DE10041352A1

DE10041352A1 - Warmwalzanlage und Warmwalzverfahren

Info

Publication number: DE10041352A1
Application number: DE10041352A
Authority: DE
Inventors: Yujiro Kobayashi; Toshiyuki Kajiwara; Yasutsugu Yoshimura; Kenji Horii; Satoshi Hirano
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2001-04-05
Also published as: JP2001058202A; JP3695242B2; CN1285245A; KR20010021377A

Abstract

Eine Ofenwickelmaschine, die eine in einem Ofen (9) vorgesehene Wickelmaschine (10) umfaßt, ist zumindest entweder auf der Eingangs- oder auf der Ausgangsseite eines Steckel-Walzwerksystems installiert, und eine Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zum Einstellen der Temperatur eines durch das Walzwerk (2) gewalzten Bands ist zwischen dem Steckel-Walzwerksystem und der zumindest entweder auf der Eingangs- oder der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems installierten Ofenwickelmaschine (9, 10) angeordnet. Die Einsatzfähigkeit des Steckel-Walzwerksystems wird verbessert.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Technischer Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Warmwalzanlage und ein Warmwalzverfah ren.

2. Beschreibung der verwandten Technik

In jüngster Zeit wurden verschiedene Materialzusammensetzungen und Herstellungs verfahren für unlegierten Qualitätsstahl zur Herstellung von Erzeugnissen von hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit vorgeschlagen. Verschiedene Vorschläge sind bei spielsweise in der JP, A 10-147843 und der JP, A 7-18381 offenbart.

Ebenso ist in der JP, A 10-277601 unter Berücksichtigung verschiedener Fertigungs prozesse ein Warmbandwalzwerksystem offenbart.

Ferner ist zur Steuerung eines Mäanderns des hinteren Endes eines gewalzten Ban des, wie beispielsweise in der JP, A 9-38710 beschrieben, eine hochentwickelte und empfindliche Steuerung erforderlich.

Zudem sind in der JP, A 11-702 und der JP, A 9-239413 jeweils eine Walzanlage mit einem sogenannten Tandemwalzwerk offenbart, bei dem zwei Sätze von Walzen in ein Gehäuse eingebaut sind.

Beim Walzen von unlegiertem Qualitätsstahl unter Verwendung der vorstehend be schriebenen herkömmlichen Anlagen traten jedoch Probleme hinsichtlich des Metall gefüges auf. Eines der Probleme ist, daß insbesondere am vorderen und hinteren Ende eines gewalzten Bands ein merklicher Temperaturabfall auftritt. Ein derartiger Tem peraturabfall macht das Metallgefüge in der Längsrichtung des Bands ungleichmäßig und führte zu einer Verringerung des Ertrags. In Anbetracht des Vorstehenden ist in der JP, B 5-45327 ein System offenbart, bei dem zum Verhindern eines Temperatur abfalls am vorderen und hinteren Ende des Bands zwischen einem Walzwerk und einer Ofenwickelmaschine eine erste Heizvorrichtung und zum Gleichmäßighalten der Temperatur über das gesamte Band auf einem Heißkanaltisch zwischen dem Walzwerk und einer Einrollmaschine eine zweite Heizvorrichtung vorgesehen sind. Ebenso ist in dem US-Patent Nr. 5,755,128 eine Erfindung offenbart, die dazu ge dacht ist, durch Vorsehen einer Heizvorrichtung und einer Kühlvorrichtung das Wal zen eines Bands in einem Steckel-Walzwerksystem bei einer gleichmäßigen Tempe ratur zu erzielen. Eine Hauptaufgabe dieser offenbarten Erfindungen ist es, eine gleichmäßige Bandtemperatur aufrecht zu erhalten, um ein gewalztes Band mit einer gleichmäßigen Qualität zu erhalten und den Ertrag des Erzeugnisses zu verbessern. Diese offenbarten Erfindungen enthalten jedoch keine Vorschläge bezüglich eines Walzverfahrens zum Erzielen einer erheblichen Verbesserung der Qualität des Ban des hinsichtlich der Erzeugung eines Bands mit einer höheren Festigkeit.

Bei der vorstehend erwähnten bekannten Technik tritt dadurch ein weiteres ernsthaf tes Problem auf, daß der Abstand zwischen dem Walzwerk und der Ofenwickelma schine vergrößert wird, da zwischen einem Walzwerk und einer Ofenwickelmaschine eine Heiz- oder Kühlvorrichtung vorgesehen ist, wodurch beim Betrieb erhebliche Schwierigkeiten auftreten.

Im allgemeinen wird gewünscht, daß ein Niederschlag fein und gleichmäßig in dem Metallgefüge verteilt ist. Dies liegt daran, daß eine feine und gleichmäßige Vertei lung eines Niederschlags die Wirkung des Verhinderns eines übermäßigen Wachs tums von Kristallkörnern in dem Metallgefüge erheblich steigert. Es ist jedoch be kannt, daß eine Niederschlagsrate beim Walzen normalerweise gesteigert wird, wie in der Druckschrift "Development of NbC Precipitation Model During Austenite-range Hot Rolling of Low-carbon Nb Steel", Tetsu an Hagane ("Iron and Steel"), Bd. 75 (1989), Nr. 6, beschrieben. Da bei einem Steckel-Walzwerksystem ein gewalztes Band wiederholt einem Schritt des Aufwickelns und Haltens des Bands in einem Ofen unterzogen wird, wird ein Niederschlag unweigerlich primär an der Kristall korngrenze konzentriert und wächst zu einer übermäßigen Größe an.

Ferner ist bekannt, daß feinere Kristallkörner des Metallgefüges zu bevorzugen sind und eine höhere Festigkeit bieten. In "Controlled Rolling & Controlled Cooling", Kapitel 2.2, veröffentlicht vom Iron and Steel Institute of Japan, ist eine Hall-Petch- Verhältnisformel beschrieben, die definiert, daß die Ertragsbelastung eines Materials umgekehrt proportional zur Wurzel der Kristallkorngröße ist. Unter diesem Gesichts punkt ist ein Steckel-Walzwerk, das den Schritt der Kühlung und des Haltens eines Bands auf einer hohen Temperatur über einen langen Zeitraum wiederholt, ebenso nicht vorteilhaft. Der Grund ist, daß im allgemeinen eine längere Zeitspanne, wäh rend derer ein Band einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, die Kristallkörner in dem Metallgefüge wachsen läßt, so daß sie größer werden.

Wie aus Vorstehendem hervorgeht, ist eine Anlage, bei der das herkömmliche Warmbandwalzwerk verwendet wird, in der Lage ist, das Walzen eines Bands von hoher Qualität auszuführen, unter Berücksichtigung verschiedener Walzfertigungs prozesse kann sie jedoch nicht als die optimale Anlage bezeichnet werden, da die Ausmaße der Anlage sowie die Kosten der Anlage erheblich gesteigert werden. Ebenso tritt bei dem herkömmlichen Walzverfahren, bei dem ein Steckel-Walzwerk verwendet wird, wie vorstehend beschrieben, insbesondere bei der Anwendung auf unlegierten Qualitätsstahl das Problem hinsichtlich der Qualität des Metallgefüges auf. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Warmbandwalzwerk hat eine Walzanlage, bei der ein Steckel-Walzwerk verwendet wird, jedoch die Vorteile, daß die Kosten der Anlage ausgesprochen niedrig und die Länge der Anlage sehr gering sind. Wenn das Problem hinsichtlich der Qualität des Metallgefüges gelöst wird, kann die Walzanlage, bei der das Steckel-Walzwerk verwendet wird, als optimal für eine Walzanlage bezeichnet werden, die bei kleinen und mittleren Fertigungsmengen ver schiedene Arten von Bändern erzeugt.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einsatzfähig keit und die Produktqualität eines Steckel-Walzwerksystems zu verbessern.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung eine Warmwalzanlage mit einem Steckel-Walzwerksystem geschaffen, bei dem so wohl an der Eingangs- als auch auf der Ausgangsseite eines Walzwerks eine Ofen wickelmaschine mit einer in einem Ofen vorgesehenen Wickelmaschine installiert ist, wobei die Warmwalzanlage ferner eine zumindest entweder auf der Eingangs- oder an der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems installierte Ofenwickelmaschine mit einer in einem Ofen vorgesehenen Wickelmaschine und eine zwischen dem Stec kel-Walzwerksystem und der zumindest entweder auf der Eingangs- oder der Aus gangsseite des Steckel-Walzwerksystems installierten Ofenwickelmaschine angeord nete Vorrichtung zum Einstellen der Temperatur eines von dem Walzwerk gewalzten Bands aufweist.

