DE102020214427A1 - Method for producing a hot strip by means of a casting and rolling plant - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes mittels einer Gießwalzanlage. Warmbänder die bei einer zu niedrigen Haspeltemperatur zu einem Coil aufgewickelt werden, bilden eine Kaltverfestigung aus. Diese behindert den anschließenden Kaltwalzprozess. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Kaltverfestigung reduziert oder vermieden. Das Verfahren umfasst dabei eine Temperaturführung und eine gezielte Einstellung von Gefügebestandteilen bei der Umformung in den unterschiedlichen Herstellungsschritten.The invention relates to a method for producing a hot strip by means of a casting and rolling plant. Hot strips that are wound into a coil at a coiling temperature that is too low develop strain hardening. This hinders the subsequent cold rolling process. The work hardening is reduced or avoided by the method according to the invention. The method includes temperature control and a targeted setting of structural components during the forming in the different manufacturing steps.

Description

Gebiet:Area:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes mittels einer Gießwalzanlage.The invention relates to a method for producing a hot strip by means of a casting and rolling plant.

Stand der Technik:State of the art:

Zur Herstellung von Warmbändern mit Eigenschaften, die sich den Eigenschaften von Kaltbändern, insbesondere Abmessungen und / oder mechanische Eigenschaften, annähern, werden beispielsweise Gießwalzanlagen verwendet. Bei einem derartigen Gießwalz-Verfahren wird zunächst eine Bramme in der Stranggießanlage gegossen und diese dann im direkten Anschluss an den Strangguss zu einem Warmband ausgewalzt. Die mechanischen Eigenschaften des Warmbandes resultieren aus dem im fertigen Warmband vorliegenden Gefüge bzw. Mischgefüge. Die Ausprägung des Gefüges bzw. Mischgefüges wird dabei von der Temperaturführung ausgehend vom Strangguss in Verbindung mit der Umformung in der Walzstraße eingestellt.For the production of hot strips with properties that approximate the properties of cold strips, in particular dimensions and / or mechanical properties, casting and rolling plants are used, for example. In a casting and rolling process of this type, a slab is first cast in the continuous caster and this is then rolled out to form a hot strip directly after the continuous casting. The mechanical properties of the hot strip result from the structure or mixed structure present in the finished hot strip. The development of the structure or mixed structure is set by the temperature control starting from the continuous casting in connection with the forming in the rolling train.

Zur Vermeidung von einem unerwünschten Austenit / Ferrit-Mischgefüge liegt üblicherweise die Endwalztemperatur bei der Warmumformung des Warmbandes in der Walzstraße unterhalb der Austenit-Ferrit-Umwandlungstemperatur. Dadurch hat sich der Austenit vor der letzten Umformung zu Ferrit umgewandelt. Im Anschluss an den letzten Umformschritt wird das Warmband bei einer vergleichsweisen niedrigen Temperatur zu einem Coil aufgehaspelt. Aufgrund der niedrigen Temperatur des Warmbandes im Coil bildet sich ein stark kaltverfestigtes ferritisches Gefüge aus, welches keine ausreichenden Kaltumformeigenschaften für eine optimale Weiterverarbeitung in einer Kaltwalzstraße mehr aufweist. Insbesondere bei Warmbändern mit einer Dicke > 2,5 mm tritt diese Kaltverfestigung besonders häufig auf, da ab dieser Dicke die Stauchung bzw. Streckung in den Randbereichen des Bandes die Werkstoffgrenzen beim Aufhaspeln überschreitet.To avoid an unwanted austenite / ferrite mixed structure, the final rolling temperature during hot forming of the hot strip in the rolling train is usually below the austenite-ferrite transformation temperature. As a result, the austenite was converted to ferrite before the last deformation. Following the last forming step, the hot strip is reeled into a coil at a comparatively low temperature. Due to the low temperature of the hot strip in the coil, a strongly work-hardened ferritic structure is formed, which no longer has sufficient cold forming properties for optimal further processing in a cold rolling mill. This work hardening occurs particularly frequently in the case of hot strips with a thickness of> 2.5 mm, since from this thickness the compression or stretching in the edge areas of the strip exceeds the material limits during reeling.

Derartig hergestellte Warmbänder benötigen in einem Kaltwalzwerk zusätzliche Arbeitsschritte zum Erreichen der gewünschten Endeigenschaften, insbesondere der Dicke, des Kaltbandes. Ein zusätzliches Zwischenglühen zum Abbau der Kaltverfestigung ist hier zumeist notwendig.Hot strips produced in this way require additional work steps in a cold rolling mill to achieve the desired end properties, in particular the thickness, of the cold strip. An additional intermediate annealing to reduce the work hardening is mostly necessary here.

Ein beispielhafter Aufbau einer Gießwalzanlage kann aus der Druckschrift DE 196 13 718 C1 entnommen werden. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Warmwalzen von Warmbändern ist in der WO 2011/138 159 A1 offenbart. Die KR 2001 004 857 beschreibt ein Verfahren, bei dem das Coil nach der Gießwalzanlage noch zu einer anderen Anlage transferiert werden muss. In dieser findet dann ein ferritisches Walzen statt mit einer geringen Abkühlung auf die Haspeltemperatur.An exemplary structure of a casting and rolling plant can be found in the publication DE 196 13 718 C1 can be removed. A method and apparatus for hot rolling hot strip is disclosed in US Pat WO 2011/138 159 A1 disclosed. the KR 2001 004 857 describes a process in which the coil has to be transferred to another plant after the casting and rolling plant. In this ferritic rolling then takes place with a slight cooling to the coiling temperature.

