DD226595A1

DD226595A1 - Verfahren zur verbesserung der geradheit von walzstahl

Info

Publication number: DD226595A1
Application number: DD82245178A
Authority: DD
Inventors: Franz Tamm; Bernhard Hoericke; Kurt Welfle; Michael Seidel; Wolfgang Tettke; Karl-Heinz Luckfiel
Original assignee: Florin Stahl Walzwerk
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1982-11-24
Publication date: 1985-08-28
Also published as: US4551183A; JPS59173216A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl und ist anwendbar in der Metallurgie. Die Erfindung bezweckt, einen Walzstahl mit einer Geradheit herzustellen, die den Anforderungen der weiterverarbeitenden Industrie gerecht wird. Ausserdem soll der Produktionsablauf in Walzwerken stabiler gestaltet werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Anfaelligkeit des warmen Walzgutes gegenueber Verwerfungen auf dem Kuehlbett beseitigt wird. Erreicht wird dies dadurch, dass durch eine dosierte Druckwasserkuehlung die g/a-Umwandlung gegenueber dem normalen Ablauf auf dem Kuehlbett in Abhaengigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Stahles beschleunigt oder verzoegert wird und dadurch bei dem behandelten Walzgut eine umwandlungsbedingte Laengenzunahme auf dem Kuehlbett unterbunden wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl, der auf Grund seiner Querschnittsabmessungen leicht zu Verkrümmungen neigt.

Die Erfindung ist in der Metallurgie bei der Herstellung von Walzstahlerzeugnissen aus Stahl anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Walzung von Stahl auf Walzstraßen mit Kühlbetten treten bei manchen Abmessungen bezüglich der Geradheit des Walzgutes Schwierigkeiten auf. Diese Probleme sind bei bestimmten Querschnittsformen besonders kritisch und verstärken sich bekanntlich bei modernen Hochleistungsstraßen, die bei höheren Geschwindigkeiten mit höheren Walzendtemperaturen arbeiten und längere Kühlbetten aufweisen. Flachmaterial neigt z.B. infolge unterschiedlicher Widerstandsmomente über die Querschnittsrichtungen einerseits bei höheren Walzgeschwindigkeiten auf dem Zuführrollgang zum Kühlbett zur Wellenbildung, die eine Begrenzung der Walzgeschwindigkeit erfordert, andererseits wird das Material auf dem Kühlbett wellig. Die Ursachen der unzureichenden Geradheit desauf dem Kühlbett an Luft abgekühlten Stahles liegen u.a. darin, daß das Walzgut aus Stahl bei der Abkühlung eine Gefügeumwandlung von γ-Eisen und α-Eisen erfährt, die mit einem positiven Volumeneffekt verbunden ist. Die Volumenzunahme der γ/α-Umwandlung liegt dabei zwischen den Ar₃ und Ar-, bzw. M_s-Temperaturen des Stahles und ist so stark, daß die abkühlungsbedingte Kontraktion überlagert wird und das Walzgut im genannten Temperaturintervall eine Expansion erfährt. Die zu beobachtende Längenzunahme ist von der chemischen Zusammensetzung des Stahles abhängig und kann ca. Vs der Gesamtkontraktion zwischen 1000^cC und Raumtemperatur betragen.

Im praktischen Walzbetrieb wird beobachtet, daß die Walzadern oder Teilschnitte davon auf dem Kühlbett zunächst noch gerade sind und sich verkürzen. Anschließend dehnen sie sich aus und werden wellig, da die Reibung ein Gleiten verhindert. Bei weiterem Temperaturabfall setzt wieder eine Verkürzung des Walzstahles ein, die aufgetretene Welligkeit geht jedoch infolge der mit fortschreitender Abkühlung zunehmenden Festigkeit nicht vollständig zurück.

Erfahrungsgemäß wird die Geradheit des Walzstahles durch Absenkung der Walzendtemperatur verbessert. Technische Maßnahmen, die bereits während der Herstellung angewandt, eine spürbare Verbesserung bezüglich der Geradheit bringen, sind nicht bekannt. Die für die Verwendung bzw. Weiterverarbeitung des Stahles geforderte Geradheit wird oft durch zusätzlichen Aufwand, wie nachträgliches Richten, eingestellt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Herstellung von warmgewalztem Stahl verschiedener Querschnittsformen mit einer Geradheit, die den meisten Anforderungen an die Weiterverarbeitung und Verwendung im Walzzustand entspricht. Außerdem soll der Auflauf des Walzstahles auf das Kühlbett stabiler gestaltet werden, wodurch höhere Walzgeschwindigkeiten möglich sind. Der Adjustagedurchlauf, speziell das Bündigfahren, der Transport und das Kaltscheren sollen erleichtert, und der Produktionsanteil, der den erhöhten Anforderungen an die Geradheit entspricht, soll erhöht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Anfälligkeit des warmen Walzgutes gegenüber Verwerfungen auf dem Kühlbett beseitigt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch eine dosierte Druckwasserkühlung die γ/α-Umwandlung gegenüber dem normalen Ablauf auf dem Kühlbett in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Stahles beschleunigt oder verzögert wird und dadurch bei dem behandelten Walzgut eine umwandlungsbedingte Längenzunahme auf dem Kühlbett unterbunden wird.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei unlegierten Kohlenstoffstählen sich nach der dosierten Druckwasserkühlung Ausgleichstemperaturen entsprechend der Perlitnase im ZTU-Schaubild einstellen und die-y/a-Umwandlung eines oberflächennahen Querschnittsanteils mit maximal möglicher Umwandlungsgeschwindigkeit der Perlitstufe abläuft und damit bereits weitgehend oder vollständig während des Transportes des langgestreckten Walzgutes in axialer Richtung auf dem Rollgang zum Kühlbett stattfindet.