Ebenso wird durch die vorliegende Erfindung ein in einer Warmwalzanlage imple mentiertes Warmwalzverfahren geschaffen, wobei die Warmwalzanlage ein Steckel- Walzwerksystem umfaßt, bei dem sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Aus gangsseite eines Walzwerks eine Ofenwickelmaschine mit einer in einem Ofen vor gesehenen Wickelmaschine installiert ist, zumindest entweder auf der Eingangs- oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems eine Ofenwickelmaschine mit einer in einem Ofen vorgesehenen Wickelmaschine installiert ist und eine Vorrich tung zum Einstellen der Temperatur eines von dem Walzwerk gewalzten Bands zwi schen dem Steckel-Walzwerksystem und der zumindest entweder auf der Eingangs- oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems installierten Ofenwickel maschine angeordnet ist und das Warmwalzverfahren die Schritte des mindestens einmaligen Walzens des Bands durch das Walzwerk, der Wärmebehandlung des Bands durch die Vorrichtung zum Einstellen der Temperatur des Bands nach dem Walzschritt und des mindestens einmaligen Walzens des Bands nach dem Wärmebe handlungsschritt umfaßt.

Vorzugsweise ist bei einer Warmwalzanlage mit einem Steckel-Walzwerksystem und einer ersten (eingangsseitigen) und einer zweiten (ausgangsseitigen) Ofenwic kelmaschine, die jeweils eine in einem Ofen vorgesehene Wickelmaschine umfassen und an der Eingangs- und der Ausgangsseite eines Walzwerks installiert sind, entwe der auf der Eingangs- oder auf der Ausgangsseite, vorzugsweise auf der Eingangssei te, des Steckel-Walzwerksystems eine dritte Ofenwickelmaschine installiert. Dann sind eine Heizvorrichtung zum Erwärmen des Bands und/oder eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Bands, die von einer Entzunderungsvorrichtung getrennt vorgesehen sind, zwischen der dritten Ofenwickelmaschine und der ersten oder der zweiten Ofenwickelmaschine vorgesehen. Ferner ist an der Eingangs- oder der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems ein Zwischenwickelsystem mit einer dritten und einer vierten Wickelmaschine installiert, und in dem Zwischenwickelsystem sind eine Heizvorrichtung und/oder eine Kühlvorrichtung installiert. Zudem kann in der Nähe des Zwischenwickelsystems ein Einebner vorgesehen sein. Insbesondere ist es wün schenswert, daß das Walzwerk des Steckel-Walzwerksystems aus mindestens einem Gerüst mit einem Tandemwalzwerk aufgebaut ist und daß zusätzlich zu einer Ent zunderungsvorrichtung eine Warmwalzölzufuhreinheit vorgesehen ist.

Bei dem in der vorstehend erwähnten Warmwalzanlage implementierten Warmwalz verfahren wird der Wärmebehandlungsschritt, in dem das Band beim Aufwickeln und/oder Abwickeln erwärmt und/oder gekühlt wird, zumindest einmal an dem Band ausgeführt, das zumindest einmal dem Walzschritt unterzogen wurde. Der Wärmebe handlungsschritt wird vorzugsweise einen Durchgang vor dem letzten Walzdurch gang durch das Walzwerg ausgeführt. Ebenso umfaßt der Wärmebehandlungsschritt vorzugsweise den Schritt eines zumindest einmaligen Erwärmens des Bands auf eine Temperatur, die nicht unter der Temperatur liegt, bei der in dem Band abgesetzte Carbide in einen Festlösungszustand gebracht werden, der Kühlung des Bands und des Haltens des Bands in einem aufgewickelten Zustand über eine vorgegebene Zeit spanne. Ferner kann das Warmwalzverfahren die Schritte des mindestens einmaligen Walzens des Bands nach dem vorstehend erwähnten Wärmebehandlungsschritt und des anschließenden Kühlens des Bands umfassen. Überdies wird der die Erwärmung und Abkühlung umfassende Wärmebehandlungsschritt unter Verwendung der Heiz vorrichtung und der getrennt von der Entzunderungsvorrichtung in der Nähe der Heizvorrichtung vorgesehenen Kühlvorrichtung vorzugsweise mindestens einmal bei mindestens einem Aufwickel- oder Abwickelschritt ausgeführt, und der Walzschritt nach dem Wärmebehandlungsschritt erfolgt unter Verwendung von Warmwalzöl.

Insbesondere kann die Temperatur des Bands vor dem Beginn des letzten Walz durchgangs auf einen einem nicht kristallisierten Austenitbereich, einem Ferritbereich oder einem gemischten, zweiphasigen Bereich von Austenit und Ferrit entsprechen den Wert eingestellt werden. Darüber hinaus wird zur Lösung der vorstehend genann ten Aufgabe eine akkumulative Reduktionsrate im letzten Walzdurchgang auf nicht weniger als 50%, vorzugsweise nicht weniger als 60% eingestellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer Walzanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer Walzanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer Walzanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer Walzanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die die Konstruktion einer Walzanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ein Walzwerk ist als sogenanntes Tandemwalzwerk 2 konstruiert, bei dem zwei Sätze von Walzen in ein Gehäuse eingebaut sind. Auf der Eingangs- und der Ausgangsseite des Tandemwalzwerks 2 sind Wickelmaschinen 4L und 4R jeweils in Heizöfen 3L und 3R installiert, um eine erste und eine zweite sogenannte Ofenwickelmaschine zu bilden. Derart wird ein sogenanntes Steckel-Walzwerksystem konstruiert. Gleichzei tig ist das Tandemwalzwerk 2 ein reversibles Walzwerk, das zum Ausführen eines umgekehrten Walzens geeignet ist.

Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Tandemwalzwerk 2 und jeder Ofen wickelmaschine eine mit einer Entzunderungsdüse zum Spritzen eines Hochdruck fluids auf eine Bandoberfläche beim Walzen und einer Düse 8 zum Ausstoßen eines Warmwalzöls versehene Entzunderungsvorrichtung 7 derart installiert, daß ein Wal zen von unlegiertem Stahl ausgeführt werden kann.

Ein zu walzendes Band wird von einem (nicht dargestellten) Brammenheizofen ab transportiert und dann wiederholt durch das Tandemwalzwerk 2 gewalzt, wobei Zun der auf den Oberflächen des Bands von der Entzunderungsvorrichtung 7 entfernt werden. Wenn die Dicke eines Bands auf ca. 25 mm verringert wird, bei denen das Aufwickeln des Bands begonnen werden kann, wird das Band unter einer durch eine Klemmwalze 11, eine Ablenkwalze 12, eine Bandführung 12, etc. bereitgestellten kooperativen Führung auf die Wickelmaschine 4L oder 4R aufgewickelt.

Durch das anschließende umgekehrte Walzen wird das Band auf eine endgültige Banddicke gewalzt, wobei es von der ersten und der zweiten Ofenwickelmaschine (den Wickelmaschinen 4L und 4R) wiederholt aufgewickelt und abgewickelt wird. Anschließend wird das gewalzte Band von einer Laminarstromkühlvorrichtung 14 auf einem Auslaufrollgang gekühlt und auf eine Einrollmaschine 15 aufgewickelt.

Insbesondere beim Walzen von allgemeinem unlegiertem Stahl wird Zunder auf den Bandoberflächen selbstverständlich den Erfordernissen entsprechend von der Ent zunderungsvorrichtung 7 entfernt. Auf diese Weise wird das Walzen eines Bands in dem Steckel-Walzwerksystem ausgeführt.

Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Anordnung ist bei dieser Ausführungs form auf der Eingangsseite des vorstehend beschriebenen Steckel-Walzwerksystems stromaufseitig der ersten Ofenwickelmaschine eine dritte Ofenwickelmaschine mit einer ein einem Heizofen 9 vorgesehenen Wickelmaschine 10 installiert. Ferner sind zum Verändern der Temperatur des Bands 1 eine Heizvorrichtung 5 und eine Kühl vorrichtung 6 zwischen der ersten Ofenwickelmaschine mit der Wickelmaschine 4L und der dritten Ofenwickelmaschine mit der Wickelmaschine 10 installiert.

Anders ausgedrückt wird hinsichtlich des Kühlens eine überlegene Funktionsfähig keit beim Walzdurchgang erzielt, da zwischen dem Tandemwalzwerk 2 und der er sten Ofenwickelmaschine auf dessen Eingangsseite weder eine Heizeinrichtung noch eine Kühleinrichtung vorgesehen sind, und eines der Probleme der vorstehend be schriebenen bekannten Technik ist gelöst. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Länge so wohl der Heizvorrichtung 5 als auch der Kühlvorrichtung 6 unter dem Gesichtspunkt der Gewährleistung eines zufriedenstellenden Walzvorgangs weniger begrenzt als bei der in der vorstehend beschriebenen bekannten Technik offenbarten Anordnung ist und daher mit höherer Flexibilität eingestellt werden kann, da die Heizeinrichtung 5 und die Kühlvorrichtung 6 nicht zwischen dem Tandemwalzwerk 2 und der ersten oder der zweiten Ofenwickelmaschine installiert sind. Daher kann ohne die Anord nung einer Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung zwischen dem Tandemwalz werk und der Ofenwickelmaschine auf der Eingangs- oder Ausgangsseite desselben das Walzen eines Bands ohne eine Verschlechterung der Funktionsfähigkeit des um gekehrten Walzens ausgeführt werden.

