DE112020004462T5

DE112020004462T5 - Feuerfestes und witterungsbeständiges stahlblech/-band und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE112020004462T5
Application number: DE112020004462.9T
Authority: DE
Inventors: Jianchun Wu; Yuan Fang; Jianyong Fan
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2022-06-02
Also published as: DE112020004462T9; WO2021052314A1

Abstract

Ein feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band und ein Verfahren zur Herstellung desselben, mit der folgenden chemischen Zusammensetzung in Gewichtsprozent: C 0,02% bis 0,06%, Si 0,1% bis 0,55%, Mn 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr 0,30% bis 0,80%, Mo 0,20% bis 0,60%, N 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, optionales Nb: 0,01% bis 0,08%, Gesamtsauerstoff [O]T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest aus Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und ein oder zwei Elemente von Cu 0,10% bis 0,60% oder Sn 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; wobei Mn/S ≥ 250; Pcm ≤ 0,27% gilt. Bei der vorliegenden Erfindung werden Restelemente wie Sn und Cu in Stahlschrott zum Schmelzen verwendet, und wahlweise Mikrolegierungselemente wie Mo/Cr und B-Elemente werden zugegeben. Beim Schmelzen werden die Basizität der Schlacke, die Art und den Schmelzpunkt der Einschlüsse in Stahl, den Gehalt an freiem Sauerstoff in Stahlschmelze und den Gehalt an säurelöslichem Aluminium Als gesteuert. Zum Gießen wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder verwendet, bei dem das Gussband ein Online-Warmwalzen unterzogen wird und danach durch eine Gaszerstäubung-Kühlung abgekühlt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Stranggießverfahren und -produkte in der metallurgischen Industrie, die hauptsächlich für Dünnband-Stahlprodukte, die durch das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für Dünnbänder hergestellt werden, verwendet werden, und die Erfindung ist insbesondere geeignet zur Herstellung einer eines feuerfesten, witterungsbeständigen Stahlblechprodukts/-bandprodukts.
Stand der Technik
In herkömmlichen Stahlherstellungsprozessen sind Zinn (Sn) und Kupfer (Cu) typische Restelemente bzw. schädliche Elemente im Stahl. Es ist sehr schwierig und teuer, Sn und Cu in den Stahlherstellungsprozessen ausreichend zu entfernen. Wenn der Stahl Sn und Cu enthält, können sie im Wesentlichen nicht vollständig eliminiert werden. Die Gehalte an Sn und Cu können nur durch Verdünnen der Stahlschmelze verringert werden, was zu einer Erhöhung der Schmelzkosten der Stahlprodukte führt.
In den letzten Jahren gibt es aufgrund des kontinuierlichen Wiederverwendung von Stahlschrott immer mehr Ressourcen aus dem Stahlschrott, und der Strompreis ist ebenfalls weiter gesunken. In China entwickelt sich die auf Stahlschrott basierende Stahlerzeugung im Elektroofen in kurzen Prozess zunehmend, was zu einer allmählichen Erhöhung der Gehalte an Restelementen wie Sn und Cu im Stahl führt. Sn und Cu in Stahl sind für Seigerung anfällige Elemente, die sich leicht an Korngrenzen ansammeln und Defekte wie Risse verursachen können. Daher werden in herkömmlichen Verfahren die Gehalte an Sn- und Cu-Elementen streng kontrolliert. In gewöhnlichem Baustahl werden klare Anforderungen an die Gehalte an Sn und Cu gestellt: Sn (Gew.-%) ≤ 0,005%; und Cu (Gew.-%) ≤ 0,2%.
Wenn also die Restelemente wie Sn und Cu in Stahl (insbesondere Stahlschrott) rational verwertet werden können, d.h., ein „Verwandeln von Schaden in Nutzen“ erfolgen kann, wird sich dies positiv auf die gesamte metallurgische Industrie auswirken. Auf dieser Weise kann eine effektive Nutzung von vorhandenem Stahlschrott oder minderwertigen Bodenschätzen (Erz mit hohem Zinngehalt, Erz mit hohem Kupfergehalt) realisiert werden und das Wiederverwendung von Stahl gefördert werden, wodurch die Produktionskosten reduziert werden können und die nachhaltige Entwicklung der Stahlindustrie realisiert werden kann.
Die meisten herkömmlichen dünnen Stahlbänder werden durch ein mehrfaches kontinuierliches Walzen von Knüppeln mit einer Dicke von 70 mm bis 200 mm hergestellt. Der Ablauf eines herkömmlichen Warmwalzverfahrens ist wie folgt: Stranggießen + Wiedererhitzen und Warmhalten eines Knüppels + Vorwalzen + Fertigwalzen + Abkühlen + Aufwickeln; d.h., zunächst wird ein Knüppel mit einer Dicke von etwa 200 mm durch Stranggießen erhalten, wobei, nachdem der Knüppel wiedererhitzt und warm gehalten wurde, er einem Vorwalzen und Fertigwalzen unterzogen wird, um ein Stahlband mit einer Dicke von in der Regel mehr als 2 mm zu erhalten, wobei schließlich das Stahlband laminar abgekühlt und aufgewickelt wird, um den gesamten Produktionsprozess des Warmwalzens abzuschließen. Es ist relativ schwierig, ein Stahlband mit einer Dicke von weniger als 1,5 mm (einschließlich) herzustellen, was normalerweise durch anschließendes Kaltwalzen und Glühen des warmgewalzten Stahlbands erfolgt. Und der Ablauf dieses Verfahrens dauert lang, der Energieverbrauch ist hoch, die Anzahl von Aggregaten sowie Ausrüstungen ist groß, und die Infrastrukturkosten sind hoch, was zu höheren Produktionskosten führt.
Der Ablauf des Stranggieß- und Walzverfahrens für dünne Brammen: Stranggießen + Warmhalten und Durcherhitzen eines Knüppels + kontinuierliches Warmwalzen + Abkühlen + Aufwickeln. Dieses Verfahren unterscheidet sich hauptsächlich von einem herkömmlichen Verfahren dadurch, dass die Dicke des Knüppels des Stranggieß- und Walzverfahrens für dünne Brammen stark auf 50 mm bis 90 mm reduziert wird. Aufgrund des dünnen Knüppels muss der Knüppel nur 1 bis 2 Mal vorgewalzt werden (bei einer Knüppeldicke von 70 mm bis 90 mm) oder muss nicht vorgewalzt werden (bei einer Knüppeldicke von 50 mm), während ein Stranggussknüppel des herkömmlichen Verfahrens jedoch wiederholt in mehreren Durchgängen gewalzt werden muss, bevor er vor dem Fertigwalzen auf die gewünschte Spezifikation verdünnt werden kann; der Knüppel des Stranggieß- und Walzverfahrens für dünne Brammen wird nicht abgekühlt und gelangt direkt in einen Tiefofen zum Durcherhitzen und zur Wärmeerhaltung oder einer geringen Temperaturergänzung. Daher verkürzt das Stranggieß- und Walzverfahren für dünne Brammen den Prozessablauf erheblich, reduziert den Energieverbrauch, verringert die Investitionen und senkt somit die Produktionskosten. Aufgrund der schnellen Abkühlgeschwindigkeit beim Stranggießen und kontinuierlichen Walzen von dünnen Brammen werden die Festigkeit des Stahls und das Streckgrenzenverhältnis erhöht, wodurch die Walzlast erhöht wird, so dass die Spezifikation der Dicke von warmgewalzten Produkten, die wirtschaftlich hergestellt werden können, nicht zu dünn sein kann, wobei die Dicke normalerweise ≥ 1,5 mm beträgt (siehe Patente CN 200610123458.1 , CN 200610035800.2 und CN 200710031548.2 , und keines dieser Patente bezieht sich auf die Elemente Sn und Cu).
In den letzten Jahren ist ein vollständiges Endlos-Stranggieß- und - walzverfahren für dünne Brammen (Abkürzung: ESP) ein verbessertes Verfahren, das auf der Grundlage des oben erwähnten halbendlosen -Stranggieß- und -walzverfahren für Dünnbrammen entwickelt wurde. Das ESP realisiert endloses Walzen beim Stranggießen von Brammen, verzichtet auf das Brennschneiden von Brammen und die Heizöfen, die der Wärmeerhaltung und des Durcherhitzens sowie Übergangs von Brammen dient, wodurch die Länge der gesamten Produktionslinie stark auf etwa 190 Meter verkürzt wird. Die von der Stranggießmaschine gegossenen Brammen haben eine Dicke von 90 mm bis 110 mm und eine Breite von 1100 mm bis 1600 mm. Die stranggegossenen Brammen durchlaufen einen Abschnitt eines Induktionsheizrollgangs, der der Wärmeerhaltung und Durcherhitzung der Brammen dient, wonach die Brammen nacheinander einem Vorwalzen, einem Fertigwalzen, einer Schichtkühlung und einem Aufwickeln unterzogen, um warmgewalzte Bleche zu erhalten. Da dieses Verfahren Endloswalzen realisiert, können warmgewalzte Bleche mit der dünnsten Dicke von 0,8 mm erhalten werden, was den Spezifikationsbereich von warmgewalzten Blechen erweitert. Darüber hinaus kann die Leistung einer einzelnen Produktionslinie 2,2 Millionen t/Jahr erreichen. Gegenwärtig wird das Verfahren schnell entwickelt und gefördert. Derzeit sind weltweit viele ESP-Produktionslinien in Betrieb.
Das Stranggieß- und -walzverfahren für Dünnbänder weist einen kürzeren Prozessablauf als das Stranggieß- und -walzverfahren für Dünnbleche. Die Stranggusstechnologie für Dünnbänder ist eine Spitzentechnologie auf dem Gebiet der Metallurgie und Materialforschung. Ihr Aufkommen hat die Eisen- und Stahlindustrie revolutioniert. Sie hat den Produktionsprozess von Stahlbändern in der traditionellen metallurgischen Industrie verändert, integriert das Stranggießen, das Walzen und sogar die Wärmebehandlung, so dass ein hergestellter Knüppel für Dünnbänder durch einmaliges Online-Warmwalzen auf einmal zu einem dünnen Bandstahl geformt wird, wodurch der Produktionsprozess erheblich vereinfacht wird, der Produktionszyklus verkürzt wird, wobei die Länge der Prozesslinie nur etwa 50 m beträgt. Entsprechend wird die Ausrüstungsinvestition ebenfalls reduziert, und die Produktkosten werden erheblich reduziert. Damit handelt es sich um ein kohlenstoffarmes und umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Dünnband. Das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für Dünnbänder stellt eine Hauptform des Stranggießverfahrens für Dünnbänder dar und ist auch das einzige Stranggießverfahren für Dünnbänder, das weltweit industrialisiert wird.
Der typische Prozessablauf des Doppelwalzen-Stranggießverfahrens für Dünnbänder ist in 1 dargestellt, wobei die geschmolzene Stahlschmelze in einer Pfanne 1 durch einen langen Pfannenausguss 2, einen Tundish 3, einen Tauchausguss 4 und einen Verteiler 5 direkt in ein Schmelzbad 7 gegossen wird, das von zwei relativ zueinander rotierenden und schnell abkühlbaren Kristallisationswalzen 8a, 8b und seitlichen Dichtvorrichtungen 6a, 6b eingeschlossen ist, wobei die Stahlschmelze an Umfangsflächen, an denen die Kristallisationswalzen 8a und 8b rotieren, zu einer Erstarrungsschale erstarrt und allmählich anwächst, wonach am kleinsten Spalt (Nip-Punkt) zwischen den beiden Kristallisationswalzen ein Stahlband 11 mit einer Dicke von 1 mm bis 5 mm gebildet wird, wobei das Stahlband von einer Führungsplatte 9 zu einer Klemmwalze 12 geführt und zum Walzwerk 13 geschickt wird, um in einen dünnen Bandstahl mit einer Dicke von 0,7 mm bis 2,5 mm gewalzt zu werden, wobei der dünne Bandstahl anschließend durch eine Kühlvorrichtung 14 abgekühlt wird, dann durch eine fliegende Schervorrichtung 16 geschnitten wird, und schließlich zum Aufwickeln in eine Haspel 19 eingeführt wird.
In den letzten Jahren hat mit dem kontinuierlichen Aufkommen großer Gebäude und Hochhäuser im In- und Ausland das Brandschutzausgestaltung von Baustahl weltweit große Aufmerksamkeit erfahren, um zu vermeiden, dass ein Gebäude aufgrund der Hitze und des starken Abfalls der Festigkeit des Baustahls im Falle eines Brandes im Gebäude einstürzt und enorme Verluste an Leben und Eigentum der Bewohner verursacht. Die Brandschutzausgestaltung von Baustahl ist zu einer der notwendigen Maßnahmen zur Gewährleistung der Gebäudesicherheit geworden. Wenn der gewöhnliche Baustahl erhitzt wird, nehmen seine Festigkeit und Tragfähigkeit schnell ab, was die Anforderungen des Brandschutzes nicht erfüllen kann. Um den Feuerwiderstand von Gebäuden aus gewöhnlichem Baustahl zu verbessern, ist es in der Vergangenheit üblich, Maßnahmen wie das Aufsprühen einer feuerfesten Beschichtung oder das Abdecken einer feuerfesten Platte zu ergreifen. Hingegen wird derzeit eine große Menge feuerfester Stähle verwendet, wobei die feuerfeste Beschichtung oder feuerfeste Platte verdünnt oder gespart werden kann, wobei sichergestellt werden kann, dass der Stahl bei hohen Temperaturen ein hohes Festigkeitsniveau beibehält, wobei auch die Bauzeit verkürzt und die Gebäudemasse verringert werden kann, wodurch die Sicherheit von Gebäuden erhöht und die Baukosten gesenkt werden, was erhebliche wirtschaftliche und soziale Vorteile mitbringt. Da der Baustahl meistens der Luft ausgesetzt ist und seine Dienstdauer relativ lang ist, wird aufgrund der Kombination von Feuerbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit ein neues feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlprodukt abgeleitet. Vor dem Hintergrund der oben genannten Anwendungen werden feuerfeste und witterungsbeständige Stahlbleche/-bänder zunehmend in einigen Branchen und Bereichen mit Brandschutzanforderungen, wie Baustahl, Turmmasten, Baumaschinen, Industriebauten usw., verwendet und insbesondere an Orten mit hohen Brandschutzanforderungen, wie in Hochhäusern, großen öffentlichen Gebäuden, High-End-Wohnungen usw., weit verbreitet.
Feuerfester und witterungsbeständiger Stahl muss eine gute Hochtemperaturleistung aufweisen, unterscheidet sich jedoch von hitzebeständigem Stahl, der lange Zeit bei hohen Temperaturen verwendet wurde. Der hitzebeständige Stahl erfordert eine gute Hochtemperaturfestigkeit und Hochtemperaturstabilität und besteht in der Regel aus hochlegiertem Stahl. Hingegen ist der feuerfeste und witterungsbeständige Stahl bei Raumtemperatur tragfähig und muss nur im Brandfall für kurze Zeit (normalerweise 1 h bis 3 h) eine hohe Streckgrenze unter Hochtemperaturbedingungen aufrechterhalten, wodurch wertvolle Zeit für die sichere Evakuierung von Personal gewonnen werden kann. Daher gehört der feuerfeste und witterungsbeständige Stahl zur Kategorie der niedriglegierten Baustähle, und bei der Gestaltung der Zusammensetzung von feuerfestem und witterungsbeständigem Stahl ist es nicht ratsam, zu viele teure Legierungselemente zuzugeben.
Der japanische Sicherheitsentwurfscode für Stahlkonstruktionen schreibt vor: 2/3 der Streckgrenze von Stahl bei Raumtemperatur entspricht dem dauerhaft zulässigen Spannungswert des Materials. Bleibt im Brandfall die Streckgrenze des feuerfesten und wetterbeständigen Stahls auf diesem Wert, wird das Gebäude nicht einstürzen. Daher ist es erforderlich, dass die Streckgrenze von feuerfestem und witterungsbeständigem Stahl bei einer bestimmten hohen Temperatur nicht weniger als 2/3 der Streckgrenze bei Raumtemperatur beträgt. Um die seismische Widerstandsfähigkeit von Stahlkonstruktionen zu verbessern, ist es immer wünschenswert, die Fähigkeit von Stahl, seismische Energie zu absorbieren, zu maximieren. Wenn das Streckgrenzenverhältnis von Stahl (σ_s/σ_b) relativ hoch ist, kommt es bei einem Erdbeben zu einer lokalen Spannungskonzentration und einer lokalen großen Verformung. Nun kann die Stahlkonstruktion nur weniger Energie absorbieren. Daher trägt ein niedriges Streckgrenzenverhältnis dazu bei, die von der Gebäudestruktur bei Erdbeben absorbierte Energie zu erhöhen. Im Allgemeinen ist erfordert, dass das Streckgrenzenverhältnis von einem erdbebensicheren, feuerfesten und witterungsbeständigen Stahl ≤ 0,8 ist.
Einer der Schlüssel zur Entwicklung von feuerfestem, witterungsbeständigem Stahl ist die Einstellung der Feuerfesttemperatur, bei der die Hochtemperaturfestigkeit erreicht wird. Das Stahlwerk Creusot-Loire in Europa hat Mo-haltigen Stahl mit einer Beständigkeit gegen eine hohe Temperatur von 900°C bis 1000°C untersucht, der aber wegen der hohen Kosten nicht populär gemacht und angewendet ist. Um die Feuerfesttemperatur zu bestimmen, die die beste Übereinstimmung zwischen Produktionskosten und verwendetem feuerfestem Material erzielt, führte Nippon Steel Corporation Hochtemperatur-Zugteste an mehreren typischen Stählen mit einer Zugfestigkeit von 400 MPa bis 780 MPa durch. Dabei zeigen die Teste: Die Streckgrenze (σ_s) aller getesteten Stähle fiel im Temperaturbereich von 500°C bis 600°C stark ab, und σ_s fiel bei einer Temperatur von 700°C oder über 700°C unter 50 MPa. Falls die Temperatur zum Sicherstellen der Festigkeit auf 700°C eingestellt wird, muss eine große Menge an Legierungselementen zugegeben werden, was es schwierig macht, eine gute Schweißbarkeit sicherzustellen, wobei die Kosten stark erhöht werden. Wird die Temperatur zum Sicherstellen der Festigkeit auf eine niedrigere Temperatur von 500°C eingestellt, kann die Dicke der feuerfesten Beschichtung nur geringfügig reduziert werden, was der ursprünglichen Absicht der Verwendung vom feuerfesten und witterungsbeständigen Stahl nicht entspricht. Daher wird die Feuerfesttemperatur des feuerfesten und wetterbeständigen Stahls auf 600°C eingestellt.
Zusammenfassend und gemäß den allgemeinen Anforderungen an Baustahl werden Leistungsindikatoren vom feuerfesten wetterbeständigen Stahl wie folgt festgelegt:

(1) Feuerbeständigkeit: σ_s, _600°C ≥ (2/3 )σ_s, _20°C;
(2) Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur und andere Qualitätsindikatoren erfüllen die Anforderungen der üblichen Baustahlnormen;
(3) Seismische Widerstandsfähigkeit: σ_s/σ_b ≤ 0,8 bei Raumtemperatur, und die Schwankungsbreite der Streckgrenze sollte möglichst gering sein;
(4) Gute Schweißbarkeit, die gleich wie oder besser als die des gewöhnlichen Baustahls ist,
(5) Witterungsbeständigkeit: Verglichen mit Q345B, gemessen nach Standard TB/T2375-1993, und mit einer relativen Korrosionsrate ≤ 60%.

Das Stranggussverfahren für Dünnbänder wird verwendet, um dieses hochfeste, feuerfeste und witterungsbeständige Strahlblech/-band herzustellen. Aufgrund der subschnellen Erstarrungseigenschaften des Stranggussverfahrens für Dünnbänder selbst bildet sich auf natürliche Weise eine feinkörnige Schicht mit einer bestimmten Dicke auf eines Oberfläche des Bandstahls, so dass der hergestellte Stahl zugleich witterungsbeständig ist; gleichzeitig hat es gewisse Herstellungs- und Kostenvorteile bei dünnen Anwendungen. Produktspezifikationen für dünnwandige, hochfeste, feuerfeste und witterungsbeständige Stahlbleche/-bänder zeichnen sich durch eine Dicke von 1,2 mm bis 2,0 mm aus. Aufgrund der dünnen Produktdicke ist es schwierig, für ein solches Produkt die herkömmliche Produktionslinie für Stranggießen in Verbindung mit kontinuierlichem Warmwalzen zu verwenden. Selbst wenn das Stranggieß- und Walzverfahren für Dünnbleche verwendet ist, ist der Walzverbrauch beim Walzen relativ hoch, wobei ein solcher Produktionsablauf die Produktionskosten von hochfestem, feuerfestem, witterungsbeständigem Stahlblech/-band mit dünner Dicke erhöht.
Wenn der warmgewalzte Bandstahl als dünnwandiges warmgewalztes Blechprodukt verwendet wird, werden an die Oberflächenqualität des Bandstahls hohe Anforderungen gestellt. Als allgemeine Anforderung gilt, je dünner der Zunder auf der Oberfläche des Bandstahls, desto besser; dies erfordert die Kontrolle der Zunderbildung in den nachfolgenden Stufen zum Geißen des Bandes. Beispielsweise wird beim Stranggießverfahren für Dünnbänder eine Vorrichtung mit geschlossener Kammer von der Kristallisationswalze bis zum Eingang des Walzwerks verwendet, um die Oxidation des Gussbandes zu verhindern. In der Vorrichtung mit geschlossener Kammer wird beispielsweise Wasserstoff zugegeben (siehe US-Patent US 6920912 ) oder das Sauerstoffgehalt auf weniger als 5% geregelt (siehe US-Patent US 20060182989 ); beide Maßnahmen können die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Gussbandes steuern. Die Steuerung der Dicke des Zunders im Förderprozess vom Walzwerk zum Aufwickeln ist jedoch selten Gegenstand von Patenten. Insbesondere beim Prozess des Abkühlens des Bandes durch laminares Kühlen oder Sprühkühlen kommt der Hochtemperaturbandstahl in Kontakt mit dem Kühlwasser, wobei wächst die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Gussbandes schnell an. Gleichzeitig bringt der Kontakt von Hochtemperaturbandstahl mit Kühlwasser viele Probleme mit sich: Erstens bilden sich auf der Oberfläche des Bandstahls Wasserflecken (Rostflecken), die die Oberflächenqualität beeinträchtigen; Zweitens verursacht das für das laminare Kühlen oder Sprühkühlen verwendete Kühlwasser leicht eine ungleichmäßige lokale Abkühlung der Oberfläche des Bandstahls und somit eine ungleichmäßige Mikrostruktur innerhalb des Bandstahls führt, was zu einer ungleichmäßigen Bandleistung des Bandstahls führt und die Produktqualität beeinträchtigt; Drittens verursacht die ungleichmäßige Abkühlung der Oberfläche des Bandstahls eine Verschlechterung der Blechform und beeinträchtigt die Qualität der Blechform.
Das Stranggießen dünner Bänder selbst hat jedoch die Eigenschaften einer schnellen Erstarrung, so dass der damit hergestellte Stahl im Allgemeinen die Probleme einer ungleichmäßigen Struktur, einer geringen Dehnung, eines hohen Streckgrenzenverhältnisses und einer schlechten Umformbarkeit aufweist; gleichzeitig weisen die Austenitkörner des Gussbandes eine offensichtliche Inhomogenität auf, was zu einer ungleichmäßigen Struktur des nach der Austenitumwandlung erhaltenen Endprodukts führt und somit eine instabile Leistung, insbesondere Umformleistung, des Produkts verursacht. Daher ist es auch schwierig und herausfordernd, das Stranggussverfahren für dünne Bänder zu verwenden, um hochfeste, feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblechprodukte/-bandprodukte herzustellen, wobei ein Durchbruch in der Zusammensetzung und im Verfahren erforderlich ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird durch Zugabe einer geeigneten Menge des B-Elements und angemessener Kühlmaßnahmen nach dem Walzen die Gleichmäßigkeit der Struktur effektiv verbessert und der Zweck der Verringerung des Streckgrenzenverhältnisses erreicht.
Das chinesische Patent CN 200610123458.1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hochfestem und witterungsbeständigem Stahl mit 700 MPa auf der Grundlage eines kontinuierlichen Gieß- und Walzverfahrens für dünne Brammen unter Verwendung eines Ti-Mikrolegierungsverfahrens. Die chemische Zusammensetzung des nach diesem Verfahren hergestellten witterungsbeständigen Stahlblechs umfasst: C: 0,03% bis 0,07%, Si: 0,3% bis 0,5%, Mn: 1.2 bis 1.5, P: ≤ 0,04%, S: ≤ 0,008%, Al: 0,025% bis 0,05%, Cr: 0,3% bis 0,7%, Ni: 0,15% bis 0,35%, Cu: 0,2% bis 0,5%, Ti: 0,08% bis 0,14%, N: ≤ 0,008%; wobei der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Der Stahlblech weist eine Streckgrenze von ≥ 700 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 775 MPa und eine Dehnung von ≥ 21% auf. In diesem Patent wird Phosphor gemäß den Verunreinigungselementen gesteuert und weist einen Gehalt von ≤ 0,04% auf, der größer als der Gehalt von ≤ 0,025% im herkömmlichen Verfahren ist.
Das chinesische Patent CN 200610035800.2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von mikrolegiertem und witterungsbeständigem V-N-Stahl mit 700 MPa auf der Grundlage eines kontinuierlichen Gieß- und Walzverfahrens für dünne Brammen. Die chemische Zusammensetzung des nach diesem Verfahren hergestellten witterungsbeständigen Stahlblechs umfasst: C: ≤ 0,08%, Si: 0,25% bis 0,75%, Mn: 0.8 bis 2, P: ≤ 0,07% bis 0,15%, S: ≤ 0,04%, Cr: 0,3% bis 1,25%, Ni: ≤ 0,65%, Cu: 0,25% bis 0,6%, V: 0,05% bis 0,2%, N: 0,015% bis 0,03%; wobei der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Der Stahlblech weist eine Streckgrenze von ≥ 700 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 785 MPa und eine Dehnung von ≥ 21% auf. In diesem Patent wird Phosphor gemäß den Elementen gesteuert, die die Witterungsbeständigkeit verbessern, und weist einen Gehalt von 0,07% bis 0,15% auf. Der Kupfergehalt beträgt 0,25% bis 0,6%, wobei seine Untergrenze bzw. Obergrenze jeweils höher als die Untergrenze von 0,2% und die Obergrenze von 0,55% des Kupfergehalts des herkömmlichen Verfahrens.
Das chinesische Patent CN 1633509 A erwähnt ein Verfahren zur Herstellung kupferhaltiger Kohlenstoffstahlprodukte durch Stranggießen für Dünnbänder. Das Patent betont, dass solcher Bandstahl im Temperaturbereich von 400°C bis 700°C geglüht, getempert und anderen Wärmebehandlungsvorgängen unterzogen werden soll, damit Kupferelemente in dem Bandstahl ausgeschieden oder rekristallisiert werden. Das in Patent US 2008264525 / CN 200580009354.1 erwähnte Herstellungsverfahren eines niedriglegierten Dünnbands mit hohem Kupfergehalt ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandstahl vor dem Eintritt in ein Walzwerk in einer nicht oxidierenden Atmosphäre auf eine Temperatur unter 1080°C abgekühlt wird, um ein Phänomen der „Heißversprödung“ des Bandstahls zu verhindern.
Die oben erwähnten Patente beziehen sich alle auf die Witterungsbeständigkeit von Stahl, aber ihre Inhalte betreffen keine Wirkung der Feuerfestigkeit. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stahlsorte, die speziell für Feuerfestigkeit und Wetterbeständigkeit vorgeschlagen ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band und dessen Herstellungsverfahren bereitzustellen. Das hergestellte feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/- band kann sicherstellen, dass der Stahl bei hoher Temperatur ein hohes Festigkeitsniveau beibehält, und kann auch die Qualität eines Gebäudes verringern, die Sicherheit des Gebäudes erhöhen und die Baukosten senken. Gleichzeitig wird auf der Grundlage der feuerfesten Eigenschaften des feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands, das durch das Stranggussverfahren für Dünnbänder hergestellt wird, auf natürliche Weise eine feinkörnige Schicht einer bestimmten Dicke auf der Oberfläche des Bandstahls gebildet, so dass das Produkt auch die Witterungsbeständigkeit aufweist. Das Produkt hat eine hervorragende seismische Leistung und eine hervorragende Feuerfestigkeit, und stellt ein ideales Material im Bereich des seismischen und feuerfesten Stahls dar. Und es kann in einigen Branchen und Bereichen mit Brandschutzanforderungen, wie Baustahl, Turmmasten, Baumaschinen, Industriebauten usw., und insbesondere an Orten mit hohen Brandschutzanforderungen, wie in Hochhäusern, großen öffentlichen Gebäuden, High-End-Wohnungen usw., weit verbreitet werden.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird in der vorliegenden Erfindung die folgende technische Lösung verwendet:

Bei der vorliegenden Erfindung werden Restelemente wie Sn und Cu in Stahlschrott zum Schmelzen einer Stahlschmelze verwendet, wobei wahlweise Mikrolegierungselemente wie Mo/Nb/Cr und B-Elemente in der Stahlschmelze zugegeben werden; während des Schmelzprozesses werden die Basizität der Schlacke, die Art und den Schmelzpunkt von Einschlüssen in Stahl, den Gehalt an freiem Sauerstoff in Stahlschmelze und den Gehalt an säurelöslichem Aluminium Als gesteuert; dann wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder durchgeführt, um einen Bandstahl mit einer Dicke von 1,5 bis 3 mm zu gießen, wobei, nachdem der Bandstahl die Kristallisationswalze verlassen hat, er direkt in eine untere geschlossene Kammer mit einer nicht oxidierenden Atmosphäre eintritt und dann unter geschlossenen Bedingungen in ein Online-Walzwerk zum Warmwalzen gelangt; der gewalzte Bandstahl wird durch eine Gaszerstäubung-Kühlung abgekühlt, wobei die Gaszerstäubung-Kühlung die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls effektiv verringern, die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessern und die Qualität der Oberfläche des Bandstahls erhöhen kann. Die resultierende Stahlspule kann direkt als warmgewalztes Blech/Band verwendet werden oder auch nach seinem Trimmen sowie Glätten als fein bearbeitetes Blech/Band verwendet werden. Das erfindungsgemäße Material hat ein niedriges Streckgrenzenverhältnis, eine ausgezeichnete seismische Widerstandsfähigkeit und eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit, und stellt ein ideales Material im Bereich des seismischen und feuerfesten Stahls dar.

Insbesondere weist das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent auf: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, optionales Nb: 0,01% bis 0,08%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind:

wobei ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; $Mn/S \geq 250;$
$Pcm \leq 0,27% Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B .$

In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band ein dünnes, feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech oder -band ist; wobei vorzugsweise seine Dicke 0,8 mm bis 2,5 mm, bevorzugt 1,2 mm bis 2,0 mm, beträgt.
In einigen Ausführungen gilt Pcm ≤ 0,25%. In einigen Ausführungen gilt 0,14% ≤ Pcm ≤ 0,25%.
Das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band weist eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 345 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 490 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, vorzugsweise ≤ 0,75; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 232 MPa, mit σ_s, _600°C/σ_s, _20°C ≥ 0,67; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, auf.
In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band die folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: wobei ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B. Vorzugsweise ist in diesen Ausführungen vorgesehen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 345 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 490 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, vorzugsweise ≤ 0,75; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 232 MPa, mit σ_s, _600°C/σ_s, _20°C ≥ 0,67; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%. In einigen Ausführungen dieser feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder ist vorgesehen, dass diese feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 345 MPa bis 370 MPa, eine Zugfestigkeit von 490 MPa bis 530 MPa und eine Dehnung von 19% bis 27%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,66 bis 0,72; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 235 MPa bis 260 MPa und σ_s, _600°C/σs, _20°C im Bereich von 0,68 bis 0,74; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweisen.
In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band die folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Cu: 0,10% bis 0,60%, optionales Sn: 0,005% bis 0,04%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B. Vorzugsweise ist in diesen Ausführungen vorgesehen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/- band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 345 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 490 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, vorzugsweise ≤ 0,75; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 232 MPa, mit σ_s, _600°C/σ_s, _20°C ≥ 0,67; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist. In einigen Ausführungen dieser feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder ist vorgesehen, dass diese feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 345 MPa bis 370 MPa, eine Zugfestigkeit von 490 MPa bis 530 MPa und eine Dehnung von 19% bis 27%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,66 bis 0,72; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 235 MPa bis 260 MPa und σ_s, _600°C/σs, _20°C im Bereich von 0,68 bis 0,74; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweisen.
In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band ein hochfestes, feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech oder -band ist; wobei vorzugsweise seine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent beträgt: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Cu: 0,10% bis 0,60%, Mo: 0,20% bis 0,60%, Nb: 0,01% bis 0,08%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest aus Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und wobei die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B. Vorzugsweise ist in diesen Ausführungen vorgesehen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/- band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 410 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 590 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, vorzugsweise ≤ 0,75; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 275 MPa, mit σ_s, _600°C/σ_s, _20°C ≥ 0,67; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist. In einigen Ausführungen dieser feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder ist vorgesehen, dass diese feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 410 MPa bis 450 MPa, eine Zugfestigkeit von 590 MPa bis 630 MPa und eine Dehnung von 18% bis 28%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,67 bis 0,73; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 275 MPa bis 310 MPa und σ_s, _600°C/σs, _20°C im Bereich von 0,67 bis 0,72; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweisen.
In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band die folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Cu: 0,10% bis 0,60%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007 bis 0,020%; wobei der Rest aus Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, wobei das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band Nb mit einem Gehalt von 0,01% bis 0,08% enthält oder kein Nb, aber Sn mit einem Gehalt von 0,005% bis 0,04% enthält oder gleichzeitig kein Sn enthält, und wobei die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B. Vorzugsweise ist in diesen Ausführungen vorgesehen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 345 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 490 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, vorzugsweise ≤ 0,75; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 232 MPa, mit σ_s, _600°C/σ_s, _20°C ≥ 0,67; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist. In einigen Ausführungen dieser feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder ist vorgesehen, dass diese feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 345 MPa bis 370 MPa, eine Zugfestigkeit von 490 MPa bis 530 MPa und eine Dehnung von 19% bis 27%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,66 bis 0,72; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 235 MPa bis 260 MPa und σ_s, _600°C/σ_s, _20°C im Bereich von 0,68 bis 0,74; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweisen. In einigen Ausführungen dieser feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder - bänder ist vorgesehen, dass diese feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlbleche oder -bänder eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 410 MPa bis 450 MPa, eine Zugfestigkeit von 590 MPa bis 630 MPa und eine Dehnung von 18% bis 28%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,67 bis 0,73; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 275 MPa bis 310 MPa und σ_s, _600°C/σs, _20°C im Bereich von 0,67 bis 0,72; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweisen.
Vorzugsweise gilt in jeder der vorstehenden Ausführungen Mn/S > 250. Vorzugsweise liegt die durchschnittliche Korrosionsrate des erfindungsgemäßen feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands im Bereich von ≤ 0,3000 mg/cm²·h.
Es handelt sich bei der Mikrostruktur des erfindungsgemäßen feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands um eine gemischte Mikrostruktur aus klumpigem Ferrit, Perlit und nadelförmigem Ferrit oder eine gemischte Mikrostruktur aus klumpigem Ferrit, Perlit und unterem Bainit.
Beim Design der Zusammensetzung des feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands der vorliegenden Erfindung:

C: C ist das wirtschaftlichste und grundlegendste Verstärkungselement in Stahl, das die Festigkeit von Stahl durch Mischkristallverfestigung und Ausscheidungshärtung verbessert. C ist ein wesentliches Element für die Ausscheidung von Zementit während der Austenitumwandlung, weswegen die Höhe des C-Gehalts weitgehend die Festigkeit des Stahls bestimmt, d. h. dass ein höherer C-Gehalt einer höheren Festigkeit entspricht. Da jedoch die interstitielle feste Lösung und die Ausschneidung von C die Plastizität und Zähigkeit von Stahl stark beeinträchtigen und ein zu hoher C-Gehalt für die Schweißleistung ungünstig ist, kann der C-Gehalt nicht zu hoch sein, wobei die Festigkeit von Stahl durch angemessene Zugabe von Legierungselementen kompensiert wird. Gleichzeitig bilden sich beim herkömmlichen Brammen-Stranggießen durch das Gießen in der peritektischen Reaktionszone Oberflächenrisse auf der Bramme leicht, und in schweren Fällen kann es zu Stahlleckunfällen kommen. Dasselbe gilt für das Stranggießen für Dünnbänder, wobei beim Gießen in der peritektischen Reaktionszone Oberflächenrisse leicht am Rohling des Gussbandes gebildet werden, wobei in schweren Fällen das Gussband brechen kann. Daher muss das Stranggießen für Dünnbänder einer Fe-C-Legierung auch die peritektische Reaktionszone vermeiden. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des C-Gehalts 0,02% bis 0,06%.
Si: Si dient der Feststofflösungsverstärkung in Stahl. Und die Zugabe von Si zu Stahl kann die Reinheit und Desoxidation des Stahls verbessern. Ein zu hoher Si-Gehalt wird jedoch zu einer Verschlechterung der Schweißbarkeit und der Zähigkeit der von der Schweißwärme betroffenen Zone führen. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des Si-Gehalts 0,1% bis 0,55%.
Mn: Mn ist eines der billigsten Legierungselemente. Es kann die Härtbarkeit von Stahl verbessern und hat eine beträchtliche Feststofflöslichkeit in Stahl. Es verbessert die Festigkeit von Stahl durch Verfestigung in fester Lösung, während es die Plastizität und Zähigkeit von Stahl in Wesentlichen nicht beeinträchtigt. Es ist das wichtigste Verstärkungselement zur Verbesserung der Festigkeit von Stahl und kann auch eine Rolle bei der Desoxidation von Stahl spielen. Ein zu hoher Mn-Gehalt wird jedoch zu einer Verschlechterung der Schweißbarkeit und der Zähigkeit der von der Schweißwärme betroffenen Zone führen. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des Mn-Gehalts 0,4% bis 1,7%.
P: Ein hoher P-Gehalt scheidet sich leicht an der Korngrenze aus, was die Kaltsprödigkeit des Stahls erhöht, die Schweißleistung verschlechtert, die Plastizität verringert und die Kaltbiegeleistung verschlechtert. Beim Stranggießverfahren für Dünnbänder sind die Erstarrungs- und Abkühlgeschwindigkeiten des Gussbandes extrem schnell, was die Seigerung von P effektiv unterdrücken kann, wodurch die Nachteile von P effektiv vermieden und die Vorteile von P voll zur Geltung gebracht werden können. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung ein P-Gehalt höher als der des herkömmlichen Herstellungsverfahrens verwendet, wobei der Gehalt des P-Elements in geeigneter Weise vergrößert wird, wobei die Entphosphorung im Stahlherstellungsprozess gespart wird. Im realen Betrieb muss die Entphosphorung nicht absichtlich durchgeführt werden, und es muss auch kein zusätzlicher Phosphor zugegeben werden. Der P-Gehalt liegt im Bereich von ≤ 0,03%.
S: Unter normalen Umständen ist S ein schädliches Element im Stahl, das eine Heißsprödigkeit von Stahl verursacht, die Duktilität und Zähigkeit des Stahls verringert und beim Walzen Risse verursacht. S verringert auch die Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung S auch als Verunreinigungselement kontrolliert und sein Gehaltsbereich beträgt ≤ 0,007%. In einigen Ausführungen beträgt der S-Gehalt < 0,0067%. Und Mn/S ≥ 250. In einigen Ausführungen gilt Mn/S > 250.
Als: Um die Einschlüsse im Stahl zu kontrollieren, erfordert die vorliegende Erfindung, dass Al nicht zur Desoxidation verwendet werden kann. Bei der Verwendung des feuerfesten Materials soll die zusätzliche Einführung von Al so weit wie möglich vermieden werden, und der Gehalt an säurelöslichem Aluminium Als soll streng darauf geregelt werden: < 0,001%;
N: Ähnlich wie das C-Element kann das N-Element die Festigkeit von Stahl durch interstitielle feste Lösung verbessern. Falls in der vorliegenden Erfindung die Ausscheidungsphase von BN durch die Wirkung von N und B im Stahl erzeugt wird, ist ein gewisser N-Gehalt im Stahl erforderlich. Die interstitielle feste Lösung von N hat jedoch einen großen Schaden für die Plastizität und Zähigkeit des Stahls. Das Vorhandensein von freiem N erhöht das Streckgrenzenverhältnis des Stahls, weswegen der N-Gehalt nicht zu hoch sein sollte. Der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des N-Gehalts beträgt 0,004% bis 0,010%.
Cr: Es ist nicht nur ein Element, das die Härtbarkeit von Stahl verbessert, sondern kann auch die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit von Stahl wirksam verbessern. Die Zugabe von Cr zu feuerfestem und witterungsbeständigem Stahl wird verwendet, um einerseits die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit des Stahls zu verbessern, und um andererseits die Witterungsbeständigkeit des Stahls zu verbessern, was die Korrosionsbeständigkeit des Stahls erheblich verbessern kann. Wenn sein Gehalt jedoch zu hoch ist, wird die Schweißleistung ernsthaft verschlechtert. In der vorliegenden Erfindung ist der Cr-Gehalt auf 0,30% bis 0,80% begrenzt.
Nb: In feuerfestem Stahl beruht Nb hauptsächlich auf der Ausscheidungshärtung von NbC in Ferrit, um die Hochtemperaturfestigkeit von Stahl zu verbessern. Gleichzeitig kann im Stranggießverfahren für Dünnbänder aufgrund seiner einzigartigen schnellen Erstarrungs- und Abkühleigenschaften das zugesetzte Legierungselement Nb im Stahlband eher in einem Zustand fester Lösung vorliegen. Das im Stahl gelöste Nb-Element kann bei der Mischkristallverfestigung eine Rolle spielen. In der vorliegenden Erfindung ist beim Zugeben von Nb der Nb-Gehalt so ausgelegt, dass er im Bereich von 0,01% bis 0,08% liegt.
Mo: Es ist in Ferrit fest gelöst und verstärkt die Ferritmatrix. Mo diffundiert bei hoher Temperatur langsam in Ferrit, sodass es die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit von Stahl erheblich verbessern kann. Studien haben gezeigt, dass das fest gelöste Mo zur Segregation an Korngrenzen neigt, was die Hochtemperaturfestigkeit von Stahl verbessert, Mo kann auch die Stabilität von unterkühltem Austenit erhöhen, und der Volumenanteil von Bainit im Stahl steigt nach Zugabe von Mo; Die Bainitstruktur mit hoher Versetzungsdichte bringt dem feuerfesten und witterungsbeständigen Stahl gute Hochtemperatureigenschaften. Die Ausscheidung von Mo im Stahl zur Bildung von Karbiden erhöht dessen Hochtemperaturfestigkeit. Studien haben gezeigt, dass die zusammengesetzte Zugabe von Nb und Mo eine bessere Wirkung der Ausscheidungsstärkung hervorrufen kann: Die erste Ansicht ist, dass zusätzlich zu der verstärkenden Wirkung der alleinigen Zugabe von Nb und Mo auch an der NbC/Matrix-Grenzfläche angereichert werden kann, was die Vergröberung von NbC-Partikeln verhindert, wodurch die Hochtemperaturfestigkeit des Stahls weiter verbessert wird; die zweite Ansicht ist, dass Mo die Antriebskraft der Ausscheidung von NbC verringert, den Diffusions- und Nukleationsprozess von NbC behindert und somit die Ausscheidung von NbC verzögert, wobei Mo in Stahl die Bainit-Umwandlung fördert, was zu einer Erhöhung der Versetzungsdichte führt und die Nukleationsstellen für NbC vermehrt. All dies führt zu einer besseren Wirkung der Ausscheidungsstärkung, was wiederum die Hochtemperaturfestigkeit des Stahls erhöht. Ein zu hoher Mo-Gehalt wird die Schmelzkosten für Rohstoffe von Stahl erhöhen. Daher ist in der vorliegenden Erfindung der Mo-Gehalt auf 0,20% bis 0,60% begrenzt.
Cu: Cu spielt hauptsächlich eine Rolle bei der Mischkristall- und Ausscheidungshärtung in Stahl. Cu stellt auch ein Element zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit dar. Da Cu ein leicht trennbares Element ist, wird der Cu-Gehalt im herkömmlichen Verfahren im der Regel streng kontrolliert. Mit dem schnellen Erstarrungseffekt des Stranggießens für Dünnbänder wird bei der vorliegenden Erfindung die Obergrenze von Cu auf 0,60% erhöht. Durch die Erhöhung des Cu-Gehalts kann der Stahlschrott in gewissem Sinne vollständig verwertet werden, wobei bei der Aufbereitung von Schrottrohstoffen kein Sieben erfolgen kann, was die Schmelzbetriebsrate erhöht und die Kosten senkt, das Recycling von Stahl fördert, wodurch das Ziel einer nachhaltigen Entwicklung erreicht wird. Ferner kann die effektive Nutzung von Kupfer in minderwertigen Mineralressourcen (wie Erzen mit hohem Kupfergehalt) realisiert werden.
Sn: Sn ist auch eines der wesentlichen Restelemente in Stahlschrott. Im Allgemeinen gilt es als schädliches Element in Stahl. Da Sn ein leicht trennbares Element ist, reichert sich eine kleine Menge Sn an der Korngrenze an, was zum Auftreten von Defekten wie Rissen führt. Daher wird der Sn-Gehalt im herkömmlichen Verfahren streng kontrolliert. Aufgrund der Eigenschaften der schnellen Erstarrung des Stranggießen für Dünnbänder wird die Segregation von Elementen zwischen Dendriten stark reduziert, was die feste Lösung von Elementen stark erhöhen kann. Daher kann unter den Bedingungen des Stranggießens für Dünnbänder der Bereich von Sn-Elementen erweitert werden, so dass die Kosten der Stahlherstellung erheblich gesenkt werden können. 2 zeigt eine Beziehung zwischen dem Sn-Element und der durchschnittlichen Wärmestromdichte. Aus 2 ist ersichtlich, dass, wenn die zugesetzte Sn-Menge weniger als 0,04% beträgt, dies wenig Einfluss auf die Wärmestromdichte hat, das heißt, dass dies keinen Einfluss auf den Erstarrungsprozess der Dünnbänder übt. 3 zeigt eine Beziehung zwischen einem Sn-Gehalt und einer Oberflächenrauhigkeit. Da die Risse auf der Oberfläche des Gussbandes üblicherweise an ungleichmäßigen Falten auf der Oberfläche des Gussbandes erzeugt werden, wird die Rauigkeit der Oberfläche verwendet, um das Auftreten von Oberflächenrissen zu charakterisieren. Falls die Rauheit Rauigkeit ist, ist die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Rissen hoch. Aus 3 ist ersichtlich, dass die Erhöhung des Sn-Gehaltes unter der Bedingung schneller Erstarrung keine nachteilige Auswirkung auf die Oberflächenqualität des Gussbandes aufweist. Aus den Ergebnissen der 2 und 3 ist ersichtlich, dass Sn die Erstarrung und Oberflächenqualität des Gussbandes nicht beeinträchtigt. Daher können in der vorliegenden Erfindung die Anforderungen an den Sn-Gehalt weiter reduziert werden, wobei der Sn-Gehalt so ausgelegt wird, dass er im Bereich von 0,005% bis 0,04% liegt.
B: Die bedeutende Wirkung von B in Stahl besteht darin: Eine sehr kleine Menge Bor kann die Härtbarkeit von Stahl verdoppeln. Mit Hilfe von B kann die Ausscheidung von groben BN-Partikel aus dem Hochtemperatur-Austenit priorisiert werden, wodurch die Ausscheidung von feinem A1N gehemmt wird, so dass der Pinning-Effekt von feinem A1N an Korngrenzen abgeschwächt wird und die Wachstumsfähigkeit von Körnern verbessert wird, wodurch die Austenitkörner vergröbert und homogenisiert werden, was für die Rekristallisation nach dem Walzen vorteilhaft ist. Nachdem die Austenitkörner vergröbert und homogenisiert sind, ist es dafür förderlich, das Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b des Produkts zu verringern, die Schwankungsbreite der Streckgrenze zu verringern und die seismische Leistung zu verbessern. Ferner kann die Kombination von B und N das Auftreten der Phase B₂O₃ mit niedrigem Schmelzpunkt an der Korngrenze wirksam verhindern.

B ist ein lebhaftes und leicht trennbares Element, das sich leicht an der Korngrenze segregiert. Wenn der B-haltige Stahl beim herkömmlichen Verfahren hergestellt wird, wird der B-Gehalt in der Regel sehr streng kontrolliert, im Allgemeinen bei etwa 0,001% bis 0,003%. Beim Stranggussverfahren für Dünnbänder sind die Erstarrungs- und Abkühlgeschwindigkeiten schneller, was die Segregation von B wirksam hemmen und mehr B-Gehalt auflösen kann, sodass der B-Gehalt angemessen erhöht werden kann. Ferner können durch angemessene Prozesssteuerung grobe BN-Partikel erzeugt werden, wobei die Ausschneidung von feinem A1N gehemmt wird und das Stickstoff fixiert wird. Weitere Studien haben gezeigt, dass, wenn B in Kombination mit Nb und Mo zugegeben wird, bessere Ergebnisse erzielt werden, wobei die Segregationstendenz von C-Atomen verringert wird und die Ausscheidung von Fe₂₃(C,B)₆ an der Korngrenze vermieden wird. Daher kann mehr B zugegeben werden. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung ein höherer B-Gehalt als beim herkömmlichen Verfahren verwendet, und sein Bereich bei 0,001% bis 0,006% liegt.
Um die Schweißleistung der Stahlsorte der vorliegenden Erfindung sicherzustellen, soll bei der Gestaltung der oben erwähnten Elemente die folgende Verhältnisformel erfüllt sein: $Pcm \leq 0,27% Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B .$
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands umfasst folgende Schritte:

a) Schmelzen:
- das Schmelzen wird gemäß den Anforderungen der vorstehenden chemischen Zusammensetzung durchgeführt, wobei die Basizität a= CaO/SiO₂ (Massenverhältnis) einer Schlacke im Stahlherstellungsprozess darauf geregelt wird: a < 1,5, vorzugsweise a < 1,2, oder a = 0,7 bis 1,0; wobei MnO/SiO₂ (Massenverhältnis) in einem aus der Stahlschmelze erhaltenen ternären Einschluss MnO-SiO₂-Al₂O₃ mit niedrigem Schmelzpunkt auf 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,8 geregelt wird; wobei der Gehalt an freiem Sauerstoff [O]_Free in der Stahlschmelze beträgt: 0,0005% bis 0,005%; wobei in der Zusammensetzung der Stahlschmelze Mn/S ≥ 250 gilt;
b) Stranggießen
- beim Stranggießen wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder verwendet, wobei am kleinsten Spalt zwischen beiden Kristallisationswalzen ein Gussband mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3 mm gebildet wird; wobei der Durchmesser der Kristallisationswalze zwischen 500 mm bis 1500 mm liegt und vorzugsweise 800 mm beträgt; wobei die Kristallisationswalze durch Wasser innerhalb derselben gekühlt werden, wobei die Gießgeschwindigkeit einer Gießmaschine im Bereich von 60 m/min bis 150 m/min liegt; wobei bei einer Stranggussverteilung ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze verwendet wird, das aus einem Tundish und einem Verteiler besteht;
c) Schützen in einer unteren geschlossenen Kammer:
- nachdem ein Gussband aus den Kristallisationswalzen austrat, liegt seine Temperatur im Bereich von 1420°C bis 1480°C, wonach das Gussband direkt in die untere geschlossene Kammer eintritt, die mit einem nicht oxidierenden Gas gefüllt ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer auf < 5% geregelt wird, und wobei die Temperatur des Gussbandes am Auslass der unteren geschlossenen Kammer 1150°C bis 1300°C beträgt;
d) Online-Warmwalzen
- das Gussband wird durch eine Klemmwalze in der unteren geschlossenen Kammer zu einem Walzwerk gefördert und zu einem Bandstahl mit einer Dicke von 0,8 bis 2,5 mm gewalzt, wobei die Walztemperatur 1100°C bis 1250°C beträgt, wobei das Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen auf 10% bis 50%, vorzugsweise auf 30% bis 50%, geregelt wird, und wobei die Dicke des gewalzten Bandstahls 0,8 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,2 mm bis 2,0 mm, beträgt;
e) Abkühlen nach dem Walzen
- der gewalzte Bandstahl wird abgekühlt, wobei das Abkühlen des Bandstahls unter Verwendung einer Gaszerstäubung-Kühlung erfolgt, und wobei die Abkühlgeschwindigkeit der Gaszerstäubung-Kühlung 20°C/s bis 100°C/s beträgt;
f) Aufwickeln des Bandstahls
- nachdem der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl durch eine Schopfschere geschnitten wurde, um einen Kopf schlechter Qualität zu entfernen, wird er direkt zu einer Spule aufgewickelt, wobei die Aufwickeltemperatur des warmgewalzten Bands auf 500°C bis 680°C geregelt wird.

