DE1210905B

DE1210905B - Process for the refining, value-increasing processing of hot-rolled steel

Info

Publication number: DE1210905B
Application number: DEG16067A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Stich
Original assignee: WILHELM STICH DR ING
Current assignee: WILHELM STICH DR ING
Priority date: 1954-12-21
Filing date: 1954-12-21
Publication date: 1966-02-17

Description

Verfahren zur verfeinernden gütesteigernden Weiterverarbeitung von warmgewalztem Stahl Das Warmwalzen von in Form von z. B. Knüppeln oder Platinen vorliegendem Halbzeug auf kleinere Querschnitte, nämlich auf Walzstahl in Ringen oder Stäben, ist im Laufe der letzten Jahre zur gütemäßigen Verbesserung dieses Erzeugnisses durch die Ausnutzung des in der Fließscheide des Walzkalibers bestehenden sehr hohen spezifischen Druckes (Druckhärtung) sowie der beim Walzen vorhandenen Stahltemperatur ergänzt worden. Es hat sich hierbei gezeigt, daß das wesentliche neuartige Element dieser Gütesteigerung im Abfangen des unter dem Einfluß des hohen spezifischen Druckes in der Kaliberfließscheide auf eine Korngröße kleinsten Ausmaßes gebrachten Gefügezustandes durch Abschrecken besteht, während dem Bestehen oder der Änderung bestimmter Temperaturzustände an sich mehr die Bedeutung einer günstigen Voraussetzung für diesen Vorgang zukommt.Process for the refining, quality-enhancing further processing of hot rolled steel The hot rolling of e.g. B. sticks or blanks present semi-finished product on smaller cross-sections, namely on rolled steel in rings or rods, has been used to improve this quality over the past few years Product through the use of the existing in the flow sheet of the rolling pass very high specific pressure (pressure hardening) as well as that existing during rolling Steel temperature has been added. It has been shown here that the essential novel element of this increase in quality in the interception of the under the influence of the high specific pressure in the flow sheath to a grain size of the smallest extent The structural state brought about by quenching exists, while it exists or the change of certain temperature conditions in itself more the meaning of a favorable The prerequisite for this process is applicable.

Es ist ferner bekannt, Stahl hoher Gütewerte durch unmittelbares Härten aus der Endverformungstemperatur herzustellen, wobei die Endverformungstemperatur möglichst niedrig, d. h. bei Temperaturen beim oder kurz oberhalb des oberen Umwandlungspunktes Ars der Abkühlungskurve gehalten und der Stahl unmittelbar von dieser Temperatur aus gehärtet wird. Dieses Verfahren wurde noch durch eine weitere Maßnahme ergänzt: Dem Walzgut wird durch unmittelbar zugeführten elektrischen Strom während des Walzens oder während eines Teiles des Walzvorganges Wärme zugeführt, und zwar soll die Anwendung abgestufter Stromstöße, die möglichst kontinuierlich geändert werden, ein unerwünschtes Absinken der Endwalztemperatur unter den Ar.-Punkt verhindern und dem Walzgut über seine ganze Länge eine gleichmäßige, für die Härtung günstige Temperatur erteilen.It is also known to produce steel of high quality values by direct hardening from the final deformation temperature, the final deformation temperature being kept as low as possible, ie at temperatures at or just above the upper transformation point Ars of the cooling curve and the steel being hardened directly from this temperature. This process was supplemented by a further measure: The rolling stock is supplied with heat by directly supplied electrical current during rolling or during part of the rolling process, namely the use of graduated current surges, which are changed as continuously as possible, an undesired drop in the final rolling temperature prevent the Ar. point and give the rolling stock a uniform temperature favorable for hardening over its entire length.

