DE19858073C2 - Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehfähigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehfähigkeit, bei dem Brammen oder Dünnbrammen zunächst im Austenitgebiet vorgewalzt und nach einer Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung in ferritisches Gefüge fertiggewalzt werden und danach gehaspelt und rekristallisierend geglüht werden.

Neuzeitliche Tiefziehstähle haben einen stark abgesenkten Kohlenstoff- und Mangangehalt. Hierdurch soll die Tiefziehfähigkeit durch niedrige Dehngrenze, hohe Gleichmaßdehnung, hohe r- und n-Werte und Δr = 0 verbessert werden.

Infolge des niedrigen Kohlenstoffgehaltes liegt die Ar₃-Umwandlungstemperatur mit rd. 900°C verhältnismäßig hoch. Demzufolge können dünne Warmbänder mit Dicken unter 2 mm im Austenitgebiet nicht ausgewalzt werden. Abhilfe schafft hier das sog. Ferritwalzen. Bei diesem erfolgt zunächst ein Vorwalzen im Austenitgebiet, gefolgt von einer gesteuerten Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung des austenitischen Gefüges in ferritisches Gefüge, und das anschließende Fertigwalzen im Ferritgebiet. Da der Ferrit weicher ist als der Austenit, sind die Walzkräfte kaum höher als beim Walzen im Austenit.

Die erzielbare Tiefziehfähigkeit resultiert im wesentlichen aus der Textur des Tiefziehbleches, bei der die Orientierungen der einzelnen Körner nicht statistisch gleich verteilt sind, sondern eine {111}-Vorzugsrichtung aufweisen. Notwendige Voraussetzung zur Einstellung einer solchen finalen Textur im Warmband sind eine günstige Walztextur, die ebenfalls eine starke {111}-Komponente beinhaltet und eine nachfolgende vollständige Rekristallisation. Eine Untersuchung, die sich mit dem Einfluß der Walzentemperatur auf die Ausbildung von einer günstigen Walztextur auch in Warmband beschäftigt, ist in ISIJ International, Vol. 26 (1996), No. 1, pp 68-73 unter dem Titel "Effect of Finishing Temperatures on Hot Band Textures in an IF-Steel" von M. P. Butrón-Guillen und J. J. Jonas veröffentlicht worden. Gemäß dieser Untersuchung ist eine günstige Walztextur dann erreichbar, wenn die Endwalztemperatur im Ferrit möglichst niedrig liegt.

Probleme bereitet bei der Anwendung dieser Erkenntnis jedoch die nach dem Warmwalzen erforderliche Rekristallisationsglühung. Eine vollständige Rekristallisation erfordert eine entsprechend hohe Temperatur und eine ausreichend lange Haltezeit. In der Regel erfolgt das Rekristallisations-glühen im Coil, zu dem das fertig gewalzte Warmband gehaspelt wird. Dabei begrenzt aber die notwendige Rekristallisationstemperatur die Höhe der Endwalztemperatur. Letztere muß je nach Länge des Auslaufrollgangs mindestens 50°C höher liegen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Abhängigkeit der Warmwalzendtemperatur von der Rekristallisationstemperatur zu entkoppeln und damit einen zusätzlichen Freiheitsgrad zu schaffen, der es ermöglicht, durch stärkere Absenkung der Warmwalzend­ temperatur eine bessere Walztextur mit einer erhöhten Anzahl von Körnern in der günstigen {111}-Vorzugsrichtung zu erreichen. Diese Aufgabe soll erreicht werden ohne zusätzlichen Aufwand durch Ausnutzung vorhandener Aggregate.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Warmbänder lassen sich kostengünstiger herstellen als Kaltbänder, einfach deshalb, weil das zusätzliche Kaltwalzen der Warmbänder entfällt. Voraussetzung für den direkten Einsatz der Warmbänder ist allerdings, daß sie in der für die Praxis erforderlichen Dicke bis unter 2 mm mit guten Tiefzieheigenschaften erzeugt werden können.

