DE-102024210715-A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen von Walzgut

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zum Erwärmen von Walzgut (1). Die Vorrichtung (10) umfasst ein längliches Gehäuse (12), an dessen Stirnseiten (13) orthogonal zur Längsachse (X) des Gehäuses (12) eine Einlauföffnung (14) und eine Auslauföffnung (16) vorgesehen sind, wobei das Walzgut (1) durch die Einlauföffnung (14) in einen Innenraum (I) des Gehäuses (12) hinein und durch die Auslauföffnung (16) aus dem Innenraum (I) des Gehäuses (12) heraus bewegbar ist, wobei das Gehäuse (12) als Erwärmungsraum dient, wenn das Walzgut (1) sich innerhalb des Gehäuses (12) befindet oder durch das Gehäuse (12) hindurch bewegt wird. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung (10) einen Strömungskanal (18), der im Innenraum (I) des Gehäuses (12) vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmbar ist, wobei an den Strömungskanal (18) eine Vielzahl von Düsen (20) angeschlossen sind, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts (1) ausbringbar ist, wobei der Strömungskanal (18) eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) vorgesehene Fluidzuführung (Z) und der Innenraum (I) des Gehäuses (12) einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung (14) vorgesehenen Fluidauslass (A) aufweist.

Inventors

• Fabian Tibes

Assignees

• SMS GROUP GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (17)

1. Vorrichtung (10) zum Erwärmen von Walzgut (1), umfassend ein längliches Gehäuse (12), an dessen Stirnseiten (13) orthogonal zur Längsachse (X) des Gehäuses (12) eine Einlauföffnung (14) und eine Auslauföffnung (16) vorgesehen sind, wobei das Walzgut (1) durch die Einlauföffnung (14) in einen Innenraum (I) des Gehäuses (12) hinein und durch die Auslauföffnung (16) aus dem Innenraum (I) des Gehäuses (12) heraus bewegbar ist, wobei das Gehäuse (12) als Erwärmungsraum dient, wenn das Walzgut (1) sich innerhalb des Gehäuses (12) befindet oder durch das Gehäuse (12) hindurch bewegt wird, einen Strömungskanal (18), der im Innenraum (I) des Gehäuses (12) vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmbar ist, wobei an den Strömungskanal (18) eine Vielzahl von Düsen (20) angeschlossen sind, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts (1) ausbringbar ist, wobei der Strömungskanal (18) eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) vorgesehene Fluidzuführung (Z) und der Innenraum (I) des Gehäuses (12) einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung (14) des Gehäuses (12) vorgesehenen Fluidauslass (A) aufweist, und eine Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (22), die fluidtechnisch mit dem Fluidauslass (A) des Gehäuses (12) wirkverbunden ist, so dass das Fluid, wenn an dem Fluidauslass (A) ein von der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (22) erzeugter Unterdruck anliegt, aus dem Innenraum (I) des Gehäuses (12) herausgesaugt wird und es in Folge des Unterdrucks zu einem Durchströmen des Strömungskanals (18) mit dem Fluid von seiner Fluidzuführung (Z) in Richtung des Fluidauslasses (A) des Gehäuses (12) kommt.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) strombeaufschlagte Spulen (24) angeordnet sind, wobei das Walzgut (1) mittels der strombeaufschlagten Spulen (24) induktiv erwärmbar ist, vorzugsweise, dass die strombeaufschlagten Spulen (24) zumindest an einer Oberseite (12.1) und/oder an einer Unterseite (12.2) des Gehäuses (12) vorgesehen sind, so dass das Walzgut (1) zwischen den Spulen (24) hindurch bewegbar ist.