Für die Wirksamkeit dieser bekannten Härteverfahren gilt also die unbedingte Voraussetzung, daß der Stahl vor dem Abschrecken aus der Walzhitze eine ständige Temperaturerniedrigung erfährt und dabei eine Temperatur unterhalb Ar. nicht erreicht wird.For the effectiveness of these known hardening processes, the absolute prerequisite is that the steel experiences a constant temperature decrease before quenching from the rolling heat and a temperature below Ar. is not achieved.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verfeinernden Weiterverarbeitung von warmgewalztem, danach ohne Härtung abgekühltem, vorher gegebenenfalls bereits kaltverformtem Stahl, wie er nach der Warmverformung von Knüppeln oder Platinen in Form von Ringen oder Stäben vorliegt.The invention relates to a method for refining further processing of hot-rolled, then cooled without hardening, possibly already beforehand cold-formed steel, as it is after the hot-forming of billets or blanks is in the form of rings or rods.

Erläuternde Beispiele: Bekanntlich kühlt eine Warmbandwalzader vor dem Einlauf in eine Kontifertigstraße mit fortschreitendem Walzaderdurchlauf immer stärker ab. In diesem Zusammenhang ist insbesondere zu beachten, daß hierbei die Temperatur der Außenschichten dieser Warmbandwalzader wesentlich tiefer abkühlt als jene des Querschnittinnern. Wird nun ein aus einer solchen Kontifertigstraße austretendes Warmband durch Druckwasserabschreckung von etwa 80l100 atü vor den letzten Gerüsten der Kontifertigstraße auf Temperaturen noch über Ars, hinter ihrem Fertiggerüst auf Temperaturen unter Ar., durch Wasser von etwa 6 atü abgekühlt und dann an nachgeordneten Walzgerüsten sogleich weitergewalzt, dann gleicht eine gleichzeitig vorgenommene Widerstandserhitzung zwischen dem Fertiggerüst, unter z. B. Stromabführung, und den nachgeordneten Walzgerüsten, unter z. B. Stromzuführung, oder zwischen diesen selbst nicht allein die Walzaderquerschnittstemperatur aus, sondern erlaubt auch die Einsteuerung einer insbesondere für die Entstehung von »Abschrecksorbit« jeweils günstigen Temperaturspanne zwischen etwa 250° C und knapp unterhalb Ac3. - Ebenso kann ein in Ringform aufgewickelter, bereits kaltgewalzter Bandstahl einer solchen verfeinernden gütesteigernden Weiterverarbeitung unterworfen werden.Illustrative examples: It is well known that a hot-rolled strip pre-cools the entry into a continuous finishing train with progressive through-feed stronger. In this context, it should be noted in particular that the The temperature of the outer layers of this hot strip rolled core cools down considerably than that of the cross-section inside. It is now one of such a continuous line hot strip exiting by pressure water quenching of around 80-100 atmospheres before the the last scaffolding of the continuous production line at temperatures still above Ars, behind hers Finishing frame to temperatures below Ar., Cooled by water of about 6 atmospheres and then rolled immediately further on downstream rolling stands, then one is the same at the same time Resistance heating made between the finishing stand, under z. B. current discharge, and the downstream roll stands, under z. B. power supply, or between them itself does not only determine the cross-section temperature of the rolling core, but also allows the introduction of one, in particular, for the formation of "quenching orbit" in each case favorable temperature range between about 250 ° C and just below Ac3. - As well an already cold-rolled steel strip wound in a ring shape can be one of these be subjected to refining quality-enhancing further processing.

Solcher Stahl wird erfindungsgemäß während des zur Weiterverarbeitung dienenden Walz- oder Rollvorganges, und zwar nicht nur im Falle vorhandener Restwärme, durch unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung in Bruchteilen einer Sekunde auf Temperaturen von etwa 250° C bis kurz unterhalb Ac. der Aufheizkurve gebracht und bei diesen Temperaturen verformt. Bei austenitischen Stählen wird entsprechend verfahren und der Stahl auf Temperaturen bis unterhalb der beginnenden Verzunderung erwärmt.According to the invention, such steel is used during further processing serving rolling or rolling process, and not only in the case of residual heat, through direct electrical resistance heating in fractions of a second to temperatures of about 250 ° C. to just below Ac. brought to the heating curve and deformed at these temperatures. The same applies to austenitic steels proceed and the steel to temperatures below the incipient scaling warmed up.