Da ferner die Heizeinrichtung und die Kühleinrichtung zwischen der auf der Ein gangsseite des Walzwerks installierten Ofenwickelmaschine und einer weiteren, ge trennt von den auf der Eingangs- und der Ausgangsseite des Walzwerks installierten Ofenwickelmaschinen installierten Ofenwickelmaschine installiert sind, unterliegt die Länge sowohl der Heizeinrichtung als auch der Kühleinrichtung keinen Einschrän kungen. Dementsprechend können eine Heizeinrichtung und eine Kühleinrichtung von jeweils geeigneter Länge installiert werden, und die Qualität des gewalzten Bands 1 kann verbessert werden.

Es folgt nun eine Beschreibung eines Walzverfahrens, bei dem die dritte Ofenwic kelmaschine, die Heizvorrichtung und die Kühlvorrichtung verwendet werden. Bei dem Durchgang vor dem letzten Durchgang wird bei dem herkömmlichen Steckel- Walzwerksystem das Band 1 von der ausgangsseitigen Wickelmaschine 4R abgewic kelt und dann auf der eingangsseitigen Wickelmaschine 4L aufgewickelt, während es von dem Tandemwalzwerk 2 gewalzt wird. Dagegen wird das Band 1 bei dieser Aus führungsform in dem Durchgang vor dem letzen Durchgang nicht auf der eingangs seitigen Wickelmaschine 4L, sondern auf die Wickelmaschine 10, d. h. die dritte Ofenwickelmaschine, aufgewickelt, wobei es bei dem Durchgang durch die Heizvor richtung 5 erwärmt wird, bis es die Wickelmaschine 10 erreicht. In dem darauffol genden letzten Walzdurchgang wird das von der Wickelmaschine 10 abgewickelte Band 1 von dem Tandemwalzwerk 2 gewalzt, wobei es den Erfordernissen entspre chend erwärmt oder gekühlt wird, und dann wird es von der Laminarstromkühlvor richtung 14 auf dem Auslaufrollgang gekühlt, worauf ein Aufwickeln auf die Ein rollmaschine 15 folgt. Bei dem vorstehend beschriebenen Walzverfahren kann die Steuerung der Temperatur des Bands 1 durch Messen der Temperatur des Bands 1 durch einen Temperatursensor 16 und Steuern der Heizvorrichtung 5 und der Kühl vorrichtung 6 durch eine Steuereinheit 17 derart erfolgen, daß die gemessene Tempe ratur auf einem Sollwert gehalten wird.

Bei dem (nachstehend als "Heiz-Durchzieh-Durchgang" bezeichneten) Durchgang vor dem letzen Durchgang wird ein Durchziehen des Bands 1 durch das Walzwerk mit einer geringen Geschwindigkeit ohne ein Walzen oder beim Walzen mit einer sehr geringen Reduktionsrate (von beispielsweise nicht mehr als 5%) gewünscht. Der Grund dafür ist, daß das vorstehend beschriebene Verfahren zur Minimierung eines durch den Kontakt des Bands 1 mit den Walzen verursachten Temperaturabfalls des Bands 1 und damit zur Minimierung der zur Erwärmung des Bands auf die Solltem peratur erforderlichen Länge der Heizvorrichtung 5 wirkungsvoll ist.

Insbesondere wenn das Walzwerk, wie bei dieser Ausführungsform, als Tandem walzwerk 2 aufgebaut ist, kann das Band beim Walzen mit einer sehr geringen Re duktionsrate durch das Tandemwalzwerk 2 durchgezogen werden. Genauer besteht, wenn das Walzwerk als gewöhnliches Walzwerk mit einem Gerüst aufgebaut ist, die sehr große mögliche Gefahr, daß das Band 1 selbst bei einer geringen Reduktionsrate beim Walzen ohne Zug mäandert, bis das vordere Ende des Bands die Wickelma schine 10 erreicht. In diesem Fall sollte das Band mit geringer Geschwindigkeit und ohne Reduktion durch das Walzwerk mit einem Gerüst hindurchgezogen werden. Bei der Verwendung des Tandemwalzwerks 2 ist jedoch die Stabilität beim Durchziehen des Bands verhältnismäßig hoch, und das vorstehend erwähnte Problem des Mänan derns tritt nicht auf, da der Abstand zwischen den zwei Sätzen von Walzen gering ist und das durchzuziehende Band von beiden Sätzen von Walzen begrenzt wird.

Es folgt nun eine Beschreibung des Betriebs beim Walzen eines Bands unter Ver wendung der wie vorstehend beschrieben konstruierten Walzanlage gemäß dieser Ausführungsform.

Das Walzen eines Bands unter Verwendung eines Steckel-Walzwerksystems verur sacht das vorstehend beschriebene Problem hinsichtlich des Metallgefüges. Insbeson dere das Verhindern eines übermäßigen Wachstums abgesetzter Carbide ist ein we sentliches Problem. Es ist sehr schwierig, durch einen gewöhnlichen Walzprozeß zu veranlassen, daß übergroße abgesetzte Carbide, die einmal erzeugt wurden und sich konzentriert haben, eine feinere Größe annehmen und gleichmäßig verteilt werden.

Bei der Walzanlage gemäß dieser Ausführungsform, bei der die Heizvorrichtung 5 verwendet wird, wird das Band 1 bei dem Heiz-Durchzieh-Durchgang auf die dritte Ofenwickelmaschine aufgewickelt, wobei es auf den Austenit-Umwandlungspunkt (A3-Punkt) oder darüber, d. h. auf die Temperatur oder darüber erwärmt wird, bei der die abgesetzten Carbide im Austenitbereich erneut in einen Festlösungszustand ge bracht werden, und dann für eine erforderliche Zeitspanne auf einem derartigen Tem peraturniveau gehalten wird. Dieses Verfahren ermöglicht eine sichere Rückführung der in dem Band abgesetzten Carbide in einen Festlösungszustand. Eine Nutzung der Heizvorrichtung 5 in dieser Weise wird bei der vorstehend erwähnten bekannten Technik einschließlich der JP, B 5-45327 und dem US-Patent Nr. 5,755,128 weder beschrieben noch suggeriert. Die Aufgabe der Verwendung der Heizvorrichtung un terscheidet sich bei der vorliegenden Erfindung grundlegend von der bei der bekann ten Technik. Anders ausgedrückt ist die Aufgabe der Verwendung der Heizvorrich tung bei der bekannten Technik das Ausführen einer Temperatursteuerung des vorde ren und des hinteren Endes eines gewalzten Bands oder die gleichmäßige Steuerung der Temperatur über die gesamte Länge des Bands und dient nicht dem aktiven Ver ändern des Metallgefüges des Bands, wie es bei der vorliegenden Erfindung beab sichtigt ist.

Insbesondere das Aufgewickelthalten des Bands 1 auf der Wickelmaschine 10 in dem Heizofen 9 über eine erforderliche Zeitspanne ist zur Sicherstellung einer Rückfüh rung der abgesetzten Carbide in einen Festlösungszustand wesentlich.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Nutzung der Heizvorrichtung 5 tritt jedoch ein weiteres Problem auf. Beim Walzen in mehreren Durchgängen vor dem letzten Durchgang ist es normal, daß die Bandtemperatur auf unter ca. 900°C verrin gert wird, obwohl dies von der Plattendicke des fertiggestellten Produkts abhängt. Beim Walzen eines dünnen Blechs oder dergleichen wird die Bandtemperatur unver meidlich gelegentlich unter den A3-Punkt verringert, der beim Austenitwalzen im allgemeinen als zulässige untere Grenztemperatur bezeichnet wird.

Andererseits beträgt die für den Prozeß der Rückführung der abgesetzten Carbide in einen Festlösungszustand erforderliche Temperatur im allgemeinen 1000°C oder mehr, und der Festlösungserzeugungsprozeß erfordert in einigen Fällen eine erhebli che Heizkapazität. Dies bedeutet, daß es erforderlich ist, den Maßstab einer Heizvor richtung zu vergrößern und die Länge eines Heizofens zu steigern. Dementsprechend sollte, wie vorstehend beschrieben, zur Minimierung der erforderlichen Länge des Heizofens in dem Heiz-Durchzieh-Durchgang, in dem das Band für den Festlösungs erzeugungsprozeß erwärmt wird, das Verfahren zum Durchziehen eines Bands durch das Walzwerk mit einer geringen Geschwindigkeit ohne ein Walzen des Bands oder beim Walzen des Bands mit einer sehr kleinen Reduktionsrate verwendet werden.

Unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der erforderlichen Heizkapazität ist es ideal, das Band durch das Walzwerk durchzuziehen, ohne daß es mit den Walzen in Kontakt gelangt, doch dieses Verfahren verursacht ein weiteres Problem. Wenn die Walzen und das Band über eine lange Zeitspanne in einem kontaktlosen Zustand be lassen werden, kühlen die Walzen ab, was zu einer Veränderung des durch die Ex pansion jeder Walze durch die bislang durch das Walzen erzeugte Wärme definierten Profils der Walzenoberflächen (der thermischen Balligkeit) führt. Durch dieses Pro blem entsteht die Möglichkeit, daß die Steuerung der Form des Bands im nächsten, letzten Walzdurchgang auf eine andere Weise als die Formsteuerung des Bands aus geführt werden muß, die in den Durchgängen vor dem letzten Walzdurchgang ausge führt wurde. Eine derartige Möglichkeit ist vom Standpunkt der Leichtigkeit der Formsteuerung nicht günstig. Zur Überwindung des vorstehend erwähnten Problems ist es wirkungsvoll, eine Veränderung der thermischen Balligkeit in dem Heiz- Durchzieh-Durchgang, in dem das Band für den Festlösungserzeugungsprozeß er wärmt wird, durch Ausführen einer Steuerung zur Verringerung oder Unterbrechung der Menge einer Kühlflüssigkeit (eines Walzenkühlmittels) zu minimieren, das nor malerweise zu deren Kühlung auf die Walzen gespritzt wird, obwohl dies nicht dar gestellt ist. Ein zur Überwindung des vorstehend erwähnten Problems geeignetes, wirkungsvolles Walzverfahren wird später im Einzelnen beschrieben.

Überdies kann ein dünneres Band effektiver erwärmt werden und erfordert daher eine dementsprechend kleiner dimensionierte Heizvorrichtung. Dies bedeutet, daß die für den Festlösungserzeugungsprozeß gedachte Erwärmung in dem Durchgang vor dem letzten Walzdurchgang effektiv ausgeführt wird.

Ein weiterer Grund zum Ausführen der Erwärmung für den Festlösungserzeugungs prozeß in dem Durchgang vor dem letzen Walzdurchgang ist, daß nach der Erwär mung umso schneller eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Richtung der Banddicke erzielt wird, je dünner die Banddicke ist, wodurch der Festlösungserzeu gungsprozeß einfacher, gleichmäßiger und rascher ausgeführt werden kann.

Genauer ist entsprechend den Festlösungserzeugungsprozeß betreffenden, allgemei nen Kriterien für eine Banddicke von 25 mm eine Haltezeit von ca. 0,5 Stunden er forderlich. Daher ist bei der Ausführung des Festlösungserzeugungsprozesses an ei nem Band mit einer Dicke von beispielsweise 2,5 mm für das Halten des Bands in dem Ofen lediglich eine Zeitspanne von ca. drei Minuten erforderlich. Daher ist eine geringere Banddicke zur Verringerung der für das Halten des Bands in dem Ofen er forderlichen Zeitspanne und zur Verbesserung der Produktivität und der Pro duktqualität vorteilhaft. Selbstverständlich führt jedoch die Notwendigkeit, das Band nach dem Heiz-Durchzieh-Durchgang für eine bestimmte Zeitspanne in dem Ofen zu halten, zu einer gewissen Verringerung der Produktivität, obwohl dies von der Dicke des gewalzten Bands abhängt. Ein Walzverfahren, daß dieses Problem löst und die Produktivität im größtmöglichen Maße steigert, wird ebenfalls später im Einzelnen beschrieben.

Ein zusätzliches, mit dem Halten des Bands auf einer hohen Temperatur im Zusam menhang stehendes Problem ist, daß ein derartiger Schritt das Wachstum von Kri stallkörnern in dem Metallgefüge auf eine übermäßig gesteigerte Größe fördert. Wenn daher die übergroßen Kristallkörner in dem Metallgefüge unverändert gelassen werden, kann das vorstehend erwähnte Problem einer Verringerung der Festigkeit der Matrix nicht überwunden werden. Im Hinblick auf diesen Punkt wird, wie in der vorstehend genannten Druckschrift "Controlled Rolling & Controlled Cooling", Kapi tel 2.2, beschrieben, offensichtlich, daß ein Hauptfaktor, der die Kristallkorngröße von Ferrit bestimmt, die akkumulierte Reduktionsrate im nicht kristallisierten Austenitbereich ist. Als Druckschrift, die diesen Punkt deutlich aufzeigt, ist bei spielsweise "Rolling Technique Under Atmospheric Pressure in Paired Cross Mill for Thick Plates", Shinnittetsu Giho, Nr. 365 (1997), veröffentlicht von der Nippon Steel Corporation bekannt.

Wie durch Bezugnahmen einschließlich der vorstehend genannten verständlich, nimmt bei einer summierten Reduktionsrate von nicht mehr als 50% die Korngröße von Ferrit im wesentlichen umgekehrt proportional zu der summierten Reduktionsra te ab. Bei einer summierten Reduktionsrate von mehr als 50%, insbesondere von mehr als 60%, ist dann die Korngröße von Ferrit annähernd gesättigt.

Daher können die Kristallkörner aus Ferrit mit einer aufgrund des bei dieser Ausfüh rungsform ausgeführten Festlösungserzeugungsprozesses gesteigerten Größe durch ein anschließendes Walzen des Bands im nicht kristallisierten Austenitbereich bei einer hohen Reduktionsrate in feine Kristallkörner umgewandelt werden.

Es ist normalerweise sehr schwierig, unter Verwendung eines Walzwerks mit einem Gerüst ein Walzen eines Bands mit einer Reduktionsrate von mehr als 50% auszu führen, da die Walzlast gesteigert wird und die Formsteuerung kompliziert ist. Dem entsprechend ist die Installation von mehreren Walzwerken vorzuziehen. Insbesonde re unter dem Gesichtspunkt der Stabilität des Betriebs ist, wie vorstehend beschrie ben, die Verwendung eines Tandemwalzwerks am vorteilhaftesten.

Nach dem Walzen wird, wie vorstehend beschrieben, das Band von der auf dem aus gangsseitigen Auslaufrollgang installierten Kühlvorrichtung 14 gekühlt und dann als Erzeugnis auf die Einrollmaschine 15 aufgewickelt. Wie bei der herkömmlichen ge steuerten Walztechnik, ist das Kühlen des Bands auf dem Auslaufrollgang ein we sentlicher Faktor bei der Bestimmung der Qualität des Endprodukts. Anders ausge drückt setzen sich die abgesetzten Carbide, die bei dem Walzverfahren gemäß dieser Ausführungsform in einen Festlösungszustand gebracht wurden, bei der durch die Kühlvorrichtung 14 veranlaßten Kühlung erneut ab. Die Verwendung des bei dieser Ausführungsform dem Festlösungserzeugungsprozeß unterzogenen Bands impliziert, daß die meisten der in dem Endprodukt verbliebenen abgesetzten Carbide bei der Kühlung des Bands auf dem Auslaufrollgang erzeugt werden.

Durch Steuern der Kühlung des Bands auf dem Auslaufrollgang in Abhängigkeit von der Art des gewalzten Stahls kann daher unabhängig von den vor dem Festlösungser zeugungsprozeß an dem Band vorgenommenen Walzvorgängen eine optimale Steue rung der Absetzung von Carbiden erzielt werden. Genauer wird die Kühlung derart gesteuert, daß so feine Carbide wie möglich gleichmäßig in der Matrix verteilt wer den. Durch eine derartige Kühlsteuerung kann ein Wachstum von Ferritkristallkör nern auf dem Auslaufrollgang durch einen Übergang von Austenit zu Ferrit unter drückt werden, und die Festigkeit des Erzeugnisses kann gesteigert werden. Zudem kann die Menge an im Festlösungszustand in der Matrix vorhandenem Kohlenstoff verringert werden, und es kann ein Erzeugnis mit einer hohen Zähigkeit hergestellt werden.

Vorstehendes ist ein Grundkonzept des neuartigen Walzproduktionsprozesses, der bei dieser Ausführungsform sowohl auf die durch die vorliegende Erfindung vorgeschla gene Walzanlage als auch auf das durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagene Walzverfahren angewendet wird. Zu seiner genaueren Beschreibung erfolgt beim Austenitwalzen das nach dem Festlösungserzeugungsprozeß ausgeführte Walzen vor zugsweise in dem nicht kristallisierten Austenitbereich. Dies bedeutet, daß hinsicht lich der Bandtemperatur das vorstehend erwähnte Walzen im Bereich vom A3- Umwandlungspunkt bis ca. 950°C ausgeführt wird. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform bei einer Steigerung der Bandtemperatur auf mehr als den vorste hend genannten Bereich bei dem Festlösungserzeugungsprozeß das Band vorzugs weise nach dem Festlösungserzeugungsprozeß gekühlt, um das Walzen in dem vor stehend genannten Temperaturbereich auszuführen.