3. Vorrichtung (10) zum Erwärmen von Walzgut (1), umfassend ein längliches Gehäuse (12), an dessen Stirnseiten (13) orthogonal zur Längsachse (X) des Gehäuses (12) eine Einlauföffnung (14) und eine Auslauföffnung (16) vorgesehen sind, wobei das Walzgut (1) durch die Einlauföffnung (14) in einen Innenraum (I) des Gehäuses (12) hinein und durch die Auslauföffnung (16) aus dem Innenraum (I) des Gehäuses (12) heraus bewegbar ist, wobei das Gehäuse (12) als Erwärmungsraum dient, wenn das Walzgut (1) sich innerhalb des Gehäuses (12) befindet oder durch das Gehäuse (12) hindurch bewegt wird, einen Strömungskanal (18), der im Innenraum (I) des Gehäuses (12) vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmbar ist, wobei an den Strömungskanal (18) eine Vielzahl von Düsen (20) angeschlossen sind, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts (1) ausbringbar ist, wobei der Strömungskanal (18) eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) vorgesehene Fluidzuführung (Z) und der Innenraum (I) einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung (14) des Gehäuses (12) vorgesehenen Fluidauslass (A) aufweisen, und strombeaufschlagte Spulen (24), die angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) angeordnet sind, wobei das Walzgut (1) mittels der strombeaufschlagten Spulen (24) induktiv erwärmbar ist, vorzugsweise, dass die strombeaufschlagten Spulen (24) an einer Oberseite (12.1) und/oder an einer Unterseite (12.2) des Gehäuses (12) vorgesehen sind, so dass das Walzgut (1) zwischen den Spulen (24) hindurch bewegbar ist.
4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die strombeaufschlagten Spulen (24) - in der Bewegungsrichtung des Walzguts (1) gesehen - stromabwärts von der Fluidzuführung (Z) des Strömungskanals (18) angeordnet sind.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) mit ihrer jeweiligen Austrittsöffnung nach innen in Richtung des Zentrums des Gehäuses (12) ausgerichtet sind.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) an zumindest einer Stelle des Gehäuses (12) entlang von dessen Längsachse (X) derart angeordnet sind, dass eine Oberseite (2) und/oder eine Unterseite (3) des Walzguts (1) vollständig mit dem aus den Düsen (20) ausgebrachten Fluid angeströmt werden.
7. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) an zumindest einer Stelle des Gehäuses (12) entlang von dessen Längsachse (X) derart angeordnet sind, dass die seitlichen Ränder des Walzguts (1) entlang von dessen Längserstreckung vollständig mit dem aus den Düsen (20) ausgebrachten Fluid angeströmt werden.
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) an zumindest einer Stelle des Gehäuses (12) entlang von dessen Längsachse (X) in einer Ebene orthogonal zur Bewegungsrichtung des Walzguts (1) das Walzgut (1) umschließen, so dass das Walzgut (1) von dem aus den Düsen (20) ausgebrachten Fluid von allen Seiten her angeströmt wird.
9. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) mit ihrer jeweiligen Düsenachse (DA) entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Walzguts (1) und in einem Winkel (W) zur Vertikalen ausgerichtet sind.
10. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) entlang der Längsachse (X) des Gehäuses (12) angeordnet sind, wobei die Düsen (20) oberhalb des Walzguts (1) und/oder unterhalb des Walzguts (1) und/oder angrenzend an dessen seitlichen Rändern (R) angeordnet sind.
11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) in einer oder mehreren Düsenreihen (DR1-DR6) angeordnet sind, wobei die einzelnen Düsenreihen (DR i ) jeweils quer zur Längsachse (X) des Gehäuses (12) und somit über die Breite (B) des Gehäuses (12) verlaufen.
12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass an der Oberseite (2) und/oder an der Unterseite (3) des Walzguts (1) die Düsen (20) in jeweils aneinander angrenzend angeordneten und aufeinanderfolgenden Düsenreihen (DR1 - DR6) jeweils versetzt zueinander positioniert sind, so dass - in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche des Walzguts (1) gesehen - die Projektion (P) einer Düse (20) von einer Düsenreihe orthogonal zu dieser Düsenreihe, d.h. parallel zur Bewegungsrichtung des Walzguts, in einer daran angrenzenden Düsenreihe auf einen Zwischenraum von zwei Düsen (20) dieser angrenzenden Düsenreihe trifft.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die an den Strömungskanal (18) angeschlossenen Düsen (20) in Bezug auf ihre jeweilige Austrittsöffnung derart ausgebildet sind, dass aus jeder Düse (20) entlang der Längsachse (X) des Gehäuses (12) der gleiche Volumenstrom an Fluid ausbringbar ist.
14. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass innerhalb des Gehäuses (12) eine von einem Motor (M) angetriebene Transporteinrichtung (26) für das Walzgut (1) installiert ist, mit bzw. auf der das Walzgut (1) durch das Gehäuse (12) hindurch entlang von dessen Längsachse (X) bewegbar ist.
15. Verfahren zum Erwärmen von Walzgut (1), bei dem das Walzgut (1) durch ein längliches Gehäuse (12), das an seinen Stirnseiten (13) orthogonal zur Längsachse (X) des Gehäuses (12) eine Einlauföffnung (14) und eine Auslauföffnung (16) für das Walzgut (1) aufweist, hindurch bewegt wird, wobei das Gehäuse (12) als Erwärmungsraum dient, wenn das Walzgut (1) sich innerhalb des Gehäuses (12) befindet oder durch das Gehäuse (12) hindurch bewegt wird, und hierzu das Gehäuse (12) einen Strömungskanal (18) aufweist, der im Innenraum (I) des Gehäuses (12) vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmt wird, wobei an den Strömungskanal (18) eine Vielzahl von Düsen (20) angeschlossen sind, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts (1) ausgebracht wird, wobei der Strömungskanal (18) eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) vorgesehene Fluidzuführung (Z) und der Innenraum (I) des Gehäuses (12) einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung (14) vorgesehenen Fluidauslass (A) aufweisen, wobei das Fluid durch den Strömungskanal (18) von der Fluidzuführung (Z) in Richtung des Fluidauslass (A) strömt, indem an den Fluidauslass (A) ein Unterdruck erzeugt wird und dadurch das Fluid aus dem Innenraum (I) des Gehäuses (12) herausgesaugt wird.
16. Verfahren zum Erwärmen von Walzgut (1), bei dem das Walzgut (1) durch ein längliches Gehäuse (12), das an seinen Stirnseiten (13) orthogonal zur Längsachse (X) des Gehäuses (12) eine Einlauföffnung (14) und eine Auslauföffnung (16) für das Walzgut (1) aufweist, hindurch bewegt wird, wobei das Gehäuse (12) als Erwärmungsraum dient, wenn das Walzgut (1) sich innerhalb des Gehäuses (12) befindet oder durch das Gehäuse (12) hindurch bewegt wird, und hierzu das Gehäuse (12) einen Strömungskanal (18) aufweist, der im Innenraum (I) des Gehäuses (12) vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmt wird, wobei an den Strömungskanal (18) eine Vielzahl von Düsen (20) angeschlossen sind, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts (1) ausgebracht wird, wobei der Strömungskanal (18) eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) vorgesehene Fluidzuführung (Z) und der Innenraum (I) des Gehäuses (12) einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung (14) des Gehäuses (12) vorgesehenen Fluidauslass (A) aufweisen, wobei das Walzgut (1) angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung (16) des Gehäuses (12) mittels strombeaufschlagter Spulen (24) induktiv erwärmt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16 , dadurch gekennzeichnet , dass das Verfahren mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Walzgut, und ein entsprechendes Verfahren, das mit einer solchen Vorrichtung durchgeführt werden kann. Im Allgemeinen ist es in der Prozesskette eines Warmwalzwerkes erforderlich, dass Brammen von der Umgebungstemperatur TR = 20°C innerhalb eines Ofens auf die nötige Walztemperatur erwärmt werden, welche bei ca. TW = 1250°C liegt. Während des Erwärmungsprozesses entstehen durch die Verbrennung eines Gasgemisches Abgase, welche eine spezifische Wärmemenge aus dem Ofen transportieren. Diese wird bei bekannten Anlagen teilweise bereits genutzt. Neben den Abgasen entsteht ebenfalls eine glühende Bramme, welche material- und oberflächenabhängig eine gewisse Wärme in Form der Strahlungswärme an die Umgebung abgibt. Die effiziente Nutzung der Strahlungswärme ist ebenfalls in Bezug auf ein Warmwalzwerk bekannt. Nach dem Stand der Technik (M. Sprecher et.al.: „Abwärmenutzungspotenziale in Anlagen integrierter