VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG VON HALBZEUG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein verfahren zur Erzeugung von Halbzeug in Form dünner Metallstränge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Aus der EP 0 311 602 B1, von der die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 9 ausgehen, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dünner Metallstränge bekannt. Dabei wird ein an der Oberfläche gereinigtes Metallprofil beispielsweise in Form eines bandförmigen Stahlblechs (Mutterband) mit einer Dicke von 0,1-1,4 mm kontinuierlich durch den Boden eines mit einer artgleichen Stahlschmelze gefüllten Schmelzenbehälters geführt. Hierzu ist eine schlitzartige Öffnung im Boden des Schmelzenbehälters vorgesehen, die mit einer Dichteinrichtung versehen ist, um den Austritt von Schmelze zu verhindern. Die Temperatur der Schmelze liegt in der Nähe der Liquidustemperatur T_liq. Das Stahlband wird mit einer konstanten Geschwindigkeit durch die Schmelze bewegt und nach oben aus der Schmelze herausgeführt. Rufgrund seines niedrigen Wärmeinhalts (Bandtemperatur etwa gleich Raumtemperatur) bildet sich auf der Oberfläche des Stahlbandes eine anhaftende Schicht aus kristallisierter und noch flüssiger Schmelze aus. Die Dicke dieser Schicht kann ein Mehrfaches der Dicke des ursprünglichen Mutterbandes betragen. Sie hängt insbesondere ab von der Verweilzeit in der Schmelze (Geschwindigkeit des Mutterbandes), von der Schmelzentemperatur (Temperaturdifferenz zur Solidustemperatur T_sol), von der Schmelzwärme und der spezifischen Wärme des eingesetzten Werkstoffs und von der Mutterbanddicke. Die Verfahrensführung muß hierbei so erfolgen, daß ein Wiederaufschmelzen von bereits anhaftendem Kristallisat vermieden wird. Unter dieser Voraussetzung besteht über die Banddicke gesehen ein Temperaturgradient. Während der Bewegung durch das Schmelzbad ist die Temperatur im Inneren des Mutterbandes am niedrigsten und steigt zum Rand hin an. Ein qualitativ gleichartiger Temperaturverlauf liegt auch in der anhaftenden Schicht vor. Im äußersten Bereich der Schicht liegt genau die Liquidustemperatur T_liq vor.

[0003] Die anhaftende Schicht hat zunächst eine gemischte Zusammensetzung aus gebildetem Kristallisat und dazwischen bestehender schmelzflüssiger Phase (mushy zone). Der Anteil der schmelzflüssigen Phasen nimmt nach außen hin zu. Nach Verlassen des Schmelzbads kühlt die anhaftende Schicht ab, wobei sich das bis dahin bestehende Temperaturgefälle umkehrt. Es kommt zu einer vollständigen Durcherstarrung der anhaftenden Schicht.

[0004] Aus der EP 0 311 602 B1 ist es auch bekannt, ein in der vorstehend beschriebenen Weise zu erzeugendes Halbzeug nach Verlassen des Schmelzbads in einer gegen Oxidation schützenden Atmosphäre bis zum Erkalten oder bis zum Eintritt in eine Verformungsmaschine zu halten, in der das Halbzeug einem Warm- und/oder Kaltformgebungsprozeß unterworfen wird. Ein Teil der dabei erzeugten Fertigproduktmenge wird dann als Mutterband wieder an den Anfang des Verfahrens zurückgeführt und erneut durch das Schmelzbad hindurchgeführt.