Die Entzunderungsvorrichtung 7 kann für den vorstehend genannten Zweck als Kühl einrichtung verwendet werden, es ist jedoch nicht vorteilhaft, die Bandtemperatur unter Verwendung einer für einen anderen inhärenten Zweck installierten Vorrich hing zu steuern. Der inhärente Zweck der Entzunderungsvorrichtung 7 ist das Entfer nen von Zunder auf den Bandoberflächen, und aus diesem Grund ist sie im allgemei nen so konstruiert, daß sie eine große Menge eines Fluids unter einem hohen Druck von nicht weniger als 100 kg/cm² auf die Bandoberflächen spritzt. Eine Temperatur steuerung unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung erfordert eine von der Steuerung zum Zwecke der Kühlung getrennte Steuerung des Drucks, der Strö mungsmenge, etc. des Hochdruckfluids. In der Praxis ist ein derartiges Steuerverfah ren sehr schwer zu realisieren und weist bei der Verwendung eine mangelhafte Effi zienz auf.

Zum Zwecke der Kühlung des Bands ist das für das Entzundern geeignete Hoch druckfluid nicht erforderlich, und die Verwendung einer besonderen Kühlvorrichtung 6, beispielsweise einer herkömmlicher Weise zum Zwecke der Kühlung verwendeten Laminarstromkühlvorrichtung, ist vorzuziehen. In diesem Zusammenhang kann selbstverständlich der Walzplan auch derart eingestellt werden, daß der Festlösungs erzeugungsprozeß mehrere Durchgänge vor dem letzten Walzdurchgang ausgeführt wird und schließlich in mindestens einem der nachfolgenden Walzdurchgänge ein Walzen im nicht kristallisierten Austenitbereich erfolgt.

Ferner muß beim Ausführen eines Ferritwalzens die Bandtemperatur unter Verwen dung der Kühlvorrichtung 6 und/oder der Entzunderungsvorrichtung 7 derart gesteu ert werden, daß sie unter den A3-Umwandlungspunkt gesenkt wird. Wenn die Band dicke groß ist und die Bandtemperatur nach dem Festlösungserzeugungsprozeß mit der Kapazität der installierten Kühlvorrichtung nicht durch einen Kühlzyklus auf ei nen vorgegebenen Wert verringert werden kann, ist es möglich, das Band durch mehrfaches Wiederholen des Durchgangs ohne ein Walzen oder des gewöhnlichen Walzdurchgangs bis zum Erreichen der vorgegebenen Temperatur zu kühlen. Diese Lösung ist jedoch durch die Steigerung des Abstands zwischen dem Tandemwalz werk 2 und der Wickelmaschine 10 nachteilig, die Schwierigkeiten beim Betrieb ver ursacht. Zur Bewältigung dieses Problems wird nachstehend als weitere Ausfüh rungsform eine neuartige Anlage vorgeschlagen, die zu einer leichten Lösung des Problems geeignet ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Walzanlage und dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist das Aufbringen von Warmwalzöl in mindestens einem der Walzdurch gänge zumindest nach dem Festlösungserzeugungsprozeß deutlich vorteilhaft. Durch Aufbringen des Warmwalzöls werden zwischen den Walzen und dem Band erzeugte Reibungskräfte verringert, worauf die Walzlast, das Drehmoment, etc. ebenfalls re duziert werden. Dieses Ergebnis ist besonders beim Walzen mit niedriger Tempera tur, wie beim Ferritwalzen, vorteilhaft.

Zur Minimierung der Korngröße des schließlich erhaltenen Ferrits zum Erzielen des besonderen Vorteils dieser Ausführungsform ist es, wie vorstehend beschrieben, wir kungsvoll, die summierte Reduktionsrate zu steigern. Anders ausgedrückt ist zumin dest nach dem Festlösungserzeugungsprozeß ein Ausführen des Walzens des Bands mit der höchstmöglichen Reduktionsrate wünschenswert. Das Walzen mit einer ho hen Reduktionsrate kann durch Verringern des Durchmessers jeder Walze auf ein Minimum realisiert werden. Ebenso ist im Hinblick auf die Stabilität des Walzvor gangs ein gewünschtes Verfahren ein Antreiben von Arbeitswalzen. Das Antreiben von Arbeitswalzen, die jeweils einen kleineren Durchmesser aufweisen, bedeutet je doch, daß ein zulässiges Drehmoment eines Antriebssystems, insbesondere einer Spindel, auf einen kleinen Wert unterdrückt wird und kein großes Drehmoment über tragen werden kann. Eine derartige Begrenzung der Drehmomentübertragung kann durch Aufbringen des Warmwalzöls besonders im Walzdurchgang nach dem Festlö sungserzeugungsprozeß, in dem eine hohe Reduktionsrate wünschenswert ist, ver mindert werden. Daher ermöglicht das Aufbringen des Warmwalzöls ein Ausführen des Walzens mit einer hohen Reduktionsrate und ist daher zum Erzielen feinerer Kri stallkörner im Metallgefüge und zur Verbesserung der Produktqualität wirkungsvoll.

Als weiterer, direkt auf das Metallgefüge einwirkender Effekt führt eine Verringe rung der zwischen den Walzen und dem Band erzeugten Reibungskräfte zu einer Verringerung der zwischen den Walzen und dem Band wirkenden Scherkräfte. Dies bedeutet eine Verringerung der in der Nähe der Oberflächenschichten des Bands auf tretenden lokalen Scherverformung und ist wirkungsvoll, um das Metallgefüge des gewalzten Bands in der Richtung der Dicke des Bands gleichmäßig zu machen. Die ses Ergebnis kann als erfolgreich bei der Lösung der Aufgabe der vorliegenden Er findung bezeichnet werden, die die Erzeugung eines gleichmäßigen Produkts von höherer Qualität auf einem weiter gesteigerten Niveau ist.

Obwohl bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ein Tandemwalzwerk als Walzwerk verwendet wird, können ähnliche Vorteile selbstverständlich auch durch die Verwendung eines gewöhnlichen Walzwerks mit einem Walzgerüst oder durch mehrere Walzwerke erzielt werden. Ebenso ist die Heizvorrichtung zur Realisierung einer effektiven Erwärmung vorzugsweise eine elektromagnetische Induktionsheiz vorrichtung. Stromaufseitig des vorstehend beschriebenen Steckel-Walzwerksystems kann ein Vorwalzwerk installiert sein, oder mehrere Fertigwalzwerke können strom abseitig desselben installiert sein. Insbesondere kann durch die Installation mehrerer Fertigwalzwerke stromabseitig des Steckel-Walzwerksystems die summierte Reduk tionsrate im letzten Walzdurchgang auf einen größeren Wert eingestellt werden.

Ferner kann, obwohl Fig. 1 die Installation sowohl der Heizvorrichtung 5 als auch der Kühlvorrichtung 6 für den gleichen Durchgangsweg zeigt, abhängig von dem Typ von zu walzendem Stahl beispielsweise nur die Heizvorrichtung 5 installiert sein. Ebenso können die Heizvorrichtung 5 und die Kühlvorrichtung 6, obwohl sie gemäß Fig. 1 jeweils paarweise in einer Position über und unter dem Durchgangsweg instal liert sind, auch nur jeweils auf einer Seite installiert sein. Die Heizvorrichtung 5 kann beispielsweise auf der Oberseite installiert sein, und die Kühlvorrichtung 6 kann ge genüber der Heizvorrichtung 5 auf der Unterseite installiert sein. Überdies ist es bei einer geeigneten Steuerung der Erwärmung und/oder Kühlung auch möglich, leicht ein zweiphasiges Walzen eines Bands (zu einem gemischten Gefüge aus Austenit und Ferrit) zu erreichen.

Zudem wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Heiz-Durchzieh- Durchgang als wirkungsvoll beschrieben, wenn er in dem Durchgang vor dem letzten Walzdurchgang ausgeführt wird. Der Heiz-Durchzieh-Durchgang ist jedoch nicht auf den Durchgang vor dem letzten Walzdurchgang begrenzt, sondern kann, je nach Be darf, in jedem der aufeinanderfolgenden Durchgänge ausgeführt werden, nachdem die Banddicke unter ein Niveau reduziert wurde, bei dem das Aufwickeln des Bands begonnen werden kann.