Hüttenwerke der Stahlindustrie“; Abschlussbericht, Umweltbundesamt, Januar 2019, ISSN 1862-4804) ist bei Warmwalzwerken die Nutzung von Abgasen bekannt, beispielsweise, um die kalte Brennluft in einem Rekuperator vorzuheizen, der den Ofenbrennern vorgeschaltet ist. In solchen Einrichtungen wird die Temperatur der ausströmenden Abgase von ca. 1250°C auf 300°C reduziert. Die einströmende, kalte Brennluft wird entsprechend erwärmt dem Prozess zugeführt. Zudem ist es beispielsweise aus dem Dokument JP 2017206726-A bekannt, dass es für die vorstehend genannte Technologie besondere Regelkreise gibt, welche die Effizienz der Wärmeübertragung erhöhen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erwärmung von Walzgut zu optimieren. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und von Anspruch 3, sowie durch ein mit den Merkmalen von Anspruch 15 bzw. 16 definiertes Verfahren gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Erwärmen von Walzgut, und umfasst ein längliches Gehäuse, an dessen Stirnseiten orthogonal zur Längsachse des Gehäuses eine Einlauföffnung und eine Auslauföffnung vorgesehen sind, wobei das Walzgut durch die Einlauföffnung in einen Innenraum des Gehäuses hinein und durch die Auslauföffnung aus dem Innenraum des Gehäuses heraus bewegbar ist, wobei das Gehäuse als Erwärmungsraum dient, wenn das Walzgut sich innerhalb des Gehäuses befindet oder durch das Gehäuse hindurch bewegt wird. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Strömungskanal, der im Innenraum des Gehäuses vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmbar ist, wobei an den Strömungskanal eine Vielzahl von Düsen angeschlossen sind, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts ausbringbar ist, wobei der Strömungskanal eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung des Gehäuses vorgesehene Fluidzuführung und der Innenraum des Gehäuses einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung vorgesehenen Fluidauslass aufweist, und eine Unterdruck-Erzeugungseinrichtung, die fluidtechnisch mit dem Fluidauslass des Gehäuses wirkverbunden ist, so dass das Fluid, wenn an dem Fluidauslass ein von der Unterdruck-Erzeugungseinrichtung erzeugter Unterdruck anliegt, aus dem Innenraum des Gehäuses herausgesaugt wird und es in Folge des Unterdrucks zu einem Durchströmen des Strömungskanals mit dem Fluid von seiner Fluidzuführung in Richtung des Fluidauslasses des Gehäuses kommt. In gleicher Weise sieht die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Erwärmen von Walzgut vor, bei dem das Walzgut durch ein längliches Gehäuse, das an seinen Stirnseiten orthogonal zur Längsachse des Gehäuses eine Einlauföffnung und eine Auslauföffnung für das Walzgut aufweist, hindurchbewegt wird. Hierbei dient das Gehäuse als Erwärmungsraum, wenn das Walzgut sich innerhalb des Gehäuses befindet oder durch das Gehäuse hindurchbewegt wird. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse einen Strömungskanal auf, der im Innenraum des Gehäuses vorgesehen ist und von Fluid insbesondere in Form von heißem Abgas durchströmt wird. An den Strömungskanal sind eine Vielzahl von Düsen angeschlossen, aus deren jeweiligen Austrittsöffnungen das Fluid auf eine Oberfläche des Walzguts ausgebracht wird, wobei der Strömungskanal eine angrenzend oder in der Nähe der Auslauföffnung des Gehäuses vorgesehene Fluidzuführung und der Innenraum des Gehäuses einen angrenzend oder in der Nähe der Einlauföffnung vorgesehenen Fluidauslass aufweisen. Bei diesem Verfahren strömt das Fluid durch den Strömungskanal von seiner Fluidzuführung in Richtung des Fluidauslass des Gehäuses, indem an dem Fluidauslass des Gehäuses ein Unterdruck erzeugt wird und dadurch das Fluid aus dem Innenraum des Gehäuses herausgesaugt wird. Der vorliegenden Erfindung gemäß der vorstehend genannten Vorrichtung und des vorstehend genannten Verfahrens zum Erwärmen von