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EP2421664A1 - Process and apparatus for the continuous casting of a slab - Google Patents

Process and apparatus for the continuous casting of a slab

Info

Publication number
EP2421664A1
EP2421664A1 EP10715699A EP10715699A EP2421664A1 EP 2421664 A1 EP2421664 A1 EP 2421664A1 EP 10715699 A EP10715699 A EP 10715699A EP 10715699 A EP10715699 A EP 10715699A EP 2421664 A1 EP2421664 A1 EP 2421664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
furnace
slab
casting
section
maintaining
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.)
Withdrawn
Application number
EP10715699A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Klinkenberg
Christian Bilgen
Tilmann BÖCHER
Luc Neumann
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 Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of EP2421664A1 publication Critical patent/EP2421664A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B9/00—Measures for carrying out rolling operations under special conditions, e.g. in vacuum or inert atmosphere to prevent oxidation of work; Special measures for removing fumes from rolling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • 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
    • F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
    • F27B9/047—Furnaces with controlled atmosphere the atmosphere consisting of protective gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product
    • B21B2045/006—Heating the product in vacuum or in inert atmosphere

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous casting of a slab, in particular of steel, in which the cast slab is passed through an oven and in which the slab is subjected to a descaling operation. Furthermore, the invention relates to a device for continuously casting a slab.
  • This technology is also referred to as CSP technology.
  • CSP technology This is understood to mean the manufacture of a steel strip in a thin-slab continuous casting plant, which allows efficient production of hot strip, if the rigid connection of continuous casting plant, continuous furnace for temperature compensation and rolling mill and their temperature control is dominated by the entire plant. In this case, therefore, the rolling stands are arranged directly behind the casting machine and the continuous furnace.
  • Casting-rolling plant is a coupled, fully continuous, direct casting-rolling process possible.
  • DE 199 59 688 A1 shows a method for heating blanks of metallic materials for a rolling or forming process, wherein the heating is effected by electric or magnetic fields or by an electrical resistance heating, wherein a protective atmosphere is used.
  • This consists mainly of carbon dioxide, argon, nitrogen, sulfur hexafluoride or helium.
  • WO 2007/054237 A1 discloses, for a combined casting-rolling process, the pre-rolled hot-rolled strip immediately before entry into a temperature Descaling device, wherein the pretreated strip is held in the temperature setting in a protective gas atmosphere.
  • the solution to this problem by the invention is procedurally characterized in that, in at least a portion of the furnace, the slab surface is subjected to reduction by maintaining in the section of the furnace an atmosphere consisting of an inert gas and hydrogen or consists of pure hydrogen.
  • the proportion of hydrogen can be between 3% and 100%, preferably between 5% and 50%.
  • the inert gas is preferably nitrogen or argon.
  • a section of the furnace may follow, in which the slab surface is subjected to oxidation. This section of the oxidizing atmosphere furnace can then at least partially have oxygen.
  • the heating of the slab in the oven can be done by induction.
  • the method described is the continuous casting in the casting-rolling process.
  • the heating or equalizing annealing The slab is then preferably in the conveying direction behind the casting process and before the rolling process.
  • the slab is continuously conveyed.
  • the apparatus for continuous casting of a slab having a furnace through which the slab can be guided, wherein descaling agents are still present with which the slab surface can be descaled is characterized in that the furnace has at least two sections, wherein means are provided for maintaining a reducing atmosphere in at least a portion of the furnace and wherein means are provided for maintaining an oxidizing atmosphere in at least one other portion of the furnace.
  • the means for maintaining a reducing atmosphere preferably have feed lines for hydrogen and preferably also for an inert gas.
  • the means for maintaining an oxidizing atmosphere preferably have at least one supply line for oxygen.
  • the oven can be a muffle oven.
  • the sections of the furnace can also be formed by jet pipes, which has the advantage that no open flame is present.
  • the oven may also include inductive heating means.
  • an existing scale layer is reduced and the formation or build-up of a scale layer during the annealing treatment is largely prevented.
  • minor surface defects can be removed through a targeted combination of scaling and reducing.
  • the surface quality of the strand or the slab can be improved, which is especially true for direct rolled hot strip, z. B. from the CSP casting roll process. This high demands on the surface quality can be met, as z. B. for sheets for body parts in the automotive industry.
  • the scale structure on the bearing surfaces in the oven can be avoided or at least reduced.