Zweite Ausführungsform

Fig. 2 zeigt eine Walzanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Implemen tierung eines Walzverfahrens, durch das ein höherer Produktionsausgang erzielt wer den kann und das zur Bewältigung des vorstehend beschriebenen Problems einer Veränderung der thermischen Balligkeit geeigneter als die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform ist. In einem in Fig. 2 dargestellten Zustand wird ein zuvor gewalz tes Band (ein vorhergehendes Band 1a) auf einer dritten (Ofen-)Wickelmaschine 10 aufgewickelt und in einem Ofen 9 gehalten, wogegen ein als nächstes zu walzendes Band (ein nachfolgendes Band 1b) gewalzt wird. Das freie Ende des vorhergehenden Bands 1a wird von einer zu der dritten Wickelmaschine 10 gehörigen Klemmwalze 11 eingeklemmt und von einer (nicht dargestellten) Hebevorrichtung für die Klemm walze 11 auf ein Niveau über dem Durchgangsweg angehoben. Dieser Aufbau basiert auf der Annahme, daß das nachfolgende Band 1b lang ist und sich über die dritte Ofenwickelmaschine hinaus erstreckt, und ist zum Verhindern einer gegenseitigen Beeinträchtigung des vorhergehenden Bands 1a und des nachfolgenden Bands 1b gedacht. Bei einem derartigen Aufbau kann das Walzen des nachfolgenden Bands 1b unmittelbar begonnen werden, sowie das vorhergehende Band 1a den Heiz- Durchzieh-Durchgang beendet hat. Nach Beginn des Walzens des nachfolgenden Bands 1b und der Reduzierung der Banddicke in einem derartigen Ausmaß, daß das nachfolgende Band 1b aufgewickelt werden kann und die dritte Wickelmaschine nicht beeinträchtigt, wird die Klemmwalze 11, die das freie Ende des vorhergehenden Bands 1a einklemmt, in ihre normale Stellung auf dem Walzweg gesenkt, um für den letzten Walzdurchgang bereit zu sein.

Andererseits wird das nachfolgende Band 1b auf eine zweite Wickelmaschine (die ausgangsseitige Wickelmaschine) 4R aufgewickelt, und das freie Ende des nachfol genden Bands 1b wird von einer zu der zweiten Wickelmaschine 4R gehörigen Klemmwalze eingeklemmt und dann in einen Bereitschaftszustand über dem Durch gangsweg angehoben. Nach Verstreichen einer Haltezeit, die ausreicht, um die abge setzten Carbide in dem vorhergehenden Band 1a in einen Festlösungszustand zu bringen, in dem vorstehend beschriebenen Zustand wird unverzüglich ein Fertigwal zen des vorhergehenden Bands 1a eingeleitet. Nach Abschluß des Walzens des vor hergehenden Bands 1a wird die Klemmwalze 11, von der das freie Ende des nachfol genden Bands 1b eingeklemmt wird, in ihre normale Stellung auf dem Durchgangs weg gesenkt, und der Heiz-Durchzieh-Durchgang des nachfolgenden Bands 1b wird unverzüglich eingeleitet.

Das vorstehend beschriebene Walzverfahren hat den Vorteil, daß selbst in der für das Halten eines Bands in einem erwärmten Zustand erforderlichen Zeitspanne das Wal zen eines weiteren Bands ausgeführt und daher der Produktionsausgang verbessert werden kann. Ein zusätzlicher Vorteil ist, daß das Walzen des nachfolgenden Bands, selbst wenn die Arbeitswalzen während des Heiz-Durchzieh-Durchgangs des vorher gehenden Bands 1a gekühlt werden und die thermische Balligkeit jeder Arbeitswalze in hohem Ausmaß verändert wird, unter aufeinanderfolgender Verwendung der Ar beitswalzen eingeleitet wird und die thermische Balligkeit jeder der Arbeitswalzen zum Zeitpunkt des Beginns des letzten Walzdurchgangs im wesentlichen auf eine gleichbleibende Form zurückgeführt ist. Dadurch tritt bei der Formsteuerung kein Problem auf. Anders ausgedrückt werden die Produktivität und die Qualität der Form verbessert.

Zudem wird die Form des Bands selbst bei einer leichten Veränderung der thermi schen Balligkeit der Arbeitswalze nicht so beeinträchtigt, da das Walzen des nachfol genden Bands 1b begonnen wird, während das Band eine verhältnismäßig große Dic ke aufweist, und es tritt kein signifikantes Problem auf.

Dritte Ausführungsform

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform als Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Wie bei der in Fig. 1 dargestellten Walzanlage wird durch die Installation von Ofen wickelmaschinen auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite eines Walzwerks 2 ein Steckel-Walzwerksystem aufgebaut. Jede der Ofenwickelmaschinen umfaßt jeweils eine in einem Heizofen 3L, 3R vorgesehene Wickelmaschine 4L, 4R.

Bei dieser Ausführungsform ist auf der Ausgangsseite des Walzwerks 2 ein Zwi schenwickelsystem vorgesehen, das aus zwei Ofenwickelmaschinen aufgebaut ist, die jeweils eine in einem Heizofen 18L, 18R vorgesehene Wickelmaschine 19L, 19R umfassen. Zwischen den beiden Ofenwickelmaschinen sind eine Heizvorrichtung 5 und/oder eine Kühlvorrichtung 6 installiert, und stromabseitig des Heizofens 18R sind Fertigwalzwerke 20 installiert.

Der Walzvorgang des Steckel-Walzwerksystems wird auf ähnliche Weise ausgeführt, und ein im letzten Durchgang durch das Steckel-Walzwerksystem gewalztes Band 1 wird auf die Wickelmaschine 19R des Zwischenwickelsystems gewickelt, während es gewalzt und dann durch eine Klemmwalze 11, eine Ablenkwalze 12, etc. geführt wird, die zu der Wickelmaschine 19R gehören. Nach dem vollständigen Aufwickeln des Bands 1 auf der Wickelmaschine 19R wird das Band zu der gegenüberliegenden Wickelmaschine 19L abgewickelt und dann auf derselben aufgewickelt, wobei es den Erfordernissen entsprechend von der Heizvorrichtung 5 und/oder der Kühlvorrich tung 6 erwärmt und/oder gekühlt wird. Im letzten Walzdurchgang wird das Band von der Wickelmaschine 19L abgewickelt und durch die stromabseitig des Heizofens 18R installierten Fertigwalzwerke 20 gewalzt. Dann wird das Band durch eine Laminar stromkühlvorrichtung 14 auf einem Auslaufrollgang gekühlt und auf eine Einrollma schine 15 aufgewickelt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann der Wärmebehandlungsprozeß, wie die Heiz- oder Kühlschritte, unabhängig von dem Walzprozeß ausgeführt werden. Daher kann das Walzen eines weiteren Bands durch das Steckel-Walzwerksystem begonnen werden, während der Wärmebehandlungsprozeß an einem Band ausgeführt wird, was zu einer verbesserten Produktivität führt. Ferner können bei einer Walzanlage mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau die Heiz- und Kühlschritte leicht in mehreren Durchgängen erfolgen.

Ein derartiges Merkmal impliziert, daß beim Walzen leicht eine komplexe Wärmebe handlung ausgeführt und ein Produkt mit einer höheren Qualität hergestellt werden können. Durch die Bereitstellung des Zwischenwickelsystems ist es beispielsweise möglich, die Temperatur eines Bands mit einen Austenitgefüge im ersten Durchgang über den A3-Umwandlungspunkt hinaus auf das Niveau des Ferritbereichs unter dem A3-Umwandlungspunkt zu verringern und das Band mit dem Ferritgefüge im näch sten Durchgang zur Umwandlung in das Austenitgefüge über den A3- Umwandlungspunkt zu erwärmen.

Im allgemeinen wird durch Kühlen oder Erwärmen von unlegiertem Stahl zum Über schreiten des Umwandlungspunkts eine erneute Kristallisierung des Metallgefüges, beispielsweise von Austenit zu Ferrit oder von Ferrit zu Austenit entwickelt. Kristall körner des Metallgefüges können unter Ausnutzung dieses Phänomens verfeinert werden. Anders ausgedrückt ist die Anwendung des vorstehend beschriebenen Wär mebehandlungsprozesses auf das Band vor dem letzten Walzdurchgang und das größtmögliche Verfeinern der Kristallkörner der Matrix bei der Verbesserung der Qualität des Endprodukts nützlicher. Der erforderliche Wärmebehandlungsschritt ist jedoch abhängig von den Materialeigenschaften eines zu walzenden Bands unter schiedlich. Daher sollte von der Walzanlage gemäß dieser Ausführungsform selbst verständlich abhängig von der Art des Bands innerhalb des verfügbaren Bereichs eine optimale Wärmebehandlung ausgeführt werden.

Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Walzanlage ist vorzugswei se zwischen dem Zwischenwickelsystem und den Fertigwalzwerken oder innerhalb des Zwischenwickelsystems ein Einebner vorgesehen. Dieser Aufbau ist zum Aus schließen der Tendenz des freien Endes des auf der Wickelmaschine aufgewickelten Bands wirkungsvoll, sich einzurollen, und ermöglicht ein einfaches Durchziehen des Bands durch das Fertigwalzwerk.

