DE2333193C2

DE2333193C2 - Verfahren zum Herstellen von rostfreiem Band- oder Flachstahl

Info

Publication number: DE2333193C2
Application number: DE2333193A
Authority: DE
Inventors: Wilson Stanley Valparaiso Ind. Rowe
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1972-07-14
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE2333193A1; FR2193087A1; LU68003A1; NL7309746A; IT991765B; CA1007966A; JPS4956864A; US3776784A; BE802045A; FR2193087B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von rostfreiem Flach- und Bandstahl mit nicht mehr als 19% Chrom, bei welchem der Stahl warm auf eine Warmbandabmessung von etwa 2,54 mm gewalzt, abgekühlt, in der Kälte auf die Endabmessung aufgewalzt und bei einer Temperatur zwischen etwa 927 und 1010°C, vorzugsweise zwischen 982 und 1010⁰C, kontinuierlich geglüht wird, wobei die Glühdauer bzw. -geschwindigkeit derart bemessen ist, daß eine im wesentlichen vollständige Rekristallisation erreicht wird.

Obgleich die meisten handelsüblichen Sorten rostfreier Flach- und Bandstähle auf den gleichen Straßen ausgewalzt werden, die zur Herstellung von Band- und Flachmaterial aus Kohlenstoffstahl verwendet werden, sind die dabei angewandten Verfahrensschritte oder Maßnahme doch etwas unterschiedlich, was aus den den rostfreien Stählen eigenen charakteristischen Merkmalen folgt. Dazu gehört insbesondere, daß die Verarbeitung von Brammen oder Platinen aus rostfreiem Stahl zu Flach- und Bandmaterial üblicherweise eine viel stärkere Kontrolle der Warmwalztemperaturen erfordert und daß geringere Kaltwalzgeschwindigkeiten und eine intensivere Oberflächenbearbeitung erforderlich sind. Die Verarbeitung von rostfreiem Band- und Flachstahl erfordert deshalb im allgemeinen einen höheren Zeitaufwand, zu dem sich kostenmäßig die Betriebskosten und die in Anspruchnahme der Glüh- und Beizeinrichtungen addieren. Die genannten Faktoren tragen für sich in beträchtlichem Ausmaße zu den Kosten rostfreien Band- und Flachstahls bei.

Bei der bis heute üblichen Arbeitsweise wird rostfreier Stähl in Band- Und Blechform dadurch hergestellt, daß zunächst die Oberfläche einer rostfreien Bramme oder Platine sorgfältig behandelt wird, worauf die Bramme oder Platine auf eine geeignete Warmwalztemperatur erhitzt wird, die üblicherweise um IO93°C liegt. Die Warmwalztemperatur schwankt für die einzelnen Stahlsorten. Anschließend werden die Brammen oder Vorblöcke in der Wärme üblicherweise auf eine Warmbandabmessung von etwa 2,54 mm ausgewalzt und manchmal geglüht Vor dem Kaltwalzen müssen die warmgewalzten und geglühten Stähle sorgfältig entzundert werden, was üblicherweise durch eine Beizbehandlung des Stahls ausgeführt wird, wozu sowohl saure als auch basische Lösungen verwendet werden. Bei manchen Stahlsorten ist es sogar nötig, den Zunder vor der Beizung abzubrechen, was beispielsweise mit Hilfe von Sandstrahl-Verfahren erfolgt Die meisten üblichen Beizungsbehandlungen sehen eine

ίο kontinuierliche Behandlung zunächst in warmer Salzsäure oder Schwefelsäure und anschließend in einer Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure vor. Liegen nach der ersten Glüh- und Beizbehandlung noch einige der durch das Warmwalzen erzeugten Oberflächen-

fehler vor, so wird der Stahl ein zweitesmal geglüht und gebeizt oder werden die Oberflächenfehler mit Hilfe einer kontinuierlichen Schleifbehandlung des Bundes oder Wickels entfernt Nach dem Entzundern wird das rostfreie Warmband in der Kälte auf die Endabmessung

ausgewalzt die üblicherweise etwa 1,27 mm beträgt Anschließend wird eine erneute kontinuierliche Glühung ausgeführt dann entzundert und falls erforderlich, die Oberfläche behandelt Wegen des geringen Emissionsvermögens von auf herkömmliche Weise kaltgewalzten rostfreien Stahloberflächen erfordert das abschließende Glühen eine relativ lange Haltezeit um eine vollständige Rekristallisation des Materials zu gewährleisten. Aus diesem Grunde ergeben sich niedrige Durchsatzgeschwindigkeiten beim Glühen von kaltgewalztem rostfreiem Stahl.