  • Fig. 1 shows schematically a plant for casting-rolling a slab with a casting apparatus, a roller hearth furnace and a hot rolling mill and
  • FIG. 2 schematically shows a plant for the conventional hot rolling process with a casting machine, a slab storage, a reheating furnace and a rolling train.
  • a casting-rolling plant is shown, which is known as such.
  • a slab is poured, which emerges from a mold vertically downwards and is then deflected with a number of rollers in the horizontal, wherein the cast strand further solidifies.
  • a hot rolling mill 6 Further downstream in the conveying direction F is a hot rolling mill 6, followed by a cooling group 7 and a reel 8 for the finished band in the conveying direction F.
  • a roller hearth furnace 2 is arranged between the casting machine 5 and the hot rolling mill 6.
  • a conventional hot rolling process in which the slabs are first stored behind the casting machine 5 in a slab bearing 9.
  • the slabs pass from this into a furnace 2, which is designed as a reheating furnace.
  • Ansch manend follows the further process described in Fig. 1, d. H. rolling, cooling and reeling the tape.
  • the surface scale formed during heating up and staying in the slab furnace must be removed before hot rolling. This is done conventionally with a tinder scrubber via the spraying with water under high pressure (200 to 400 bar).
  • slabs from the casting and rolling process are directly fed to the hot strip finishing line in a continuous process via a roller hearth furnace fed. This eliminates the possibility to remove surface defects by flames or grinding of the slabs before hot rolling.
  • a furnace 2 is used in which the slab surface is subjected to a reduction in at least one section 3 of the furnace 2 (see FIG. 3 of the furnace 2 is maintained an atmosphere consisting of an inert gas and / or hydrogen H 2 .
  • the hydrogen used (H 2 ) may have a content of about 3% to 100%.
  • a section 4 with an oxidizing surface is arranged in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 (shown, however, only in FIG. 1).
  • oxygen (O 2 ) is entered; it is also possible that the access of the (oxygen-containing) atmosphere is made possible here.
  • a separation of the combustion chamber and the furnace chamber can be achieved by the use of a muffle furnace or jet pipes.
  • two furnace sections or chambers 3, 4 follow one another in the conveying direction F, wherein - as explained - preferably first the oxidation of the slab 1 and then the reduction takes place. It is also possible that more than two sections, in particular three sections, are provided in the furnace 2 (not shown), in which different atmospheres for the reduction or oxidation are respectively maintained. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • H 2 is hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a process for the continuous casting of a slab (1), in particular of steel, wherein the cast slab (1) is conveyed through a furnace (2) and the slab (1) is subjected to a descaling operation. To increase the quality of the slab by reducing scale, the invention provides for the slab surface to undergo reduction in at least one section (3) of the furnace (2) as a result of an atmosphere consisting of an inert gas and hydrogen (H2) or of pure hydrogen being maintained in said section (3) of the furnace (2). The invention further relates to an apparatus for the continuous casting of a slab.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen einer Bramme Method and device for continuous casting of a slab
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen einer Bramme, insbesondere aus Stahl, bei dem die gegossene Bramme durch einen Ofen geführt wird und bei dem die Bramme einer Entzunderungsoperation unterzogen wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Stranggießen einer Bramme.The invention relates to a method for the continuous casting of a slab, in particular of steel, in which the cast slab is passed through an oven and in which the slab is subjected to a descaling operation. Furthermore, the invention relates to a device for continuously casting a slab.
Bei der Herstellung eines Stahlbandes ist das direkte Walzen aus der Gießhitze heraus bekannt. Das Verfahren ist dabei umso interessanter, je größer die Gießgeschwindigkeit ist. Bekannt ist das Verfahren beispielsweise aus der EP 0 889 762 B1 und aus der WO 2006/106376 Al Dabei wird zunächst in einer Stranggießmaschine eine Bramme hergestellt, die aus einer Kokille senkrecht nach unten austritt und dann in die Horizontale umgelenkt wird. Das noch heiße Band wird dann einer Walzstraße zugeführt. In jedem Walzgerüst der Walzstra- ße erfolgt eine Dickenreduktion der Bramme, bis das Band mit der gewünschten Dicke hergestellt ist. Die Vorteile dieses Verfahrens des kontinuierlichen Gießwalzens liegen in einer relativ kompakten Bauweise der Anlage und damit verbundenen geringeren Investitionskosten. Weiterhin kann Energie bei der Bandherstellung eingespart werden. Das Verfahren ermöglicht es, schwierig zu walzende Produkte zu fertigen, beispielsweise sehr dünne Bänder (Dicke von z. B. 0,8 mm), hochfeste Sondermaterialien zu verarbeiten und breite und dünne Bänder kombiniert herzustellen.In the manufacture of a steel strip, direct rolling from the casting heat is known. The process is all the more interesting, the greater the casting speed. The method is known, for example, from EP 0 889 762 B1 and from WO 2006/106376 A1. In a continuous casting machine, a slab is first produced which emerges vertically downwards from a mold and is then deflected into the horizontal. The still hot strip is then fed to a rolling train. In each rolling stand of the rolling mill, the slab is reduced in thickness until the strip of the desired thickness is produced. The advantages of this method of continuous casting rolling lie in a relatively compact design of the system and associated lower investment costs. Furthermore, energy can be saved in the band production. The process makes it possible to produce difficult-to-roll products, for example very thin strips (thickness of 0.8 mm for example), to process high-strength special materials and to produce wide and thin strips combined.
