zugeordneter Antrieb die Segmente gemeinsam und synchron verfahren. Die Kupplung K kann durch eine Stange oder vergleichbare Formen übernommen werden; der Antrieb kann motorisch oder durch einen Zylinder erfolgen. Die Anzahl der in Durchlauflinie L hintereinander angeordneten Segmente lässt sich bei allen Ausführungsbeispielen der Figur 2a bis 2c beliebig erhöhen. Die Figuren 3a und 3b zeigen jeweils weitere beispielhafte Ausführungen für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3a sind drei Segmente in Durchlauflinie L aufeinanderfolgend angeordnet. Dabei handelt es sich auf Position 1 um ein gasbefeuertes Ofensegment S2, auf den Positionen 2 und 3 jeweils ein Rollgangsegment S1. Jede Position 1 bis 3 hat eine eigene zugewiesene Tragkonstruktion 7 für zwei Segmente.
Parallel zur Durchlaufrichtung L ist eine Tragkonstruktion 8 angeordnet. Die Tragkonstruktionen 7 und 8 schneiden sich. Auf der Tragkonstruktion 8 sind weitere Segmente angeordnet, nämlich ein induktives Ofensegment S3, ein weiteres gasbefeuertes Ofensegment S2 und ein Rollgang mit Flämmeinrichtung S6. Alle Segmente weisen individuelle Antriebseinrichtungen D auf.
Soll das Segment S1 der Position 2 gewechselt werden, so muss der zugehörige Bauraum auf der Tragkonstruktion 8 zunächst unbelegt sein, so dass das Segment S1 aus der Durchlauflinie L hinaus in Richtung des Doppelpfeils R2 auf die parallele Tragkonstruktion 8 transportiert werden kann. Das Segment welches in die Durchlauflinie L hineintransportiert werden soll wird nun vor der Durchlauflinie L auf Position 2 positioniert. Dazu werden alle auf der parallelen Tragkonstruktion 8 befindlichen Segmente kollisionsfrei, bevorzugt synchron in Richtung des Doppelpfeils R3 verfahren., so dass das auszutauschende Segment nunmehr vor der leeren Position 2 steht. Im Folgeschritt kann das auszutauschende Segment in Richtung des Doppelpfeils R2 in die Durchlauflinie L transportiert werden und ist somit in Betriebsstellung. Diese aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte bilden einen zusammenhängenden Arbeitsgang und lassen sich gut zu einer teil- oder vollautomatischen Ablaufsequenz kombinieren, die nur einen geringen Zeitaufwand erfordert. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3b sind drei Segmente S1, S2 in Durchlauflinie L aufeinanderfolgend angeordnet. Dabei handelt es sich auf Position 1 um ein gasbefeuertes Ofensegment S2, auf den Positionen 2 und 3 jeweils ein Rollgang S1. Jede Position 1 bis 3 hat eine eigene zugewiesene Tragkonstruktion 7 für zwei Segmente.
Parallel zur Durchlaufrichtung L ist eine Tragkonstruktion 8 angeordnet. Die Tragkonstruktionen 7 und 8 schneiden sich. Auf der Tragkonstruktion 8 sind weitere Segmente angeordnet, nämlich ein Rollgang S1 und ein weiteres gasbefeuertes Ofensegment S2. Die Segmente sind miteinander verbunden auf der gemeinsamen Tragplatte P angeordnet. Keines der Segmente weist einen individuellen Antrieb auf. Auf einer Parkposition 9 in räumlicher Nähe zu den Segmenten ist ein Rollgangsegment mit Wasserentzunderung S7 positioniert.