[0005] In bezug auf die Erzeugung von Stahlbandmaterial steht der praktischen Anwendung dieses Verfahrens bisher ein entscheidendes Hindernis im Wege. Die Abnehmer von qualitativ hochwertigem Kalt- oder Warmband verlangen vom Produzenten unter anderem die Einhaltung einer Schwankungsbreite der Blechdicke, die bei höchstens 2 % der Nenndicke liegt. Mit dem bisherigen Verfahren läßt sich eine derartig enge Toleranz nicht sicher einhalten. Bestehende Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Bandes, die nach dem Verlassen des Schmelzbads bestehen und die vorgeschriebene Höchstgrenze überschreiten, lassen sich durch nachfolgende Umformvorgange nämlich praktisch nicht mehr beseitigen. Dies liegt daran, daß aufgrund des extremen Flachheitsgrads des im Walzprozeß eingesetzten Halbzeugs (Breite/Decke-Verhältnis mindestens 60) die Umformung (bei abnehmender Dicke) praktisch nur in Längsrichtung erfolgt und keine nennenswerte Breitung mehr eintritt. Bestehende Dickenunterschiede entlang einer Linie quer zur Bandlangsrichtung bleiben daher - relativ gesehen - unverändert bestehen.

[0006] In der EP 0 311 602 B1 ist eine zweite Verfahrensvariante beschrieben, bei der das Mutterband in umgekehrter Weise von oben in das Schmelzbad eingeführt und durch den Boden des Schmelzengefaßes wieder abgezogen wird. Bei dieser Ausführungsform ist das Problem der Bodenabdichtung besonders gravierend, da die Austrittsrichtungen der Schmelze und des Bandmaterials gleich sind und infolge dessen nicht nur ein dynamischer Dichteffekt fehlt, sondern darüber hinaus sogar ein negativer, die Austrittsneigung der Schmelze unterstützender "Mitnahmeeffekt" festzustellen ist. Aus diesem Grunde ist eine besondere Abdichtungseinrichtung in Form eines Dichtrollenpaares im Bodenbereich des Schmelzengefäßes erforderlich. Dieses Dichtrollenpaar bewirkt ein drastisches Zusammendrücken der "mushy zone" und damit ein Herausquetschen großer Teile der flüssigen Phase aus dem bereits gebildeten "schwammartigen" Kristallisatgebilde. Das hat zur Folge, daß die Dicke der erzielbaren anhaftenden Schicht gegenüber der ersten Verfahrensvariante erheblich geringer ist. Allein schon aus wirtschaftlichen Erwägungen kommt daher eine solche Verfahrensführung für eine praktische Anwendung kaum in Frage.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die geforderte Blechdickentoleranz von maximal 2 % sicher eingehalten werden kann, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die grundsätzlich auch für die Herstellung andersartiger Profile (z.B. runde oder beliebig polygone Querschnittsformen) geeignet ist, weist die Merkmale des Patentanspruchs 9 auf und ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 10 bis 14 in vorteilhafter Weise ausgestaltbar.

[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der einzigen Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer für das Verfahren geeigneten Vorrichtung näher erläutert.