Die genannte Technologie wird auch als CSP-Technologie bezeichnet. Darun- ter ist das Fertigen eines Stahlbandes in einer Dünnbrammen-Gießwalzanlage zu verstehen, die eine effiziente Produktion von Warmband ermöglicht, wenn die starre Verbindung von Stranggussanlage, Durchlaufofen zum Temperaturausgleich und Walzstraße und deren Temperaturführung durch die Gesamtanlage beherrscht wird. Hierbei sind also die Walzgerüste direkt hinter der Gieß- maschine und dem Durchlaufofen angeordnet. Durch den Einsatz der genann- ten Gieß-Walz-Anlage ist ein gekoppelter, vollkontinuierlicher, direkter Gieß- Walz-Prozess möglich.This technology is also referred to as CSP technology. This is understood to mean the manufacture of a steel strip in a thin-slab continuous casting plant, which allows efficient production of hot strip, if the rigid connection of continuous casting plant, continuous furnace for temperature compensation and rolling mill and their temperature control is dominated by the entire plant. In this case, therefore, the rolling stands are arranged directly behind the casting machine and the continuous furnace. By using the said Casting-rolling plant is a coupled, fully continuous, direct casting-rolling process possible.
Für das Erreichen einer hinreichenden Oberflächenqualität des herzustellenden Bandes ist das Entstehen von Zunder sehr nachteilig. Der während des Gie- ßens und Erstarrens sowie beim Aufheizen und Verweilen im Brammenofen gebildete Oberflächenzunder auf dem Stahlstrang bzw. auf der Bramme muss daher vor dem Warmwalzen entfernt werden.For the achievement of a sufficient surface quality of the strip to be produced, the formation of scale is very disadvantageous. The surface scale formed on the steel strand or on the slab during casting and solidification and during heating and residence in the slab furnace must therefore be removed before hot rolling.
Insbesondere ist von Nachteil, dass bei dem genannten kontinuierlichen Gieß- Walz-Prozess während des Gießens und des Erstarrens des Strangs bzw. der Brammen gebildeter Zunder nicht entfernt werden kann. Der Strang bzw. die Bramme werden in oxidierender Atmosphäre gegossen und erhitzt, wobei die Oberfläche verzundert. Auf der Strang- bzw. Brammenunterseite gebildeter Zunder kann auf der Auflagefläche im Ofen (Rollen, Wimmler, etc.) eingedrückt werden und so zu einer mechanischen Schädigung der Oberfläche führen. Die Reinigung der Oberflächen mittels eines in klassischer Weise eingesetzten Zunderwäschers kann nur außerhalb des Ofens erfolgen. Abgesehen davon führt das Entfernen von Zunder mittels eines Zunderwäschers vor und/oder hinter dem Ofen zu einer Abkühlung des Strangs bzw. der Bramme, was durch höheren Energieeintrag im Ofen kompensiert werden muss.In particular, it is disadvantageous that in the continuous casting-rolling process mentioned during the casting and the solidification of the strand or slabs formed scale can not be removed. The strand or slab is poured and heated in an oxidizing atmosphere, whereby the surface scales. On the strand or slab underside formed scale can be pressed on the support surface in the oven (rolls, Wimmler, etc.) and thus lead to a mechanical damage to the surface. The cleaning of the surfaces by means of a conventional scale washer can only be done outside the oven. Apart from that, the removal of scale by means of a scale scrubber before and / or behind the furnace leads to a cooling of the strand or the slab, which must be compensated by higher energy input in the furnace.