Soll das Segment S2 auf Position 1 gewechselt werden, so muss der zugehörige Bauraum auf der Tragplatte P zunächst unbelegt sein, so dass das Segment S2 aus der Durchlauflinie L hinaus in Richtung des Doppelpfeils R2 auf die parallele Tragplatte P transportiert werden kann. Das Segment welches in die Durchlauflinie L hineintransportiert werden soll wird nun vor der Position 1 positioniert. Dazu wird die Tragplatte P auf der parallelen Tragkonstruktion 8 in Richtung des Doppelpfeils R3 verfahren, so dass das auszutauschende Segment nunmehr vor der leeren Position 1 steht. Da die Segmente gemeinsam auf der Tragplatte P transportiert werden, ist ein Antrieb D lediglich der Transportplatte P und nicht jedem Segment zugewiesen. Im Folgeschritt kann das auszutauschende Segment in Richtung des Doppelpfeils R2 in die Durchlauflinie L transportiert werden und ist somit in Betriebsstellung. Diese aufeinander folgenden Arbeitsschritte bilden einen zusammenhängenden Arbeitsgang und lassen sich gut zu einer teil- oder vollautomatischen Ablaufsequenz kombinieren, die nur einen geringen Zeitaufwand erfordert. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Segmente in Richtung des Doppelpfeils R2 mit Hilfe eines jeweiligen zentralen Antriebs D transportiert. Der zentrale Antrieb D kann in Form eines Zylinders oder eines motorischen Antriebs ausgeführt sein, der an das jeweilige Segment ankuppelt. Somit lassen sich auch Segmente ohne eigene Antriebseinrichtung einzeln verfahren.
Die Anzahl der in Durchlauflinie L hintereinander angeordneten Segmente lässt sich bei beiden Ausführungsbeispielen der Figuren 3a bzw. 3b beliebig erhöhen. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2a und 2b lässt sich durch die zusätzliche Transportrichtung gemäß Doppelpfeil R3 eine zusätzliche Flexibilität und eine erhöhte Anzahl von austauschbaren Segmenten erreichen.
Die in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Transportvorgänge zum Austausch von Segmenten S kann nicht nur für die Anpassung einer Temperaturführung verwendet werden, sie eignet sich in gleichem Maße auch für die Durchführung von Wartungsmaßnahmen. Wird ein defektes oder zur Wartung vorgesehenes Segment S aus der Durchlauflinie L entfernt und durch ein anderes Segment S ersetzt, so können Reparatur- und Wartungsarbeiten mit reduzierten Stillstandszeiten durchgeführt werden. Eventuell notwendige Abkühlzeiten und Aufwärmzeiten können außerhalb der Durchlauflinie L erfolgen und beeinträchtigen nicht die Prozessführung.
Figur 4 zeigt eine Anpassung der Prozessführung für unterschiedliche Metallprodukte und einen entsprechenden schematischen Temperaturverlauf, in Verbindung mit der Steuerung ST. Bei dem Metallprodukt A handelt es sich um ein Metallprodukt, bei dem der Werkstoff eine hohe Umformtemperatur voraussetzt. Die Oberflächenanforderungen sind aber vergleichsweise gering. Das Metallprodukt B erfordert zur Einstellung eines speziellen Gefüges eine Zwischenabkühlung und ein kurzes und schnelles Aufheizen vor dem Anstich in dem Fertiggerüst. Weiterhin wird die Oberfläche kontrolliert entzundert. Das Anlagenschema besteht für das Metallprodukt A aus einer Vorrichtung mit 6 Segmenten. Segment 1 ist ein Rollgang S1, gefolgt von zwei Ofensegmenten S2, zwei gekapselten Rollgängen S4 und einem Ofensegment mit einer induktiven Heizung S3. Metallprodukt B wird mit Variation des Anlagenschemas von A produziert. Segment 1 wird durch einen Rollgang mit einer Oberflächeninspektion S5 getauscht. Das Ofensegment S2 an der Position 3 wird durch eine Intensivkühlung mit einer Wasserstoffatmosphäre S8 ersetzt. Anschließend werden mit einer Flämmeinrichtung S6 detektierte Oberflächenfehler beseitigt. Die anschließende Aufheizung erfolgt mit einem Induktionsofensegment S3, gefolgt von einem gekapselten Rollgang S4 zur Temperaturvergleichmäßigung. Der Wechsel zwischen beiden Prozessführungen kann durch den Austausch der Segmente innerhalb von 5 min erfolgen.
Anhand dieser unterschiedlichen Prozessführungen wird deutlich, dass sich eine flexible Prozessführung einstellen lässt. Gleichermaßen wird die Bedeutsamkeit der Berechnung der notwendigen Kombination der sechs Segmente durch die übergeordnete Steuerung ST deutlich.