Es kann angenommen werden, daß die gütesteigernde Wirkung auf der Vereinigung der Wirksamkeit des hohen spezifischen Druckes im Walzspalt mit der spontanen, in Bruchteilen einer Sekunde erfolgenden durchgehenden Erhitzung des. zu verformenden Stahles gleichzeitig über seinen ganzen Querschnitt beruht. Daß diese Wirkung des hohen spezifischen Druckes bei Stahl, der sich auf der aufsteigenden Temperaturkurve noch unterhalb Ac.. befindet, wirksam ist, erscheint neu und überraschend...It can be assumed that the benevolent effect on the Combination of the effectiveness of the high specific pressure in the roll gap with the spontaneous continuous heating of the. to be deformed steel is based simultaneously over its entire cross-section. That this effect of the high specific pressure in steel, which is on the rising Temperature curve is still below Ac .., is effective, appears new and surprising ...

Das Verfahren hat unter anderem folgene Vorteile: Der so behandelte Stahl kann unter - wesentlich größerer Querschnittsverminderung als bei einer sonst üblichen Kaltverarbeitung verformt werden. Diese seine Verarbeitung erfolgt ohne schädliche Verzunderung seiner z. B. entzunderten Oberfläche. Es kann.eine verhältnismäßig hohe Walztemperatur gewählt werden, ohne daß ein aus einer vorherigen Vergütebehandlung z. B. aus der Halbzeugverwalzungshitze stammendes und für eine Kaltweiterverarbeitung vorteilhaftes, z. B. sorbitisches Gefüge beeinträchtigt wird.The procedure has the following advantages, among others: The treated in this way Steel can undergo a much greater reduction in cross-section than with any other usual cold processing. This its processing takes place without harmful scaling of his z. B. descaled surface. It can be proportionate high rolling temperature can be selected without any previous heat treatment z. B. originating from the semifinished product rolling heat and for cold processing advantageous, e.g. B. sorbitic structure is affected.

Dieses bereits vorhandene vorteilhafte Gefüge kann vielmehr durch eine an die Weiterverarbeitung sich anschließende Warmbehandlung, wie Abschrecken an Luft oder mittels einer Härteflüssigkeit bzw. eine entweder sogleich durch Abfangen erzielte oder später erfolgende besondere Anlaß- oder Glühbehandlung noch weiter verbessert, insbesondere vergleichmäßigt werden. -Der durch diese Art der Erhitzung raschest auf praktisch gleiche Innen- und Außentemperatur gebrachte Stahl kann aber auch nach dem Walzen einer Warmbehandlung unterworfen werden, die auch in der Wirkung den üblichen Warmbehandlungen durch Härten, Vergüten oder Normalisieren von Temperaturen über Ara ähnlich ist; dies offenbar deshalb, weil die Warmbehandlung bei den erfindungsgemäß verarbeiteten Stählen unmittelbar aus dem gegebenen Zustand eines hohen spezifischen Druckes in der Kaliberfließscheide erfolgt und weil -außerdem durch die rasche Erhitzung der jeweilige Ac3-Punkt bei verhältnismäßig hoher Temperatur liegt.Rather, this already existing advantageous structure can be further improved, in particular evened out, by a heat treatment following the further processing, such as quenching in air or by means of a hardening liquid or a special tempering or annealing treatment either achieved immediately by interception or later. -The steel, which is brought to practically the same internal and external temperature as quickly as possible by this type of heating, can, however, also be subjected to a heat treatment after rolling, the effect of which is similar to the usual heat treatments by hardening, tempering or normalizing temperatures above Ara; This is apparently because the heat treatment of the steels processed according to the invention takes place directly from the given condition of a high specific pressure in the caliber flow chamber and because the respective Ac3 point is at a relatively high temperature due to the rapid heating.