Die DE 199 59 688 A1 zeigt ein Verfahren zum Erhitzen von Rohlingen aus metallischen Werkstoffen für einen Walz- oder Umformprozess, bei dem die Erhitzung durch elektrische oder magnetische Felder oder durch eine elektrische Widerstandsheizung erfolgt, wobei eine schützende Atmosphäre eingesetzt wird. Diese besteht hier vor allem aus Kohlendioxid, aus Argon, aus Stickstoff, aus Schwefelhexafluorid oder aus Helium.DE 199 59 688 A1 shows a method for heating blanks of metallic materials for a rolling or forming process, wherein the heating is effected by electric or magnetic fields or by an electrical resistance heating, wherein a protective atmosphere is used. This consists mainly of carbon dioxide, argon, nitrogen, sulfur hexafluoride or helium.
Die WO 2007/054237 A1 offenbart für einen kombinierten Gießwalzprozess, das vorgewalzte Warmband unmittelbar vor dem Eintritt in eine Temperaturein- Stelleinrichtung zu entzundern, wobei das so vorbehandelte Band in der Temperatureinstelleinrichtung in einer Schutzgasatmosphäre gehalten wird.WO 2007/054237 A1 discloses, for a combined casting-rolling process, the pre-rolled hot-rolled strip immediately before entry into a temperature Descaling device, wherein the pretreated strip is held in the temperature setting in a protective gas atmosphere.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bandstahl oder Stahlblech offenbart auch die WO 89/11363. Ähnliches zeigt die WO 98/00248.A process for the continuous production of strip steel or steel sheet is also disclosed in WO 89/11363. The same is shown by WO 98/00248.
Der vorliegenden Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, vorhandene Zunderschichten zu vermindern und die Bildung und den Aufbau einer Zunderschicht während der Glühbehandlung zu verhindern. Des Weiteren wird angestrebt, Zunder-bedingte Oberflächenfehler zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.It is an object of the present invention to reduce existing scale layers and to prevent the formation and formation of a scale layer during the annealing treatment. Furthermore, the aim is to avoid or at least reduce scale-related surface defects.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrenstechnisch dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Abschnitt des Ofens die Brammen- bzw. Strangoberfläche einer Reduzierung unterzogen wird, indem in dem Abschnitt des Ofens eine Atmosphäre aufrecht erhalten wird, die aus einem Inertgas und Wasserstoff oder aus reinem Wasserstoff besteht.The solution to this problem by the invention is procedurally characterized in that, in at least a portion of the furnace, the slab surface is subjected to reduction by maintaining in the section of the furnace an atmosphere consisting of an inert gas and hydrogen or consists of pure hydrogen.
Der Anteil an Wasserstoff kann dabei zwischen 3 % und 100 % betragen, bevorzugt zwischen 5 % und 50 %. Das Inertgas ist bevorzugt Stickstoff oder Ar- gon.The proportion of hydrogen can be between 3% and 100%, preferably between 5% and 50%. The inert gas is preferably nitrogen or argon.
In Förderrichtung vor und/oder hinter dem mindestens einen Abschnitt des O- fens mit reduzierender Atmosphäre kann sich ein Abschnitt des Ofens anschließen, in dem die Brammenoberfläche einer Oxidation unterzogen wird. Dieser Abschnitt des Ofens mit oxidierender Atmosphäre kann dann also zumindest teilweise Sauerstoff aufweisen.In the conveying direction in front of and / or behind the at least one section of the opening with reducing atmosphere, a section of the furnace may follow, in which the slab surface is subjected to oxidation. This section of the oxidizing atmosphere furnace can then at least partially have oxygen.
Die Erwärmung der Bramme im Ofen kann durch Induktion erfolgen.The heating of the slab in the oven can be done by induction.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem beschriebenen Verfahren um das Stranggießen im Gieß-Walz-Prozess. Die Erwärmung oder Ausgleichsglühung der Bramme erfolgt dann bevorzugt in Förderrichtung hinter dem Gießprozess und vor dem Walzprozess. Dabei wird die Bramme kontinuierlich gefördert.Preferably, the method described is the continuous casting in the casting-rolling process. The heating or equalizing annealing The slab is then preferably in the conveying direction behind the casting process and before the rolling process. The slab is continuously conveyed.
