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Bandbehandlung

Big River Steel

Universale Glüh- und Feuerverzinkungslinie

Die Linie kann flexibel jährlich 476.500 Tonnen geglühtes oder feuerverzinktes Stahlband produzieren. Anspruchsvolle Stahlgüten sowie eine effiziente und flexible Produktion sind die Merkmale der Linie, in der erstmals das I-Furnace-Konzept implementiert wird.

Die universale Glüh- und Feuerverzinkungslinie kann flexibel zwei Produkte herstellen: geglühtes und feuerverzinktes Kaltband. Bedingt durch einen Drever-Ofen mit Ultra-Fast-Cooling- System können mit hohen Abkühlraten hochfeste Dualphasen- Güten bis DP 800 hergestellt werden.

Die neue Linie ermöglicht es Big River Steel, Stahlsorten wie CQ, DQ, DDQ und IF sowie hochfesten Stahl wie HSLA, DP und CP zu produzieren. Die Gesamtkapazität für verzinktes und geglühtes Material beträgt rund 476.500 Tonnen. Die Bänder werden in Dicken von 0,36 bis 3,0 Millimetern und Breiten von 900 bis 1.850 Millimetern bei einer Prozessgeschwindigkeit von bis zu 150 Metern pro Minute behandelt.

Die Bänder werden in einer horizontalen Reinigungssektion vorgereinigt. Die eigentliche Bandbehandlung beginnt mit dem Glühprozess im Drever-Ofen. Die Ofenanordnung umfasst eine vertikale Vorwärmsektion und einen vertikalen Direktbefeuerungsofen. Anschließend durchläuft das Band einen horizontalen Strahlrohrofen mit elektrisch beheiztem Haltebereich. Die Kühlung erfolgt in einer vertikalen Sektion mit Langsamkühlung und Ultra-Fast-Cooling-System.

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FEUERVERZINKEN ODER GLÜHEN

Nach dem Glühprozess können die Bänder auf zwei Arten bearbeitet werden. Im Galvanisierungsmodus fährt das Band durch einen Ofenrüssel in das heiße Zinkbad. Ein FOEN®- Abstreifdüsensystem stellt anschließend die erforderliche Zinkschichtdicke sehr präzise ein. Im Glühmodus wird dieser Galvanisierungsprozess durch Absenken des Zinkkessels umgangen, wozu eine kalte Umlenkrolle verwendet wird, die oberhalb des Zinkkessels angebracht ist. Zur Nachbehandlung stehen ein Dressiergerüst, ein Streckbiegerichter, eine horizontale Passivierung sowie eine Einölmaschine zur Verfügung. Der Drever-Ofen erfüllt strenge Umweltauflagen und verfügt über Technologien zur Energierückgewinnung. In der Vorheizzone werden die heißen Abgase der Brenner zum Aufwärmen des Bandes genutzt. Die Energie der Abluft der Brenner und der Strahlrohre wird genutzt, um die Verbrennungsluft zu erwärmen. Zur Reduktion der Stickoxide in den Abgasen wird ein spezielles System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR/Selective Catalytic Reduction) eingesetzt. Dadurch werden Werte für den NOx-Ausstoß von unter 60 mg/Nm³ erreicht.

 

I-FURNACE KONZEPT

Ein mathematisches Modell von Drever steuert den Glühprozess im kontinuierlichen Ofen. Weiterhin ist in der Linie ein IMPOC-Messgerät von EMG zur zerstörungsfreien Onlinemessung der Festigkeit installiert. Zusätzlich hat die SMS group ein Annealing Modell entwickelt. Das Modell optimiert mittels numerischer Methoden die individuellen Prozessparameter anhand der Anlagendaten, Produktdaten und Informationen über die Vorprozesse.

Die Kopplung dieser drei Elemente zum I-Furnace (Intelligent Furnace) ermöglicht eine Maximierung des Durchsatzes und führt zu Steigerungen in der Ausbringung von Materialien mit einer gleichmäßig hohen Bandqualität. Weiterhin bietet das Konzept das Potenzial durch eine verbesserte Prozesskontrolle, die Energieeffizienz oder nochmals den Durchsatz zu steigern, indem die Solltemperaturen innerhalb der Prozessfenster angepasst werden.