[0010] Als Mutterblech wird ein Blechcoil 12 eingesetzt, das mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgewickelt wird. Mit dem Bezugszeichen 11 ist eine Bandschweißanlage bezeichnet, die das Ende eines bereits abgewickelten Coils mit einem neuen Coil 12 verbindet, um einen kontinuierlichen Verfahrensablauf zu ermöglichen. Bei 7 ist eine Bandspeicheranlage angedeutet, die einen kurzfristig eintretenden Stillstand des Bandnachschubs während des Schweißvorgangs bei einem Coilwechsel auffangen kann, so daß der Produktionsbetrieb nicht unterbrochen wird. Im Produktionsfluß hinter der Bandspeicheranlage 7 ist eine Bandreinigung 6 angeordnet, in der die Oberfläche des eingesetzten Mutterbandes metallisch rein gemacht wird. Ein Transportrollenpaar 2 sorgt dafür, daß das Mutterband, das ein Breite/Dicke-Verhältnis von mindestens 60, vorzugsweise von mindestens 100 bat, mit einer gleichbleibenden vorgewählten Geschwindigkeit durch eine entsprechende schlitzartige öffnung im Boden des Schmelzenbehälters 1 in die Schmelze 3 geführt wird. Das Mutterband hat einen sehr geringen Wärmeinhalt, da es beispielsweise Raumtemperatur aufweist. Die Schmelze 3 (z.B. Stahl) besteht aus dem gleichen Werkstoff wie das Mutterband. Eine Abdichtung, die am Boden des Schmelzenbehälters 1 angeordnet ist, ist in der Figur nicht gesondert dargestellt. Während das Mutterband von unten nach oben durch die Schmelze 3 geführt wird, kristallisiert eine mit zunehmender Verweilzeit (d.h. mit Annäherung an den Schmelzbadspiegel) wachsende Schicht an, da das Mutterband in seiner unmittelbaren Umgebung der Schmelze 3 Wärme entzieht, wobei es sich erwärmt. Die Schmelze 3 wird ansonsten auf einer Temperatur von z.B. 10 K über der Liquidustemperatur gehalten. Durch eine nicht dargestellte Einspeisung wird die Höhe des Schmelzbadspiegels auf einem gleichbleibenden Wert gehalten. Unter Berücksichtigung dieser und weiterer Parameter (insbesondere Solidustemperatur, Schmelzwärme, spezifische Wärme des Schmelzenwerkstoffs) ist die Bandgeschwindigkeit über die Transportrollen 2 vorzugsweise so eingestellt, daß das Mutterband mit der anhaftenden Schicht beim Verlassen der Schmelze 3 eine 3- bis 7-mal so große Dicke hat wie das ursprüngliche Mutterband.

[0011] Oberhalb des Schmelzbadspiegels ist eine Glättwalzeinrichtung in Form eines nebeneinander angeordneten Glättwalzenpaares 4 positioniert. Der Abstand dieses Glättwalzenpaares 4 von dem Schmelzbadspiegel ist dadurch veränderlich, daß die Höhenlage des Glättwalzenpaares 4 z.B. durch eine elektromechanische oder hydraulische Verstelleinrichtung, die durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist, einstellbar ist. Der Mindestabstand des Glättwalzenpaares 4 von dem Schmelzbadspiegel betraut etwa 0,5 m, der maximale Abstand 5 m. Die Höhenlage wird so gewählt, daß der Glättstich an einer Stelle stattfindet, an der die am Mutterband anhaftende Schicht einerseits zwar schon relativ weit durcherstarrt ist, aner andererseits in ihrer Außenzone noch ausreichende Anteile an flüssiger Phase aufweist die einen problemlosen Materialfluß auch quer zur Längsrichtung des Mutterbandes ermöglichen. Es kommt also auf ein möglichst günstiges Mengenverhältnis der festen zur flüssigen Phase an. Als Regelgröße hierfür kann die Durchschnittstemperatur in der ankristallisierten Schicht herangezogen werden. Die Glättung soll erfindungsgemäß bei einer Temperatur T_gl erfolgen, die folgender Beziehung genügt:

[0012] Darin bedeutet a einen Faktor im wertebereich von 0,1 - 0,8, vorzugsweise im Bereich 0,2 - 0,4. Je niedriger a ist, um so höher ist der durcherstarrte Anteil. Die untere Grenze ist insofern als kritisch anzusehen, als im Falle von Störungen leicht eine völlige oder nahezu völlige Durcherstarrung eintreten kann, die einen Ausgleich etwa bestehender größerer Banddickendifferenzen unmöglich machen würde. Die obere Grenze des Wertes a ist in erster Linie wirtschaftlich bedingt. Aufgrund des hohen Anteils an schmelzflüssiger Phase wurde wegen der vertikalen Fuhrung des Bandmaterials ein erheblicher Teil nach unten abgequetscht werden, so daß die Ausbringung sich entsprechend verringern würde. Zur Erleichterung der Einstellarbeiten kann im Verstellbereich des Glättwalzenpaares 4 eine nicht dargestellte Strangoberflächentemperatur-Meßeinrichtung vorgesehen sein. Das Glättwalzenpaar 4 wird zweckmäßigerweise mit einer inneren Fluidkühlung (z.B. Wasserkühlung) versehen. Die durch den Glättstich angestrebte Dickenabnahme des Metallstrangs sollte in einem Bereich von 5 - 15 % liegen.