Die Vorrichtung zum Stranggießen einer Bramme, die einen Ofen aufweist, durch den die Bramme geführt werden kann, wobei weiterhin Entzunderungs- mittel vorhanden sind, mit denen die Brammenoberfläche entzundert werden kann, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Ofen mindestens zwei Abschnitte aufweist, wobei Mittel vorhanden sind zur Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmosphäre in mindestens einem Abschnitt des Ofens und wobei Mittel vorhanden sind zur Aufrechterhaltung einer oxidierenden Atmo- Sphäre in mindestens einem anderen Abschnitt des Ofens.According to the invention, the apparatus for continuous casting of a slab having a furnace through which the slab can be guided, wherein descaling agents are still present with which the slab surface can be descaled, is characterized in that the furnace has at least two sections, wherein means are provided for maintaining a reducing atmosphere in at least a portion of the furnace and wherein means are provided for maintaining an oxidizing atmosphere in at least one other portion of the furnace.
Die Mittel zur Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmosphäre haben bevorzugt Zuführleitungen für Wasserstoff und vorzugsweise auch für ein Inertgas. Die Mittel zur Aufrechterhaltung einer oxidierenden Atmosphäre haben bevor- zugt mindestens eine Zuführleitung für Sauerstoff.The means for maintaining a reducing atmosphere preferably have feed lines for hydrogen and preferably also for an inert gas. The means for maintaining an oxidizing atmosphere preferably have at least one supply line for oxygen.
Der Ofen kann ein Muffelofen sein. Die Abschnitte des Ofens können auch durch Strahlrohre gebildet werden, was den Vorteil hat, dass keine offene Flamme vorhanden ist. Der Ofen kann auch induktive Heizmittel umfassen.The oven can be a muffle oven. The sections of the furnace can also be formed by jet pipes, which has the advantage that no open flame is present. The oven may also include inductive heating means.
Mit der vorgeschlagenen Vorgehensweise ist es möglich, einen Stahlstrang bzw. eine Stahlbramme mit verbesserten Oberflächeneigenschaften zu erzeugen. Dies erfolgt durch eine gezielte Einstellung der Ofenatmosphäre während der Erwärmung oder der Ausgleichsglühung in einem stationären Ofen oder in einem Rollenherdofen.With the proposed approach, it is possible to produce a steel strand or a steel slab with improved surface properties. This is done by a targeted adjustment of the furnace atmosphere during heating or equalizing annealing in a stationary oven or in a roller hearth furnace.
Gemäß dem Vorschlag wird eine vorhandene Zunderschicht reduziert und die Bildung bzw. der Aufbau einer Zunderschicht während der Glühbehandlung weitgehend verhindert. Zusätzlich können über eine gezielte Kombination aus Verzundern und Reduzieren kleinere Oberflächenfehler entfernt werden. Dadurch kann die Oberflächenqualität des Strangs bzw. der Bramme verbessert werden, was insbesondere für direkt gewalztes Warmband gilt, z. B. aus dem CSP-Gießwalzprozess. Damit können hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllt werden, wie sie z. B. für Bleche für Außenhautteile im Automobilbau bestehen.According to the proposal, an existing scale layer is reduced and the formation or build-up of a scale layer during the annealing treatment is largely prevented. In addition, minor surface defects can be removed through a targeted combination of scaling and reducing. As a result, the surface quality of the strand or the slab can be improved, which is especially true for direct rolled hot strip, z. B. from the CSP casting roll process. This high demands on the surface quality can be met, as z. B. for sheets for body parts in the automotive industry.
Der Zunderaufbau an den Auflageflächen im Ofen (Rollen, Wimmler, etc.) kann vermieden oder jedenfalls vermindert werden.The scale structure on the bearing surfaces in the oven (rolls, Wimmler, etc.) can be avoided or at least reduced.
Durch das Vermeiden von Zunderverlusten und Abwertungen kann eine höhere Ausbringung der Anlage erreicht werden.By avoiding scale losses and devaluations, a higher output of the plant can be achieved.
