-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes
oder -blechs, bei welchem flüssiger
Stahl in einer Stranggußmaschine
gegossen wird, um eine dünne
Platte zu bilden, und unter Ausnutzung der Gußwärme durch eine Ofeneinrichtung
geführt
wird, in einem Vorwalzgerüst
auf eine Übertrittsdicke
vorgewalzt wird und in einem Endbearbeitungswalzgerüst nachgewalzt
wird, um ein Stahlband oder -blech mit der gewünschten Enddicke zu bilden.
-
Soweit
sich der folgende Text auf ein Stahlband bezieht, ist dies so zu
verstehen, daß darin
ein (tahlband eingeschlossen ist. Eine dünne Platte bzw. ein dünnes Grobblech
ist als eine Platte zu verstehen, deren Dicke weniger als 150 mm,
bevorzugt weniger als 100 mm beträgt.
-
Ein
Verfahren dieser Art ist aus der europäischen Patentanmeldung 0 666
122 bekannt.
-
Diese
Patentanmeldung beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine kontinuierlich
gegossene, dünne
Stahlplatte nach dem Homogenisieren in einer Tunnelofeneinrichtung
in einer Anzahl von Warmwalzschritten, d. h. im austenitischen Feld,
gewalzt wird, um ein Band mit einer Dicke von weniger als 2 mm zu
bilden.
-
Um
eine solche Enddicke unter Verwendung von Walzvorrichtungen und
Walzenstraßen
zu erreichen, die in der Praxis realisiert werden kann, wird vorgeschlagen,
das Stahlband bevorzugt mittels eines Induktionsofens wenigstens
nach dem ersten Walzgerüst
nachzuerwärmen.
-
Eine
Trennvorrichtung ist zwischen der Stranggußmaschine und der Tunnelofeneinrichtung positioniert,
die dazu verwendet wird, die kontinuierlich gegossene, dünne Platte
in Stücke
mit in etwa gleicher Länge
zu schneiden, die in der Tunnelofeneinrichtung bei einer Temperatur
von etwa 1050°C bis
etwa 1150°C
homogenisiert werden. Nach dem Verlassen der Tunnelofeneinrichtung
können
die Stücke,
falls gewünscht,
wieder in Halbplatten geschnitten werden, die ein Gewicht haben,
welches dem Coil-Gewicht des aufgewickelten Coils entspricht, zu dem
das Stahlband unterhalb der Walzvorrichtung gewickelt wird.
-
Die
Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren des bekannten Typs
vorzusehen, das mehr Optionen bietet und mit dem darüber hinaus Stahlband
oder -blech auf effizientere Weise hergestellt werden kann. Dazu
ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung
eines ferritisch gewalzten Stahlbands das Band, die Platte oder
ein Teil davon ohne Unterbrechung wenigstens von der Ofeneinrichtung
mit Geschwindigkeiten zugeführt
wird, die im wesentlichen der Eintrittsgeschwindigkeit in das Vorwalzgerüst und den folgenden
Reduktionen in der Dicke entsprechen, von dem Vorwalzgerüst zu einer
Verarbeitungseinrichtung, die unterhalb des Erdbearbeitungswalzgerüsts angeordnet
ist, wobei das aus dem Vorwalzgerüst herauskommende Band auf
das ferritische Feld abgekühlt
wird, bei welchem der Stahl eine im wesentlichen ferritische Struktur
hat, wobei das ferritisch gewalzte Band nach dem Erreichen der gewünschten
Enddicke in Abschnitte mit gewünschter Länge geschnitten
wird, die aufgewickelt werden und worin die Gesamtreduktion im ferritischen
Feld weniger als 87% beträgt
und worin keine materielle Verbindung zwischen dem Stahl in der
Stranggußmaschine
einerseits und dem in dem Vorwalzgerüst gewalzten Stahl andererseits
vorliegt.
-
In
diesem Zusammenhang ist Band als eine Platte mit reduzierter Dicke
zu verstehen.