[0013] Um eine für die nachfolgende Weiterverarbeitung des erzeugten Halbzeugs störende Oxidation der Strangoberfläche zu vermeiden, ist die anhaftende Schicht des Mutterbandes durch eine Einhausung 5, die mit einer inerten Atmosphäre geflutet werden kann, gegen den Zutritt von Luftsauerstoff geschützt. Die Einhausung 5 schließt unmittelbar an den Schmelzenbehälter 1 an und hüllt auch das Glättwalzenpaar 4 mit ein. Um eine unerwünscht schnelle Abkühlung der anhaftenden Schicht und damit eine zu weitgehende Durcherstarrung zu vermeiden, kann im Bedarfsfall insbesondere im Bereich der Verstellung der Glättwalzeinrichtung 4 vorgesehen sein, daß zumindest Teile der Wände der Einhausung 5 mit einer thermischen Isolierung versehen sind. Im übrigen ist es zweckmäßig, die Wände der Einhausung 5 als Kühlwände, insbesondere als von innen fluidgekühlte (z.B. Wasserkühlung) Wände auszuführen. über die Steuerung der Kühlmitteltemperatur läßt sich dann nämlich in der sich hinter der Glättwalzeinrichtung 4 anschließenden Kühlzone 8 eine kontrollierte Kühlung des erzeugten Halbzeugs realisieren, die zu besonders günstigen Werkstoffeigenschaften führt. Ähnlich wie bei einer Kontiglühe wird das bandförmige Material in einem mittleren Abschnitt der Kühlzone 8 durch entsprechende Umlenkrollen in Schleifen geführt, so daß in dieser Zone eine entsprechend längere Verweilzeit eintritt. Nachdem der erzeugte Metallstrang eine hinreichende Abkühlung erfahren hat, verläßt er die Einhausung 5 mit ihrer inerten Atmosphäre und kann z.B. durch eine elektrostatische Einöleinrichtung 9 eingeölt und vor Korrosion geschützt werden. Das Material wird anschließend kontinuierlich zu einem Coil 13 aufgewickelt. Das Coil 13 wird nach Erreichen eines bestimmten Gewichts mittels einer Schere 10 vom übrigen Strang abgetrennt und zur Weiterverarbeitung in ein Warm- oder Kaltwalzwerk abtransportiert.

[0014] Es ist selbstverständlich auch möglich, wie dies bereits in der EP 0 311 602 B1 beschrieben ist, die Weiterverarbeitung unmittelbar anzuschließen. In diesem Fall kann die Abkühlung bei Bedarf zur Einsparung von Wärmeenergie bereits weit oberhalb der Raumtemperatur unterbrochen und die Einhausung mit inerter Atmosphäre bis zur anschließenden Umformmaschine geführt werden.

[0015] Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels, bei dem auf das in der Figur dargestellte Anlagenschema Bezug genommen wird, näher erläutert.

