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DE102005052815A1 - Vorrichtung zur Herstellung metallischen Gutes durch Walzen - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung metallischen Gutes durch Walzen Download PDF

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DE102005052815A1
DE102005052815A1 DE102005052815A DE102005052815A DE102005052815A1 DE 102005052815 A1 DE102005052815 A1 DE 102005052815A1 DE 102005052815 A DE102005052815 A DE 102005052815A DE 102005052815 A DE102005052815 A DE 102005052815A DE 102005052815 A1 DE102005052815 A1 DE 102005052815A1
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DE
Germany
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rolling
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rolled
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DE102005052815A
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Wilfried Modrow
Ulrich Skoda-Dopp
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SMS Siemag AG
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SMS Demag AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung metallischen Gutes (1) durch Walzen, die aufweist: einen ersten Bereich (2), in dem Brammen durch Urformen hergestellt werden, einen zweiten, dem ersten Bereich (2) in Flussrichtung (F) des Materials nachgeschalteten Bereich (3), in dem mindestens eine erste Walzvorrichtung (4) zum Walzen der Brammen angeordnet ist, einen dritten, dem zweiten Bereich (3) in Flussrichtung (F) des Materials nachgeschalteten Bereich (5), in dem mindestens eine zweite Walzvorrichtung (6) zum Walzen der Brammen bzw. des aus ihnen hergestellten Zwischenprodukts angeordnet ist, und einen vierten, dem dritten Bereich (5) in Flussrichtung (F) des Materials nachgeschalteten Bereich (7), in dem zumindest eine Nachbehandlungseinrichtung (8) für das gewalzte Material angeordnet ist. Um die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung zu erhöhen, ist diese erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung (9), mit der metallisches Gut (1) zwischen dem zweiten Bereich (3) und dem dritten Bereich (5) entnommen, transportiert und zwischen dem dritten Bereich (5) und dem vierten Bereich (7) dem Bearbeitungsprozess wieder zugeführt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung metallischen Gutes durch Walzen, die aufweist: einen ersten Bereich, in dem Brammen durch Urformen hergestellt werden, einen zweiten, dem ersten Bereich in Flussrichtung des Materials nachgeschalteten Bereich, in dem mindestens eine erste Walzvorrichtung zum Walzen der Brammen angeordnet ist, einen dritten, dem zweiten Bereich in Flussrichtung des Materials nachgeschalteten Bereich, in dem mindestens eine zweite Walzvorrichtung zum Walzen der Brammen bzw. des aus ihnen hergestellten Zwischenprodukts angeordnet ist, und einen vierten, dem dritten Bereich in Flussrichtung des Materials nachgeschalteten Bereich, in dem zumindest eine Nachbehandlungseinrichtung für das gewalzte Material angeordnet ist.
  • Walzvorrichtungen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Auf ihnen kann beispielsweise Flachmaterial in Blech- und/oder Bandform aus Stahl- oder NE-Werkstoffen hergestellt werden. In einer Stranggießvorrichtung kann ein Metallstrang gegossen werden, der als Bramme durch eine Vorstraße (erste Walzvorrichtung) und anschließend durch eine Fertigstraße (zweite Walzvorrichtung) geleitet wird, wo aus der Bramme das hinsichtlich seiner Geometrie fertige Produkt gewalzt wird. Anschließend erfolgt eine Nachbearbeitung des gewalzten Guts, insbesondere ein Kühlen, Aufhaspeln bzw. ggf. ein Warmrichten.
  • In der Vorstraße kann die Bramme zunächst in einem Ofen auf Walztemperatur erwärmt und dann mittels einer Walzfolge, die auch 90°-Drehen des Walzguts beinhalten kann, in einer ein- oder mehrgerüstigen Walzanlage auf die gewünschten Blechabmessungen ausgewalzt werden. Spezielle Drehvorrichtungen für das zu walzende Gut sind beispielsweise aus der DE-OS 14 52 161 und aus der DE-OS 16 52 560 bekannt.