-
Bei
dem herkömmlichen
Verfahren zur Herstellung von ferritischem oder kaltgewalztem Stahlband
ist der Ausgangspunkt eine warmgewalzte Rolle aus Stahl, wie sie
auch unter Verwendung des aus der
EP
0 666 112 bekannten Verfahrens hergestellt wird. Eine warmgewalzte
Stahlrolle dieser Art hat gewöhnlich
ein Gewicht zwischen 16 und 30 Tonnen. In diesem Fall ergibt sich
das Problem, daß es
sehr schwierig ist, bei den großen
Breiten-/Dicken-Verhältnissen
des erhaltenen Stahlbandes die Abmessungen des Bandes, d. h. das
Dickenprofil über
die Breite des Bandes und über
die Länge
des Bandes zu kontrollieren. Aufgrund der Diskontinuität in dem Materialstrom
verhalten sich der obere Teil und das hintere Ende des warmgewalzten
Bandes anders als der zentrale Teil in der Walzvorrichtung. Die
Kontrolle der Abmessungen stellt vor aller. während des Eintritts und Austritts
des warmgewalzten Bandes in das Endbearbeitungswalzgerüst zum ferritischen
oder Kaltwalzen ein Problem dar. In der Praxis wurden fortgeschrittene
Vorwärts-
und adaptive Kontrollsysteme und numerische Modelle in einem Versuch
verwendet, den oberen Teil und das hintere Ende, die unkorrekte
Abmessungen haben, so kurz wie möglich
zu halte. Nichtsdestotrotz hat jede Rolle einen oberen Teil und
ein hinteres Ende, die zu Ausschuß werden müssen und eine Länge von
mehreren zehnfachen Metern haben können.
-
Bei
den aktuell verwendeten Anlagen gilt ein Breiten-/Dicken-Verhältnis von
etwa 1200–1400
als das Maximum, das in der Praxis erreicht werden kann: ein höheres Breiten-/Dicken-Verhältnis führt zu einem übermäßig langen
oberen Teil und hinteren Ende, ehe eine stabile Situation erreicht
wird, und damit zu übermäßigen Niveaus
von Schrott.
-
Andererseits.
besteht hinsichtlich des Wirkungsgrades von Materialien bei der
Bearbeitung eines warmgewalzten oder kaltgewalzten Stahlbandes ein
Bedarf an einer größeren Breite
mit einer identischen oder reduzierten Dicke. Breiten-/Dicken-Verhältnisse
von 2000 oder mehr sind auf dem Markt erwünscht, aber können aus
den oben beschriebenen Gründen
nicht mit dem bekannten Verfahren erreicht werden.
-
Das
Verfahren nach der Erfindung macht es möglich, das Stahlband mit jeder
Geschwindigkeit von der Ofeneinrichtung in einem ununterbrochenen oder
kontinuierlichen Verfahren im austeritischen Feld vorzuwalzen, es
auf das ferritische Feld abzukühlen
und im ferritischen Feld zu walzen, so daß sich die Enddicke ergibt.
-
Eine
viel einfachere Rückkopplungssteuerung
hat sich als ausreichend zur Kontrolle der Abmessungen des Bandes
erwiesen.
-
Die
Erfindung benutzt auch die Einsicht, daß es möglich ist, das Verfahren zu
verwenden, mit dem nach dem Stand der Technik nur warmgewalztes Stahlband
auf eine solche Weise hergestellt wird, während im wesentlichen die gleichen
Mittel benutzt werden, daß dieses
Verfahren auch dazu verwendet werden kann, zusätzlich zu einem austenitisch
gewalzten Stahlband auch ein ferritisch gewalztes Stahlband zu erhalten,
das die Eigenschaften eines kaltgewalzten Stahlbandes hat.
-
Dies
eröffnet
die Möglichkeit,
eine Vorrichtung zu verwenden, die bekanntlich an sich einen weiteren
Bereich von Stahlbändern
herstellt, und insbesondere Stahlbänder mit einem beträchtlich
gesteigerten Mehrwert auf dem Markt. Außerdem ergibt das Verfahren
einen besonderen Vorteil, wenn ein ferritisches Band nach dem Schritt
a gewalzt wird, was im folgenden Text erläutert wird.
-
Mit
der Erfindung lassen sich auch eine Anzahl von anderen wichtigen
Vorteilen erreichen, was im folgenden Text beschrieben wird.
-
Bei
der Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung findet das Vorwalzen bevorzugt
im austenitischen Feld statt, so bald wie möglich unterhalb der Ofeneinrichtung,
in welcher die Platte auf Temperatur homogenisiert wird. Darüber hinaus
wird bevorzugt eine hohe Walzgeschwindigkeit und Reduktion ausgewählt. Um
konstante Eigenschaften für
den Stahl zu erhalte, muß verhindert
werden, daß die Platte
oder wenigstens ein übermäßig großer Teil
davon in das zweiphasige Feld übergeht,
in dem die austenitischen und ferritischen Strukturen nebeneinander
bestehen. Nach dem Verlassen der Ofeneinrichtung kühlt die
homogenisierte austenitische Platte am schnellsten an den Seitenkanten
ab. Man hat herausgefunden, daß die
Abkühlung
hauptsächlich über einen
Kantenteil der Platte stattfindet, der eine Breite hat, die der
aktuellen Dicke der Platte oder des Bandes vergleichbar ist. Indem
das Band kurz nach dem Verlassen des Ofens gewalzt wird, und bevorzugt
mit einer beträchtlichen
Reduktion, wird die Ausdehnung des abgekühlten Kantenteils begrenzt. Dann
ist es möglich,
ein Band mit der korrekten Bandgestalt und mit konstanten, voraussagbaren
Eigenschaften praktisch über
die gesamte Breite herzustellen.