Mögliche Endwalztemperaturen bzw. Endwalztemperaturen für das Warmwalzen sind in der CN 107 597 844 A beschrieben. Die hohe Endwalztemperatur in einem Bereich von 730°C bis 850°C in Verbindung mit einer Haspeltemperatur von 580°C bis 710°C sorgt dafür, dass die Ferritkörner rekristallisieren. Ein anschließendes Weiterverarbeiten ist hier nicht vorgesehen. Analog dazu beschreibt die Druckschrift CN 108 994 081 A einen ähnlichen Prozess, bei dem eine Haspeltemperatur von 650°C bis 700°C ebenfalls zu einer Rekristallisation des Ferritgefüges führt.Possible final rolling temperatures or final rolling temperatures for hot rolling are in the CN 107 597 844 A described. The high final rolling temperature in a range of 730 ° C to 850 ° C in connection with a coiling temperature of 580 ° C to 710 ° C ensures that the ferrite grains recrystallize. Subsequent processing is not provided here. The publication describes analogously CN 108 994 081 A a similar process in which a coiling temperature of 650 ° C to 700 ° C also leads to a recrystallization of the ferrite structure.

Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist die weiterhin bestehende Kaltverfestigung des Warmbandes durch ein Aufhaspeln des Warmbandes, welche nur durch zumindest einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt beim Kaltwalzen des Warmbandes zu einem Kaltband verringert werden kann.The disadvantage of the known methods is the continued work hardening of the hot strip by reeling the hot strip, which can only be reduced by at least one additional processing step during cold rolling of the hot strip to form a cold strip.

Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von Kaltbändern aus Warmbändern dahingehend weiterzuentwickeln, dass das hergestellte Warmband eine geringere Kaltverfestigung nach dem Aufhaspeln aufweist und damit der Kaltwalzprozess vereinfacht wird.The object of the invention is therefore to further develop a known method for producing cold strips from hot strips in such a way that the hot strip produced has less work hardening after coiling and thus the cold rolling process is simplified.

Erfindung:Invention:

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine Gießwalzanlage weist zumindest die Aggregate auf: Eine Stranggießanlage, ein erstes Temperaturstellglied, insbesondere einen Ofen, eine Vorwalzstraße, vorzugsweise aufweisend 2 bis 4 Walzgerüste, ein zweites Temperaturstellglied zum Heizen und / oder Kühlen, vorzugsweise einen Ofen, eine induktive Heizung und / oder eine Transferbarkühlung, bevorzugt eine Transferbarkühlung, stromabwärts der Vorwalzstraße, eine Fertigwalzstraße, vorzugsweise aufweisend 5 bis 8 Fertigwalzgerüste, eine Kühlstrecke, vorzugsweise mit einer Kühlung, die direkt nach dem letzten Abnahmestich beginnt und eine Haspel zum Aufwickeln des Warmbandes zu einem Coil. Mittels der Gießwalzanlage wird das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem zumindest die folgenden Verfahrensschritte ablaufen, durchgeführt: Eine Bramme wird mittels der Stranggießanlage im Strang vergossen. Die Bramme wird nach Abschluss des Gießvorgangs und vor Beginn des ersten Abnahmestichs auf der Walztemperatur gehalten oder auf diese aufgeheizt. Je nach Gießbedingungen kann auch ein Abkühlen der Bramme mit einem Temperaturausgleich stattfinden.The object of the invention is achieved by a method having the features of claim 1. A casting and rolling plant has at least the following units: a continuous casting plant, a first temperature control element, in particular a furnace, a roughing train, preferably having 2 to 4 roll stands, a second temperature control element for heating and / or cooling, preferably a furnace, an inductive heater and / or a Transfer bar cooling, preferably transfer bar cooling, downstream of the roughing train, a finishing train, preferably having 5 to 8 finishing stands, a cooling section, preferably with cooling that starts directly after the last removal pass and a reel for winding the hot strip into a coil. The method according to the invention, in which at least the following process steps take place, is carried out by means of the casting and rolling plant: A slab is cast in a strand by means of the continuous casting plant. After completion of the casting process and before the start of the first acceptance pass, the slab is kept at or heated to the rolling temperature. Depending on the casting conditions, the slab can also be cooled with temperature equalization.

Das Vorwalzen der Bramme zu einem Vorband in der Vorwalzstraße bzw. mit den Vorwalzgerüsten der Vorwalzstraße erfolgt in einem austenitischen Temperaturbereich des Brammenwerkstoffs. Im erfindungsgemäßen Sinne weist das Gefüge der Bramme mehr als 70 %, vorzugsweise mehr als 95 % Austenit auf. Der lokale Anteil des Austenits am Gefüges kann aufgrund der Seigerung bei der Erstarrung sehr stark schwanken. Daher ist bei der Bestimmung der Gefügezusammensetzung der Rand, der Übergangsbereich und der Kern der Bramme zu berücksichtigen.The rough rolling of the slab to a roughing strip in the roughing train or with the roughing stands of the roughing train takes place in an austenitic temperature range of the slab material. In the sense of the invention, the structure of the slab has more than 70%, preferably more than 95% austenite. The local proportion of austenite in the structure can fluctuate very strongly due to the segregation during solidification. Therefore, when determining the structural composition, the edge, the transition area and the core of the slab must be taken into account.