  • Als besonders vorteilhafter Walzprozess in der Fertigstraße hat sich das Steckel-Walzen bewährt. Die Steckel-Walzvorrichtung hat einen in Flussrichtung des Materials vorgelagerten ersten Ofen und einen nachgelagerten zweiten Ofen. Zu dieser Technologie wird auf die WO 96/40456, auf die WO 96/41024 und auf die WO 00/03042 hingewiesen, wo der Steckel-Walzprozess beschrieben ist. Dabei werden beispielsweise lange Stranggussbrammen ohne Drehen auf einer Steckelstraße mittels Aufwickeln des Walzgutes zwischen den Fertigstichen in beheizten Steckelöfen auf große Endlängen ausgewalzt, die wahlweise nach dem letzten Stich zu Coils aufgewickelt oder durch eine Schere in Einzelbleche unterteilt werden. Dabei können die Einzelbleche gekühlt und gerichtet werden.
  • Der Steckel-Walzprozess hat verschiedene Vorteile bei der Verarbeitung einer vorgewalzten Bramme zu einem Metallband. Besonderes hervorzuheben ist, dass auf relativ geringem Bauraum der Auswalzprozess zu einem relativ dünnen Strang stattfinden kann.
  • Nachteilig ist indes, dass die Durchführung der zahlreichen Stiche auf dem Steckel-Walzgerüst relativ lange dauert. Damit stellt der Steckel-Walzteil der Fertigungsvorrichtung häufig die Engstelle der Vorrichtung dar, aus der sich der Durchsatz und damit die Wirtschaftlichkeit der Anlage ergibt.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass insbesondere bei Nutzung des Steckel-Walzprozesses eine größere Wirtschaftlichkeit der Anlage erreicht wird.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung, mit der metallisches Gut zwischen dem zweiten Bereich und dem dritten Bereich der Vorrichtung entnommen, transportiert und zwischen dem dritten Bereich und dem vierten Bereich der Vorrichtung dem Bearbeitungsprozess wieder zugeführt werden kann.
  • Das Erfindungskonzept stellt also darauf ab, dass zur Nutzung der Fertigungsanlage unter Verzicht auf das Walzen in der zweiten Walzvorrichtung (d. h. auf der Fertigstraße) nur die erste Walzvorrichtung (d. h. die Vorstraße) genutzt wird, wobei dann – um die Nachbehandlungseinrichtungen für das nur auf der ersten Walzvorrichtung gewalzte Gut nutzen zu können – das vorgewalzte Material parallel zur zweiten Walzanlage unter deren Umgehung gefördert und vor der Nachbehandlungseinrichtung wieder dem Bearbeitungsprozess zugeleitet wird.
  • Bevorzugt ist die zweite Walzvorrichtung eine Steckel-Walzvorrichtung, die mindestens ein Walzgerüst aufweist, der in Flussrichtung des metallischen Guts ein erster Ofen vorgelagert und ein zweiter Ofen nachgeordnet ist. Auf dieser Vorrichtung wird dann also der Steckel-Walzprozess durchgeführt.
  • Die Nachbehandlungseinrichtung weist bevorzugt eine Kühlvorrichtung für das gewalzte Gut auf.
  • Die Fördervorrichtung zur Umgehung der zweiten Walzvorrichtung, also namentlich der Steckel-Walzvorrichtung, kann einen Rollengang aufweisen, der parallel zur zweiten Walzvorrichtung angeordnet ist. Ferner kann die Fördervorrichtung mindestens ein, vorzugsweise zwei, Mittel aufweisen, mit denen metallisches Gut quer zur Flussrichtung des Materials gefördert werden kann. Damit kann das in der ersten Walzvorrichtung vorgewalzte Material nach Art eines Bypass von dieser direkt zur Nachbehandlungsanlage gefördert werden.
  • Mit Vorteil ist im ersten Bereich der Vorrichtung eine Stranggießanlage vorgesehen. Im ersten Bereich oder im zweiten Bereich der Vorrichtung kann ein Brammenlager angeordnet sein. Dabei ist bevorzugt zwischen Brammenlager und erster Walzvorrichtung mindestens ein Erwärmungsofen für das zu walzende Gut angeordnet (vorzugsweise zwei Öfen), um dieses auf die optimale Walztemperatur zu bringen. Zwischen dem mindestens einen Erwärmungsofen und der ersten Walzvorrichtung kann ferner eine Entzunderungseinrichtung angeordnet sein.
  • Schließlich ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass dem zweiten Ofen der Steckel-Walzvorrichtung in Flussrichtung des metallischen Guts eine Schere nachgeordnet ist.