-
Die
praktisch homogene Temperaturverteilung über die Breite liefert zusammen
mit der Dicke der Platte den zusätzlichen
Vorteil eines breiteren Arbeitsbereichs, innerhalb dessen die Erfindung
verwendet werden kann. Da die Durchführung des Walzers im zweiphasigen
Feld unerwünscht
ist, ist der Arbeitsbereich bezüglich
der Temperatur an der Unterseite durch die Temperatur desjenigen
Teils der Platte begrenzt, der zuerst in das zweiphasige Feld übergeht,
d. h. der Kantenbereich. Bei dem herkömmlichen Verfahren liegt die
Temperatur des zentralen Teils dann noch weit über der Übergangstemperatur, bei welcher
austenitisch sich in ferritisch zu ändern beginnt. Damit nichtsdestotrotz
die höheren Temperaturen
des zentralen Teils verwertet werden können, wird im Stand der Technik vorgeschlagen, die
Kanten nachzuerwärmen.
Bei Verwendung der Erfindung ist diese Maßnahme nicht nötig, oder
sie ist wenigstens in einem deutlich geringeren Ausmaß nötig, und
im Ergebnis kann das austenitische Walzverfahren weitergeführt werden,
bis praktisch die ganze Platte insbesondere in der Breitenrichtung
auf einer Temperatur nahe an der Übergangstemperatur liegt.
-
Die
gleichmäßigere Temperaturverteilung verhindert
die Situation, wo ein relativ kleiner Teil der Platte bereits in
das zweiphasige Feld übergegangen ist,
womit ein weiteres Walzen unerwünscht
wird, während
ein großer
Teil noch gut im austeritischen Feld liegt und damit noch gewalzt
werden könnte.
Es sollte hier auch bedacht werden, daß beim Abkühlen von dem austenitischen
Feld über
eine relativ kleine Temperaturspanne des Temperaturbereichs, innerhalb
dessen die Umwandlung stattfindet, ein großer Anteil des Materials umgewandelt
wird. Dies bedeutet, daß selbst
ein kleiner Abfall unter die Übergangstemperatur
dazu führt,
daß ein
großer
Teil des Stahls umgewandelt wird. Aus diesem Grund gibt es in der
Praxisziemliche Sorgen über
einen Abfall unter die höchste
Temperatur dieses Temperaturbereichs.
-
Detailliertere
Ausführungsformen
der Erfindung und eine Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung sowie beispielhafte
Ausführungsformen
sind in der Patentanmeldung NL-1003293 beschrieben.
-
Die
Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung bei der Herstellung
von Tiefziehstahl. Damit sie als Tiefziehstahl geeignet ist, muß eine Stahlsorte
einer Anzahl von Anforderungen genügen, von denen einige wichtige
im folgenden erörtert
werden.
-
Zum
Erhalt einer geschlossenen, sogenannten zweiteiligen Dose, deren
erster Teil die Basis und den Körper
aufweist und deren zweiter Teil der Deckel ist, ist die Grundlage
für den
ersten Teil ein planarer Rohling aus Tiefziehstahl, der zunächst tiefgezogen
wird, um einen Becher mit einem Durchmesser von z. B. 90 mm und
einer Höhe
von z. B. 30 mm zu bilden, wobei die Wände dieses Bechers dann gezogen
werden, um die Dose zu bilden, die einen Durchmesser von z. B. 66
mm und eine Höhe
von z. B. 115 mm hat. Bezeichnende Werte für die Dicke des Stahlmaterials
in den verschiedenen Produktionsphasen sind: Anfangsdicke des Rohlings
0,26 mm, Basisdicke und Wanddicke des Bechers 0,26 mm, Basisdicke
der Dose 0,26 mm, Wanddicke der Dose halb oben 0,09 mm, Dicke der
Oberkante der Dose 0,15 mm.