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Inline-Dressiergerüst

Mit der hydraulischen Anstellung, Arbeitswalzenbiegung und variablen Arbeitswalzendurchmessern werden alle Dressieraufgaben – speziell auch bei hochfesten Güten erfüllt.

Im Auslaufbereich der Bandbehandlungsanlage ist ein Inline- Dressierwalzwerk (ISPM) in Quartobauweise integriert, das im Nassdressiermodus arbeitet. Zur technischen Ausstattung gehört zudem eine Hochdruckwalzenreinigungseinrichtung. Die ISPM hat eine maximale Jahreskapazität von 484.000 Tonnen und dressiert Bänder im Breitenbereich bis maximal 1.850 Millimeter und Dicken von 0,28 bis 1,4 Millimetern. Der maximale Dressiergrad beträgt 2,5 Prozent.


HaubenglühE

Neben der Glüh- und Feuerverzinkungslinie errichtete die SMS group bei Big River Steel auch Haubenglühen zur Kaltbandbehandlung. Insgesamt wurden 24 Glühsockel installiert, die jährlich 413.000 Tonnen Stahl behandeln können. Die Haubenglühen wurden von der SMS group neu entwickelt und bei Big River Steel erstmals in Betrieb genommen.

OPTIMIERTE GASSTRÖME

In den Hauben werden die Kaltband-Coils im Batch-Verfahren geglüht und abgekühlt. Jeder Sockel kann mehrere Coils gleichzeitig bearbeiten. Die gestapelten Coils werden hierbei mit Konvektorplatten getrennt, die das Heiz- und Kühlergebnis erhöhen und die Bandkanten schützen. Die Umwälzung der Gase innerhalb der Schutzhüllen wurde mithilfe einer Computational Fluid Dynamics(CFD)-Simulation des Gasstroms optimiert.

Die Kohlenstoffstähle (CQ, DQ, EDDQ, HSLA) sowie nichtkornorientierte Silizium-Stähle (NGO-semi finished and motor laminated) werden unter 100 Prozent Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur von bis zu 750 Grad Celsius behandelt. An den gasbeheizten Heizhauben wird eine spezielle Low-NOx-Technik zur Einhaltung der strengen Umweltschutzregeln eingesetzt. Die Chargenkühlung erfolgt mit Luft und Wasser.

Die Automatisierung der Anlage besteht aus einer WINCCLeittechnik und einer Prozess-Intelligenz MOBAF. Die Prozess- Intelligenz umfasst die Level-3-Kopplung, das mathematische Glühmodell, die Materialverfolgung sowie eine Durchsatzoptimierung über die Verfügbarkeiten der Anlagenkomponenten und die Planung optimaler Chargen. Die Anlagenauslastung und Glühzeiten werden im Hinblick auf die Produktion in Abhängigkeit der Materialgüten optimiert.


Dressierwalzwerk

Mit einer maximalen Walzkraft von 18 Meganewton ist das neue Dressierwalzwerk von Big River Steel ein wahres Kraftpaket. Dadurch werden sehr hohe Dressiergrade von maximal 8,5 Prozent realisiert.

Die Quarto-Dressierwalzanlage ist für eine Jahreskapazität von 400.000 Tonnen ausgelegt. Auf ihr werden Bänder im Breitenbereich von 914 bis 1.880 Millimetern und im Dickenbereich von 0,28 bis zu 1,4 Millimetern nachgewalzt.

Als Teil der diskontinuierlichen Prozessroute ist das Dressiergerüst hinter den Haubenglühöfen angeordnet. Die Hauptfunktion besteht darin, die geglühten Kohlenstoff- und einen Teil der nicht-kornorientierten Siliziumbänder mit den erforderlichen Materialeigenschaften für die nachgelagerten Prozesse zu versehen. Dazu gehören die Harmonisierung der Fließgrenzen, die Einstellung der Bandrauheit und Planheit.

Das Dressierwalzwerk kann auf unterschiedliche Materialanforderungen flexibel reagieren. Dazu trägt der Betrieb mit verschiedenen Arbeitswalzendurchmessern bei. Die hohe Walzkraft von 18 Meganewton wird speziell für das Dressieren von Siliziumstahlgüten benötigt.