Ein auf diese Weise erhaltener Stahl mit verbessertem bzw. vergleichmäßigem sorbitischem Gefüge kann durch Kaltverarbeitung auf einen Zustand besonders hoher Festigkeit gebracht werden, wie sie z. B. für Federn benötigt wird. Er weist bessere Eigenschaften auf als ein lediglich in üblicher Weise kaltverformter Stahl vergleichbarer Zusammensetzung.A steel obtained in this way with improved or more uniform Sorbitic structure can be increased to a particularly high state by cold processing Strength can be brought as it is z. B. is required for springs. He knows better Properties comparable to that of a steel that has only been cold-worked in the usual way Composition.

Die Zu- und Abfuhr des elektrischen Stromes niedriger Spannung, z. B. 10 Volt, erfolgt z. B. über Ober- zur Unterwalze (-rolle) bzw. umgekehrt oder über die Walzen bzw. Rollen des Arbeitsgerüstes und die zugehörige Haspel oder über die Walzen bzw. Rollen eines ersten und zweiten Arbeitsgerüstes oder über die Walzen bzw. Rollen eines Arbeitsgerüstes und eine Ziehzange usw., wobei jedoch auch das einlaufende Walzgutende vorher auf Verformungstemperatur gebracht und eine gegebenenfalls streckenweise nötige Unnachgiebigkeit des Walzstahles sowie unter Umständen eine Verzunderungsbeschränkung durch sinngemäß angewandtes Abschrecken erzielt wird. Die vorherige Erhitzung des einlaufenden Walzgutendes kann z. B. so erfolgen, daß es zuerst durch den lediglich von Ober- zur Unterwalze (-rolle) oder umgekehrt fließenden Strom im Verformungsraum des Walzspaltes, gegebenenfalls verlangsamter Walzgeschwindigkeit, auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, während nach Umschalten erst anschließend; ,sobald Aas Walzgutende :eine -vcirgeseherie zweite Kontaktstelle erreicht -hat, der Strom von Ober- und/oder Unterwalze zu dieser zweiten Kontaktstelle fließt.The supply and discharge of the low voltage electrical current, e.g. B. 10 volts, z. B. over top to bottom roll (roll) or vice versa or over the rollers or rollers of the work frame and the associated reel or over the rollers or rollers of a first and second work frame or over the rollers or roles of a scaffold and a pulling pliers, etc., but also that incoming rolling stock is brought to the deformation temperature beforehand and one if necessary sometimes necessary intransigence of the rolled steel and, under certain circumstances, a Limitation of scaling is achieved by quenching applied accordingly. The previous heating of the incoming rolling stock can, for. B. be done so that it first through the only flowing from the top to the bottom roller (roller) or vice versa Current in the deformation space of the roll gap, possibly slower rolling speed, is brought to the desired temperature, while after switching only afterwards; as soon as the end of the rolling stock has reached a second contact point, the current flows from the upper and / or lower roller to this second contact point.

Eine besonders wirtschaftliche Gestaltung erfährt dieses. Verfahren. darüber hinaus dadurch, daß das Walzgut entweder mehrmals unmittelbar hintereinander an mehreren z. B. Walzgerüsten (Tandemstraße) oder unter ununterbrochenem Hin- und Herwalzen auf einem oder z. B. auch zwei Einzelgerüsten (Reversiergerüsten) derart elektrisch erhitzt und verformt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den nötigen Gesamtstromaufwand auf ein geringstes Ausmaß zu beschränken und somit. eine weitgehende Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erreichen.This experiences a particularly economical design. Procedure. in addition, in that the rolling stock is either several times in direct succession at several z. B. roll stands (tandem mill) or with uninterrupted back and forth Rolling on one or z. B. also two single stands (reversing stands) in this way is electrically heated and deformed. In this way it is possible to get the necessary To limit the total power consumption to the lowest possible extent and thus. an extensive one To achieve economic efficiency of the process.