-
Tiefziehstahl
muß extrem
streckbar sind und im Lauf der Zeit so bleiben, d. h. er darf nicht
altern. Altern führt
zu hohen Verformungskräften,
Rißbildung
während
der Verformung und Oberflächendefekten
aufgrund von Fließlinien.
Ein Weg, dem Altern entgegenzuwirken, ist das sogenannte Übervergüten durch
Ausfällung
von Kohlenstoff.
-
Der
Wunsch, Material zu sparen, indem immer leichtere Dosen hergestellt
werden können,
hat auch Auswirkungen auf die Anforderung hoher Streckbarkeit, damit
ausgehend von einer gegebenen Anfangsdicke des Rohlings eine minimal
mögliche
Enddicke der Dosenwand und auch der oberen Kante der Dose erreicht
werden kann. Die obere Kante der Dose stellt besondere Ansprüche an den Tiefziehstahl.
Nach dem Bilden der Dose durch Ziehen der Wände wird der Durchmesser der
oberen Kante durch das als Einschnürung bekannte Verfahren reduziert,
damit ein kleinerer Deckel verwendet werden kann und damit am Deckelmaterial
gespart wird. Nach der Einschnürzung
wird entlang des oberen Teils der oberen Kante ein Flansch vorgesehen, damit
der Deckel angebracht werden kann. Die Einschnürung und das Vorsehen des Flansches
sind insbesondere Verfahren, die hohe Ansprüche an die zusätzliche
Streckbarkeit des Tiefziehstahls stellen, der vorher schon während der
Herstellung des Körpers verformt
wurde.
-
Außer der
Streckbarkeit ist die Reinheit des Stahls wichtig. Reinheit ist
in diesem Fall als das Ausmaß zu
verstehen, in welchem Einschlüsse,
meist oxidische oder gasförmige Einschlüsse abwesend sind.
Einschlüsse
dieser Art werden gebildet, wenn Strahl in einem Sauerstoffblasstahlwerk
hergestellt wird, und von dem Gießpulver, das beim kontinuierlichen
Gießen
der Stahlplatte verwendet wird, die das Ausgangsmaterial für den Tiefziehstahl
bildet. Während
der Einschnürung
oder der Bildung des Flansches kann ein Einschluß zu einem Riß führen, der wiederum
selbst die Ursache eines nachfolgenden Lecks in der Dose ist, die
mit ihren Inhaltsstoffen gefüllt
und dann verschlossen wurde. Während
der Lagerung und des Transports können aus der Dose auslaufende
Inhaltsstoffe insbesondere als Ergebnis von Kontamination Beschädigungen
von anderen Dosen und Gütern
darum herum verursachen, was sich auf das Mehrfache des Werts nur
der lecken Dose mit ihren Inhaltsstoffen beläuft. Wenn die Dicke der Kante
der Dose abnimmt, nimmt die Gefahr eines aus einem Einschluß resultierenden
Risses zu. Deshalb sollte Tiefziehstahl frei von Einschlüssen sein. Soweit
Einschlüsse
bei dem aktuellen Verfahren zur Stahlherstellung unvermeidlich sind,
sollten ihre Abmessungen so klein wie möglich gehalten werden und sie
sollten nur in sehr kleiner Anzahl auftreten.
-
Eine
weitere Anforderung betrifft das Anisotropieniveau des Tiefziehstahls.
Bei der Herstellung einer tiefgezogenen/wandgezogenen oder wandverdünnten, zweiteiligen
Dose verläuft
die obere Kante der Dose nicht in einer planaren Fläche, sondern
hat eher ein Wellenmuster um den Umfang der Dose. In Spezialistenkreisen
werden die Wellenberge als Zipfel bezeichnet. Die Tendenz zur Zipfelbildung
ist ein Ergebnis der Anisotropis in dem Tiefziehstahl. Die Zipfel
müssen
auf das Niveau der untersten Mulde herabgeschnitten werden, um eine
obere Kante zu erhalten, die in einer flachen Oberfläche verläuft und zu
einem Flansch verformt werden kann, und dieses Verfahren führt zu einem
Materialverlust. Das Niveau der Zipfelbildung hängt von der gesamten Kaltwalzreduktion
und von der Kohlenstoffkonzentration ab.