Die Temperatureinstellung des Vorbandes erfolgt vor einem ersten Anstich in einem Fertiggerüst der Fertigwalzstraße und nach dem letzten Abnahmestich in einem Vorwalzgerüst. Es wird eine Temperatur eingestellt, die eine Umwandlung von Austenit zu Ferrit auslöst. Im erfindungsgemäßen Sinne muss diese Umwandlung nicht vollständig vor dem ersten Anstich in der Fertigstraße abgelaufen sein. Es reicht aus, wenn der Ferritanteil größer als der Austenitanteil am Gefüge ist. Die Temperatureinstellung, insbesondere die Temperaturführung zwischen dem letzten Vorwalzgerüst und erstem Fertigwalzgerüst, kann zum Einstellen des gewünschten Gefüges auch zusätzliche Aufheiz- oder Halteschritte umfassen.The temperature of the pre-strip is set before the first pass in a finishing stand of the finishing train and after the last acceptance pass in a pre-rolling stand. A temperature is set that triggers a conversion of austenite to ferrite. In the sense of the invention, this conversion does not have to be completed before the first pass in the finishing train. It is sufficient if the proportion of ferrite is greater than the proportion of austenite in the structure. The temperature setting, in particular the temperature control between the last roughing stand and the first finishing stand, can also include additional heating or holding steps for setting the desired structure.

Das zumindest teilweise aus einem ferritischen Gefüge bestehenden Vorband wird mittels der Fertigwalzstraße bzw. Fertigwalzgerüsten der Fertigwalzstraße zu einem Warmband gewalzt. Vorzugsweise weist das Warmband im Bereich der Fertigwalzgerüste eine Temperatur unterhalb von 800°C auf. Im Anschluss an den letzten Abnahmestich im Fertigwalzgerüst wird das Warmband auf eine Temperatur unterhalb der der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffes direkt abgekühlt. Direkt im erfindungsgemäßen Sinne bedeutet, dass der zeitliche Verlauf der Abkühlung derartig verläuft, dass unerwünschte Rekristallisations- und/oder Erholungsvorgänge im Gefüge zumindest reduziert, bevorzugt ganz vermieden werden. Zeitliche Verläufe können aus werkstoffspezifischen Diagrammen entnommen oder mittels Simulationsprogrammen ermittelt werden. Kühlmedien sind beispielsweise Luft, Gas, Wasser und / oder entsprechende Gemische die ein- oder beidseitig in Kontakt mit dem Warmband gebracht werden. Das Warmband wird anschließen rekristallisierend geglüht.The roughing strip, which at least partially consists of a ferritic structure, is rolled into a hot strip by means of the finishing rolling train or finishing stands of the finishing rolling train. The hot strip preferably has a temperature below 800 ° C. in the region of the finishing rolling stands. Following the last acceptance pass in the finishing stand, the hot strip is cooled directly to a temperature below the recrystallization temperature of the material. Directly in the sense of the invention means that the time course of the cooling takes place in such a way that undesired recrystallization and / or recovery processes in the structure are at least reduced, preferably completely avoided. Time courses can be taken from material-specific diagrams or determined using simulation programs. Cooling media are, for example, air, gas, water and / or corresponding mixtures that are brought into contact with the hot strip on one or both sides. The hot strip is then annealed in a recrystallizing manner.

Weitere bevorzugte Ausführungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 18 dargestellt. Es wird vorzugsweise eine Temperatur des Vorbandes eingestellt, bei der die Umwandlung von Austenit zu Ferrit innerhalb der Fertigwalzstraße, vorzugsweise nach dem 2. Gerüst der Fertigwalzstraße, erfolgt. Hierdurch bildet sich Ferrit auch innerhalb der Fertigwalzstraße. Dies wirkt sich positiv auf die Gefügestruktur, insbesondere auf die Korngröße, aus.Further preferred embodiments of the method are given in the dependent claims 2 to 18 shown. A temperature of the pre-strip is preferably set at which the conversion of austenite to ferrite takes place within the finishing train, preferably after the 2nd stand of the finishing train. As a result, ferrite is also formed within the finishing train. This has a positive effect on the microstructure, in particular on the grain size.

Das Warmband weist idealerweise bei der Warmumformung in der Fertigwalzstraße mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 65 %, noch mehr bevorzugt mehr als 80 %, Ferrit im Gefüge auf. Mit steigendem Ferritgehalt in der Fertigwalzstraße verbessern sich die Eigenschaften des Warmbandes.The hot strip ideally has more than 50%, preferably more than 65%, even more preferably more than 80%, ferrite in its structure during hot forming in the finishing rolling train. With increasing ferrite content in the finishing train, the properties of the hot strip improve.

Die Bramme wird vorzugsweise mit einer Gießdicke von 100 mm - 150 mm, mehr bevorzugt mit einer Gießdicke von 120 mm - 140 mm, vergossen. Aus diesen Brammen können Warmbänder ohne eine Überschreitung des maximalen Umformgrades des eingesetzten Werkstoffs zu einem Warmband gewalzt welche ohne Zwischenschritte zu einem Kaltband gewalzt werden können.The slab is preferably cast with a casting thickness of 100 mm - 150 mm, more preferably with a casting thickness of 120 mm - 140 mm. From these slabs, hot strip can be rolled into hot strip without exceeding the maximum degree of deformation of the material used, which can be rolled into cold strip without intermediate steps.