Vierte Ausführungsform

Fig. 4 zeigt als vierte Ausführungsform eine Walzanlage zur Erläuterung eines Ver fahrens zur Betätigung des Zwischenwickelsystems, wenn ein gewalztes Band eine Länge aufweist, die das Zwischenwickelsystem auf der Ausgangsseite eines Steckel- Walzwerksystems erreicht. Gemäß Fig. 4 wird ein vorhergehendes Band 1a auf die beiden Wickelmaschinen 19L, 19R des Zwischenwickelsystems aufgewickelt, und eine obere Klemmwalze 11 wird in einem Stadium, in dem sich ein auf das Band einwirkender Zug entwickelt hat, um eine Strecke, die größer als die Dicke eines nachfolgenden Bands 1b ist, auf ein Niveau über dem Durchgangsweg angehoben. Bei einem derartigen Aufbau kann eine gegenseitige Beeinträchtigung des vorherge henden Bands 1a und des nachfolgenden Bands 1b leicht vermieden werden. Dem entsprechend ist es, selbst wenn der Abstand zwischen dem Steckel-Walzwerksystem und den Fertigwalzwerken auf ein Minimum eingestellt ist, nicht erforderlich, den Walzvorgang des Steckel-Walzwerksystems zu beenden, bis die Wärmebehandlung durch das Zwischenwickelsystem abgeschlossen ist, was zu einer höheren Produktivi tät führt.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform, bei der ein Zwischenwickelsystem, das das gleiche wie das bei der Walzanlage gemäß Fig. 3 verwendete ist, an der Eingangssei te eines Steckel-Walzwerksystems angeordnet ist. Wie bei dem mit der Walzanlage gemäß Fig. 1 implementierten Walzverfahren wird in dem Durchgang vor dem letz ten Walzdurchgang durch das Steckel-Walzwerksystem ein gewalztes Band 1 von einer Wickelmaschine 3a abgewickelt und dann nach dem Durchlaufen eines Walz werks (Tandemwalzwerks) 2 auf eine Wickelmaschine 19L aufgewickelt.

Bei dieser Ausführungsform kann das Band von dem Steckel-Walzwerksystem ein schließlich des Tandemwalzwerks 2 mit einer höheren Geschwindigkeit gewalzt und aufgewickelt werden. Anders ausgedrückt kann der Wärmebehandlungsprozeß, wie beispielsweise der Festlösungserzeugungsprozeß, durch einen Schritt des Aufwic kelns des auf der Wickelmaschine 19L aufgewickelten und von dieser abgewickelten Bands 1 auf der Wickelmaschine 19R ausgeführt werden. Ebenso kann, wie bei der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform, der Wärmebehandlungsprozeß leicht in mehreren Durchgängen zwischen den Wickelmaschinen 19L und 19R ausgeführt werden. Überdies kann durch die Verwendung des vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Walzverfahrens selbstverständlich ein nachfolgendes Band durch das Steckel-Walzwerksystem gewalzt werden, während ein vorhergehendes Band je nach Bedarf durch das Zwischenwickelsystem erwärmt und/oder gekühlt wird. In dem letzten Walzdurchgang wird das von der Wickelmaschine 19L abgewic kelte Band 1 durch das Tandemwalzwerk 2, d. h. das Walzwerk des Steckel- Walzwerksystems, und ein Fertigwalzwerk 20 doppelt gewalzt. Dann wird das Band durch eine Laminarstromkühlvorrichtung 14 auf einem Auslaufrollgang gekühlt und auf einer Einrollmaschine 15 aufgewickelt.

Der hauptsächliche Zweck des vorstehend beschriebenen Aufbaus ist die Verringe rung der Anzahl der Gerüste von Fertigwalzwerken. Genauer wird bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 das Band in dem letzten Walzdurchgang nur durch das stromabseitig des Steckel-Walzwerksystems installierte Fertigwalzwerk gewalzt, da das Zwischenwickelsystem zwischen dem Steckel-Walzwerksystem und den Fer tigwalzwerken installiert ist. Dagegen kann bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung das Band im letzen Walzdurchgang nicht nur durch das Fertigwalzwerk, sondern auch durch das Tandemwalzwerk 2, d. h. das Walzwerk des Steckel-Walz werksystems gewalzt werden. Wenn daher die gleiche Anzahl von Fertigwalzwerken wie bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 installiert ist, kann das Band mit einer höheren Reduktionsrate gewalzt werden. Dagegen kann, wenn annähernd die gleiche Reduktionsrate erforderlich ist, die zu installierende Anzahl der Fertigwalz werke verringert werden. Daher ist die Anordnung gemäß der fünften Ausführungs form bei der Realisierung einer einfacheren Anlage, der Verringerung des Installati onsraums und der Verringerung der Kosten der Anlage wirkungsvoll.

Bei der vorstehenden Beschreibung der Ausführungsformen sind weder eine Heiz vorrichtung noch eine Kühlvorrichtung zwischen dem Walzwerk und den Ofenwic kelmaschinen auf dessen Stromaufseite und auf dessen Stromabseite installiert. Es kann jedoch eine Heizvorrichtung und/oder eine Kühlvorrichtung zwischen dem Walzwerk und den Ofenwickelmaschinen installiert sein, wie dies, wie vorstehend beschrieben, bei der bekannten Technik praktiziert wird. Anders ausgedrückt können durch die Installation einer Heizvorrichtung und/oder einer Kühlvorrichtung mit zu mindest einer erforderlichen Kapazität zwischen diesen ohne eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Walzanlage verschiedene zusätzliche Vorteile erzielt werden.

Ebenso wurden die Wickelmaschinen des Steckel-Walzwerksystems als Ofenwic kelmaschinen, d. h. als in Heizöfen vorgesehene Wickelmaschinen beschrieben. Die Wickelmaschinen sind jedoch nicht notwendigerweise in Heizöfen vorgesehen. Ins besondere kann das gewalzte Band, wenn die endgültige Banddicke ca. 3 bis 5 mm beträgt, anstelle der Verwendung eines Heizofens gerade in einem Zustand gehalten werden, in dem die Temperatur aufrecht erhalten bleibt. Zudem wird gewünscht, daß die Enden in der Richtung der Breite (die Kanten) des Bands aktiv erwärmt werden. Da die Kanten des Bands dazu neigen, mit einer höheren Geschwindigkeit als sein mittlerer Bereich abzukühlen, wird die Möglichkeit der Verursachung von Sprüngen an der Kante gesteigert, wenn das Band in einem Zustand einem Walzen unterzogen wird, in dem zwischen den Kanten und dem mittleren Bereich des Bands eine Tempe raturdifferenz beibehalten wird.

Ferner wurden die Wickelmaschinen außer den Wickelmaschinen des Steckel- Walzwerksystems als Ofenwickelmaschinen über dem Durchgangsweg installiert beschrieben. Diese Wickelmaschinen können jedoch statt Ofenwickelmaschinen bei spielsweise Einrollmaschinen sein, die unterhalb des Durchgangswegs installiert sein können. Überdies kann bei einer Anlage mit Zwischenwickelsystem das Zwischen wickelsystem neben dem Walzweg installiert sein. In diesem Fall ist eine zusätzliche Wickelvorrichtung auf dem Walzweg installiert, und ein auf der Wickelvorrichtung aufgewickeltes Band wird durch eine Übertragungsvorrichtung an das Zwischenwic kelsystem übergeben. Nach der Ausführung eines erforderlichen Wärmebehand lungsprozesses wird das aufgewickelte Band durch die Übertragungsvorrichtung an eine Abwickelvorrichtung auf dem Walzweg zurück übergeben. Das Walzen des Bands wird dann auf ähnliche Weise fortgesetzt. Daher ist es entscheidend, daß in einem Schritt des Walzvorgangs ein zumindest einmal gewalztes Band zumindest vor dem letzen Walzdurchgang beim Aufwickeln oder Abwickeln des Bands mindestens einmal einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß das Walzen von unlegier tem Qualitätsstahl, das in der Vergangenheit schwierig war, wie vorstehend beschrie ben, durch die Konstruktion einer Warmwalzanlage mit einem Steckel- Walzwerksystem realisiert werden kann.

So war die freie Veränderung des Metallgefüges vor dem Walzen mit einer her kömmlichen, groß dimensionierten Warmbandwalzanlage in der Praxis sehr schwie rig zu erzielen, kann jedoch durch die vorliegende Erfindung leicht erzielt werden. Anders ausgedrückt bietet die vorliegende Erfindung eine drastische Technik, die die Anwendung eines Steckel-Walzwerks auch auf das Walzen von unlegiertem Quali tätsstahl ermöglicht, obwohl ein herkömmliches Steckel-Walzwerk besonders für speziellen Stahl, wie rostfreien Stahl, angewendet wurde.