-
Aus
verfahrenstechnischen Erwägungen wird
gewöhnlich
von einem warmgewalzten Blech oder Band mit einer Dicke von 1,8
mm oder mehr ausgegangen. Bei einer Reduktion von etwa 85% führt dies
zu einer Enddicke von etwa 0,27 mm. In Hinsicht auf den Wunsch,
den Materialverbrauch für jede
Dose zu minimieren, ist eine geringere Enddicke, bevorzugt von weniger
als 0,21 mm erwünscht. Richtwerte
von etwa 0,17 mm werden bereits erwähnt. Bei einer gegebenen Ausgangsdicke
von etwa 1,8 mm erfordert dies deshalb eine Reduktion von mehr als
90%. Bei den üblichen
Kohlenstoffkonzentrationen führt
dies zu starker Zipfelbildung und damit, weil diese Zipfel abgeschnitten
werden, zu einem zusätzlichen
Materialverlust, womit ein Teil des Nutzens negiert wird, der aus
einer geringeren Dicke gewonnen wurde. Eine Lösung wurde in der Verwendung
von extrakohlenstoffarmem oder ultrakohlenstaffarmem Stahl (ULC-Stahl)
gesucht. Stahl dieser Art, der allgemein akzeptierte Kohlenstoffkonzentrationen
von unter 0,01%, bis hinunter zu Werten von 0,001% oder niedriger
hat, wird hergestellt, indem mehr Sauerstoff in die Stahlschmelze
in einem Sauerstoffblasstahlwerk geblasen wird, so daß mehr Kohlenstoff
verbrannt wird. Falls gewünscht,
kann darauf eine Vakuumkörperbehandlung
folgen, um die Kohlenstoffkonzentration weiter zu reduzieren. Als ein
Ergebnis des Einbringens von mehr Sauerstoff in die Stahlschmelze
führt dies
auch zu unerwünschten Metalloxiden
in der Stahlschmelze, die als Einschlüsse in der gegossenen Stahlplatte
und später
in dem kaltgewalzten Band bleiben. Die Wirkung von Einschlüssen wird
durch die niedrigere Enddicke des kaltgewalzten Stahls verstärkt. Wie
erörtert,
sind Einschlüsse
schädlich,
da sie zur Rißbildung
führen
können.
Als ein Ergebnis der niedrigerer. Enddicke gilt diese schädliche Wirkung
um so mehr für
ULC-Stahl. Im Ergebnis
ist die Ausbeute von ULC-Stahlsorten für Verpackungszwecke aufgrund
des hohen Niveaus an Schrott gering.
-
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Herstellung
eines Tiefziehstahls aus Stahlsorten der kohlenstoffarmen Stahlklasse vorzusehen,
was gewöhnlich
als ein Kohlenstoffgehalt von zwischen 0,1% und 0,01% zu verstehen
ist, wodurch eine niedrige Enddicke mit einer hohen Ausbeute des
Materials erreicht werden kann und sich auch andere Vorteile erreichen
lassen. Nach der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet,
daß das
Stahlband ein kohlenstoffarmer Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt
von zwischen 0,1% und 0,01% ist und mit einer Übertrittsdicke von weniger als
1,6 mm von dem austenitischen Feld zu dem ferritischen Feld abgekühlt wird,
und die Gesamtreduktion durch Walzen in dem ferritischen Feld weniger als
90% ist. Das Anisotropieniveau hängt
von der Kohlenstoffkonzentration und der Gesamtwalzreduktion ab,
welcher der Tiefziehstahl in dem ferritischen Feld unterworfen wurde.
-
Die
Erfindung basiert auf der weiteren Einsicht, daß die Gesamtreduktion in dem
ferritischen Feld nach dem Übergang
aus dem austenitischen Feld wichtig für die Zipfelbildung ist, und
daß die
Zipfelbildung verhindert oder eingeschränkt werden kann, wenn im ferritischen
Feld kaltgewalzt wird, indem die Reduktion innerhalb einer definierten
Grenze für
einen gegebenen Kohlenstoffgehalt gehalten wird, indem in das ferritische
Feld mit einem ausreichend dünnen
Band eingetreten wird.
-
Bei
dem Verfahren nach der Erfindung ist die Gesamtreduktion, die durch
Walzen im ferritischen Feld herbeigeführt wird, weniger als 87%.
Das Niveau von Walzreduktion, bei welchem minimale Anisotropie auftritt,
hängt von
der Kohlenstoffkonzentration ab und nimmt zu, wenn die Kohlenstoffkonzentration
abfällt.
Für kohlenstoffarmen
Stahl liegt die Kaltwalzreduktion, die minimale Anisotropie und demnach
minimale Zipfelbildung erzeugt, in dem Bereich von weniger als 87%
oder bevorzugter weniger als 85%. In Verbindung mit guten Verformungseigenschaften
ist bevorzugt, daß die
Gesamtreduktion mehr als 75% und bevorzugter mehr als 80% beträgt.