[0016] Ein Kaltband aus einem Stahl X60 mit
   0,16 % C
   0,35 % Si
   1,30 % Mn
   0,013 % P
   0,003 % S
   0,041 % Al
   0,025 % Nb
   0,0092 % N
   Rest Eisen und übliche Verunreinigungen,
das eine Dicke Von 0,5 mm und eine Breite von 1000 mm aufwies, trat nach einer Entfettung in einem Beizbad 6 mit Hilfe eines Treibrollenpaares 2 senkrecht durch den Boden eines mit flüssigem Stahl gefüllten Schmelzengefäßes 1 ein. Die Schmelze wies eine mit dem Stahlband vergleichbare Analyse auf. Dem Schmelzengefäß 1 wurde aus einem nicht dargestellten Verteiler kontinuierlich flüssiger Stahl zugeführt. Die Höhe des Schmelzbads 3 und die Geschwindigkeit des Stahlbandes sind die Regelgrößen, um die gewünschte Kontaktzelt zwischen dem Stahlband und dem Schmelzbad 3, die im vorliegenden Fall etwa 2 sek betragen sollte, einzustellen. Da die Bandgeschwindigkeit bei 1 m/s lag, wurde daher eine Schmelzbadhöhe von 2 m permanent eingehalten. In der Stahlschmelze 3, die eine Temperatur von ca. 1512°C aufwies, kam es beim Durchlauf des Stahlbandes zu einer Aufkristallisation in einer Dicke von insgesamt etwa 2,5 mm, so daß die Gesamtdicke des Stahlbandes beim Austritt aus der Stahlschmelze 3 etwa 3 mm betrug. Dieses Stahlband mit "teigiger" Oberfläche (zwei Phasen: Schmelze und Kristalle) wurde dann entsprechend der Formel

(hier a = 0,5 gewählt) mit einer Durchschnittstemperatur von T = 1497°C + 0,5 x (1507°C - 1497°C) = 1502°C in der aufgewachsenen Schicht in das vertikal verschiebbare Glättwalzwerk 4, das in einer mit z.B. Argon gefüllten und kontrolliert gekühlten Einhausung 5 angeordnet war, eingeführt, wo seine maximale Dicke um ca. 17 % (0,5 mm) reduziert und seine Oberflächenrauhigkeit weitestgehend abgebaut wurde. Für die vorliegenden Verhältnisse erwies sich zum Erreichen des angestrebten Zieles eine integrale Temperatur von 1502°C für die Durchführung des erfindungsgemäßen Glättstichs als besonders günstig. Das Glättwatzwerk 4 wurde daher in seiner vertikalen Position so eingestellt, daß diese Temperatur auf der Eintrittsseite in das Glättwalzwerk unter den vorliegenden Abkühlbedingungen gegeben war. Der durchgeführte Glättstich führte zu einem vollständig lunkerfreien und in seiner Schichtung optimal verschweißten Stahlband mit einer gleichförmigen Dicke von ca. 2,5 mm. Die vorhandene Abweichung der tatsächlichen Banddicke von der Sollbanddicke lag mit nur 1,6 % noch deutlich unter dem maximal zulässigen Wert von 2 % für Warmband, das kalt weiterverarbeitet werden soll. Nach dem Austritt aus dem Glättwalzwerk 4 wurde das Stahlband, das weiterhin durch eine Argonatmosphäre vor Oxidation geschützt war, in dem wassergekühlten Dom der Einhausung 5 einer kontrollierten Abkühlung unterzogen und nach Durchlaufen eines ebenfalls gekühlten und mit Argon gefüllten Pufferraums (Kühlzone 8) einer Wickelstation 13 zugeführt. Anschließend wurde das Stahlband in einem nicht dargestellten Kaltwalzwerk auf eine Dicke von wiederum 0,5 mm ausgewalzt. Das so erzeugte Kaltband wies ausgezeichnete mechanisch-technologische Eigenschaften auf und erfüllte alle gestellten Qualitätsanforderungen. Etwa 20 % der laufend erzeugten Produktionsmenge wurden wieder als Eingangsmaterial in den Prozeß zurückgeführt.