Dementsprechend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil der Verbesserung der Einsetzbarkeit eines Steckel-Walzwerksystems.

Claims

1. Warmwalzanlage mit einem Steckel-Walzwerksystem, bei dem sowohl auf der Eingangsseite als auch auf der Ausgangsseite eines Walzwerks (2) eine Ofenwickelmaschine installiert ist, die eine in einem Ofen (3L, 3R) vorgese hene Wickelmaschine (4L, 4R) umfaßt, wobei die Warmwalzanlage ferner umfaßt:
eine Ofenwickelmaschine, die eine in einem Ofen (9) installierte Wickelma schine (10) umfaßt und zumindest entweder auf der Eingangsseite oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems installiert ist, und
eine Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zum Einstellen der Temperatur eines von dem Walzwerk gewalzten Bands (1), wobei die Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zwischen dem Steckel-Walzwerksystem und der Ofenwickelmaschine (9, 10) angeordnet ist, die zumindest entweder auf der Eingangsseite oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems installiert ist.

2. Warmwalzanlage mit:
einem Steckel-Walzwerksystem mit einer ersten Ofenwickelmaschine, die eine erste in einem Ofen (3L) vorgesehene Wickelmaschine (4L) umfaßt, ei nem Walzwerk (2) zum Walzen eines Bands (1) und einer zweiten Ofenwic kelmaschine, die eine in einem Ofen (3R) vorgesehene Wickelmaschine (4R) umfaßt, wobei die erste Ofenwickelmaschine (3L, 4L), das Walzwerk (2) und die zweite Ofenwickelmaschine (3R, 4R) hintereinander installiert sind;
einer Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zum Einstellen der Temperatur des Bands (1), wobei die Vorrichtung zumindest entweder auf der Stromaufseite oder auf der Stromabseite des Steckel-Walzwerksystems angeordnet ist; und
einer dritten Ofenwickelmaschine, die eine in einem Ofen (9) vorgesehene Wickelmaschine (10) umfaßt, wobei die dritte Ofenwickelmaschine (9, 10) auf einer Seite der Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zur Einstellung der Tempera tur des Bands gegenüber dem Steckel-Walzwerksystem installiert ist.

3. Warmwalzanlage mit einem Steckel-Walzwerksystem, das ein Walzwerk (2) zum Walzen eines Bands, eine auf der Eingangsseite des Walzwerks ange ordnete Ofenwickelmaschine, die eine in einem Ofen (3L) vorgesehene erste Wickeleinrichtung (4L) umfaßt, und eine auf der Ausgangsseite des Walz werks angeordnete Ofenwickelmaschine umfaßt, die eine in einem Ofen (3R) vorgesehene zweite Wickelmaschine (4R) umfaßt, wobei die Warmwalzanla ge ferner aufweist:
ein Zwischenwickelsystem mit einer dritten und einer vierten Wickelmaschi ne (19L, 19R), das auf der Eingangsseite oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems installiert ist; und
mindestens eine aus einer Heizvorrichtung (5) zum Erwärmen des Bands (1) und einer Kühlvorrichtung (6) zum Kühlen des Bands (1) ausgewählte Heiz vorrichtung, die zwischen der dritten und der vierten Wickelmaschine (19L, 19R) installiert ist.

4. Warmwalzanlage nach Anspruch 3, bei der stromabseitig des Steckel-Walz werksystems ein Fertigwalzwerk (20) angeordnet ist, wobei das Zwischen wickelsystem (19L, 19R) zwischen dem Steckel-Walzwerksystem und dem Fertigwalzwerk (3) angeordnet ist und ein Einebner zum Begradigen eines eingerollten Abschnitts des Bands (1) innerhalb des Zwischenwickelsystems (19L, 19R) oder zwischen dem Zwischenwickelsystem (19L, 19R) und dem Fertigwalzwerk (20) auf der Seite nahe dem Zwischenwickelsystem (19L, 19R) vorgesehen ist.

5. Warmwalzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Walzwerk (2) des Steckel-Walzwerksystems zumindest ein Gerüst eines Walzwerks mit zwei Sätzen von in einem Gehäuse vorgesehenen Walzengruppen umfaßt.

6. Warmwalzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner eine zumin dest entweder auf der Eingangsseite oder auf der Ausgangsseite des Walz werks (2) angeordnete Entzunderungsvorrichtung (7) zum Spritzen eines Hochdruckfluids auf das Band (1) und zum Entfernen von Oberflächenzun der von dem Band (7) oder eine Warmwalzölzufuhreinheit zum Spritzen ei nes Warmwalzöls auf die Oberfläche des Bands umfaßt.

7. In einer Warmwalzanlage implementiertes Warmwalzverfahren, wobei die Warmwalzanlage ein Steckel-Walzwerksystem, in dem sowohl auf der Ein gangsseite als auch auf der Ausgangsseite eines Walzwerks (2) eine Ofen wickelmaschine installiert ist, die eine in einem Ofen (3L, 3R) vorgesehene Wickelmaschine (4L, 4R) umfaßt,
eine Ofenwickelmaschine, die eine in einem Ofen (9) vorgesehene Wickel maschine (10) umfaßt und zumindest entweder auf der Eingangsseite oder auf der Ausgangsseite des Stecket-Walzwerksystems installiert ist, und eine Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zum Einstellen der Temperatur eines von dem Walzwerk gewalzten Bands (1) umfaßt, wobei die Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zwischen dem Steckel-Walzwerksystem und der zumindest ent weder auf der Eingangs- oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerk systems installierten Ofenwickelmaschine (9, 10) angeordnet ist,
wobei das Warmwalzverfahren die Schritte
des zumindest einmaligen Walzen des Bands (1) durch das Walzwerk (2), der Wärmebehandlung des Bands (1) durch die Vorrichtung (5, 6; 18L, 18R) zur Einstellung der Temperatur des Bands (1) nach dem Walzschritt und
des zumindest einmaligen Walzens des Bands (1) nach dem Wärmebehand lungsschritt umfaßt.

8. Warmwalzverfahren nach Anspruch 7, bei dem der Wärmebehandlungs schritt mindestens einmal zumindest in dem Durchgang vor dem letzten Walzdurchgang durch das Walzwerk (2) ausgeführt wird und das Band (1) nach dem anschließenden Walzen gekühlt wird.

9. Warmwalzverfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Wärmebehand lungsschritt den Schritt eines mindestens einmaligen Erwärmens des Bands (1) auf einen Austenitbereich nicht unter dem A3-Umwandlungspunkt und eine Temperatur, die nicht niedriger als die Temperatur ist, bei der in dem Band (1) abgesetzte Carbide in einen Festlösungszustand gebracht werden, des Aufwickelns des Bands und des Haltens des Bands in aufgewickeltem Zustand über eine vorgegebene Zeitspanne oder den Schritt des zumindest einmaligen Kühlens des Bands umfaßt.

10. Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem mindestens einer der Walzschritte nach dem Wärmebehandlungsschritt unter Verwen dung von Warmwalzöl ausgeführt wird.

11. Warmwalzverfahren nach Anspruch 7, bei dem das Band (1) in einem Durchgang des Aufwickelns des Bands auf der zumindest entweder auf der Eingangs- oder auf der Ausgangsseite des Steckel-Walzwerksystems instal lierten Ofenwickelmaschine (9, 10) durch das Walzwerk (2) gezogen wird, ohne gewalzt zu werden oder während es mit einer sehr geringen Reduktions rate gewalzt wird, oder ein Walzenkühlmittel zum Kühlen der Walzen des Walzwerks (2) derart gesteuert wird, daß es nicht auf die Walzen aufgebracht wird oder in geringerer Menge auf die Walzen aufgebracht wird.

12. Warmwalzverfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Wärmebehand lungsschritt den Schritt der Erwärmung des Bands (1) auf einen Austenitbe reich nicht unter dem A3-Umwandlungspunkt und eine Temperatur nicht unter der Temperatur, bei der in dem Band abgesetzte Carbide in einen Fest lösungszustand gebracht werden, des Aufwickelns des Bands und des Haltens des Bands in aufgewickeltem Zustand über eine vorgegebene Zeitspanne um faßt und in einem Schritt des Abwickelns des Bands nach besagtem Schritt die Temperatur des Bands unmittelbar vor dem anschließenden Walzen auf einen einem nicht kristallisierten Austenitbereich, einem Ferritbereich oder einem gemischten zweiphasigen Bereich von Austenit und Ferrit entspre chenden Wert gesteuert wird.

13. Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem eine sum mierte Reduktionsrate im letzten Walzdurchgang durch das Walzwerk auf nicht weniger als 50%, vorzugsweise nicht weniger als 60% eingestellt ist.