-
Die
im ferritischen Feld durchzuführende
Reduktion kann mit einer niedrigen Enddicke bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung niedrig gehalten werden, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Übertrittsdicke
weniger als 1,5 mm beträgt.
-
Das
angegebene Verfahren liefert einen Tiefziehstahl, der auf die bekannte
Weise unter Verwendung einer allgemein bekannten Vorrichtung hergestellt
werden kann, wobei damit dünnerer
Tiefziehstahl hergestellt werden kann, als dies bis jetzt möglich war.
Bekannte Techniken können
zum Walzen und zur weiteren Verarbeitung im ferritischen Feld verwendet
werden.
-
Die
Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezug auf eine nicht einschränkende Ausführungsform
nach der Zeichnung erläutert;
darin zeigen:
-
1 eine
diagrammartige Seitenansicht einer Vorrichtung, die zur Durchführung des
Verfahrens geeignet ist;
-
2 einen
Graph, der die Temperaturkurve in dem Stahl als Funktion der Position
in der Vorrichtung veranschaulicht; und
-
3 einen
Graph, der das Dickenprofil des Stahls als Funktion der Position
in der Vorrichtung veranschaulicht.
-
In 1 gibt
die Bezugsziffer 1 eine Stranggußmaschine zum Gießen von
dünnen
Platten an. In dieser einleitenden Beschreibung ist zu verstehen, daß eine Stranggußmaschine
zum Gießen
von dünnen
Stahlplatten mit einer Dicke von weniger als 150 mm, bevorzugt weniger
als 100 mm geeignet ist. Die Bezugsziffer 2 gibt eine Gießpfanne
an, aus welcher zu gießender
flüssiger
Stahl einer Transferpfanne 3 zugeführt wird, die in dieser Auslegung
die Form einer Vakuumtransferpfanne annimmt. Unter der Transferpfanne 3 ist
eine Gußform 4,
in welche der flüssige
Stahl gegossen wird und wo er sich wenigstens teilweise verfestigt.
Falls gewünscht,
kann die Gußform 4 mit
einer elektromagnetischen Bremse ausgerüstet sein. Die Vakuumtransferpfanne
und die elektromagnetische Bremse sind nicht nötig und können auch jeweils alleine verwendet
werden, womit die Möglichkeit
vorgesehen ist, eine höhere
Gießgeschwindigkeit
und eine bessere interne Qualität
des gegossenen Stahls zu erreichen. Die herkömmliche Stranggußmaschine
hat eine Gießgeschwindigkeit von
etwa 6 m/min; zusätzliche
Maßnahmen
wie eine Vakuumtransferpfanne und/oder eine elektromagnetische Bremse
bieten die Aussicht auf Gießgeschwindigkeiten
von 8 m/min oder mehr. Die verfestigte dünne Platte wird in einen Tunnelofen 7 eingebracht,
der eine Länge
von z. B. 200 m hat. Sobald die gegossene Platte das Ende des Ofens 7 erreicht
hat, wird der Schermechanismus 6 verwendet, um die Platte
in Plattenteile zu schneiden. Jede Platte stellt eine Stahlmenge
dar, die fünf
bis sechs herkömmlichen Coils
entspricht. Im Ofen ist Platz zur Lagerung einer Anzahl von Plattenteilen
dieser Art, z. B. zum Lagern von drei solchen Plattenteilen. Als
Ergebnis können diejenigen
Teile der Anlage weiter arbeiten, die unterhalb des Ofens liegen,
während
die Gießpfanne
in der Stranggußmaschine
ausgetauscht werden muß sind
es nötig
ist, mit dem Gießen
einer neuen Platte zu beginnen. Ebenso erhöht die Lagerung im Ofen die
Verweilzeit der Plattenteile darin, womit auch eine bessere Temperaturhomogenisierung
der Plattenteile gewährleistet
ist. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Platte in den Ofen eintritt,
entspricht der Gießgeschwindigkeit
und beträgt
deshalb etwa 0,1 m/s. Unterhalb des Ofens 7 gibt es eine
Oxidentfernungseinrichtung 9, die in diesem Fall in Form
von Hochdruckwasserstrahlen vorliegt, um das Oxid, das sich an der Oberfläche der
Platte gebildet hat, von der Oberfläche wegzuputzen. Die Geschwindigkeit,
mit welcher die Platte durch die Oxidentfernungsanlage läuft und in
die Ofeneinrichtung 10 eintritt, beträgt etwa 0,15 m/s. Die Walzeinrichtung 10,
welche die Funktion der Vorwalzeinrichtung wahrnimmt, weist zwei
Vierwalzengerüste
auf. Falls gewünscht,
kann ein Schermechanismus 8 für Notfälle eingebaut sein.