[0017] Mit der vorliegenden Erfindung ist es auf überraschend einfache Weise möglich, einen bandförmigen Metallstrang zu erzeugen, der hinsichtlich seiner Form- und Oberflächentoleranz außerordentlich präzise (Abweichung des Profils und der Dicke über die Bandlänge unter 2 %) ist. Gleichzeitig gewährleistet dieses Verfahren eine durchgehend sichere Verschweißung der anhaftenden Schicht mit dem Mutterblech. Durch die Möglichkeit einer kontrollierten Abkühlung läßt sich ein Bandmaterial mit hervorragenden Werkstoffeigenschaften erzielen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Halbzeug in Form dünner Metallstränge` insbesondere aus Stahl, mit Dicken unter 20 mm, bei dem ein ungekühltes, gereinigtes Metallprofil (12) niedrigen Wärmeinhalts kontinuierlich von unten nach oben durch ein Schmelzbad (3) artgleichen Werkstoffs hindurchgeführt wird, wobei die Geschwindigkeit des Metallstrangs (12) in Abhängigkeit von der Höhe des Schmelzbads (3) so eingestellt wird, daß durch Ablagern von Kristallen und Schmelze auf dem Metallprofil (12) eine Strangdicke entsteht, die mindestens dem Dreifachen der ursprünglichen Dicke des Metallprofils (12) entspricht und wobei ferner während der Erzeugung des Metallstrangs eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung von Halbzeug mit einem Breite/Dicke-Verhältnis von über 60 und einer Schwankung der Strangdicke von maximal 2 % dar Metallstrang nach Verlassen des Schmelzbades einem Glättstich unterzogen wird, wenn die Durchschnittstemperatur in der ankristallisierten Schicht des Metallstrangs T_gl die Beziehung erfüllt:

   mit a = 0,1 - 0,8
   T_sol = Solidustemperatur
   T_liq = Liquidustemperatur.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Faktor a im Wertebereich von 0,2 - 0,4 liegt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dickenabnahme beim Glättstich im Bereich von 5 - 15 % liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Erzeugung von Stahlsträngen die Geschwindigkeit bei der Hindurchführung des Metallprofils durch das Schmelzbad (3) so eingestellt wird, daß das Verhältnis der Strangdicke zur ursprünglichen Stahlprofildicke im Bereich von 3 - 7 liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung des Metallstrangs bis zum Glättstich durch Beeinflussung der Wandtemperatur einer Einhausung (5) der Umgebung des Schmelzbades (3) und des herausgeführten Metallstrangs gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung im Sinne einer Verlangsamung der natürlichen Abkühlung erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung im Sinne einer Beschleunigung der natürlichen Abkühlung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallstrang nach Durchführung des Glättstichs einer kontrollierten Abkühlung unterworfen wird.

9. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Schmelzenbehälter (1), in dessen Boden eine mit einer den Austritt von Schmelze verhindernden Dichteinrichtung versehene öffnung für die Einführung eines Metallprofils angeordnet ist, ferner mit einer Transporteinrichtung (2) zum kontinuierlichen Hindurchführen des Metallprofils durch die Vorrichtung und mit einer Einhausung (5), die den Austrittsbereich des Metallprofils aus der Schmelze (3) und eine daran anschließende Kühlzone (8) für den Metallstrang überdeckt und mit einer inerten Atmosphäre füllbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Einhausung (5) in einem Abstand von 0,5 - 5 m von dem Badspiegel der Schmelze (3) eine Glättwalzeinrichtung (4) angeordnet ist und daß der Abstand der Glättwalzeinrichtung (4) vom Badspiegel veränderlich ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung schlitzartig ausgeführt ist für die Einführung eines bandförmigen Blechs mit einem Breite/Dicke-Verhältnis von mindestens 60 und daß die Glättwalzeinrichtung (4) als nebeneinander angeordnetes Glättwalzenpaar ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenlage der Glättwalzeinrichtung (4) elektromechanisch oder hydraulisch verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einhausung (5) im Bereich der Höhenverstellzone der Glättwalzeinrichtung (4) zumindest teilweise mit thermisch isolierenden Wänden ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wände der Einhausung (5) zumindest in Teilbereichen als fluidgekühlte Kühlwände ausgeführt sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Höhenverstellzone der Glättwalzeinrichtung (4) mindestens eine Einrichtung zur Messung der Oberflächentemperatur des Metallstrangs angeordnet ist.

