DD160457A1 - METHOD FOR THE THERMOMECHANICAL TREATMENT OF ROLLING STEEL - Google Patents
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Abstract
Description
23071L 23071 L
Erfinder: . PA 132 Inventor :. PA 132
Dipl.-Ing. Franz Tamm Dipl.-Ing. Bernhard EarickeDipl.-Ing. Franz Tamm Dipl.-Ing. Bernhard Earicke
Τ— r~ Tr.,„J- iff η J. jj. g, . ii.U— u «OjΤ- r ~ Tr., "J- iff η J. jj. g,. ii.U- u «Oj
Vertreter; DPE: C' 21 D, 1/02 Representative ; DPE: C '21 D, 1/02
.Ernst-Karl Vollbreciit IPC:.Ernst-Karl Vollbreciit IPC:
YEB Stahl- und Walzwerk "Wilhelm Florin" TSB Qualitäts- und Edelstahl-Kombinat -Büro für Schutzrechte-1422 Hennigsdorf Veltenar StraßeYEB Steel and Rolling Mill "Wilhelm Florin" TSB Quality and Stainless Steel Combine Office for Property Rights- 1422 Hennigsdorf Veltenar Straße
Verfahren zur thermomechanisehen Behandlung von WalzstahlProcess for the thermomechanical treatment of rolled steel
Anwendungsgebiet der ErfinduniField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf das Warmwalzen von feinem und mittlerem Stabstahl sowie Draht in Feinstahlwalzwerken, insbesondere in kontinuierlichen Feinstahlwalzwerken. Sie betrifft ein Verfahren zur Behandlung des Stahls in Verbindung mit der Warmumformung j wodurch die Gefüge- und Werkstoffeigenschaften des Stahls in verschiedenen Richtungen ents prechend den Erfordernissen der Weiterverarbeitung beeinflußt vjerden.The invention relates to the hot rolling of fine and medium bar steel and wire in fine steel rolling mills, especially in continuous fine steel rolling mills. It relates to a method for the treatment of steel in connection with the hot forming j whereby the structural and material properties of the steel in various directions according to the requirements of further processing influenced.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Entwicklung der Walzwerkstechnik hat zu hohen Walzgeschwindigkeiten geführt, die noch laufend gesteigert werden. Im Zusammenhang damit werden bevorzugt hohe ITmform- temperaturen angewandt, die zwar bezüglich des Verformungswider Standes günstig sind, jedoch häufig negative Auswirkungen auf das Gefüge und die Werkstoffeigenschaften Characteristic of the known technical solutions The development of rolling mill technology has led to high rolling speeds, which are still being constantly increased. In connection with this, preference is given to using high ITmform temperatures which, although they are favorable in terms of deformation resistance, frequently have negative effects on the microstructure and the material properties
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haben. Sine Senkung der Formgebungstemperaturen bringt zwar verbesserte Werkstoffeigenschaften, jedoch sind Nachteile durch erhöhten Kraftbedarf für die Umformung, erhöhten 7erschleiß der Walzen oder — eicturi-cr'c'rück':r'o"ncr' der Straßen in Sauf zu nehmen.to have. Reducing the molding temperatures brings improved material properties, but disadvantages due to increased power requirements for the forming, increased wear of the rolls or - eictur i - cr ' c ' back ' : r ' o ' ncr ' of the streets in Sauf take.