-
Aus 2 ist
zu ersehen, daß die
Temperatur der Stahlplatte, die beim Verlassen der Transferpfanne
auf einem Niveau von etwa 1450°C
liegt, über den
Walzenförderer
auf ein Niveau von etwa 1150°C abfällt, und
sie wird bei dieser Temperatur in der Ofeneinrichtung homogenisiert.
Als Ergebnis des intensiven Besprühens mit Wasser in der Oxidentfernungseinrichtung 9 fällt die
Temperatur der Platte von etwa 1150°C auf etwa 1050°C, sowohl
für das
austenitische Verfahren als auch für das ferritische Verfahren,
die mit a bzw. f bezeichnet sind. In den zwei Walzgerüsten der
Vorwalzeinrichtung 10 fällt
die Temperatur der Platte etwa um weitere 50°C an jedem Walzpfad, so daß die Platte,
die ursprünglich eine
Dicke von 70 mm hatte, in zwei Schritten mit einer Zwischendicke
von 42 mm zu einem Stahlband mit einer Dicke von etwa 16,8 mm bei
einer Temperatur von etwa 950°C
geformt wurde. Das Dickenprofil als eine Funktion des Orts ist in 3 gezeigt.
Die Zahlen geben die Dicke in mm an. Eine Kühleinrichtung 11 und
ein Satz von Coilboxen 12 sowie, falls gewünscht, eine
zusätzliche
(nicht gezeigte) Ofeneinrichtung sind unterhalb der Vorwalzeinrichtung 10 eingebaut.
Bei der Herstellung eines austenitisch gewalzten Bandes wird das
aus der Walzeinrichtung 10 kommende Band, falls angesagt,
zeitweilig gelagert und in den Coilboxen 12 homogenisiert,
und wenn eine zusätzliche
Temperaturerhöhung
erforderlich ist, wird es in der (nicht gezeigten) Heizeinrichtung
erwärmt,
die unterhalb der Coilbox positioniert ist. Dem Fachmann wird klar
sein, daß die
Kühleinrichtung 11, die
Coilboxen 12 und die (nicht gezeigte) Ofeneinrichtung gegenüber den
oben umrissenen in unterschiedlichen Positionen zueinander sein
können.
Als ein Ergebnis der Dickenreduktion tritt das gewalzte Band in
die Coilboxen mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,6 m/s ein. Eine
zweite Oxidentfernungsanlage 13 ist unterhalb der Kühleinrichtung 11,
der Coilboxen 12 oder der (nicht gezeigten) Ofeneinrichtung
positioniert, um wieder eine Oxidhaut zu entfernen, die sich an
der Oberfläche
des gewalzten Bandes gebildet haben kann. Falls gewünscht, kann
auch eine andere Schereinrichtung eingebaut sein, um den oberen
Teil und das hintere Ende von einem Band abzuschneiden. Das Band
wird dann in eine Walzenstraße
eingebracht, welche die Form von sechs in Reihe geschalteten Vierwalzengerüsten annehmen
kann. Wenn ein austenitisches Band hergestellt werden soll, kann
die gewünschte
Enddicke von z. B. 1,0 nm, erreicht werden, indem nur fünf Walzgerüste verwendet
werden. Die bei dieser Operation für jedes Walzgerüst erreichte
Dicke ist in der oberen Zahlenreihe in 3 für den Fall
einer Plattendicke von 70 mm angegeben. Nach dem Verlassen der Walzerstraße 14 wird
das Band, das dann auf einer Endtemperatur von etwa 900°C mit einer
Dicke von 1,0 mm ist, mittels einer Kühleinrichtung 15 intensiv
gekühlt
und auf einen Coiler 16 gewickelt. Die Geschwindigkeit,
mit welcher es in den Coiler eintritt, beträgt etwa 13 m/s. Wenn ein ferritisch
gewalztes Stahlband hergestellt werden soll, wird das die Vorwalzeinrichtung 10 verlassende
Stahlband mittels einer Kühleinrichtung 11 intensiv
gekühlt.
Das Band umgeht dann die Coilboxen 12 und, falls gewünscht, die
(nicht gezeigte) Ofeneinrichtung, und Oxid wird dann in der Oxidentfernungsanlage 13 entfernt.
Das Band, welches jetzt das ferritische Feld erreicht hat, ist auf
einer Temperatur von etwa 750°C.