  • Mit der dargestellten Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Walzen von metallischem Gut kann die Wirtschaftlichkeit des Herstellverfahrens deutlich erhöht werden, da die erste Walzvorrichtung während des Steckel-Walzens (in der zweiten Walzvorrichtung) für anderes Gut genutzt werden kann, das dann direkt in der Nachbehandlungsanlage behandelt wird.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gutes durch Walzen und
  • 2 das Weg-Zeit-Diagramm für metallisches Gut, das mit der Vorrichtung bearbeitet wird.
    •
  • In 1 ist eine Herstellvorrichtung zu sehen, mit der metallisches Gut 1 hergestellt bzw. verarbeitet wird. Die Vorrichtung weist im wesentlichen vier Bereiche 2, 3, 5 und 7 auf, die sich in Flussrichtung F des metallischen Gutes aneinander anschließen. Im ersten Bereich 2 erfolgt das Urformen des Gutes 1, d. h. das Gießen. Hier ist eine Stranggießanlage 17 angeordnet, auf der in bekannter Weise aus flüssigem Metall (Stahl, Leichtmetall) Strangmaterial hergestellt wird, das als Bramme weiterverarbeitet wird. Es kann dabei sinnvoll sein, hinter der Stranggießanlage 17 ein Brammenlager 18 vorzusehen, in dem gegossene Brammen vorgehalten werden.
  • Die im Brammenlager 18 vorrätigen Brammen werden bei Bedarf kalt oder warm oder auch kombiniert in mindestens einen Erwärmungsofen 19 gefördert, in dem sie auf die benötigte Temperatur erwärmt werden, die für das sich anschließende Walzen erforderlich ist. Nach dem Austragen der Bramme aus dem Erwärmungsofen 19 wird sie in einer Entzunderungseinrichtung 20 (Primärzunderwäscher) entzundert und der Vorstraße zugeführt.
  • Die Vorstraße erstreckt sich mit der in 1 nur schematisch dargestellten ersten Walzvorrichtung 4 über den zweiten Bereich 3 der Vorrichtung. Die Vorstraße besteht aus einem Horizontalwalzgerüst und evtl. einem Vertikalgerüst sowie einer oder zwei Dreheinrichtungen vor bzw. hinter dem Gerüst zum Drehen der Bramme.
  • Mit der ersten Walzvorrichtung 4 kann daher metallisches Gut bereits derart gewalzt werden, dass es für gewisse Anwendungen hinreichend geformt ist, so dass sich nicht notwendiger Weise ein weiterer Walzprozess anschließen muss.
  • D. h. die Bramme kann auf der ersten Walzvorrichtung 4 auf definierte Zwischenabmessungen mit definierten Temperaturen ausgewalzt und der Fertigstraße zugeführt werden. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, die Bramme auf der ers ten Walzvorrichtung 4 auf definierte Endabmessungen mit definierten Temperaturen auszuwalzen und – wie noch detaillierter beschrieben wird – weiter zu transportieren.
  • Soll das in der ersten Walzvorrichtung 4 vorgewalzte Material weiter gewalzt werden, wird es in den dritten Bereich 5 gefördert, in dem eine zweite Walzvorrichtung 6 angeordnet ist. Bei dieser handelt es sich um eine Steckel-Walzvorrichtung, d. h. sie hat ein Walzgerüst 10, der ein erster Steckelofen 11 in Flussrichtung F vorgelagert und ein zweiter Steckelofen 12 nachgeordnet ist. Der Steckel-Walzvorrichtung nachgeordnet kann weiterhin eine Schere 21 sein, die sowohl zum Schopfen der Walzgutenden für den Steckelprozess dienen als auch als Teilschere nach dem letzten Fertigstich benutzt werden kann. In 1 ist schematisch ein Walzgerüst 10 dargestellt. Vorgesehen kann auch sein, dass die Fertigstraße ein Horizontalgerüst und ein Vertikalgerüst aufweist. Das metallische Gut 1 wird danach in der Fertigstraße auf die gewünschten Endabmessungen mit definierten Temperaturen ausgewalzt, wobei es zwischen den Stichen in den Steckelöfen 11, 12 aufgewickelt wird. Möglich ist es aber auch, dass die Fertigstraße wie bei konventionellen zweigerüstigen Blechstraße zum Fertigwalzen von Blechen, ohne den Steckelprozess, benutzt wird.