Bei dem gattungs­ gemäßen Verfahren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Bänder mit einer Endwalztemperatur unter 760°C, bevorzugt auch unter 710°C, fertiggewalzt und danach gehaspelt werden. Die Coils werden unmittelbar anschließend an das Haspeln in noch warmem Zustand in einen Glühofen eingesetzt, darin auf Rekristallisations­ temperatur erwärmt und rekristallisierend geglüht. Je niedriger die Warmwalzendtemperatur bis auf etwa 600°C liegt, um so günstiger ist die Walztextur. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen Bänder bis auf eine Enddicke von 2 mm oder dünner erzeugt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die gestellte Aufgabe, indem es unter Verwendung von in Kaltbandbetrieben zur Verfügung stehenden Aggregaten, hier: Glühöfen (Hauben- oder Durchlaufglühöfen) warmgewalzte Bänder ohne großen Temperaturverlust und damit ohne großen zusätzlichen Energieaufwand rekristallisierend zu glühen. Bedingung ist, daß die fertiggewalzten und zu Coils gehaspelten Warmbänder ohne große Zeitverzögerung im noch warmen Zustand in die Glühöfen eingesetzt werden. Dabei geht man von einem verhältnismäßig niedrigen Temperaturverlust während des Transports von ca. 30 K/h aus. Selbst wenn man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren den Vorteil einer möglichst niedrigen Endwalztemperatur beim Warmwalzen ausnutzt, ist der Zeit- und Energieaufwand gering, um die Coils im Glühofen auf die Rekristallisationstemperatur wieder aufzuheizen.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren metallurgisch erzielbare Vorteil ist, daß die Warmbänder mit optimaler Walztextur erzeugt werden können, indem sie bis auf eine niedrigere Endwalztemperatur fertiggewalzt werden können, als dies bisher mit Rücksicht auf die Rekristallisations­ temperatur erfolgte. Infolge der Entkoppelung der beiden Temperaturen voneinander kann nun die Endwalztemperatur niedriger liegen als die Rekristallisationstemperatur. Der geringe dadurch eintretende Temperaturverlust läßt sich verhältnismäßig kostengünstig ausgleichen. Entscheidend ist dabei letztlich, daß eine optimale Walztextur erzeugt werden kann, die in Verbindung mit dem rekristallisierenden Glühen beste Tiefziehfähigkeit garantiert. Ein Kompromiß zwischen Walzen und rekristallisierendem Glühen muß bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht geschlossen werden.

Das Warmwalzen kann auf allen vorhandenen Warmwalzstraßen ohne Rücksicht auf die Länge des Auslaufrollgangs bis zur Haspelanlage durchgeführt werden. Öfen zur Durchführung des rekristallisierenden Glühens der Wärmbänder, seien es Haubenglühöfen oder Durchlaufglühöfen, sind in jedem Walzwerk vorhanden und können entsprechend bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Dabei kann die im Coil gespeicherte Wärmeenergie aus dem Warmwalzprozeß genutzt werden, so daß sich die Erwärmung im nachfolgenden Rekristallisationsglühofen auf eine Temperaturerhöhung um 100 bis 200°C beschränkt.

Ein sofortiges Erwärmen der Warmband-Coils ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung. Eine langsame Abkühlung, etwa auf Raumtemperatur und erst dann eine erneute Erwärmung zur Rekristallisation würde eine Entschärfung der {111}-Textur verursachen. Ursache dafür sind verstärkte Erholungsprozesse im gewalzten Ferrit, welche die gewünschte bevorzugte Bildung von {111}-Körnern während der Rekristallisation beeinträchtigen.

Die Diagramme in den Bildteilen a) und b) der Fig. 1 zeigen die Abhängigkeit der Intensitätsdichte der Orientierungen innerhalb von zwei für Tiefziehstähle wichtigen Richtungen (Fasern) α und γ von der Warmwalzendtemperatur im rekristallisierten Warmband. Bei niedrigen Warmwalzendtemperaturen im Bereich von 760 bis 660°C ist die Belegung mit Körnern in der {111}-Vorzugsrichtung (Bildteil b) und damit die Rekristallisationstextur schärfer als bei höheren Warmwalzendtemperaturen. Gleichzeitig fällt die Intensitätsdichte von {001}-Orientierung (Fig. 1, Bildteil a), die für die Tiefziehbarkeit äußerst ungünstig ist, mit niedrigeren Warmwalzendtemperaturen ab. Damit ist die Tiefziehfähigkeit erfindungsgemäß erzeugter Bänder günstiger als die herkömmlich erzeugter.

Claims (3)

1. Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehbarkeit, bei dem Brammen oder Dünnbrammen zunächst im Austenitgebiet vorgewalzt und nach einer Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung in ferritisches Gefüge fertiggewalzt werden, danach gehaspelt und rekristallisierend geglüht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder mit einer Endwalztemperatur unter 760°C fertiggewalzt und danach gehaspelt werden, und daß die Coils unmittelbar anschließend an das Haspeln in noch warmem Zustand in einen Glühofen eingesetzt, darin auf Rekristallisationstemperatur erwärmt und rekristallisierend geglüht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder mit einer Endwalztemperatur von unter 710°C warmgewalzt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder auf eine Enddicke von 2 mm oder dünner warm fertiggewalzt werden.