Die übergeordnete Steuerung ST erhält einen Datensatz zu einem herzustellenden Zielprodukt, der wesentliche geometrische Daten, insbesondere zu den Materialeigenschaften, wie z.B. metallurgische und/ oder oberflächenbezogene Eigenschaften umfasst. Je nach Ausführungsvariante der Steuerung ST sind die Daten der notwendigen Prozessführung, wie z.B. die Temperaturfolgen für das Metallprodukt A bereits im Datensatz für das Zielprodukt enthalten und die Steuerung ST veranlasst ausschließlich den Austausch der Segmente. In einer anderen Ausführungsvariante enthält der der Steuerung ST zugeführte Datensatz keine fertigen Informationen über die erforderliche Prozessführung. In diesem Fall stellt die Steuerung ST die notwendigen Berechnungen zur Prozessführung selbst an und leitet in der Folge die notwendige Zusammenstellung der Segmente ein. Diese Berechnung kann isoliert in der Steuerung durchgeführt werden, bevorzugt und mit Blick auf die Gesamtausstattung einer Anlage mit Berechnungseinheiten und Modellen ist die in Figur 4 gestrichelt dargestellte Verknüpfung zu weiteren Berechnungssystemen, Modellen, Datenbanken etc. sinnvoll vorgesehen. Der Datenaustausch mit anderen Modellen und Datenbanken kann die Berechnung durch die Steuerung unterstützen und vereinfachen, ggf. kann die Steuerung auf bereits vorliegende Berechnungen z. B. durch ein Temperaturmodell oder Oberflächenmodell zurückgreifen und zu einer Gesamtbetrachtung zusammenfügen.
Die Berechnung durch die Steuerung ST kann online zur laufenden Produktion erfolgen und/oder offline. Die Offline-Berechnung wird zweckmäßigerweise mit einer Produktionsplanung verbunden, so dass Produkte, bei denen die
Prozessführung nicht mit einem Segmentaustausch verbunden ist in einer geschlossenen Abfolge gefertigt werden und somit die Gesamtzahl der
Austauschvorgänge für eine erhöhte Produktivität begrenzt werden kann.
Tabelle 1 : Bezugszeichen
Nummer Beschreibung
G Position für verschiedene Segmente
2 Position für verschiedene Segmente
3 Position für verschiedene Segmente
4 Position für verschiedene Segmente
5 Position für verschiedene Segmente
6 Position für verschiedene Segmente
7 Tragkonstruktion senkrecht zur Durchlauflinie
8 Tragkonstruktion parallel zur Durchlauflinie 9 Parkposition
A Metallprodukt
B Metallprodukt
L Durchlauflinie
S Segment
51 Rollgang
52 Ofensegment, gasbefeuert
53 Ofensegment, induktiv
54 Rollgang gekapselt
55 Rollgang mit Oberflächeninspektion
56 Rollgang mit Flämmeinrichtung
57 Rollgang mit Wasserentzunderung
58 Schnellkühlung T Transporteinrichtung
ST Steuerung
D Antriebseinrichtung
P Plattform
R1 Pfeil - Transportrichtung
R2 Doppelpfeil - Transportrichtung
R3 Doppelpfeil - Transportrichtung
K Kupplung

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum flexiblen Beeinflussen der Prozessführung, insbesondere Temperaturführung, eines entlang einer einzelnen Durchlauflinie (L) durchgeleiteten Metallproduktes, insbesondere einer Bramme, Dünnbramme oder eines vorgewalzten Warmbandes, mittels mindestens zweier in Durchlaufrichtung (L) hintereinander angeordneter Segmente (S), wobei zumindest ein Segment (S) als Ofen (S2, S3), gekapselte Transportstrecke (S4), offene Transportstrecke (S1 ) und / oder Kühlstrecke (S8) ausgebildet ist und neben einem ersten Ofensegment (S2, S3) ein weiteres Ofensegment (S2, S3) positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest ein Segment (S) mittels einer Transporteinrichtung (T), aufweisend zumindest eine Antriebseinheit, austauschbar ist, und
- durch die Transporteinrichtung (T) mittels eines Transportvorgangs in einem zusammenhängenden Arbeitsgang ein Segment (S) gegen ein anderes Segment (S) austauschbar ist, und
- die gegeneinander austauschbaren Segmente (S) auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion (7, 8) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Transporteinrichtung (T) mittels eines Transportvorgangs zeitgleich ein Segment (S) gegen ein anderes austauschbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (S) auf der Tragkonstruktion (7, 8) bewegbar und / oder lösbar angebracht sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer externen Position (9) ein Segment (S) auf der Tragkonstruktion (7, 8) angebracht werden kann.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