  • In jedem Falle – also sowohl beim Walzen nur in der ersten Walzvorrichtung 4 als auch beim zusätzlichen Walzen in der zweiten Walzvorrichtung 6 – schließt sich eine Nachbehandlung des Walzguts in einer Nachbehandlungsanlage 8 an, die im vierten Bereich 7 der Vorrichtung angeordnet ist.
  • Die Nachbehandlungsanlage 8 weist eine Kühlvorrichtung 13 auf, in der das gewalzte und noch warme Material gemäß technologischen Erfordernissen und in bekannter Weise temperiert wird. Weiterhin ist dort im Ausführungsbeispiel eine Haspel 22 zum Aufwickeln des fertigen Bandes und eine Warmrichtmaschine 23 vorgesehen, so dass das fertige Produkt nach Abkühlung in der Kühlstrecke entweder aufgewickelt oder weiter zur Richtmaschine transportiert werden kann.
  • Um bei Bedarf in der ersten Walzvorrichtung 4 gewalztes metallisches Gut unter Umgehung der zweiten Walzvorrichtung 6 – auf der zeitlich parallel Material durch den Steckel-Walzprozess bearbeitet werden kann – direkt der Nachbehandlungseinrichtung 8 zuführen zu können, ist die Fördervorrichtung 9 vorgesehen, die einen Bypass der zweiten Walzvorrichtung 6 bzw. des dritten Bereichs 5 darstellt. Mittels nur schematisch dargestellten Mitteln 15 wird das den zweiten Bereich 3 verlassende Gut quer zur Flussrichtung F aus der eigentlichen Bearbeitungsstrecke herausgefördert und dann über den Rollengang 14, der parallel zur Fertigstraße mit der zweiten Walzvorrichtung 6 verläuft, in Flussrichtung F transportiert. Am Ende des Rollengangs 14 sind Mittel 16 angeordnet, mit denen das Gut 1 wieder quer zur Flussrichtung F in die eigentliche Bearbeitungsstrecke eingefördert wird, so dass das Material direkt und unter Umgehung des dritten Bereichs 5 in die Nachbehandlungseinrichtung 8 gelangt. Dort erfolgt ein Kühlen in der Kühlvorrichtung 13 und ggf. weitere Nachbearbeitungsvorgänge (Haspeln, Richten).
  • Mit dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass die Vorrichtung und insbesondere die erste Walzvorrichtung 4 im zweiten Bereich 3 sowie die Nachbehandlungseinrichtung 8 im vierten Bereich 7 durch Ver- bzw. Bearbeitung von metallischem Gut genutzt wird, während in der zweiten Walzvorrichtung 6 im dritten Bereich 5 der relativ zeitaufwändige Steckel-Walzprozess durchgeführt wird. Es ist somit also möglich, bei längerer Beaufschlagung des dritten Bereichs 5 und namentlich der Steckel-Walzanlage (Fertigstraße) ein Walzen in der ersten Walzvorrichtung 4 (Vorstraße) mit oder ohne Abkühlpausen für thermomechanisches Walzen durchzuführen und die Produkte dann an der Fertigstraße vorbei der Weiterbehandlung, z. B. der Wasserkühleinrichtung und/oder der Warmrichtmaschine, zuzuführen.
  • Ohne den Erfindungsvorschlag wäre die erste Walzvorrichtung 4 und die Nachbehandlungseinrichtung 8 während des Steckel-Walzens weitgehend passiv, was die Wirtschaftlichkeit der Anlage belastet.
  • In 2 ist ein Weg-Zeit-Diagramm für einen konkreten Anwendungsfall skizziert. Das Diagramm gibt an, wie sich das zu bearbeitende metallische Gut über der Zeit durch das Walzwerk bewegt. Dabei sind die Verläufe für jedes Produkt mit der Darstellung der jeweiligen Kopf- und Fußenden wiedergegeben.
  • Eine Bramme mit den Abmessungen 150 mm × 2.500 mm × 16 m wird hier in einem ersten Ofen RHF1 (entspricht dem ersten Erwärmungsofen 19 in 1) erwärmt und – nach Entzunderung in den Mitteln PD – in einer Vorstraße RM (entspricht der ersten Walzvorrichtung 4 in 1) auf die Vorbanddicke von 45 mm reduziert. Anschließend wird die vorgewalzte Bramme in der Fertigstraße FM (entspricht der zweiten Walzvorrichtung 6 in 1) mittels des Steckelprozesses auf die Fertigbanddicke von 5 mm ausgewalzt. Nachgeordnet sind die Schere SH, die Kühlstrecke ACC und die Haspel DC.