Ein drittes Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei unlegierten oder niedriglegierten Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei der dosierten Druckwasserkühlung in einem oberflächennahen Querschnittsanteil des Walzgutes Martensit gebildet wird, wobei ein Teil der umwandlungsbedingten Längenzunahme durch die Kühlung bei kontinuierlicher Bewegung der Walzader in axialer Richtung vorweggenommen wird.

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Ferner weist die erfindungsgemäße Lösung das Merkmal auf, daß bei legierten Stählen nach der dosierten Druckwasserkühlung die γ/α-Umwandlung in der unteren Perlitstufe bzw. in der oberen Zwischenstufe mit niedrigerer Umwandlungsgeschwindigkeit als bei normaler Luftabkühlung abläuft

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiel

Zur Verbesserung der Geradheit von Flachmaterial aus unlegiertem Stahl mit 0,45% C erwies sich nach beendeter Warmformgebung vor dem Auflauf auf das Kühlbett eine Druckwasserabschreckung mit Temperaturausgleich bei ca. 640-680⁰C als besonders wirksam. Eine Längenzunahme während der Abkühlung auf dem Kühlbett war nicht feststellbar. Daraus war ersichtlich, daß die γ/α-Umwandlung nach dieser erfindungsgemäßen Behandlung bereits zum größten Teil auf dem Transportweg zum Kühlbett abgelaufen ist. Die Geradheit des Walzgutes wurde deutlich verbessert. Als weiteres Beispiel ist die Verbesserung der Geradheit von Flachmaterial aus beruhigtem und unberuhigtem schweißbarem Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt genannt. Eine Druckwasserkühlung auf Oberflächentemperaturen von 200⁰C mit Temperaturausgleich bei ca. 650°C führte zu guten Ergebnissen. Die M_s-Punkte dieser Stähle lagen mit ca. 42O⁰C also relativ hoch, so daß sich in einem beachtlichen randnahen Querschnittsanteil Martensit bildete, der zu einem Vergütungsgefüge hoch angelassen wurde. Das erfindungsgemäße Ergebnis wurde in diesem Falle dadurch erreicht, daß mit der Martensitbildung der umwandlungsbedingte Volumeneffekt sofort bei der Abkühlung auftrat. Die martensitischen Randzonen schrumpfen bei der anschließenden Luftabkühlung auf dem Kühlbett und verhindern eine Längsausdehnung.

Claims

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Patentanspruch:

1. Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl durch Kühlung in einer oder in mehreren Stufen, vor oder nach der Fertigstaffel bzw. vor oder nach dem letzten Formgebungsstich, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine dosierte Druckwasserkühlung diey/a-Umwandlung gegenüber dem normalen'Ablauf auf dem Kühlbett in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Stahles beschleunigt oder verzögert wird und dadurch bei dem behandelten Walzgut eine umwandlungsbedingte Längenzunahme auf dem Kühlbett unterbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unlegierten Kohlenstoffstählen sich nach der dosierten Druckwasserkühlung Ausgleichstemperaturen entsprechend der Perlitnase im ZTU-Schaubild einstellen und die y/a-Umwandlung eines oberflächennahen Querschnittsanteils mit maximal möglicher Umwandlungsgeschwindigkeit der Perlitstufe abläuft und damit bereits weitgehend oder vollständig während des Transportes des langgestreckten Walzgutes in axialer Richtung auf dem Rollgang zum Kühlbett stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unlegierten oder niedriglegierten Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei der dosierten Druckwasserkühlung in einem oberflächennahen Querschnittsanteil des Walzgutes Martensit gebildet wird, wobei ein Teil der umwandlungsbedingten Längenzunahme durch die Kühlung bei kontinuierlicher Bewegung der Walzader in axialer Richtung vorweggenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß bei legierten Stählen nach der dosierten Druckwasserkühlung die γ/α-Umwandlung in der unteren Perlitstufe bzw. in der oberen Zwischenstufe mit niedrigerer Umwandlungsgeschwindigkeit als bei normaler Luftabkühlung abläuft.