Es kommt auch zu einer Energieeinsparung durch einen besseren Wärmeübergang im Ofen. Eine Energieeinsparung und auch eine Einsparung von Wasser ergeben sich auch dadurch, dass ggf. noch erforderliche Zunderwäscher mit reduzierter Wassermenge gefahren werden können. Der damit verbundene geringere Temperaturverlust von Strang bzw. Bramme erlaubt die Vorgabe einer niedrigeren Ofentemperatur bei gleich bleibender Temperatur der Bramme bei Eintritt in das erste Walzgerüst.There is also an energy saving through a better heat transfer in the oven. An energy saving and a saving of water also result from the fact that possibly still necessary scale scrubber with reduced amount of water can be driven. The associated lower temperature loss of strand or slab allows the specification of a lower furnace temperature at a constant temperature of the slab upon entry into the first mill stand.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawings, embodiments of the invention are shown. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Anlage zum Gieß-Walzen einer Bramme mit einer Gießvorrichtung, einem Rollenherdofen und einer Warm- Walzstraße undFig. 1 shows schematically a plant for casting-rolling a slab with a casting apparatus, a roller hearth furnace and a hot rolling mill and
Fig. 2 schematisch eine Anlage für den konventionellen Warmwalzpro- zess mit einer Gießmaschine, einem Brammenlager, einem Aufwärmofen und einer Walzstraße. In Fig. 1 ist eine Gieß-Walz-Anlage gezeigt, die als solche bekannt ist. In einer Gießmaschine 5 wird eine Bramme gegossen, die aus einer Kokille senkrecht nach unten austritt und dann mit einer Anzahl Rollen in die Horizontale umgelenkt wird, wobei sich der gegossene Strang weiter verfestigt. In Förderrichtung F weiter hinten schließt sich eine Warmwalzstraße 6 an, weiter folgt in Förder- richtung F eine Kühlgruppe 7 und ein Haspel 8 für das fertige Band.2 schematically shows a plant for the conventional hot rolling process with a casting machine, a slab storage, a reheating furnace and a rolling train. In Fig. 1, a casting-rolling plant is shown, which is known as such. In a casting machine 5, a slab is poured, which emerges from a mold vertically downwards and is then deflected with a number of rollers in the horizontal, wherein the cast strand further solidifies. Further downstream in the conveying direction F is a hot rolling mill 6, followed by a cooling group 7 and a reel 8 for the finished band in the conveying direction F.
Bei der Lösung gemäß Fig. 1 ist zwischen der Gießmaschine 5 und der Warmwalzstraße 6 ein Rollenherdofen 2 angeordnet.In the solution according to FIG. 1, a roller hearth furnace 2 is arranged between the casting machine 5 and the hot rolling mill 6.
Bei der alternativen Lösung gemäß Fig. 2 kommt ein konventioneller Warm- walzprozess zum Einsatz, bei dem die Brammen hinter der Gießmaschine 5 zunächst in einem Brammenlager 9 gelagert werden. Die Brammen gelangen von diesem in einen Ofen 2, der als Aufwärmofen gestaltet ist. Anschießend folgt der in Fig. 1 beschriebene weitere Prozess, d. h. das Walzen, das Kühlen und das Haspeln des Bandes.In the alternative solution according to FIG. 2, a conventional hot rolling process is used, in which the slabs are first stored behind the casting machine 5 in a slab bearing 9. The slabs pass from this into a furnace 2, which is designed as a reheating furnace. Anschießend follows the further process described in Fig. 1, d. H. rolling, cooling and reeling the tape.
Der während des Aufheizens und dem Verweilen im Brammenofen gebildete Oberflächenzunder muss vor dem Warmwalzen entfernt werden. Dies erfolgt klassisch mit einem Zunderwäscher über das Abspritzen mit Wasser unter ho- hem Druck (200 bis 400 bar). Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung über Strangguss, Abkühlen und anschließendes Wiedererwärmen und Warmwalzen (gemäß Fig. 2) werden Brammen aus dem Gießwalzprozess (s. insbesondere den oben genannten CSP-Prozess und Fig. 1) in einem kontinuierlichen Verfahren über einen Rollenherdofen direkt der Warmbandfertigstraße zugeführt. Dabei entfällt die Möglichkeit, vor dem Warmwalzen Oberflächenfehler durch Flammen oder Schleifen der Brammen zu entfernen.The surface scale formed during heating up and staying in the slab furnace must be removed before hot rolling. This is done conventionally with a tinder scrubber via the spraying with water under high pressure (200 to 400 bar). In contrast to conventional production via continuous casting, cooling and subsequent reheating and hot rolling (according to FIG. 2), slabs from the casting and rolling process (see in particular the abovementioned CSP process and FIG. 1) are directly fed to the hot strip finishing line in a continuous process via a roller hearth furnace fed. This eliminates the possibility to remove surface defects by flames or grinding of the slabs before hot rolling.
Für beide erläuterte Prozesse ist vorgesehen, dass ein Ofen 2 zum Einsatz kommt, bei dem in mindestens einem Abschnitt 3 des Ofens 2 (s. Fig. 1) die Brammenoberfläche einer Reduzierung unterzogen wird, indem in dem Ab- schnitt 3 des Ofens 2 eine Atmosphäre aufrecht erhalten wird, die aus einem Inertgas und/oder Wasserstoff H2 besteht.For both explained processes, it is provided that a furnace 2 is used in which the slab surface is subjected to a reduction in at least one section 3 of the furnace 2 (see FIG. 3 of the furnace 2 is maintained an atmosphere consisting of an inert gas and / or hydrogen H 2 .