Weiter ist vorgesehen, dass das Verfahren ferner einen Schritt g) Nachbehandeln umfasst, bei dem die Spule direkt als warmgewalztes Blech/Band verwendet wird oder nach seinem Trimmen sowie Glätten als fein bearbeitetes Blech/Band verwendet wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt a) der Rohstoff zum Schmelzen zu 100% aus Stahlschrott ohne Vorsieben bestehen kann, wobei das Schmelzen der Stahlschmelze in einem Elektroofen erfolgt; oder dass das Schmelzen in einem Konverter erfolgt, wobei der Stahlschrott ohne Vorsieben in einem Anteil von mehr als 20% des Rohstoffs zum Schmelzen in den Konverter zugegeben wird; und danach der Rohstoff in einen LF-Ofen, einen VD/VOD-Ofen oder einen RH-Ofen zum Raffinieren eingegeben wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt c) das nicht oxidierende Gas N₂, Ar oder durch Sublimation von Trockeneis erhaltene CO₂ ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt e) das Gas-Wasser-Verhältnis bei der Gaszerstäubung-Kühlung 15 : 1 bis 10 : 1 beträgt, wobei der Luftdruck 0,5 MPa bis 0,8 MPa beträgt, wobei der Wasserdruck 1,0 MPa bis 1,5 MPa beträgt. Hierin bezieht sich das Luft-Wasser-Verhältnis auf das Durchflussverhältnis von Druckluft zu Wasser, wobei die Durchflusseinheit m³/h ist.
In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: wobei ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B. wobei vorzugsweise die Aufwickeltemperatur in Schritt f) des Verfahrens 580°C bis 680°C beträgt.
In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Cu: 0,10% bis 0,60%, Mo: 0,20% bis 0,60%, Nb: 0,01% bis 0,08%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest aus Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und wobei die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B; wobei vorzugsweise die Aufwickeltemperatur in Schritt f) des Verfahrens 500°C bis 600°C beträgt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt f) das Aufwickeln durch eine Doppelhaspel oder durch eine Karussellhaspel erfolgt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen,
dass zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen die Basizität a= CaO/SiO₂ einer Schlacke im Stahlherstellungsprozess darauf geregelt wird: a < 1,5, vorzugsweise a < 1,2, oder a = 0,7 bis 1,0.
Zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen müssen ein ternärer Einschluss mit einem niedrigen Schmelzpunkt, MnO-SiO₂-Al₂O₃, erhalten werden, wie im schattierten Bereich der 4 gezeigt. Das Verhältnis MnO/SiO₂ im ternären Einschluss MnO-SiO₂-Al₂O₃ wird auf 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,8 geregelt.
Zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen ist Sauerstoff (O) in Stahl ein wesentliches Element zur Bildung von Oxideinschlüssen. Für das Bilden des ternären Einschlusses mit niedrigem Schmelzpunkt, MnO-SiO₂-Al₂O₃, bei der vorliegenden Erfindung soll der Bereich von freiem Sauerstoff [O]_Free in der Stahlschmelze sein: 0,0005% bis 0,005%.
Zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen muss unter den obigen Komponenten die Steuerung von Mn und S die folgende Beziehung erfüllen: Mn/S ≥ 250.
Um Investitionskosten und Produktionskosten zu sparen, führen moderne Stahlerzeugungsunternehmen aktiv technologische Innovationen an bestehenden Produktionsprozessen durch. Angesichts der Probleme des langen Prozessablaufs, vieler Ausrüstungen und Komplexitäten in der bestehenden Warmbandproduktion kombinieren viele Hersteller die kontinuierliche Gieß- und Walztechnologie eng mit dem herkömmlichen Verfahren, um die Anforderungen des kontinuierlichen Gieß- und Walzverfahrens zu erfüllen.
Die Verwendung von Konverterstahlerzeugung zur Bereitstellung der Stahlschmelze erfordert, dass der Hersteller die Bedingungen zur Bereitstellung von Eisenschmelze erfüllt. Unter normalen Umständen ist eine Hochofen-Eisenherstellungsvorrichtung oder eine Nicht-Hochofen-Eisenherstellungsvorrichtung erforderlich. Dies gehört zum derzeitigen Produktionsmodus für Stahl bzw. Einsen im Langprozessverfahren. Angesichts der Tatsache, dass die heutigen Stahlschrottressourcen immer reichlicher werden, setzt sich China dafür ein, den im Konverter verwendeten Schrottanteil zu erhöhen, um das Ziel der Energieeinsparung, Verbrauchsreduzierung und Kostensenkung zu erreichen. In der Vergangenheit lag der Durchschnitt des im Konverter verwendeten Schrottanteils bei etwa 8%, während das Ziel für den im Konverter verwendeten Schrottanteil jetzt und in Zukunft bei 15% bis 25% liegt. Der im Konverter verwendete Schrottanteil bei der vorliegenden Erfindung kann bereits über 20% erreichen.
Bei der Elektroofen-Stahlherstellung zur Bereitstellung von der Stahlschmelze wird Stahlschrott als Hauptrohstoff verwendet. Bei herkömmlichen Verfahren wie Formgießen oder Stranggießen von dicken Platten beträgt die Erstarrungskühlgeschwindigkeit nur 10^-1 bis 10°C/s. Diese Restelemente im Stahlschrott werden sich während der Erstarrung an den Korngrenzen ausschneiden, was die Leistung und Qualität des Stahls verschlechtert und in schweren Fällen zu Phänomenen wie Reißen und Brechen führen. Daher ist es bei herkömmlichen Verfahren notwendig, diese schädlichen Elemente streng zu kontrollieren. Bei der Auswahl von Schrott-Rohstoffen muss ein gewisses Vorsieben durchgeführt werden, und einige spezielle Behandlungen müssen im Stahlherstellungsprozess durchgeführt werden, wie z. B. das Zugeben einiger Konzentrate zur Verdünnung usw., was zweifellos die Kosten der Produktionsvorgänge erhöht. Aufgrund der Notwendigkeit, die Zusammensetzung des Stahls zu kontrollieren, gibt es bestimmte Qualitätsanforderungen an die verwendeten Stahlschrott-Rohstoffe. In der Regel muss der Stahlschrott vorgesiebt und klassifiziert werden. Um die Produktionseffizienz zu verbessern, entscheiden sich einige Elektroofen-Stahlwerke in China dafür, der Rohmaterialzusammensetzung Konzentrate wie gekauften Eisenschwamm, Eisenkarbid usw. zuzusetzen, um die schädlichen Elemente zu verdünnen, die schwer aus Stahlschrott zu entfernen sind, und um die Qualität der Stahlschmelze zu verbessern. Einige Stahlwerke in China, die sowohl über Hochöfen als auch über Elektroofen verfügen, verwenden die selbst produzierte Eisenschmelze, die als Rohstoff eines Elektroofens in den Elektroofen eingemischt wird, um die Produktionseffizienz des Elektroofens zu verbessern, wodurch die Abstichzeit des Elektroofens erheblich verkürzt wird und das Mischungsverhältnis von der Eisenschmelze im Elektroofen 30% bis 50% erreichen kann.
Bei der Verwendung der Doppelwalzen-Stranggusstechnologie für Dünnbänder wird ein typischer subschneller Erstarrungsprozess dargestellt. Dabei erreicht die Erstarrungskühlgeschwindigkeit bis zu 10² bis 10⁴°C/s. Einige schädliche Restelemente im Stahlschrott, wie Cu, Sn, P usw., können weitestgehend in die Stahlmatrix gelöst werden, ohne Korngrenzenseigerung zu verursachen. Daher kann 100% Stahlschrott ohne Vorabsiebung erschmolzen werden, was die Rohstoffkosten stark senkt. Diese Restelemente können der Mischkristallverfestigung dienen, wodurch ultradünne warmgewalzte Bandstähle mit hervorragenden Eigenschaften hergestellt werden. Auf diese Weise werden die Produktion und umfassende Nutzung von minderwertigen Stahlschrottressourcen verwirklicht, wobei die genannten schädlichen Restelemente im Stahlschrott „in Nutzen umgewandelt“ werden und eine „Abfallverwertung“ erfolgt.
Nachdem das Gussband die Kristallisationswalzen verlassen hat, weist das Gussband eine Temperatur von 1420°C bis 1480°C und gelangt direkt in die untere geschlossene Kammer, wobei die untere geschlossene Kammer mit einem dem nichtoxidierenden Gas zum Schützen des Bandstahls kommuniziert, um einen Antioxidationsschutz des Bandstahls zu realisieren, wobei die Atmosphäre für den Antioxidationsschutz N₂, Ar oder andere nicht oxidierende Gase sein kann, wie beispielsweise CO₂-Gas, das durch Sublimation von Trockeneis erhalten ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer auf < 5% geregelt wird. Die untere geschlossene Kammer schützt das Gussband vor Oxidation bis zum Eingang des Walzwerks. Die Temperatur des Gussbandes am Ausgang der unteren geschlossenen Kammer beträgt 1150°C bis 1300°C.
Das Gussband betrifft beim Prozess in der unteren geschlossenen Kammer die theoretischen Grundlagen der BN-Ausscheidungsphase, die besagen:

Die thermodynamischen Gleichungen von Bor und Stickstoff, Aluminium und Stickstoff in γ-Fe in Stahl lauten wie folgt: $BN = B + N;Log [B] [N] = - 13970 /T + 5,24$
$AlN=Al + N;Log [Al] [N] = - 6770 /T + 1,03$

Wie in 5 gezeigt, liegt die anfängliche Ausscheidungstemperatur von BN im Stahl bei etwa 1280°C, wobei die Ausscheidung von BN dazu tendiert, sich bei 980°C auszugleichen, wobei nun die Ausscheidung von A1N gerade beginnt (die Ausscheidungstemperatur von A1N liegt bei ca. 980°C). Thermodynamisch hat die Ausscheidung von BN Vorrang vor A1N. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Kombination von B und N in der unteren geschlossenen Kammer durchgeführt, um grobe BN-Partikel zu erzeugen, wodurch die Ausscheidung von feinem A1N gehemmt wird, so dass der Pinning-Effekt von feinem A1N an Korngrenzen abgeschwächt wird und die Wachstumsfähigkeit von Körnern verbessert wird, wodurch die Austenitkörner vergröbert und die Austenitkörner gleichmäßiger werden. Dies ist dafür förderlich, das Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b des Produkts zu verringern, die Schwankungsbreite der Streckgrenze zu verringern und die seismische Leistung zu verbessern. Ferner kann die Kombination von B und N das Auftreten der Phase B₂O₃ mit niedrigem Schmelzpunkt an der Korngrenze wirksam verhindern.
Der Bandstahl, der einem Online-Warmwalzen unterzogen ist, wird nach dem Walzen abgekühlt. Der Bandstahl wird durch eine Gaszerstäubung-Kühlung abgekühlt, wobei die Gaszerstäubung-Kühlung die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls effektiv verringern, die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessern und die Qualität der Oberfläche des Bandstahls erhöhen kann. Das Gas-Wasser-Verhältnis bei der Gaszerstäubung-Kühlung beträgt 15 : 1 bis 10 : 1, wobei der Luftdruck 0,5 MPa bis 0,8 MPa beträgt, wobei der Wasserdruck 1,0 MPa bis 1,5 MPa beträgt. Nach der Gaszerstäubung wird ein Hochdruck-Wassernebel gebildet und auf die Oberfläche des Stahlbands gesprüht. Dadurch wird einerseits die Temperatur des Stahlbandes reduziert, und andererseits bildet der Wassernebel einen dichten Gasfilm, der die Oberfläche des Bandstahls bedeckt, um die Oxidation des Bandstahls zu verhindern, wodurch das Wachstum von Zunder r auf der Oberfläche des warmgewalzten Bandstahls wirksam kontrolliert wird. Dieses Kühlverfahren kann die durch herkömmliche Sprüh- oder Laminarkühlung verursachten Probleme vermeiden, die Oberflächentemperatur des Bandstahls gleichmäßig abfallen lassen und die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessern, wodurch die Effekte der Homogenisierung der inneren Mikrostruktur und der Verbesserung des Streckgrenzenverhältnisses des Materials erreicht werden; gleichzeitig ist das Abkühlen gleichmäßig, was die Formqualität und Leistungsstabilität von Bandstahl verbessern kann; die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls wird effektiv verringert. Der Abkühlgeschwindigkeit der Gaszerstäubung-Kühlung liegt im Bereich von 20°C/s bis 100°C/s.
Nachdem der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl durch eine Schopfschere geschnitten wurde, um einen Kopf schlechter Qualität zu entfernen, wird er direkt zu einer Spule aufgewickelt, wobei die Aufwickeltemperatur des warmgewalzten Bands auf 500°C bis 680°C geregelt wird, so dass die Hochtemperatur-Austenitstruktur nach dem Walzen in eine gemischte Mikrostruktur aus klumpigem Ferrit, Perlit und nadelförmigem Ferrit oder eine gemischte Mikrostruktur aus klumpigem Ferrit, Perlit und unterem Bainit umgewandelt wird, wie in 6 gezeigt. Die Haspel ist eine Doppelhaspel und kann auch eine Karussellhaspel sein, um die kontinuierliche Produktion von Bandstahl sicherzustellen.
Die vorliegende Erfindung umfasst folgende Hauptvorteile:

Die vorliegende Erfindung verwendet den feuerfesten und witterungsbeständigen Stahl, das mit der Stranggusstechnologie für Dünnbänder hergestellt wird. Darüber wird bisher kein Bericht gemeldet. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind wie folgt zusammengefasst:
1. 1. Bei der vorliegenden Erfindung werden komplizierte Prozesse wie Brammenerwärmung und wiederholtes Warmwalzen in mehreren Durchgängen gespart. Die vorliegende Erfindung erfolgt durch ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder und einen einmaligen Online-Warmwalzprozess, wobei der Produktionsprozess kürzer und effizienter ist, wobei die Investitionskosten und Produktionskosten der Produktionslinie erheblich reduziert werden.
2. 2. Bei der vorliegenden Erfindung sind viele komplizierte Zwischenschritte bei der Herstellung des herkömmlichen Verfahrens gespart. Im Vergleich zum herkömmlichen Herstellungsverfahren werden der Energieverbrauch und die CO₂-Emission bei der erfindungsgemäßen Herstellung stark reduziert, und es handelt sich um ein grünes und umweltfreundliches Produkt.
3. 3. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Stranggussverfahren für Dünnbänder verwendet, um einen warmgewalzten, feuerfesten und witterungsbeständigen Strahl herzustellen. Aufgrund der subschnellen Erstarrungseigenschaften des Stranggussverfahrens für Dünnbänder selbst bildet sich auf natürliche Weise eine feinkörnige Schicht mit einer bestimmten Dicke auf eines Oberfläche des Bandstahls, so dass der hergestellte Stahl zugleich witterungsbeständig ist; gleichzeitig ist die Dicke des Gussbandes selbst relativ dünn, wobei das Gussband durch das Online-Warmwalzen auf eine gewünschte Produktdicke verarbeitet wird, wodurch Produkte dünner Spezifikation direkt an den Markt geliefert werden können, wodurch der Zweck der Lieferung von warmgewalzten Blechen dünner Spezifikation erreicht wird, was die Kostenleistung von Blechen und Bändern erheblich verbessern kann.
4. 4. Bei der vorliegenden Erfindung wird durch das Zugeben einer geringeren Menge des B-Elements die Ausscheidung von groben BN-Partikeln aus dem Hochtemperatur-Austenit priorisiert werden, wobei die Ausscheidung von feinem A1N gehemmt wird, so dass der Pinning-Effekt von feinem A1N an Korngrenzen abgeschwächt wird und die Wachstumsfähigkeit von Körnern verbessert wird, wodurch die Austenitkörner vergröbert und homogenisiert werden. Dies ist vorteilhaft, die Umformleistung des Produkts zu verbessern und das Streckgrenzenverhältnis des Materials zu verringern. Das niedrige Streckgrenzenverhältnis ist vorteilhaft, um die Energieabsorption der Gebäudestruktur bei Erdbeben zu verbessern und die seismische Leistung des Materials zu erhöhen.
5. 5. Beim Schmelzen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Stahlherstellung durch einen Elektroofen, wobei die Rohstoffe zum Schmelzen im wirklichen Sinne 100% Stahlschrott sein, ohne eine Vorsiebung durchzuführen, was die Rohstoffkosten stark senkt; wenn das Schmelzen in einem Konverter erfolgt, wird dem Konverter der Stahlschrott ohne Vorsieben in einem Anteil von mehr als 20% des Rohstoffs zum Schmelzen hinzugefügt, wodurch der Schrottanteil im Konverter maximiert wird und die Schmelzkosten sowie der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden.
6. 6. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Stahlschrott, der Cu und Sn enthält, verwendet, wobei die schädlichen Elemente Cu und Sn im Stahl „in Nutzen umgewandelt“ werden, wobei eine vollständige Nutzung von vorhandenem Stahlschrott oder minderwertigen und minderwertigen Bodenschätzen (Erz mit hohem Zinngehalt, Erz mit hohem Kupfergehalt) realisiert wird und das Recycling von Stahl gefördert wird, wodurch die Produktionskosten reduziert werden und die nachhaltige Entwicklung der Stahlindustrie realisiert wird.
7. 7. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Bandstahl nach dem Walzen durch eine Gaszerstäubung-Kühlung abgekühlt, wobei die durch herkömmliche Sprüh- oder Laminarkühlung verursachten Probleme vermieden werden können, so dass die Oberflächentemperatur des Bandstahls gleichmäßig abgefallen wird und die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessert wird, wodurch der Effekt der Homogenisierung der inneren Mikrostruktur erreicht wird; gleichzeitig ist das Abkühlen gleichmäßig, was die Formqualität und Leistungsstabilität von Bandstahl verbessern kann; die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls wird effektiv verringert.
8. 8. Beim herkömmlichen Verfahren werden während des Abkühlens der Bramme die Legierungselemente ausgeschieden. Wenn die Bramme wiedererhitzt wird, wird die Ausnutzungsrate von Legierungselementen oft aufgrund einer unzureichenden Resolubilisierung von Legierungselementen reduziert. Beim Stranggießverfahren für Dünnbänder der vorliegenden Erfindung wird das bei hoher Temperatur gegossene Band direkt warmgewalzt, wobei die zugegebenen Legierungselemente hauptsächlich im Zustand einer festen Lösung vorliegen, was die Ausnutzungsrate der Legierung verbessern kann.
9. 9. Bei der vorliegenden Erfindung wird für warmgewalztes Stahlband die Karussellhaspel ausgewählt, wodurch die Länge der Produktionslinie effektiv verkürzt wird, gleichzeitig kann Co-Coiling die Regelgenauigkeit der Aufrolltemperatur erheblich verbessern und die Stabilität der Produktleistung verbessern.
10. 10. Das offensichtlichste Merkmal der vorliegenden Erfindung, das sich von der bestehenden Stranggießtechnologie für Dünnbänder unterscheidet, ist der Durchmesser der Kristallisationswalze und der entsprechende Strömungsverteilungsmodus. Die technischen Merkmale von EUROSTRIP sind Kristallisationswalzen mit einem großen Durchmesser von Φ1500 mm, wobei die Kristallisationswalzen groß sind, die Schmelzbadkapazität groß ist, die Strömungsverteilung einfach ist und die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten der Kristallisationswalzen hoch sind. Die technischen Merkmale von CASTRIP sind Kristallisationswalzen mit einem kleinen Durchmesser von Φ500 mm, wobei die Kristallisationswalzen klein sind, die Schmelzbadkapazität klein ist, die Strömungsverteilung sehr schwierig ist und die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten der Kristallisationswalzen niedrig sind. Um das Problem der gleichmäßigen Strömungsverteilung in kleinem Schmelzbad zu lösen, verwendet CASTRIP ein dreistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze, das aus einem Tundish, einer Übergangspfanne und einem Verteiler besteht. Die Verwendung des dreistufigen Verteilungssystems führt direkt zu einer Erhöhung der Kosten für feuerfeste Materialien; noch wichtiger ist, dass das dreistufige Verteilungssystem den Strömungsweg der Stahlschmelze länger macht und der Temperaturabfall des Stahlschmelze ebenfalls größer ist. Um die Temperatur der Stahlschmelze im Schmelzbad zu erfüllen, muss die Abstichtemperatur stark erhöht werden. Die Erhöhung der Abstichtemperatur führt zu Problemen wie erhöhten Stahlherstellungskosten, erhöhtem Energieverbrauch und verkürzter Lebensdauer von feuerfesten Materialien.
11. 11. Der Durchmesser der Kristallisationswalze der vorliegenden Erfindung beträgt 500 mm bis 1500 mm. Eine Kristallisationswalze mit einem Durchmesser von Φ800 mm wird bevorzugt. Ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze, das aus einem Tundish und einem Verteiler besteht, wird verwendet. Die aus dem Verteiler fließen Stahlschmelze bildet unterschiedliche Verteilungsmodi entlang der Walzenoberfläche und zwei Endoberflächen und fließt auf zwei Wegen, ohne sich gegenseitig zu stören. Aufgrund der Verwendung eines zweistufigen Verteilungssystems werden die Kosten für feuerfeste Materialien im Vergleich zum dreistufigen Verteilungssystem stark reduziert; der Strömungsweg der Stahlschmelze wird verkürzt, so dass der Temperaturabfall der Stahlschmelze verringert wird, wobei die Abstichtemperatur reduziert werden kann, die im Vergleich zu der im dreistufigen Verteilungssystem um 30°C bis 50°C reduziert werden kann. Die Reduzierung der Abstichtemperatur kann die Kosten der Stahlherstellung effektiv senken, Energie sparen und die Lebensdauer von feuerfesten Materialien verlängern. Die vorliegende Erfindung wirkt mit einer Kristallisationswalze mit einem bevorzugten Durchmesser von Φ800 mm zusammen und verwendet ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze. Dies ermöglicht nicht nur Erfordernis einer stabilen Verteilung der Stahlschmelze, sondern auch die Ziele einer einfachen Struktur und eines bequemen Betriebs und niedriger Verarbeitungskosten.

Figurenliste

1 zeigt eine schematische Anordnungsansicht eines Doppelwalzen-Stranggießverfahrens für Dünnbänder;
2 zeigt ein schematisches Diagramm der Beziehung zwischen einem Sn-Gehalt und einer durchschnittlichen Wärmestromdichte;
3 zeigt ein schematisches Diagramm der Beziehung zwischen einem Sn-Gehalt und einer Oberflächenrauhigkeit eines Gussbands;
4 zeigt ein ternäre Phasendiagramm von MnO-SiO₂-Al₂O₃ (schattierter Bereich: Bereich mit niedrigem Schmelzpunkt);
5 zeigt ein schematisches Diagramm einer thermodynamischen Kurve der BN-, A1N-Ausscheidung;
6 zeigt eine Mikrostruktur des Stahls gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine Mikrostruktur des Stahls gemäß Ausführungsbeispiel 15 der vorliegenden Erfindung,