> 3 Segmente (S) auf der Tragkonstruktion (7, 8) angebracht werden können.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (7, 8) zumindest eine Kupplung (K) und/oder zumindest eine Tragplatte (P) zur Verbindung mehrerer Segmente (S) untereinander aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Segment (S) Rollen zum Fördern des Metallproduktes entlang der Durchlauflinie (L) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ofensegment (S3) eine induktive Heizung aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ofensegment (S2, S3) zumindest eine Ofentür, vorzugsweise zwei Ofentüren, zum Abdichten des Ofenraums gegenüber der Atmosphäre aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segment (S), vorzugsweise ein austauschbares Segment, eine Messeinrichtung, vorzugsweise zum Erfassen der Oberflächenqualität, aufweist.
11.Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segment (S) eine Einrichtung zur Behandlung der Oberfläche (S6, S7), insbesondere Flämmen, Entzundern, Abblasen und / oder Schleifen aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Segment (S) ein Positionierungsmittel zum Ausrichten des Segmentes (S) in der Durchlauflinie aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Segmente (S) komplementäre Kupplungsbauteile (K) zum lösbaren Verbinden der Segmente (S) untereinander aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl, vorzugsweise alle Segmente (S) der Vorrichtung mittels der Transporteinrichtung (T) austauschbar sind
15. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Beginn der Durchlauflinie (L) mindestens ein Walzgerüst einer Warmwalzstraße angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der Durchlauflinie (L) mindestens ein Walzgerüst einer Warmwalzstraße angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung oder Regelung (ST) für die Segmente (S) sowie die Transporteinrichtung (T) vorhanden ist.
18. Verfahren zum Beeinflussen der Prozessführung, insbesondere Temperaturführung, eines entlang einer Durchlauflinie durchgeleiteten Metallproduktes (A, B), insbesondere einer Bramme, Dünnbramme oder eines vorgewalzten Warmbandes, mittels mindestens zweier in Durchlauflinie (L) hintereinander angeordneter Segmente (S), vorzugsweise gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
- durch einen Austausch eines Segmentes (S) die Prozessführung, insbesondere die Temperaturführung, entlang der Durchlaufrichtung (L) des Metallproduktes (A, B) geändert wird, und
- der Austausch eines Segmentes (S) gegen ein anderes Segment (S) mittels eines Transportvorgangs durch eine Transporteinrichtung (T) in einem zusammenhängenden Arbeitsgang erfolgt, und - die auf einer gemeinsamen Tragkonstruktion (7, 8) angeordneten Segmente (S) verfahren werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch der Segmente (S) innerhalb von 30 min, vorzugsweise 15 min, noch mehr bevorzugt innerhalb von 5 min, erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass
- die übergeordnete Steuerung (ST) oder Regelung die Prozessführung beeinflusst, und
- auf Basis von vorgegebenen Daten, vorzugsweise automatisch, zur Änderung der Temperaturführung den Tausch eines Segmentes (S) veranlasst und / oder auf das einzelne Segment (S) einwirkt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung oder Regelung (ST) geeignete Werkstoffe der Metallprodukte (A, B) für die in Durchlauflinie vorhandenen Segmente (S) ermittelt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung oder Regelung in Durchlauflinie anzuordnende Segmente (S) für den Werkstoff eines Metallproduktes (A, B) ermittelt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallprodukt (A, B) mittels Rollen entlang der Durchlauflinie (L) transportiert wird.
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