Wie oben festgestellt, kann etwas Material noch austenisch sein,
aber in Abhängigkeit
von dem Kohlenstoffgehalt und der gewünschten Endqualität ist dies
akzeptabel. Um die gewünschte Enddicke
für das
ferritische Band von etwa 0,7 bis 0,8 mm zu erreichen, werden alle
sechs Gerüste
der Walzenstraße 14 verendet.
Wie in der Situation, wo ein austenitisches Band gewalzt wurde,
gibt es beim Walzen eines ferritischen Bandes eine im wesentlichen
identische Reduktion für
jedes Walzgerüst,
mit Ausnahme der Reduktion durch das Endwalzgerüst. Dies in der in 2 gezeigten
Temperaturkurve und dem von der unteren Zahlenreihe in 3 gezeigten Dickenprofil
für das
ferritische Walzen des Stahlbandes als eine Funktion der Position
veranschaulicht. Die Temperaturkurve zeigt, daß das Band eine Austrittstemperatur
hat, die gut über
der Rekristallisationstemperatur liegt. Zur Vermeidung der Bildung
von Oxiden kann deshalb erwünscht
sein, das Band mit Hilfe der Kühleinrichtung 15 auf
die gewünschte
Wickeltemperatur zu kühlen,
wobei in diesem Fall die Rekristallisation noch stattfinden kann.
Wenn die Austrittstemperatur aus der Walzenstraße 14 zu niedrig ist,
kann eine Ofeneinrichtung 18, die unterhalb der Walzenstraße angeordnet
ist, dazu verwendet werden, das ferritisch gewalzte Band auf eine
gewünschte
Wickeltemperatur zu bringen. Die Kühleinrichtung 15 und
die Ofeneinrichtung 18 können parallel oder in Reihe
zueinander angeordnet sein. Ebenso kann eine Einrichtung durch die
andere Einrichtung ersetzt sein, je nachdem, ob ferritisches oder austenitisches
Band hergestellt wird. Wie erwähnt, wird
das Walzen kontinuierlich durchgeführt, wenn ein ferritisches
Band hergestellt wird. Dies bedeutet, daß das aus der Walzeinrichtung 14 und
gegebenenfalls der Kühleinrichtung 15 oder
Ofeneinrichtung 18 herauskommende Band eine größere Länge als
die übliche
zur Bildung eines einzigen Coils hat, und dieser Plattenteil einer
kompletten Ofenlänge
oder länger
wird kontinuierlich gewalzt. Um das Band auf die gewünschte Länge zu schneiden,
die den üblichen Abmessungen
eines Coils entspricht, gibt es einen Schermechanismus 17.
Durch geeignete Auswahl der verschiedenen Komponenten der Vorrichtung und
der Verfahrensschritte, die zur Durchführung verwendet werden, wie
Homogenisierung, Walzen, Abkühlen
und zeitweilige Lagerung, hat es sich als möglich erwiesen, diese Vorrichtung
mit einer einzigen Stranggußmaschine
zu betreiben, während
der Stand der Technik zwei Stranggußmaschinen verwendet, damit
die begrenzte Gießgeschwindigkeit
an die viel höheren
Walzgeschwindigkeiten angepaßt wird,
die allgemein verwendet werden. Falls gewünscht, kann ein zusätzlicher
sogenannter Closed-Coiler direkt unterhalb der Walzenstraße 14 eingebaut
sein, um bei der Steuerung des Laufs und der Temperatur des Bandes
mitzuwirken. Die Vorrichtung ist geeignet für Bänder mit einer Breite, die in
den Bereich zwischen 1000 und 1500 mm liegt, mit einer Dicke eines
austenitisch gewalzten Bandes von etwa 1,0 mm und einer Dicke eines
ferritisch gewalzten Bandes von etwa 0,7 bis 0,8 mm. Die Homogenisierungszeit
in der Ofeneinrichtung 7 beträgt etwa 10 Minuten für die Lagerung
von drei Platten mit der gleichen Länge wie der Ofen. Die Coilbox
ist zur Lagerung zweier kompletter Bänder beim austenitischen Walzen
geeignet.
-
Das
Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind besonders
geeignet zur Herstellung eines dünnen
austenitischen Bandes, beispielsweise mit einer Enddicke von weniger
als 1,2 mm. Ein Hand dieser Art ist bezüglich der Zipfelbildung als
Ergebnis von Anisotropie besonders geeignet zur weiteren ferritischen
Reduktion zur Verwendung als Verpackungsstahl z. B. in der Getränkedosenindustrie.