In mehreren entwickelten Industrieländern werden bereits verschiedene Verfahren der thermomechanischen Behandlung produktionsniäßig genutzt oder für eine Nutzung vorbereitet. Ss ist in diesem Zusammenhang bekannt, daß durch Umformt empe rat ur en, Umformgrade, Umformgeschwindigkeiten, Umformzeitpunkte sowie die Verweilzeit nach der Umformung und die anschließende Abkühlung, Gefüge und Eigenschaften nutzbar beeinflußt werden können. So werden z. B. beim kontrollierten Walzen perlitarmer aikrolegierter Stähle erhöhte Festigkeitseigenschaften bei guten plastischen Werten und guter Schweißeignung ersielt. Das kontrollierte Walzen, d„ h. die Umformung des Stahles bei herabgesetzten Temperaturen, jedoch noch im Bereich des stabilen Austenits erfordert sn-fcsprechende Walzwerksausrüstungen mit ausreichender Antriebsleistung und mechanischer Stabilität. Noch höher sind die Anforderungen an die Walzwerksausrüstungen, wenn das Austenitformharten, d. h. die Umformung des metastabilen Austenits zur Eigenschaftsverbesserung des Werkstoffes genutzt werden soll. In diesem Fall sind die Walzwerke bereits bei der Konstruktion auf die hohen Beanspruchungen auszulegen bzw. das Verfahren ist in den üblichen Walzstraßen nicht anwendbar.In several developed industrialized countries, various thermomechanical treatment processes are already being used for production purposes or prepared for use. It is known in this context that can be usefully influenced by Umformt empe rat ur en, degrees of deformation, forming speeds, forming times and the residence time after the conversion and the subsequent cooling, microstructure and properties. So z. B. in the controlled rolling perlitarmer aikrolegierter steels increased strength properties at good plastic values and good weldability achieved. The controlled rolling, d. H. The transformation of the steel at reduced temperatures, but still in the range of stable austenite requires sn-frzzwzzws Walzwerksausrüstungen with sufficient drive power and mechanical stability. The requirements for rolling mill equipment are even higher if austenite form hardening , ie the transformation of the metastable austenite, is to be used to improve the properties of the material. In this case, the rolling mills are already designed to withstand the high stresses or the process is not applicable in the usual rolling mills.
Beim bekannten Verfahren der thermischen Verfestigung aus der Walzhitze, bei welchem das Walzgut nach beendeter Umformung einer intensiven Abkühlung unterworfen wird, ist ein bestimmter Wärmeentzug notwendig, um den benötigten Flächenanteil Vergütungsgefüge in den Randzonen der Walzader zu erreichen. Je höher die Walzendtemperatur liegt, um s ο schwieriger ist diese Aufgabe zu lösen, und im Ergebnis ist das Verfahren nur bis zu bestimmten Abmessungen anwendbar.In the known method of thermal solidification from the rolling heat, in which the rolling stock is subjected to intensive cooling after completion of the transformation, a certain heat removal is necessary to achieve the required surface area compensation structure in the edge zones of the rolling stock. The higher the rolling end temperature is, the more difficult it is to accomplish this task, and as a result the method can only be used up to certain dimensions.
Sowohl bei der üblichen Warmumformung auf Vvalzenstraßen als auch bei der Anwendung der modernen thermomechanischen Verfahren wird davon ausgegangen, 'daß das Walzgut eins mehr oder weniger gleichmäßige Temperatur über den Querschnitt aufweist, um entsprechend homogene Werkstoffeigenschaften zu erreichen. Eine gleichmäßige Temperatur über den Walzgutquerschnitt wird eingestellt, indem vor der für das "/"erfahren maßgeblichen Umformung entweder Abkühlungen mit langsamen Temperaturänderungen, wie Luftabkühlung oder intensive Abschreckungen z. 3, mit Druckwasser, verbunden mit einem Temperaturausgleich, angewandt werden. In beiden !Fällen wird die Kontinuität des Walzvorganges unterbrochen, und die Umformung kann erst nach einer bestimmten Zeitspanne fortgesetzt werden, Minderungen der Leistung des Walzwerkes sind oft nicht zu vermeiden.Both in the usual hot forming on VVT and in the application of modern thermo-mechanical processes, it is assumed that the rolling stock has a more or less uniform temperature over the cross section in order to achieve correspondingly homogeneous material properties. A uniform temperature across the rolling stock cross-section is adjusted by either cooling with slow temperature changes, such as air cooling or intense quenching z. 3, with pressurized water, connected to a temperature compensation applied. In both cases, the continuity of the rolling process is interrupted, and the transformation can be continued only after a certain period of time, reductions in the performance of the rolling mill are often unavoidable.