In dem besagten Abschnitt 3 des Ofens 2 wird also eine reduzierende Ofenatmosphäre eingestellt, mit der eine Reduzierung des Oberflächenzunders vor- genommen werden kann. Der eingesetzte Wasserstoff (H2) kann einen Gehalt von rund 3 % bis 100 % aufweisen.In the said section 3 of the furnace 2, therefore, a reducing furnace atmosphere is set, with which a reduction of the surface scale can be carried out. The hydrogen used (H 2 ) may have a content of about 3% to 100%.
In Förderrichtung F vor dem Abschnitt 3 mit reduzierender Atmosphäre ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 (dargestellt allerdings nur in Fig. 1) ein Abschnitt 4 mit oxidierender Oberfläche angeordnet. Hier wird also Sauerstoff (O2) eingegeben; möglich ist auch, dass hier der Zutritt der (sauerstoffhaltigen) Atmosphäre ermöglicht wird.In the conveying direction F before the section 3 with a reducing atmosphere, a section 4 with an oxidizing surface is arranged in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 (shown, however, only in FIG. 1). Here, therefore, oxygen (O 2 ) is entered; it is also possible that the access of the (oxygen-containing) atmosphere is made possible here.
Kleinere Oberflächenfehler aus dem Gieß- und Erstarrungsprozess von Strang bzw. Bramme können somit durch gezieltes Abzundern entfernt werden. Durch eine gezielte Kombination von Ofenzonen mit oxidierender und reduzierender Atmosphäre kann eine saubere, metallisch blanke Brammenoberfläche hinter dem Ofen 2 erreicht werden.Smaller surface defects from the casting and solidification process of strand or slab can thus be removed by targeted scaling. By a specific combination of furnace zones with an oxidizing and reducing atmosphere, a clean, metallically bright slab surface behind the furnace 2 can be achieved.
Eine Trennung des Verbrennungsraums und der Ofenkammer kann durch den Einsatz eines Muffelofens oder von Strahlrohren erreicht werden. Alternativ ist es auch möglich, ganz oder teilweise die Erwärmung und Ausgleichsglühung mittels induktiver Heizelemente vorzunehmen.A separation of the combustion chamber and the furnace chamber can be achieved by the use of a muffle furnace or jet pipes. Alternatively, it is also possible to carry out all or part of the heating and Ausgleichsglühung by means of inductive heating elements.
Im Ausführungsbeispiel folgen zwei Ofenabschnitte bzw. -kammern 3, 4 in Förderrichtung F aufeinander, wobei - wie erläutert - vorzugsweise zunächst die Oxidation der Bramme 1 und dann deren Reduktion erfolgt. Es ist auch möglich, dass mehr als zwei Abschnitte, insbesondere drei Abschnitte, im Ofen 2 vorgesehen sind (nicht dargestellt), in denen jeweils unterschiedliche Atmosphären für die Reduktion bzw. Oxidation aufrechterhalten werden. Bezugszeichenliste:In the exemplary embodiment, two furnace sections or chambers 3, 4 follow one another in the conveying direction F, wherein - as explained - preferably first the oxidation of the slab 1 and then the reduction takes place. It is also possible that more than two sections, in particular three sections, are provided in the furnace 2 (not shown), in which different atmospheres for the reduction or oxidation are respectively maintained. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Bramme / Strang1 slab / strand
2 Ofen2 oven
3 Abschnitt des Ofens3 section of the oven
4 Abschnitt des Ofens4 section of the oven
5 Gießmaschine5 casting machine
6 Warmwalzstraße6 hot rolling mill
7 Kühlgruppe7 cooling group
8 Haspel8 reel
9 Brammenlager9 slab storage
H2 WasserstoffH 2 is hydrogen
N2 StickstoffN 2 nitrogen
O2 SauerstoffO 2 oxygen
F Förderrichtung F conveying direction

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zum Stranggießen einer Bramme (1), insbesondere aus Stahl, bei dem die gegossene Bramme (1) durch einen Ofen (2) geführt wird und bei dem die Bramme (1) einer Entzunderungsoperation unterzogen wird,Method for continuously casting a slab (1), in particular of steel, in which the cast slab (1) is passed through a furnace (2) and in which the slab (1) is subjected to a descaling operation,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass in mindestens einem Abschnitt (3) des Ofens (2) die Brammenoberfläche einer Reduzierung unterzogen wird, indem in dem Abschnitt (3) des Ofens (2) eine Atmosphäre aufrecht erhalten wird, die aus einem I- nertgas und Wasserstoff (H2) oder aus reinem Wasserstoff (H2) besteht.in at least one section (3) of the furnace (2) the slab surface is subjected to a reduction by maintaining in the section (3) of the furnace (2) an atmosphere consisting of an inert gas and hydrogen (H 2 ) or consists of pure hydrogen (H 2 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Wasserstoff (H2) zwischen 3 % und 99,5 % beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the proportion of hydrogen (H 2 ) is between 3% and 99.5%.