Das Vorband wird vorzugsweise auf eine Dicke von 25 mm bis 100 mm gewalzt. Dadurch wird ein Großteil der Umformarbeit, d.h. Dickenreduktion, an einem austenitischen Gefüge durchgeführt. Austenitische Gefüge haben einen geringeren Umformwiderstand. Dadurch reduziert sich der notwendige Kraftaufwand zum Erreichen der Enddicke in der Fertigwalzstraße.The pre-strip is preferably rolled to a thickness of 25 mm to 100 mm. This means that a large part of the forming work, i.e. the reduction in thickness, is carried out on an austenitic structure. Austenitic structures have a lower resistance to deformation. This reduces the effort required to achieve the final thickness in the finishing train.

Das fertige Warmband weist bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm bis 3,2 mm auf. In diesem Abmessungsbereich werden Kaltbänder eingesetzt. Warmbänder mit Kaltbandeigenschaften werden dadurch direkt einsatzfähig.The finished hot strip preferably has a thickness of 0.5 mm to 3.2 mm. Cold strips are used in this size range. This means that hot strips with cold strip properties can be used immediately.

Die Endwalztemperatur in der Fertigwalzstraße beträgt bevorzugt 650 °C bis 800 °C. Dieser Temperaturbereich hat sich für die gewünschte Gefügeausbildung als ideal herausgestellt.The final rolling temperature in the finishing train is preferably 650 ° C to 800 ° C. This temperature range has proven to be ideal for the desired structure formation.

Vorzugsweise erfolgt mindestens 30 % bis 60% der Umformung in der Fertigwalzstraße im Bereich unterhalb 750°C. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass das Material während des Walzens in der Fertigwalzstraße nicht mehr vollständig rekristallisiert.Preferably at least 30% to 60% of the deformation in the finishing train takes place in the range below 750 ° C. This is to ensure that the material no longer completely recrystallizes during rolling in the finishing train.

Eine Abkühlung des Warmbandes nach dem letzten Abnahmestich von Endwalztemperatur auf eine Temperatur ≤ 450°C erfolgt idealerweise innerhalb von 2 s. Hierdurch wird das beim Umformen erzeugt Gefüge eingefroren und eine unerwünschte Rekristallisation und Kornvergröberung findet nicht mehr statt.After the last acceptance pass, the hot strip is cooled from the final rolling temperature to a temperature of ≤ 450 ° C, ideally within 2 seconds.

Der Brammenwerkstoff weist bevorzugt die chemische Analyse (in Gew.-%) C < 0.08%, Si < 0.1%, Mn < 1%, Nb < 0,1%, Ti < 0,1%, C, Cr, Ni jeweils < 0,5%, V < 0,1%, Rest Eisen, vorzugsweise ggf. andere Elemente, sowie nicht vermeidbare Verunreinigungen im Bereich der üblichen Gehalte, wie sie bei der Stahlherstellung anfallen, auf. Diese Werkstoffgruppen kann direkt als Warmband mit Kaltwalzeigenschaften verwendet werden.The slab material preferably has the chemical analysis (in% by weight) C <0.08%, Si <0.1%, Mn <1%, Nb <0.1%, Ti <0.1%, C, Cr, Ni each < 0.5%, V <0.1%, remainder iron, preferably optionally other elements, as well as unavoidable impurities in the range of the usual contents, such as they occur in steel production. This group of materials can be used directly as hot strip with cold rolling properties.

Bei der Herstellung des Warmbandes wird eine Gießwalzanlage verwendet die zusätzlich zumindest eines der Aggregate Zwischengerüstkühlung, Schere, und / oder Zunderwäscher aufweist. Die Verwendung dieser Aggregate in der Gießwalzanlage dient der Anlagen- und Prozesssicherheit. Durch eine Zwischengerüstkühlung kann die Temperaturführung besser kontrolliert werden. Durch einen Zunderwäscher kann Zunder von der Oberfläche der Bramme oder des Warmbandes entfernt werden. Mittels der Schere kann ein Warmband geteilt werden.In the production of the hot strip, a casting and rolling plant is used which additionally has at least one of the units interframe cooling, shears and / or scale washer. The use of these units in the casting and rolling plant serves to ensure plant and process safety. The temperature control can be better controlled by cooling between the stands. A scale washer can be used to remove scale from the surface of the slab or hot strip. A hot strip can be divided using the scissors.

Das Warmband wird, vorzugsweise vor und / oder nach der Warmumformung, gebeizt. Hierdurch können Oberflächenfehler reduziert oder bevorzugt ganz vermieden werden.The hot strip is pickled, preferably before and / or after hot forming. In this way, surface defects can be reduced or preferably avoided entirely.

Ein Ausgleichen der Brammentemperatur erfolgt vor dem ersten Anstich in einem Ofen nach dem Stranggießen. Ein Ausgleich der Brammentemperatur zwischen Kern und Rand der Bramme reduziert die Eigenschaftsunterschiede zwischen Rand und Kern der Bramme. Dies wirkt sich positiv auf die Umformeigenschaften der Bramme bzw. des Warmbandes oder die Gefügeentwicklung im Herstellungsverlauf aus. In Abhängigkeit von dem Gussgefüge und den Umformeigenschaften erfolgt der Temperaturausgleich nicht vollständig. Hierdurch kann beispielsweise eine stärkere Umformung im Kern der Bramme erreicht oder reduziert werden.The slab temperature is equalized before the first piercing in a furnace after continuous casting. Equalizing the slab temperature between the core and the edge of the slab reduces the property differences between the edge and core of the slab. This has a positive effect on the forming properties of the slab or hot strip or the structure development in the course of production. Depending on the cast structure and the deformation properties, the temperature compensation does not take place completely. In this way, for example, greater deformation in the core of the slab can be achieved or reduced.