Die Erfindung bezweckt, ein "erfahren zur thermomechanischen Behandlung von Walzstahl, bei dem die Kontinuität des Walzprozesses nicht unterbrochen wird, bei dem das Betreiben des ??alzwerks mit hohes? Leistung gewährleistet ist, .Ss das zu verbesserten Werkstoffeigenschaften für die Weiterverarbeitung des Stahls führt und das die Anwendung einer zusätzlichen thermomechanischen Behandlung des Walzstahls erleichtert.The object of the invention is to provide a thermomechanical treatment of rolled steel in which the continuity of the rolling process is not interrupted, which ensures the operation of the mill with high performance, which leads to improved material properties for the further processing of the steel and that facilitates the application of additional thermo-mechanical treatment of the rolled steel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zügrunde, beim kontinuierlichen Warmwalzen die zur Erzielung bestimmter Werkstoffeigenschaften notwendige, gegenüber dem vorangegangenem Walzprozeß verringerte Umformtemperatur unmittelbar vor dem Fertigstich oder den Fertigstichen einzustellen. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Walzgut während des Walzprozesses von einer 'Temperatur von ca. 11CO 0C an seiner Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb M„ abge-The invention has the object zügrunde, set during continuous hot rolling necessary to achieve certain material properties, compared to the previous rolling process reduced forming temperature immediately before the finishing stitch or the finishing stitches. This object is achieved in that the rolling stock during the rolling process of a 'temperature of about 11CO 0 C on its surface to a temperature above M "abge-
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kühlt und während des Temperaturausgleichs zwischen Randzone und Kern einer "umformung mit einem Unrformgrad von mindestens IO % unterworfen wird. Sin weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß nach dem Abschluß der Warmum_ formung wahlweise zusätzlich eine thermomechanisch^ Behandlung durchgeführt wird.cools and Sin forming is subjected during the temperature equalization between peripheral zone and core of a "with a Unrformgrad of at least IO%. Another feature of the invention is that after the completion of Warmum_ modeling optionally additionally a thermomechanically ^ treatment is carried out.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieis näher erläutert werden«The invention will be explained below with reference to a Ausführungsbeispieis «
In Fig. 1 ist in einem ZTU-Schaubild das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt.FIG. 1 shows the method according to the invention in a ZTU diagram.
Ausgehend von der Umformtemperatur von beispielsweise 1100 0C der vorangegangenen Wälzstiche erfolgt eine intensive Abkühlung des Walzgutes an seiner Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb M mittels Druckwasser im Bereich a. Anschließend erfolgt in der Phase des Temperaturausgleichs zwischen Oberfläche und Kern die weiters Warmumformung« In dieser Phase ist der Kern noch wärmer als die Handzone und läßt sich bevorzugt umformen. In der kälteren Randzone ist die Rekristallisation gebremst, und im Ergebnis der Behandlung liegt in dieser Randzone, die einen relativ großen Flächenanteil des Querschnitts einnimmt, ein feinkörnigeres Gefüge vor, als es sich ohne Kühlung a einstellt Infolge des Temperaturausgleichs während der Formgebung fällt die Kerntemperatur schnell ab, eine Verfeinerung des G-efüges ist die Folge. Im Endergebnis weisen Randzone und Kern nur noch geringe Gefügeunterschiede auf. Das in Fig. 1 dargestellte Beispiel zeigt eine weitere Kühl stufe c im Anschluß an die erfindungsgemäße Behandlung, die zur Einstellung bestimmter Festigkeitseigenschaften in bekannter Weise beiträgt, durch die vorangegangene Kühlstufe jedoch mit erheblich verringertem kühltechnischem Aufwand durchgeführt wird.Starting from the forming temperature of, for example, 1100 0 C of the previous rolling passes intensive cooling of the rolling stock on its surface to a temperature above M by means of pressurized water in the area a. Subsequently, in the phase of temperature compensation between the surface and the core, further hot forming takes place. In this phase, the core is even warmer than the hand zone and can preferably be shaped. In the colder edge zone, the recrystallization is slowed down, and as a result of the treatment is in this edge zone, which occupies a relatively large area fraction of the cross-section, a finer grain structure, as it adjusts itself without cooling a Due to the temperature compensation during molding, the core temperature drops rapidly A refinement of the G-efuge is the result. In the final result, the edge zone and the core have only small structural differences. The example shown in Fig. 1 shows a further cooling stage c following the treatment according to the invention, which contributes to the adjustment of certain strength properties in a known manner, however, is carried out by the previous cooling stage with significantly reduced cooling technology effort.
Die Eühlstufe a wirkt sich somit auf das Ergebnis jeder beliebigen nachfolgenden thermomechanischen Behandlung positiv aus.The Eühlstufe a thus has a positive effect on the result of any subsequent thermomechanical treatment.
Durch das erfin&ungsgemäße "^erfahren ist es möglich, trotz hoher Walzgeschwindigkeiten und -temperaturen die optimalen Werkstoffeigenschaften, die bei einer gegebenen Stahl-3usannnensatsung möglich sind, zu erreichen,By experiencing the invention, it is possible, despite high rolling speeds and temperatures, to achieve the optimum material properties which are possible in a given steel analysis,
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