Ausführliche Ausführungsformen
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und begleitenden Zeichnungen weiter erläutert, aber diese Ausführungsbeispiele schränken die vorliegende Erfindung keineswegs ein. Jegliche Änderungen an Ausführungen der vorliegenden Erfindung, die vom Fachmann unter der Lehre der vorliegenden Beschreibung vorgenommen werden, fallen in den Schutzumfang der Ansprüche der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 wird die Stahlschmelze, die dem Design der chemischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung entspricht, über eine Pfanne 1 durch einen langen Pfannenausguss 2, einen Tundish 3, einen Tauchausguss 4 und einen Verteiler 5 gegossen direkt in ein Schmelzbad 7 gegossen, das von zwei relativ zueinander rotierenden und schnell abkühlbaren Kristallisationswalzen 8a, 8b und seitlichen Dichtungsplattenvorrichtungen 6a, 6b geschlossen ist, wobei die Stahlschmelze an Umfangsflächen, an denen die Kristallisationswalzen 8a und 8b rotieren, zu einer Erstarrungsschale erstarrt und allmählich anwächst, wonach am kleinsten Spalt (Nip-Punkt) zwischen den beiden Kristallisationswalzen ein Gussband 11 mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3 mm gebildet wird. Die erfindungsgemäße Kristallisationswalze weist einen Durchmesser von 500 mm bis 1500 mm auf und ihr Inneres durch Wasser abgekühlt wird; je nach der Dicke des Gussbands liegt Gießgeschwindigkeit der Gießmaschine im Bereich von 60 m/min bis 150 m/min.
Nachdem das Gussband 11 die Kristallisationswalzen 8a und 8b verlassen hat, weist das Gussband eine Temperatur von 1420°C bis 1480°C und gelangt direkt in die untere geschlossene Kammer 10, wobei die untere geschlossene Kammer 10 mit einem dem nichtoxidierenden Gas zum Schützen des Bandstahls kommuniziert, um einen Antioxidationsschutz des Bandstahls zu realisieren, wobei die Atmosphäre für den Antioxidationsschutz N₂, Ar oder andere nicht oxidierende Gase sein kann, wie beispielsweise CO₂-Gas, das durch Sublimation von Trockeneis erhalten ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer 10 auf < 5% geregelt wird. Die untere geschlossene Kammer 10 schützt das Gussband 11 vor Oxidation bis zum Eingang des Walzwerks 13. Die Temperatur des Gussbandes am Ausgang der unteren geschlossenen Kammer 10 beträgt 1150°C bis 1300°C. Dann wird das Gussband durch eine schwenkbare Führungsplatte 9, eine Klemmrolle 12 und einen Rollgang 15 zum Warmwalzwerk 13 gefördert und nach einem Warmwalzen zu einem warmgewalzten Band mit einer Dicke von 0,8 mm bis 2,5 mm geworden ist, wobei eine Gaszerstäubungs-Schnellkühlvorrichtung 14 verwendet ist, um den Bandstahl durch die Gaszerstäubung-Kühlung abzukühlen, so dass die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessert wird. Nachdem der Bandstahl durch eine fliegende Schervorrichtung 16 geschnitten wurde, fällt der geschnittene Kopf in eine fliegende Schergrube 18 entlang der Führungsplatte 17 der fliegenden Schere, wobei das warmgewalzte Band nach dem Schneiden in die Haspel 19 zum Aufwickeln eintritt. Nachdem die Spule von der Haspel genommen wurde, wird es natürlich auf Raumtemperatur abgekühlt. Die resultierende Spule kann direkt als warmgewalztes Blech/Band verwendet werden oder auch nach seinem Trimmen sowie Glätten als fein bearbeitetes Blech/Band verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Die chemische Zusammensetzung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist in Tabelle 1 gezeigt, wobei der Rest der Zusammensetzung aus Fe und anderen unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Beim vorliegenden Verfahren sind die Prozessparameter in Tabelle 2 gezeigt, während die mechanischen Eigenschaften des schließlich erhaltenen warmgewalzten Bandes in Tabelle 3 gezeigt sind.
Stähle der Ausführungsbeispiele werden einem Test der Korrosionsbeständigkeit unterzogen. Der gewöhnliche Kohlenstoffstahl Q345B wird als Vergleichsprobe verwendet, wobei gemäß dem 72-Stunden-Zyklus-Infiltrationskorrosionstestverfahren (TB/T2375-1993) der 72-Stunden-Zyklus-Infiltrationszyklus-Korrosionstest durchgeführt ist. Die durchschnittliche Korrosionsrate sind durch Berechnung des Korrosionsgewichtsverlusts pro Flächeneinheit der Probe erhalten, und dann wird die relative Korrosionsrate der Stahlsorte erhalten. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band dünner Spezifikation, das bei der vorliegenden Erfindung durch das Stranggießverfahren für Dünnbänder gemäß der entworfenen Stahlsortenzusammensetzung hergestellt wird, eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 345 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 490 MPa, und eine Dehnung von ≥ 17% aufweist; wobei das Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8 liegt; wobei die Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 232 MPa liegt, mit σ_s, _600°C/σs, _20°C ≥ 0,67; Die Biegeleistung beim Kaltbearbeiten ist qualifiziert. Die Vergleichsergebnisse der Korrosionsbeständigkeit in Tabelle 4 zeigen auch, dass die relative Korrosionsrate der erfindungsgemäßen Stahlsorten kleiner oder gleich 60% ist. Dadurch werden die Leistungsanforderungen von feuerfestem und witterungsbeständigem Stahl erreicht und übertroffen, während die Lieferung von warmgewalzten Produkten mit dünner Dicke realisiert werden kann, wobei die Produktionskosten ebenfalls stark reduziert werden, wobei das erfindungsgemäße Material ein niedriges Streckgrenzenverhältnis, eine ausgezeichnete seismische Widerstandsfähigkeit und eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit hat und ein ideales Material im Bereich des seismischen und feuerfesten Stahls darstellt. Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von Stahl in Ausführungsbeispiel (Gew.-%)

Nummer des Ausführungsbeispiels	C	Si	Mn	P	S	N	O	Als	Cr	Mo	Cu	Sn	B	Pcm, %
1	0,028	0,25	1,35	0,008	0,005	0,0077	0,0093	0,0009	0,35	0,50	0,37		0,003	0,19
2	0,044	0,10	0,90	0,013	0,003	0,0063	0,0110	0,0006	0,51	0,20	0,24	0,005	0,001	0,15
3	0,055	0,37	1,28	0,015	0,004	0,0056	0,0150	0,0004	0,52	0,48	0,10	0,023	0,004	0,21
4	0,022	0,28	1,10	0,013	0,004	0,0085	0,0130	0,0008	0,63	0,37	0,22	0,040	0,006	0,17
5	0,020	0,47	0,65	0,009	0,002	0,0054	0,0120	0,0007	0,30	0,27	0,45		0,003	0,14
6	0,036	0,45	0,67	0,012	0,002	0,0048	0,0070	0,0008	0,55	0,54	0,57		0,005	0,20
7	0,045	0,18	0,85	0,015	0,003	0,0040	0,0100	0,0005	0,60	0,60	0,16	0,035	0,003	0,19
8	0,047	0,37	1,00	0,024	0,004	0,0100	0,0085	0,0006	0,45	0,44	0,60		0,002	0,20
9	0,038	0,36	0,84	0,018	0,003	0,0058	0,0200	0,0003	0,74	0,37	0,33	0,028	0,004	0,17
10	0,056	0,47	0,40	0,030	0,001	0,0075	0,0125	0,0004	0,53	0,44	0,55	0,015	0,006	0,21
11	0,060	0,55	0,65	0,010	0,002	0,0093	0,0090	0,0005	0,44	0,55	0,43		0,003	0,21
12	0,043	0,26	1,70	0,012	0,0067	0,0088	0,0118	0,0003	0,80	0,26	0,33	0,013	0,002	0,22
13	0,038	0,44	1,37	0,008	0,004	0,0047	0,0132	0,0006	0,48	0,45	0,35	0,037	0,005	0,20
14	0,027	0,26	1,40	0,017	0,003	0,0066	0,0075	0,0005	0,54	0,38	0,25		0,004	0,19

Tabelle 2: Prozessparameter der Ausführungsbeispiele

Nummer des Ausführungsbeispiels	Dicke des Gussbands mm	untere geschlossene Kammer Atmosphäre	untere geschlossene Kammer Sauerstoffkonzentration/%	Warmwalztemperatur °C	Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen %	warmgewalzte Banddicke mm	Abkühlen nach dem Walzen Geschwindigkeit/°C/s	Aufwickeltemperatur °C
1	2,10	N₂	3,6	1190	24	1,60	88	670
2	2,40	Ar	4,3	1240	31	1,65	72	620
3	2,20	N₂	2,6	1200	32	1,50	56	660
4	2,00	CO₂	2,7	1160	38	1,25	50	630
5	2,30	Ar	3,3	1165	22	1,80	92	670
6	2,70	Ar	2,8	1100	26	2,00	82	650
7	2,50	N₂	1,5	1180	50	1,25	20	600
8	2,00	CO₂	0,8	1230	40	1,20	40	580
9	1,80	Ar	1,5	1250	33	1,20	22	650
10	2,10	N₂	1,9	1170	33	1,40	75	660
11	2,40	Ar	1,3	1240	25	1,80	100	585
12	2,20	N₂	2,6	1160	36	1,40	70	675
13	2,10	CO₂	2,5	1190	29	1,50	30	680
14	2,00	Ar	2,5	1160	35	1,30	25	660

Tabelle 3: Mechanische Eigenschaften von Stahlprodukten in Ausführungsbeispielen

Nummer des Ausführungsbeispiels	Dicke eines Gussbands mm	Dicke eines Fertigprodukts mm	Streckgrenze MPa	Zugfestigkeit MPa	Dehnung %	Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b	180° Biegung Biegedurchmesser d = a (a ist die Banddicke)	Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C MPa	σ_s, 600°C/ σ_s, 20°C
1	2,10	1,60	350	503	23	0,70	qualifiziert	238	0,68
2	2,40	1,65	351	510	26	0,69	qualifiziert	241	0,69
3	2,20	1,50	366	515	21	0,71	qualifiziert	245	0,67
4	2,00	1,25	348	512	19	0,68	qualifiziert	246	0,71
5	2,30	1,80	360	523	22	0,69	qualifiziert	245	0,68
6	2,70	2,00	347	498	23	0,70	qualifiziert	256	0,74
7	2,50	1,25	354	515	25	0,69	qualifiziert	248	0,70
8	2,00	1,20	365	505	24	0,72	qualifiziert	250	0,68
9	1,80	1,20	360	514	27	0,70	qualifiziert	254	0,71
10	2,10	1,40	354	523	25	0,68	qualifiziert	250	0,71
11	2,40	1,80	357	496	23	0,72	qualifiziert	244	0,68
12	2,20	1,40	366	508	22	0,72	qualifiziert	253	0,69
13	2,10	1,50	356	527	23	0,68	qualifiziert	242	0,68
14	2,00	1,30	348	530	22	0,66	qualifiziert	241	0,69

Tabelle 4: Testergebnisse der Korrosionsbeständigkeit von Stahl in Ausführungsbeispielen

	Durchschnittliche Korrosionsrate, mg/cm²·h	Relative Korrosionsrate, %
Q345B	0,4902	100
Ausführungsbeispiel 1	0,2506	51,12
Ausführungsbeispiel 2	0,2758	56,26
Ausführungsbeispiel 3	0,2848	58,10
Ausführungsbeispiel 4	0,2766	56,43
Ausführungsbeispiel 5	0,2668	54,43
Ausführungsbeispiel 6	0,2724	55,57
Ausführungsbeispiel 7	0,2905	59,26
Ausführungsbeispiel 8	0,2876	58,67
Ausführungsbeispiel 9	0,2862	58,38
Ausführungsbeispiel 10	0,2797	57,06
Ausführungsbeispiel 11	0,2657	54,20
Ausführungsbeispiel 12	0,2558	52,18
Ausführungsbeispiel 13	0,2908	59,32
Ausführungsbeispiel 14	0,2839	57,92

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele 14 bis 28 sind Ausführungsbeispiele mit Nb, deren chemische Zusammensetzung in 5 gezeigt ist, wobei der Rest der Zusammensetzung aus Fe und anderen unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Beim vorliegenden Verfahren sind die Prozessparameter in Tabelle 6 gezeigt, während die mechanischen Eigenschaften des schließlich erhaltenen warmgewalzten Bandes in Tabelle 7 gezeigt sind.
Stähle der Ausführungsbeispiele werden einem Test der Korrosionsbeständigkeit unterzogen. Der gewöhnliche Kohlenstoffstahl Q345B wird als Vergleichsprobe verwendet, wobei gemäß dem 72-Stunden-Zyklus-Infiltrationskorrosionstestverfahren (TB/T2375-1993) der 72-Stunden-Zyklus-Infiltrationszyklus-Korrosionstest durchgeführt ist. Die durchschnittliche Korrosionsrate sind durch Berechnung des Korrosionsgewichtsverlusts pro Flächeneinheit der Probe erhalten, und dann wird die relative Korrosionsrate der Stahlsorte erhalten. Die Testergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
Die Ergebnisse in Tabelle 7 zeigen, dass das hochfeste, feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band, das durch das Stranggießverfahren für Dünnbänder gemäß dem durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Designbereich der Stahlzusammensetzung hergestellt wird, eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 410 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 590 MPa, und eine Dehnung von ≥ 17% aufweisen kann; wobei das Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8 liegt; wobei die Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 275 MPa liegt, mit σ_s, _600°C/σs, _20°C ≥ 0,67; wobei die Biegeleistung beim Kaltbearbeiten qualifiziert ist.