Ein mit einer Steuerung oder Regelung der Gießwalzanlage oder eines der Aggregate der Gießwalzanlage verbundenes Prozessmodell bestimmt die Temperaturführung und übergibt diese an die Steuerung oder Regelung der Gießwalzanlage bzw. die Aggregate der Gießwalzanlage. Verbundene bzw. aggregatübergreifende Steuerungs- bzw. Regelungskonzepte verbessern die Prozessstabilität und ermöglichen es die Fertigungstoleranzen zu reduzieren.A process model connected to a control or regulation of the casting and rolling plant or one of the units of the casting and rolling plant determines the temperature control and transfers this to the control or regulation of the casting and rolling plant or the units of the casting and rolling plant. Connected or cross-unit control and regulation concepts improve process stability and enable manufacturing tolerances to be reduced.

Eine Temperatur des Vorbandes wird eingestellt, bei der die Umwandlung von Austenit zu Ferrit innerhalb der Fertigwalzstraße, vorzugsweise nach dem 2. Gerüst der Fertigwalzstraße, erfolgt. Hierdurch wird ein genügend hoher Umformgrad im Bereich des Ferrits ermöglicht, womit das später zu erzielende Gefüge positiv beeinflusst wird.A temperature of the pre-strip is set at which the conversion of austenite to ferrite takes place within the finishing train, preferably after the 2nd stand of the finishing train. This enables a sufficiently high degree of deformation in the area of the ferrite, which has a positive effect on the structure to be achieved later.

Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Nach der Warmumformung wird das erfindungsgemäße Warmband kalt gewalzt und die Dickenabnahme beim Kaltwalzen beträgt ≤ 70 %. Vor einem rekristallisierenden Glühen des Kaltbandes kann optional ein weiterer zusätzlicher Kaltwalzstich, vorzugsweise ein Dressierstich, mit einer Dickenreduktion von ≤ 5% erfolgen. Durch diese Verfahrensschritte wird ein erfindungsgemäß hergestellte Warmband optimal weiterverarbeitet.Furthermore, the object of the invention is achieved by a method having the features of claim 17. After the hot forming, the hot strip according to the invention is cold rolled and the decrease in thickness during cold rolling is 70%. Before a recrystallizing annealing of the cold strip, a further additional cold rolling pass, preferably a skin pass, with a thickness reduction of 5% can optionally take place. A hot strip produced according to the invention is further processed in an optimal manner by means of these method steps.

Der Beschreibung der Erfindung sind drei Figuren beigefügt:

  • 1: Beispiel einer Gießwalzanlage
  • 2: Entwicklung der Gefügeanteile im Warmband im Prozessverlauf
  • 3: Diagramm Gefüge-/ Temperaturverlauf in der Fertigwalzstraße
Three figures are attached to the description of the invention:
  • 1 : Example of a casting and rolling plant
  • 2 : Development of the structural components in the hot strip in the course of the process
  • 3 : Diagram of structure / temperature profile in the finishing train

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Figuren detailliert beschrieben. Gleiche technische Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention is described in detail below with reference to the figures. The same technical elements are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt den schematischen Aufbau einer Gießwalzanlage zur Herstellung eines Warmbandes. Eine Stranggießanlage 1 erzeugt aus einer flüssigen Schmelze eine Bramme oder Dünnbramme. Mittels einem ersten Temperaturstellglied 2 wird die Temperatur der Bramme vor dem ersten Anstich in der Vorwalzstraße 3 beeinflusst. Das Temperaturstellglied 2 kann die Temperatur der Brammen erhöhen, abkühlen und / oder die Temperaturdifferenz zwischen Kern und Randschicht der Bramme ändern. Dazu kann das Temperaturstellglied 2 gasbefeuerte Öfen, induktive Öfen, isolierte Bereiche und / oder Kühleinrichtungen aufweisen. 1 shows the schematic structure of a casting and rolling plant for the production of hot strip. A continuous caster 1 creates a slab or thin slab from a liquid melt. By means of a first temperature actuator 2 is the temperature of the slab before the first pass in the roughing mill 3 influenced. The temperature actuator 2 can increase or cool the temperature of the slab and / or change the temperature difference between the core and the outer layer of the slab. The temperature actuator can do this 2 have gas-fired ovens, inductive ovens, isolated areas and / or cooling devices.

Nach dem ersten Temperaturstellglied 2 ist ein Zunderwäscher angeordnet. Durch den Zunderwäscher wird die Oberfläche der Bramme gereinigt und dadurch die Oberflächenfehler am fertigen Warmband reduziert. Die Vorwalzstraße 3 besteht hier aus zwei Walzgerüsten R1, R2. Aus der Bramme wird durch die beiden Vorwalzgerüste R1, R2 ein Vorband hergestellt. Mittels der sich anschließenden Schere wird das Vorband geteilt und damit auf das geplante Coil-Gewicht angepasst.After the first temperature actuator 2 a scale washer is arranged. The scale washer cleans the surface of the slab and thus reduces surface defects on the finished hot strip. The roughing mill 3 consists here of two roll stands R1, R2. A roughing strip is produced from the slab by the two roughing stands R1, R2. Using the subsequent scissors, the pre-strip is divided and thus adapted to the planned coil weight.