  • Während die Fertigstraße FM mit der Bandwalzung belegt ist, können auf der Vorstraße RM zwei Brammen mit dem Format 250 mm × 2.100 mm × 2.100 mm, die in einem Ofen RHF2 (entspricht wieder dem Ofen 19 in 1) erwärmt werden, in beispielsweise 15 Stichen und mittels Drehen zu Blechen mit den Abmessungen 10 mm × 3.650 mm × 30 m gewalzt und über den Parallelrollgang (9 in 1) an der Fertigstraße FM vorbei zur Kühlstrecke ACC (entspricht der Kühlvorrichtung 13 in 1) oder zur Richtmaschine transportiert werden. Danach kann wieder eine Bandwalzung auf der Vor- und Fertigstraße erfolgen.
  • Bei diesem Beispiel erhöht sich durch die gleichzeitige Walzung von insgesamt drei Produkten die Produktionsleistung um ca. 37 %.
    • 1
    metallisches Gut
    2
    erster Bereich (Gießen)
    3
    zweiter Bereich
    4
    erste Walzvorrichtung
    5
    dritter Bereich
    6
    zweite Walzvorrichtung
    7
    vierter Bereich
    8
    Nachbehandlungseinrichtung
    9
    Fördervorrichtung
    10
    Walzgerüst (Steckelgerüst)
    11
    erster Ofen (Steckelofen)
    12
    zweiter Ofen (Steckelofen)
    13
    Kühlvorrichtung
    14
    Rollengang
    15
    Mittel zum Quertransport
    16
    Mittel zum Quertransport
    17
    Stranggießanlage
    18
    Brammenlager
    19
    Erwärmungsofen
    20
    Entzunderungseinrichtung
    21
    Schere
    22
    Haspel
    23
    Warmrichtmaschine
    F
    Flussrichtung des Materials

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Herstellung metallischen Gutes (1) durch Walzen, die aufweist: einen ersten Bereich (2), in dem Brammen durch Urtormen hergestellt werden, einen zweiten, dem ersten Bereich (2) in Flussrichtung (F) des Materials nachgeschalteten Bereich (3), in dem mindestens eine erste Walzvorrichtung (4) zum Walzen der Brammen angeordnet ist, einen dritten, dem zweiten Bereich (3) in Flussrichtung (F) des Materials nachgeschalteten Bereich (5), in dem mindestens eine zweite Walzvorrichtung (6) zum Walzen der Brammen bzw. des aus ihnen hergestellten Zwischenprodukts angeordnet ist, und einen vierten, dem dritten Bereich (5) in Flussrichtung (F) des Materials nachgeschalteten Bereich (7), in dem zumindest eine Nachbehandlungseinrichtung (8) für das gewalzte Material angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung (9), mit der metallisches Gut (1) zwischen dem zweiten Bereich (3) und dem dritten Bereich (5) entnommen, transportiert und zwischen dem dritten Bereich (5) und dem vierten Bereich (7) dem Bearbeitungsprozess wieder zugeführt werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Walzvorrichtung (6) eine Steckel-Walzvorrichtung ist, die mindestens ein Walzgerüst (10) aufweist, der in Flussrichtung (F) des metallischen Guts (1) ein erster Ofen (11) vorgelagert und ein zweiter Ofen (12) nachgeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlungseinrichtung (8) eine Kühlvorrichtung (13) für das gewalzte Gut (1) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (9) einen Rollengang (14) aufweist, der parallet zur zweiten Walzvorrichtung (6) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (9) mindestens ein, vorzugsweise zwei, Mittel (15, 16) aufweist, mit denen metallisches Gut (1) quer zur Flussrichtung (F) des Materials gefördert werden kann.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (2) eine Stranggießanlage (17) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Bereich (2) oder im zweiten Bereich (3) ein Brammenlager (18) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brammenlager (18) und erster Walzvorrichtung (4) mindestens ein Erwärmungsofen (19) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Erwärmungsofen (19) und erster Walzvorrichtung (4) eine Entzunderungseinrichtung (20) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Ofen (12) in Flussrichtung (F) des metallischen Guts (1) eine Schere (21) nachgeordnet ist.
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