Die Vergleichsergebnisse der Korrosionsbeständigkeit in Tabelle 8 zeigen auch, dass die relative Korrosionsrate der erfindungsgemäßen Stahlsorten kleiner oder gleich 60% ist. Dadurch werden die Leistungsanforderungen von feuerfestem und witterungsbeständigem Stahl erreicht und übertroffen, während die Lieferung von warmgewalzten Produkten mit dünner Dicke realisiert werden kann, wobei die Produktionskosten ebenfalls stark reduziert werden, wobei das erfindungsgemäße Material ein niedriges Streckgrenzenverhältnis, eine ausgezeichnete seismische Widerstandsfähigkeit und eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit hat und ein ideales Material im Bereich des seismischen und feuerfesten Stahls darstellt. Tabelle 5: Chemische Zusammensetzung von Stahl in Ausführungsbeispiel (Gew.-%)

Nummer des Ausführungsbeispiels	C	Si	Mn	P	S	N	O	Als	Cr	Nb	Mo	Cu	B	Pcm, %
15	0,028	0,26	1,36	0,008	0,005	0,0074	0,0093	0,0009	0,37	0,03	0,53	0,36	0,003	0,19
16	0,045	0,10	0,90	0,013	0,003	0,0061	0,0110	0,0006	0,52	0,02	0,20	0,23	0,001	0,15
17	0,056	0,33	1,27	0,015	0,004	0,0058	0,0150	0,0004	0,55	0,04	0,45	0,10	0,004	0,21
18	0,020	0,28	1,11	0,013	0,004	0,0087	0,0130	0,0008	0,63	0,02	0,34	0,35	0,006	0,19
19	0,023	0,45	0,66	0,009	0,002	0,0052	0,0120	0,0007	0,30	0,04	0,25	0,48	0,003	0,14
20	0,038	0,47	0,68	0,012	0,002	0,0046	0,0070	0,0008	0,54	0,06	0,57	0,55	0,005	0,21
21	0,046	0,18	0,86	0,015	0,003	0,0040	0,0100	0,0005	0,60	0,07	0,60	0,18	0,003	0,19
22	0,047	0,37	1,00	0,024	0,004	0,0100	0,0085	0,0006	0,32	0,01	0,44	0,60	0,002	0,19
23	0,038	0,33	0,86	0,018	0,0033	0,0078	0,0200	0,0003	0,78	0,04	0,36	0,45	0,004	0,20
24	0,060	0,47	0,40	0,030	0,001	0,0055	0,0125	0,0004	0,56	0,05	0,46	0,51	0,006	0,21
25	0,054	0,55	0,68	0,010	0,002	0,0090	0,0090	0,0005	0,47	0,04	0,58	0,43	0,003	0,21
26	0,035	0,23	1,70	0,012	0,0067	0,0085	0,0118	0,0003	0,80	0,08	0,29	0,36	0,002	0,22
27	0,048	0,49	1,38	0,008	0,004	0,0045	0,0132	0,0006	0,46	0,05	0,44	0,53	0,005	0,24
28	0,027	0,26	1,43	0,017	0,003	0,0064	0,0075	0,0005	0,56	0,04	0,36	0,28	0,004	0,19

Tabelle 6: Prozessparameter der Ausführungsbeispiele

Nummer des Ausführungsbeispiels	Dicke eines Gussbands mm	untere geschlossene Kammer Atmosphäre	untere geschlossene Kammer Sauerstoffkonzentration, %	Warmwalztemperatur °C	Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen %	warmgewalzte Banddicke mm	Abkühlgeschwindigkeit nach dem Walzen °C/s	Aufwickeltemperatur °C
15	2,10	N₂	3,4	1190	26	1,55	88	570
16	2,60	Ar	4,2	1240	35	1,70	72	600
17	2,00	N₂	2,4	1200	28	1,45	56	580
18	2,10	CO₂	2,8	1160	43	1,20	50	540
19	2,40	Ar	3,4	1165	50	1,20	92	570
20	2,60	Ar	2,6	1100	23	2,00	82	550
21	2,20	N₂	1,4	1180	25	1,65	20	600
22	2,10	CO₂	0,8	1230	31	1,45	40	580
23	1,90	Ar	1,5	1250	37	1,20	22	500
24	2,00	N₂	1,9	1170	28	1,45	75	560
25	2,40	Ar	1,7	1240	25	1,80	100	580
26	2,20	N₂	2,6	1160	43	1,25	70	575
27	2,00	CO₂	2,5	1190	30	1,40	30	580
28	2,10	Ar	2,2	1160	36	1,35	25	520

Tabelle 7: Mechanische Eigenschaften von Stahlprodukten in Ausführungsbeispielen

Nummer des Ausführungsbeispiels	Dicke eines Gussbands mm	Dicke eines Fertigprodukts mm	Streckgrenze MPa	Zugfestigkeit MPa	Dehnung %	Streckgrenzenverhältnis σs/σ_b	180° Biegung Biegedurchmesser d = 2a (a ist die Banddicke)	Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C /MPa	σ_s, 600°C/ σ_s, 20°C
15	2,10	1,55	413	615	21	0,67	qualifiziert	275	0,67
16	2,60	1,70	425	608	20	0,70	qualifiziert	289	0,68
17	2,00	1,45	432	612	28	0,71	qualifiziert	293	0,68
18	2,10	1,20	433	621	23	0,70	qualifiziert	302	0,70
19	2,40	1,20	428	603	19	0,71	qualifiziert	293	0,68
20	2,60	2,00	426	622	22	0,68	qualifiziert	305	0,72
21	2,20	1,65	419	597	18	0,70	qualifiziert	286	0,68
22	2,10	1,45	432	625	22	0,69	qualifiziert	302	0,70
23	1,90	1,20	442	628	23	0,70	qualifiziert	297	0,67
24	2,00	1,45	423	618	25	0,68	qualifiziert	295	0,70
25	2,40	1,80	446	610	24	0,73	qualifiziert	305	0,68
26	2,20	1,25	427	612	25	0,70	qualifiziert	302	0,71
27	2,00	1,40	425	608	23	0,70	qualifiziert	288	0,68
28	2,10	1,35	429	615	21	0,70	qualifiziert	296	0,69

Tabelle 8: Testergebnisse der Korrosionsbeständigkeit von Stahl in Ausführungsbeispielen

	Durchschnittliche Korrosionsrate, mg/cm²·h	Relative Korrosionsrate, %
Q345B	0,4902	100
Ausführungsbeispiel 15	0,2938	59,93
Ausführungsbeispiel 16	0,2764	56,39
Ausführungsbeispiel 17	0,2833	57,79
Ausführungsbeispiel 18	0,2793	56,98
Ausführungsbeispiel 19	0,2843	58,00
Ausführungsbeispiel 20	0,2916	59,49
Ausführungsbeispiel 21	0,2783	56,77
Ausführungsbeispiel 22	0,2776	56,63
Ausführungsbeispiel 23	0,2852	58,18
Ausführungsbeispiel 24	0,2797	57,06
Ausführungsbeispiel 25	0,2869	58,53
Ausführungsbeispiel 26	0,2747	56,04
Ausführungsbeispiel 27	0,2838	57,89
Ausführungsbeispiel 28	0,2793	56,98

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 200610123458 [0006, 0018]
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US 2008264525 [0020]
CN 200580009354 [0020]

Claims

Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band, mit der folgenden chemischen Zusammensetzung in Gewichtsprozent: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, optionales Nb: 0,01% bis 0,08%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250; Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent beträgt: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% oder Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent beträgt: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Cu: 0,10% bis 0,60%, optionales Sn: 0,005% bis 0,04%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass seine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent beträgt: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Cu: 0,10% bis 0,60%, Mo: 0,20% bis 0,60%, Nb: 0,01% bis 0,08%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und wobei die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Mikrostruktur des feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands um eine gemischte Mikrostruktur aus klumpigem Ferrit, Perlit und nadelförmigem Ferrit oder eine gemischte Mikrostruktur aus klumpigem Ferrit, Perlit und unterem Bainit handelt.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 345 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 490 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 232 MPa, mit σ_s, _600°C/σs, _20°C ≥ 0,67; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 345 MPa bis 370 MPa, eine Zugfestigkeit von 490 MPa bis 530 MPa und eine Dehnung von 19% bis 27%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,66 bis 0,72; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 235 MPa bis 260 MPa und σ_s, _600°C/σ_s, _20°C im Bereich von 0.68 bis 0.74; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist.
Feuerfestes und witterungsbeständiges Stahlblech/-band nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/- band eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von ≥ 410 MPa, eine Zugfestigkeit von ≥ 590 MPa und eine Dehnung von ≥ 17%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von ≤ 0,8, vorzugsweise ≤ 0,75; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von ≥ 275 MPa, mit σ_s, _600°C/σ_s, _20°C ≥ 0,67; eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist, wobei vorzugsweise das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech bzw. Stahlband eine Streckgrenze bei Raumtemperatur von 410 MPa bis 450 MPa, eine Zugfestigkeit von 590 MPa bis 630 MPa und eine Dehnung von 18% bis 28%; ein Streckgrenzenverhältnis σ_s/σ_b im Bereich von 0,67 bis 0,73; eine Streckgrenze bei einer Hochtemperatur von 600°C im Bereich von 275 MPa bis 310 MPa und σ_s, _600°C/σ_s, _20°C im Bereich von 0.67 bis 0.72; und eine relative Korrosionsrate im Bereich von ≤ 60%, aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch: a) Schmelzen: das Schmelzen wird gemäß den Anforderungen der chemischen Zusammensetzung nach Anspruch 1 durchgeführt, wobei die Basizität a = CaO/SiO₂ der Schlacke im Stahlherstellungsprozess so geregelt wird, dass a < 1,5, vorzugsweise a < 1,2, oder a = 0,7 bis 1,0 gilt; wobei MnO/SiO₂ in einem aus der Stahlschmelze erhaltenen ternären Einschluss MnO-SiO₂-Al₂O₃ mit niedrigem Schmelzpunkt auf 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,8 geregelt wird; wobei der Gehalt an freiem Sauerstoff [O]_Free in der Stahlschmelze beträgt: 0,0005% bis 0,005%; wobei in der Zusammensetzung der Stahlschmelze Mn/S ≥ 250 gilt; b) Stranggießen beim Stranggießen wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder verwendet, wobei am kleinsten Spalt zwischen beiden Kristallisationswalzen ein Gussband mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3 mm gebildet wird; wobei der Durchmesser der Kristallisationswalze zwischen 500 mm bis 1500 mm liegt und vorzugsweise 800 mm beträgt; wobei die Kristallisationswalze durch Wasser innerhalb derselben gekühlt werden, wobei die Gießgeschwindigkeit einer Gießmaschine im Bereich von 60 m/min bis 150 m/min liegt; wobei bei einer Stranggussverteilung ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze verwendet wird, das aus einem Tundish und einem Verteiler besteht; c) Schützen in einer unteren geschlossenen Kammer: nachdem ein Stranggussband aus den Kristallisationswalzen austrat, liegt seine Temperatur im Bereich von 1420°C bis 1480°C, wonach das Stranggussband direkt in die untere geschlossene Kammer eintritt, die mit einem nicht oxidierenden Gas gefüllt ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer auf < 5% geregelt wird, und wobei die Temperatur des Gussbandes am Auslass der unteren geschlossenen Kammer 1150°C bis 1300°C beträgt; d) Online-Warmwalzen das Gussband wird durch eine Klemmwalze in der unteren geschlossenen Kammer zu einem Walzwerk gefördert und zu einem dünnen Bandstahl mit einer Dicke von 0,8 bis 2,5 mm gewalzt, wobei die Walztemperatur 1100°C bis 1250°C beträgt, wobei das Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen auf 10% bis 50%, vorzugsweise auf 30% bis 50%, geregelt wird, und wobei die Dicke des gewalzten Bandstahls 0,8 mm bis 2,5 mm, vorzugsweise 1,2 mm bis 2,0 mm, beträgt; e) Abkühlen nach dem Walzen der gewalzte Bandstahl wird abgekühlt, wobei das Abkühlen des Bandstahls unter Verwendung einer Gaszerstäubung-Kühlung erfolgt, und wobei die Abkühlgeschwindigkeit der Gaszerstäubung-Kühlung 20°C/s bis 100°C/s beträgt; f) Aufwickeln des Bandstahls nachdem der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl durch eine Schopfschere geschnitten wurde, um einen Kopf schlechter Qualität zu entfernen, wird er direkt zu einer Spule aufgewickelt, wobei die Aufwickeltemperatur des warmgewalzten Bands auf 500°C bis 680°C geregelt wird.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Schritt g) Nachbehandeln umfasst, bei dem die Spule direkt als warmgewalztes Blech/Band verwendet wird oder nach Trimmen sowie Glätten als fein bearbeitetes Blech/Band verwendet wird.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) der Rohstoff zum Schmelzen zu 100% aus Stahlschrott ohne Vorsieben besteht, wobei das Schmelzen der Stahlschmelze in einem Elektroofen erfolgt; oder dass das Schmelzen in einem Konverter erfolgt, wobei der Stahlschrott ohne Vorsieben in einem Anteil von mehr als 20% des Rohstoffs zum Schmelzen in den Konverter zugegeben wird; und danach der Rohstoff in einen LF-Ofen, einen VD/VOD-Ofen oder einen RH-Ofen zum Raffinieren eingegeben wird.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) das nicht oxidierende Gas N₂, Ar oder durch Sublimation von Trockeneis erhaltene CO₂ ist.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) das Gas-Wasser-Durchflussverhältnis bei der Gaszerstäubung-Kühlung 15 : 1 bis 10 : 1 beträgt, wobei der Luftdruck 0,5 MPa bis 0,8 MPa beträgt, wobei der Wasserdruck 1,0 MPa bis 1,5 MPa beträgt, und wobei der Durchfluss in m³/h ausgedrückt ist.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) das Aufwickeln durch eine Doppelhaspel oder durch eine Karussellhaspel erfolgt.
Verfahren zum Herstellen eines feuerfesten und witterungsbeständigen Stahlblechs/-bands nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech/-band die folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Mo: 0,20% bis 0,60%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% oder Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B, wobei die Aufwickeltemperatur in Schritt f) des Verfahrens 580°C bis 680°C beträgt; oder dass das feuerfeste und witterungsbeständige Stahlblech oder -band die folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,02% bis 0,06%, Si: 0,1% bis 0,55%, Mn: 0,4% bis 1,7%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,30% bis 0,80%, Cu: 0,10% bis 0,60%, Mo: 0,20% bis 0,60%, Nb: 0,01% bis 0,08%, N: 0,004% bis 0,010%, Als < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]_T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und wobei die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Mn/S ≥ 250, und Pcm ≤ 0,27%, Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Cr/20 + Mo/15 + 5B, wobei die Aufwickeltemperatur in Schritt f) des Verfahrens 500°C bis 600°C beträgt.