Die Temperatur des Vorbandes wird durch ein zweites Temperaturstellglied 4 beeinflusst. Das Temperaturstellglied 4 kann die Temperatur des Vorbandes erhöhen, abkühlen und / oder die Temperaturdifferenz zwischen Kern und Randschicht des Vorbandes ändern. Dazu kann das zweite Temperaturstellglied 4 gasbefeuerte Öfen, induktive Öfen, isolierte Bereiche und / oder Kühleinrichtungen aufweisen.The temperature of the sliver is controlled by a second temperature control element 4th influenced. The temperature actuator 4th can increase or cool the temperature of the sliver and / or change the temperature difference between the core and the edge layer of the sliver. The second temperature control element can do this 4th have gas-fired ovens, inductive ovens, isolated areas and / or cooling devices.

Die Fertigwalzstraße 5 besteht aus sieben Fertigwalzgerüsten F1 bis F7 ohne eine Zwischengerüstkühlung. Das Vorband wird durch die sieben Fertigwalzgerüste F1 bis F7 zu einem Warmband umgeformt. Im Anschluss an die Fertigwalzgerüste F1 bis F7 durchläuft das Warmband eine Kühlstrecke 6. Die Kühlstrecke 6 weist unterschiedliche Kühlaggregate auf, die mittels unterschiedlicher Kühlmedien und Kühlintensitäten verschieden Abkühlkurven darstellen kann. Nach der Abkühlung von Endwalztemperatur auf die Haspeltemperatur wird das Warmband mittels der Haspel zu einem Coil aufgewickelt. Die Ablage des Coils kann an Luft oder temperaturgeregelt erfolgen.The finishing mill 5 consists of seven finishing stands F1 to F7 without intermediate stand cooling. The pre-strip is formed into a hot strip by the seven finishing stands F1 to F7. Following the finishing stands F1 to F7, the hot strip runs through a cooling section 6th . The cooling section 6th has different cooling units, which can represent different cooling curves by means of different cooling media and cooling intensities. After cooling from the final rolling temperature to the coiling temperature, the hot strip is wound into a coil by means of the coiler. The coil can be deposited in air or with temperature control.

Der Gießwalzanlage ist eine übergeordnete Regelung 8 zugeordnet. Diese überwacht, regelt und / oder beeinflusst die Prozesssteuerung aller Aggregat oder zumindest die Temperaturführung in der Gießwalzanlage. Dazu werden Prozessmodelle in unterschiedlichen Ausprägungen verwendet. Insbesondere Gefügemodelle und Temperaturmodelle kommen hier zum Einsatz. Die übergeordnete Regelung 8 beeinflusst dabei direkt oder indirekt die Steuerung oder Regelungen der Einzelaggregate. Weiterhin ist eine Materialverfolgung in Verbindung mit einer externen Fertigungsplanung integriert.The casting and rolling plant is a superordinate regulation 8th assigned. This monitors, regulates and / or influences the process control of all units or at least the temperature control in the casting and rolling plant. Process models in various forms are used for this purpose. In particular, structural models and temperature models are used here. The overriding regulation 8th directly or indirectly influences the control or regulation of the individual units. Furthermore, material tracking is integrated in connection with external production planning.

2 stellt den schematischen Temperaturverlauf beginnend mit dem ersten Temperaturstellglied bis zur abschließenden Haspeltemperatur dar. Eine Bramme verlässt die Gießanlage mit einer Temperatur von ca. 900°C und wird dann aufgeheizt auf die Vorwalztemperatur von 1080°C. Beim Vorwalzen reduziert sich die Temperatur des Vorbandes dabei auch ca. 900°C. Das zweite Temperaturstellglied kühlt und vergleichmäßigt die Temepratur des Vorbandes auf die Anstichtemperatur im Fertiggerüst von 850°C. 2 shows the schematic temperature curve starting with the first temperature control element up to the final coiling temperature. A slab leaves the casting plant at a temperature of approx. 900 ° C and is then heated to the roughing temperature of 1080 ° C. During pre-rolling, the temperature of the pre-strip is also reduced by approx. 900 ° C. The second temperature control element cools and evens the temperature of the pre-strip to the piercing temperature in the finishing stand of 850 ° C.

Durch das Fertigwalzen des Vorbandes zu einem Warmband sinkt die Temperatur des Warmbandes nochmals auf ca. 780°C. Die sich daran anschließende Kühlstrecke senkt die Temperatur des Warmbandes zunächst schnell auf 500°C und dann mit einer geringeren Abkühlgeschwindigkeit auf die Raumtemperatur. In einem sich daran anschließenden Ofen wird das Warmband bei einer Temperatur von 700°C rekristallisierend geglüht.As the pre-strip is finished rolling into a hot strip, the temperature of the hot strip drops again to approx. 780 ° C. The subsequent cooling section first lowers the temperature of the hot strip quickly to 500 ° C and then at a slower cooling rate to room temperature. In an adjoining furnace, the hot strip is annealed to recrystallize at a temperature of 700 ° C.