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Wasserstoff (H2) zwischen 5 % und 50 % beträgt.3. The method according to claim 2, characterized in that the proportion of hydrogen (H 2 ) is between 5% and 50%.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Stickstoff (N2) ist.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inert gas is nitrogen (N 2 ).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Argon (Ar) ist.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inert gas is argon (Ar).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Förderrichtung (F) vor und/oder hinter dem mindestens einen Abschnitt (3) des Ofens (2) mit reduzierender Atmosphäre ein Abschnitt (4) des Ofens (2) anschließt, in dem die Brammenoberfläche einer Oxidation unterzogen wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in the conveying direction (F) before and / or behind the at least one section (3) of the furnace (2) with a reducing atmosphere, a section (4) of the furnace (2 ), in which the slab surface is subjected to oxidation.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (4) des Ofens (2) mit oxidierender Atmosphäre zu- mindest teilweise Sauerstoff (O2) aufweist.7. The method according to claim 6, characterized in that the portion (4) of the furnace (2) with oxidizing atmosphere at least partially oxygen (O 2 ).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Bramme (1) im Ofen (2) durch Induktion erfolgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the heating of the slab (1) in the furnace (2) takes place by induction.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stranggießen als Gieß-Walz-Prozess erfolgt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the continuous casting takes place as a casting-rolling process.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Bramme (1) in Förderrichtung (F) hinter dem10. The method according to claim 9, characterized in that the heating of the slab (1) in the conveying direction (F) behind the
Gießprozess und vor dem Walzprozess erfolgt. Casting process and before the rolling process takes place.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung der Bramme (1) kontinuierlich erfolgt.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the promotion of the slab (1) takes place continuously.
12. Vorrichtung zum Stranggießen einer Bramme (1), die einen Ofen (2) aufweist, durch den die Bramme (1) geführt werden kann, wobei weiterhin Entzunderungsmittel vorhanden sind, mit denen die Brammenoberfläche entzundert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (2) mindestens zwei Abschnitte (3, 4) aufweist, wobei Mittel vorhanden sind zur Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmosphäre in mindestens einem Abschnitt (3) des Ofens (2) und wobei Mittel vor- handen sind zur Aufrechterhaltung einer oxidierenden Atmosphäre in mindestens einem anderen Abschnitt (4) des Ofens (2).12. An apparatus for continuously casting a slab (1) having a furnace (2) through which the slab (1) can be guided, further comprising descaling agents, with which the slab surface can be descaled, characterized in that the furnace (2) comprises at least two sections (3, 4), means being provided for maintaining a reducing atmosphere in at least a portion (3) of the furnace (2), and means being provided for maintaining an oxidizing atmosphere in at least one other Section (4) of the furnace (2).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmosphäre mindestens eine Zuführleitung für Wasserstoff (H2) umfassen.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the means for maintaining a reducing atmosphere comprise at least one supply line for hydrogen (H 2 ).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmosphäre zusätzlich mindestens eine Zuführleitung für ein Inertgas umfassen.14. The device according to claim 13, characterized in that the means for maintaining a reducing atmosphere additionally comprise at least one supply line for an inert gas.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Aufrechterhaltung einer oxidierenden Atmosphäre mindestens eine Zuführleitung für Sauerstoff (O2) umfassen.15. Device according to claim 12 or 14, characterized in that the means for maintaining an oxidizing atmosphere comprise at least one supply line for oxygen (O 2 ).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (2) ein Muffelofen ist.16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the furnace (2) is a muffle furnace.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (3, 4) des Ofens (2) durch Strahlrohre gebildet werden.17. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the sections (3, 4) of the furnace (2) are formed by jet pipes.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (2) induktive Heizmittel umfasst. 18. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the furnace (2) comprises inductive heating means.
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