Claims

1. A method for the production of semi-finished product in the form of thin metal billets, in particular of steel, having thicknesses of below 20 mm, in which an uncooled, cleaned metal profile (12) of low heat content is moved continuously through from bottom to top through a melt bath (3) of the same type of material, the speed of the metal billet (12) being set dependent on the height of the melt bath (3) such that by depositing crystals and melt on the metal profile (12) a billet thickness is produced which is at least three times the original thickness of the metal profile (12) and wherein furthermore an inert atmosphere is maintained during the production of the metal billet, characterised in that in order to produce semi-finished product having a width/thickness ratio of more than 60 and a fluctuation in billet thickness of at most 2% the metal billet after leaving the melt bath is subjected to a smoothing pass when the average temperature in the initially crystallised layer of the metal billet T_gl satisfies the relationship:

   in which a = 0.1 - 0.8
   T_sol = solidus temperature
   T_liq = liquidus temperature.

2. A method according to Claim 1, characterised in that the factor a lies in the range of values 0.2 - 0.4.

3. A method according to one of Claims 1 to 2, characterised in that the reduction in thickness during the smoothing pass lies in the range of 5 - 15%.

4. A method according to one of Claims 1 to 3, characterised in that when producing steel billets the speed when guiding the metal profile through the melt bath (3) is set such that the ratio of the billet thickness to the original steel profile thickness is in the range of 3 - 7.

5. A method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the cooling of the metal billet until the smoothing pass is controlled by influencing the wall temperature of a housing (5) for the environment of the melt bath (3) and the metal billet which is guided out.

6. A method according to Claim 5, characterised in that the control is effected by decelerating the natural cooling.

7. A method according to Claim 5, characterised in that the control is effected by accelerating the natural cooling.

8. A method according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the metal billet is subjected to controlled cooling once the smoothing pass has been performed.

9. An apparatus, in particular for performing the method according to Claim 1, with a melt vessel (1), in the base of which an opening, provided with a sealing means which prevents the emergence of melt, is arranged for introducing a metal profile, and also with a transport means (2) for continuously guiding the metal profile through the apparatus, and with a housing (5) which covers the region in which the metal profile emerges from the melt (3) and a succeeding cooling zone (8) for the metal billet and can be filled with an inert atmosphere, characterised in that a smoothing rolling means (4) is arranged within the housing (5) at a distance from 0.5 - 5 m from the level of the melt bath (3) and that the distance of the smoothing rolling means (4) from the level of the bath is changeable.

10. An apparatus according to Claim 9, characterised in that the opening is slot-shaped for introducing a strip-shaped metal sheet with a width/thickness ratio of at least 60 and that the smoothing rolling means (4) is designed as a pair of smoothing rolls arranged next to one another.

11. An apparatus according to one of Claims 9 to 10, characterised in that the vertical position of the smoothing rolling means (4) is adjustable electro-mechanically or hydraulically.

12. An apparatus according to one of Claims 9 to 11, characterised in that the housing (5) in the region of the vertical adjustment zone of the smoothing rolling means (4) is designed at least partially with thermally isolating walls.

13. An apparatus according to one of Claims 9 to 12, characterised in that the walls of the housing (5) are designed at least in partial regions as fluid-cooled cooling walls.

14. An apparatus according to one of Claims 9 to 13, characterised in that at least one means for measuring the surface temperature of the metal billet is arranged in the region of the vertical adjustment zone of the smoothing rolling means (4).