3 zeigt beispielhaft die Veränderung der Gefügeanteile im Bereich der Fertigwalzgerüste einer Walzstraße. Die Bramme wird in einem Temperaturbereich zu einem Vorband gewalzt bei dem eine nahezu vollständiges austenitisches Gefüge vorliegt. In einem kombinierten Ausgleichs- und Abkühlaggregat wird die Tmperatur des Vorbandes vor dem ersten Anstich in der Fertigstrasse soweit abgesenkt, dass die Umwandlung des Austenits zu Ferrit schon vor dem ersten Walzgerüst F1 beginnt. Der Anteil an Ferrit steigt dazu entsprechend an. 3 shows an example of the change in the structural proportions in the area of the finishing stands of a rolling train. The slab is rolled into a pre-strip in a temperature range with an almost complete austenitic structure. In a combined equalizing and cooling unit, the temperature of the pre-strip is lowered before the first pass in the finishing train so that the transformation of the austenite to ferrite begins before the first roll stand F1. The proportion of ferrite increases accordingly.

Die Temperatur des Warmbandes sinkt im Verlaufe der Fertigstraße von dem Walzgerüst F1 zum Walzgerüst F6 ab, so dass sich die Umwandlung von Austenit zu Ferrit beschleunigt. Ab dem Walzgerüst F4 wird zusätzlich ein geringer Anteil von Perlit gebildet.The temperature of the hot strip drops in the course of the finishing train from the roll stand F1 to the roll stand F6, so that the conversion of austenite to ferrite is accelerated. From the roll stand F4 onwards, a small amount of pearlite is also formed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
StranggießanlageContinuous caster
22
Erstes Temperaturstellglied, Ofen mit teilweiser induktiver Heizung und WärmedämmeinrichtungFirst temperature control element, furnace with partial inductive heating and thermal insulation device
33
Vorwalzstraße mit Walzegrüsten R1, R2Pre-rolling mill with mill stands R1, R2
44th
Zweites Temperatrustellglied, Ofen mit teilweiser induktiver Heizung und WärmedämmeinrichtungSecond temperature control element, furnace with partial inductive heating and thermal insulation device
55
Fertigwalzstraße mit Walzgerüsten F1 bis F7Finishing mill with rolling stands F1 to F7
66th
KühlstreckeCooling section
77th
Haspelreel
88th
Prozesssteuerung, inkl. Materialverfolgung und TemperatureinstellungProcess control, including material tracking and temperature setting

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (18)