Das Problem der bei Verwendung von elektrischem Strom niedriger Spannung und hoher Stärke schwierigen Kontaktgebung an rotierenden Körpern wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie durch mit. diesen sich drehenden Teilen wie Walzen oder Rollen fest verbundene, sich ebenfalls drehende Scheiben oder ähnliche Körper erfolgt; welche in einem Metallbad - z. B. in einem ständig auf übliche Weise auf Temperatur gehaltenem Bleibad - laufen bzw. eingetaucht sind. über dieses Bleibad erfolgt dann die Zu- bzw. Ableitung des zum Erhitzen des Stahles nötigen Stromes. Der gesamte Vorgang einer solchen mit Erhitzung verbundenen Verformung und Warmbehandlung erfolgt sehr rasch und ist genau und rasch zu regeln bezüglich Temperatur, Querschnittsverminderung und Verformungsgeschwindigkeit. Diese hohe Arbeitsgeschwindigkeit ist jedoch gerade ein Kennzeichen des auf diese Weise erzielbaren technischen Fortschrittes.The problem of using low voltage electric current and high strength, difficult contact with rotating bodies is in accordance with the invention solved by having. these rotating parts such as rollers or Rolling firmly connected, also rotating disks or similar bodies takes place; which in a metal bath - z. B. in a constantly in the usual way on temperature held lead bath - run or are submerged. then takes place via this lead bath the supply and discharge of the electricity required to heat the steel. The whole Process of such deformation and heat treatment associated with heating takes place very quickly and can be regulated precisely and quickly with regard to temperature and cross-sectional reduction and deformation rate. However, this high working speed is straight a sign of the technical progress that can be achieved in this way.

Claims

Claims: 1. Method for refining, quality-enhancing further processing of hot-rolled, then cooled without hardening, possibly already beforehand cold-worked steel, which is then in the form of rings or rods, using electrical resistance heating when power is supplied via a work roll, characterized in that the steel is used for further deformation by resistance heating in the roll gap in fractional parts of a second Temperatures from about 250 ° C to just below-Ac. is heated.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that a previously descaled steel in this its further deformation is brought to a temperature at which none harmful scaling of its surface occurs.

3. The method according to claim 1, characterized in that the steel, especially if there is already a sorbitic Structure that undergoes further deformation so quickly and at such a high temperature Ac. is brought about that this structure through an immediately subsequent heat treatment, Quenching in air or by means of a hardening liquid or immediately through Interception achieved or a special annealing or annealing treatment that takes place later under Ac3, is further improved, in particular evened out.

4. Procedure according to Claim 1, characterized in that the heated steel directly the end the given pressure state, specific pressure in the flow divider, one effect the known customary heat treatment by z. B. hardening, tempering, normalizing similar heat treatment, if necessary repeated once or several times, subjected will.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that a Steel obtained in this way with improved or evened out sorbitic Structure through further cold processing to a state of very high strength, such as she z. B. is needed for springs is brought.

6. The method according to claim 5, characterized in that the individual roll pass and also as a whole, optionally even without intermediate heat treatment, significantly higher cross-sectional reductions are used than are otherwise usual for cold rolling or rolling.

7. Procedure according to claims 1 to 6, wherein the current supply and discharge via the upper to the lower roller or vice versa or via the steel heating and deforming rollers or rollers and similarly used further rollers or rollers or the reel or the Drawing pliers or other auxiliary equipment takes place, characterized in that also the incoming end of the rolling stock beforehand by one of these switched-on current flows brought to deformation temperature and one if necessary. sometimes necessary Rigidity of the rolled steel and, under certain circumstances, a limitation of scaling is achieved by quenching applied mutatis mutandis and that furthermore the previous one The incoming rolling stock is heated, for example by switching accordingly the current flow takes place. B. The application of the method according to claim 1 to austenitic Steels with the proviso that the electrical heating in fractions of a second takes place at temperatures below the incipient scaling. Considered Publications: German Patent No. 702 241; French patent specification no. 767 081; U.S. Patent Nos. 1968,442, 2,529,689.