Revendications

1. Procédé pour fabriquer des produits semi-finis sous forme de bandes métalliques minces en particulier en acier, ayant des épaisseurs inférieures à 20 mm, dans lequel un profilé métallique nettoyé non refroidi (12) de faible capacité calorique est guidé, de façon continue, de bas en haut, à travers un bain de fusion (3) d'une matière du même type, la vitesse de la bande métallique (12) étant réglée de façon dépendant de la hauteur du bain de fusion (3), de sorte que, par dépôt de cristaux et de matière en fusion sur le profilé métallique (12), il se crée une épaisseur de bande qui correspond au moins au triple de l'épaisseur initiale du profilé métallique (12) et, de plus, une atmosphère inerte étant maintenue pendant la fabrication de la bande métallique,
caractérisé en ce que, pour fabriquer un produit semi-fini ayant un rapport largeur/épaisseur supérieur à 60 et une variation de l'épaisseur de bande d'au maximum 2 %, la bande métallique est soumise, après avoir quitté le bain de fusion, à une passe de lissage lorsque la température moyenne dans la couche cristallisée de la bande métallique T_gl remplit la condition :

   avec a = 0,1 - 0,8
   T_sol = Température du solidus
   T_liq = Température du liquidus.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le facteur a se trouve dans la plage de valeurs de 0,2-0,4.

3. Procédé selon une des revendications 1 à 2,
caractérisé en ce que la diminution d'épaisseur lors de la passe de lissage vaut dans la plage de 5-15 %.

4. Procédé selon une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que, lorsque l'on fabrique des bandes en acier, la vitesse lors du passage du profilé métallique à travers le bain de fusion (3) est réglée de sorte que le rapport de l'épaisseur de la bande à l'épaisseur du profilé en acier initial se trouve dans la plage de 3-7.

5. Procédé selon une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que le refroidissement de la bande métallique jusqu'à la passe de lissage est commandé en influençant la température de paroi d'un coffrage (5) de l'environnement du bain de fusion (3) et de la bande métallique sortie.

6. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que la commande est effectuée dans le sens d'un ralentissement du refroidissement naturel.

7. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que la commande est effectuée dans le sens d'une accélération du refroidissement naturel.

8. Procédé selon une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que la bande métallique, après avoir réalisé la passe de lissage, est soumise à un refroidissement contrôlé.

9. Dispositif, en particulier pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, comportant un récipient de matière en fusion (1), dans le fond duquel il est prévu une ouverture, munie d'un dispositif d'étanchéité empêchant la sortie de la matière en fusion, pour l'introduction d'un profilé métallique, comportant de plus un dispositif de transport (2) pour faire passer de façon continue le profilé métallique à travers le dispositif, et un coffrage (5), qui recouvre la zone de sortie du profilé métallique hors du bain de fusion (3) et une zone de refroidissement s'y raccordant (8) pour la bande métallique et peut être rempli d'une atmosphère inerte,
caractérisé en ce que, à l'intérieur du coffrage (5), à une distance de 0,5-5 m de la surface de la matière en fusion (3), il est agencé un dispositif de lissage (4), et en ce que la distance du dispositif de lissage (4) à la surface du bain de fusion peut être modifiée.

10. Dispositif selon la revendication 9,
caractérisé en ce que l'ouverture est réalisée sous forme de fente pour l'introduction d'une tôle en forme de bande ayant un rapport largeur/épaisseur d'au moins 60, et en ce que le dispositif de lissage (4) est réalisé sous forme d'une paire de cylindres de lissage agencés l'un à côté de l'autre.

11. Dispositif selon une des revendications 9 à 10,
caractérisé en ce que la position en hauteur du dispositif de lissage (4) peut être réglée de façon électromécanique ou hydraulique.

12. Dispositif selon une des revendications 9 à 11,
caractérisé en ce que le coffrage (5), dans la zone de réglage en hauteur du dispositif de lissage (4), comporte, au moins partiellement, des parois thermiquement isolées.

13. Dispositif selon une des revendications 9 à 12,
caractérisé en ce que les parois du coffrage (5) sont réalisées, au moins dans des zones partielles, sous forme de parois refroidies par un fluide.

14. Dispositif selon une des revendications 9 à 13,
caractérisé en ce que, dans la zone de réglage en hauteur du dispositif de lissage (4), il est agencé au moins un dispositif pour mesurer la température de surface de la bande métallique.

Zeichnung