Verfahren zum Herstellen eines Warmbandes mittels einer Gießwalzanlage, aufweisend zumindest die Aggregate: - eine Stranggießanlage (1), - ein erstes Temperaturstellglied (2), insbesondere einen Ofen, - eine Vorwalzstraße (3), vorzugsweise aufweisend 2- 4 Vorwalzgerüste, - ein zweites Temperaturstellglied (4) zum Heizen und / oder Kühlen, vorzugsweise einen Ofen, eine induktive Heizung und / oder eine Transferbarkühlung, bevorzugt stromabwärts der Vorbandstraße - eine Fertigwalzstraße (5), vorzugsweise aufweisend 5 - 8 Fertigwalzgerüste, - eine Kühlstrecke (6), vorzugsweise mit einer Kühlung, die direkt nach dem letzten Walzstich beginnt, - eine Haspel (7) zum Aufwickeln des Warmbandes zu einem Coil und bei dem zumindest die folgenden Verfahrensschritte ablaufen: - Stranggießen einer Bramme mittels der Stranggießanlage (1), - Aufheizen oder Halten der Bramme auf Walztemperatur - Vorwalzen der Bramme zu einem Vorband in einem austenitischen Temperaturbereich des Brammenwerkstoffs in der Vorwalzstraße (3), - Einstellen einer Temperatur des Vorbandes mittels des zweiten Temperaturstellgliedes (3) im Bereich zwischen Vor- und Fertigwalzstraße (3,5), die eine Umwandlung von Austenit zu Ferrit auslöst, - Walzen des zumindest teilweise aus einem ferritischen Gefüge bestehenden Vorbandes in der Fertigwalzstraße (5) zu einem Warmband, vorzugsweise unterhalb einer Temperatur des Vorbandes von 800°C, - direktes Kühlen des Warmbandes auf eine Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffes, - kristallisierendes Glühen des Warmbandes.Method for producing a hot strip by means of a casting and rolling plant, having at least the following units: - a continuous caster (1), - a first temperature control element (2), in particular an oven, - A roughing train (3), preferably having 2-4 roughing stands, - A second temperature control element (4) for heating and / or cooling, preferably an oven, inductive heating and / or transferable cooling, preferably downstream of the pre-strip mill - a finishing rolling train (5), preferably having 5 - 8 finishing rolling stands, - a cooling section (6), preferably with a cooling system that starts directly after the last rolling pass, - A reel (7) for winding the hot strip into a coil and in which at least the following process steps take place: - Continuous casting of a slab by means of the continuous caster (1), - Heating up or keeping the slab at rolling temperature - Pre-rolling of the slab into a pre-strip in an austenitic temperature range of the slab material in the pre-rolling train (3), - Setting a temperature of the pre-strip by means of the second temperature control element (3) in the area between the roughing and finishing train (3,5), which triggers a conversion of austenite to ferrite, - Rolling of the pre-strip, which at least partially consists of a ferritic structure, in the finishing rolling train (5) to form a hot strip, preferably below a temperature of the pre-strip of 800 ° C, - direct cooling of the hot strip to a temperature below the recrystallization temperature of the material, - Crystallizing annealing of the hot strip. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Vorbandes eingestellt wird, bei der die Umwandlung von Austenit zu Ferrit innerhalb der Fertigwalzstraße (5), vorzugsweise nach dem 2. Gerüst der Fertigwalzstraße, erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a temperature of the pre-strip is set at which the conversion of austenite to ferrite takes place within the finishing train (5), preferably after the 2nd stand of the finishing train. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmband bei der Warmumformung in der Fertigwalzstraße (5) mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 65 %, noch mehr bevorzugt mehr als 80 %, Ferrit im Gefüge aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hot strip has more than 50%, preferably more than 65%, even more preferably more than 80%, ferrite in the structure during hot forming in the finishing rolling train (5). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bramme mit einer Gießdicke von 100 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 120 mm 140 mm vergossen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the slab is cast with a casting thickness of 100 mm to 150 mm, preferably 120 mm 140 mm. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorband auf eine Dicke von 25 mm bis 100 mm gewalzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-strip is rolled to a thickness of 25 mm to 100 mm. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fertige Warmband eine Dicke von 0,5 mm bis 3,2 mm aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the finished hot strip has a thickness of 0.5 mm to 3.2 mm. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwalztemperatur 650 °C bis 800 °C in der Fertigwalzstraße (5) beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the final rolling temperature is 650 ° C to 800 ° C in the finishing train (5). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens 30 % bis 60% der Umformung, insbesondere Dickenreduktion, in der Fertigwalzstraße (5) im Bereich unterhalb 750°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least 30% to 60% of the deformation, in particular the reduction in thickness, takes place in the finishing rolling train (5) in the range below 750 ° C. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlung des Warmbandes nach dem letzten Abnahmestich von Endwalztemperatur auf eine Temperatur ≤ 450°C innerhalb von 2 s erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hot strip is cooled after the last acceptance pass from the final rolling temperature to a temperature ≤ 450 ° C within 2 s. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haspeltemperatur des Warmbandes 200 °C bis 450 °C, vorzugsweise 200 °C bis 400°C, beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coiling temperature of the hot strip is 200 ° C to 450 ° C, preferably 200 ° C to 400 ° C. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brammenwerkstoff die chemische Analyse in Gew.-%: C < 0.08%, Si < 0.1%, Mn < 1%, Nb < 0,1%, Ti < 0,1%, C, Cr, Ni jeweils < 0,5%, V < 0,1%, Rest Eisen, vorzugsweise ggf. andere Elemente, sowie nicht vermeidbare Verunreinigungen im Bereich der üblichen Gehalte, wie sie bei der Stahlherstellung anfallen, aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the slab material is the chemical analysis in% by weight: C <0.08%, Si <0.1%, Mn <1%, Nb <0.1%, Ti <0.1% , C, Cr, Ni each <0.5%, V <0.1%, remainder iron, preferably possibly other elements, as well as unavoidable impurities in the range of the usual contents, as they occur in steel production. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießwalzanlage zusätzlich zumindest eines der Aggregate - Zwischengerüstkühlungen - Scheren - Zunderwäscher aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the casting and rolling plant additionally has at least one of the units - interframe cooling - shears - scale washer. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichen der Brammentemperatur vor dem ersten Anstich in einem Ofen nach dem Stranggießen erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the slab temperature is equalized before the first piercing in a furnace after the continuous casting. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmband, vorzugsweise vor und / oder nach der Warmumformung, gebeizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hot strip is pickled, preferably before and / or after hot forming. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einer Steuerung oder Regelung (8) der Gießwalzanlage oder eines der Aggregate der Gießwalzanlage verbundenes Prozessmodell die Temperaturführung bestimmt und an die Steuerung oder Regelung der Gießwalzanlage bzw. die Aggregate der Gießwalzanlage übergibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a process model connected to a control or regulation (8) of the casting and rolling plant or one of the units of the casting and rolling plant determines the temperature control and transfers it to the control or regulation of the casting and rolling plant or the units of the casting and rolling plant. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des Vorbandes eingestellt wird, bei der die Umwandlung von Austenit zu Ferrit innerhalb der Fertigwalzstraße (5), vorzugsweise nach dem 2. Gerüst der Fertigwalzstraße (5), erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature of the pre-strip is set at which the conversion of austenite to ferrite takes place within the finishing train (5), preferably after the second stand of the finishing train (5). Verfahren zum Herstellen eines Kaltbandes aus einem Warmband welches durch ein Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass - nach der Warmumformung das Warmband kalt gewalzt wird; und - die Dickenabnahme beim Kaltwalzen ≤ 70 % beträgt.A method for producing a cold strip from a hot strip which is produced by a method according to FIG Claims 1 until 16 was produced, characterized in that - after the hot forming, the hot strip is cold rolled; and - the decrease in thickness during cold rolling is ≤ 70%. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem rekristallisierenden Glühen ein weiterer Kaltwalzstich, vorzugsweise ein Dressierstich mit einer Dickenreduktion von ≤ 5%, erfolgt.Procedure according to Claim 17 , characterized in that a further cold rolling pass, preferably a skin pass with a thickness reduction of ≤ 5%, takes place before a recrystallizing annealing.
DE102020214427.3A 2020-04-01 2020-11-17 Method for producing a hot strip by means of a casting and rolling plant Pending DE102020214427A1 (en)

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