Da die Oberfläche der Stähle nach dem Glühen und Beizen ein mattes bzw. glanzloses Aussehen zeigt, ist es bei einigen rostfreien Stahlsorten, je nach vorgesehenem Verwendungszweck, erforderlich, eine weitere Bearbeitung vorzunehmen, um ein glänzend-leuchtendes Aussehen zu erzeugen. Dazu wird üblicherweise ein gesonderter Walzvorgang ausgeführt, an den sich ein mechanisches Polieren anschließen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches mit weniger Verfahrensschritten auskommt und durch Beschleunigung der Durchsatzgeschwindigkeiten zu einer schnelleren und kostengünstigeren Produktion führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erhöhung der Durchsatzgeschwindigkeit beim auf das Kaltwalzen folgenden kontinuierlichen Glühen um bis zu 50% das Kaltwalzen und das Glühen des Stahls ohne vorherige Entzunderung nach dem Warmwalzen derart erfolgt, daß der noch Walzzunder auf seiner Oberfläche tragende Stahl kaltgewalzt und geglüht wird.

Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich insbesondere für ferritische rostfreie Stahlsorten für industrielle Zwecke, bei denen keine hochglänzenden Oberflächen erforderlich sind.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß die Glüh- und Beizeinrichtungen des Hüttenwerkes weniger stark beansprucht werden, so daß in der gewonnenen Zeit andere Stähle bzw. Stahlsorten in den vorhandenen Anlagen bearbeitet werden können.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren Kostenvorteile

M bei der Herstellung rostfreier Band- und Flachstähle liefert, die für industrielle Zwecke und im Fahrzeugbau verwendet werden. Durch die mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung erzielbartn Kostenvorteile kann der

Preis derartiger Stähle gesenkt und der Verbrauch derartiger Stähle gefördert werden.

Wie bereits erwähnt, ist das Verfahren nach der Erfindung insbesondere auf ferritische rostfreie Stähle mit niedrigen Chromgehalten und für solche Stähle anwendbar, an welche keine besonderen Ansprüche hinsichtlich des Glanzes der Oberfläche gestellt werden. Derartige Anwendungen sind z. B. Auspufftöpfe von Automobilen, Wärmeaustauscher, Industrierohrleitungen und andere nicht dekorative Gebrauchszwecke. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Tatsache, daß mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung preisgünstigere ferritische rostfreie Stähle zur Verfügung gestellt werden, nach denen besonders im Automobilbau eine lebhafte Nachfrage besteht, um preisgünstige Auspufftöpfe bauen zu können, die den Ansprüchen zukünftiger Umweltschutzbestimmungen genügen. Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf ferritische rostfreie Stähle beschränkt ist, so ist doch eine Beschränkung darin zu sehen, daß es auf die Herstellung solcher rostfreien Stähle beschränkt ist, von denen keine besonderen Oberflächenqualitäten erwartet werden. Das heißt, daß das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung austenitischer oder ferritischer rostfreier Stahlsorten angewendet werden kann, deren Chromgehalte nicht mehr als 19% betragen. Die Kostenvorteile haben bei ferritischen und austenitischen rostfreien Stahlsorten die gleiche Größe. Flachoder Bandstahl mit fehlerfreien und hochglänzenden Oberflächen kann jedoch mit dem Verfahren nach der Erfindung nicht erzeugt werden.

Nach einer AuEführungsf&rm der Erfindung wird der ferritische oder austenitische rostfreie Stahl mit nicht mehr als 19% Chrom vollständig zu Flach- oder Bandmaterial gemäß der im Stand der Technik bekannten Arbeitsweise ausgewalzt, wobei jedoch gegenüber dem Stand der Technik ein beachtenswerter Unterschied darin besteht, daß der warmgewalzte Stahl vor dem Kaltwalzen nicht entzundert wird, sondern daß das auf der Warmbandstraße erzeugte Material kaltgewalzt und anschließend geglüht wird, während sich der Walzzunder des Warmwalzvorgangs noch auf den Oberflächen des rostfreien Stahls befindet. Dementsprechend erfordert das erfindungsgemäße Verfahren, daß zunächst ein geeigneter rostfreier Vorblock warm auf herkömmliche Warmbandabmessungen vcn etwa 2,54 mm ausgewalzt, abgekühlt und dann in der Kälte auf die Endabmessung ausgewalzt wird, ohne daß nach dem Warmwalzen eine Entzunderung ausgeführt wird.

Das Vermeiden oder Ausschalten des Entzunderungsvorgangs im Anschluß an das Warmwalzen führt zu dem offensichtlichen Vorteil, daß die Herstellungszeit und damit auch die Herstellungskosten verringert werden, was sich aus dem Einsparen eines Verarbeitungsschrittes ergibt. Ferner gestattet die Ausschaltung des Entzunderungsvorganges, daß die Entzunderungseinrichtungen zur Bearbeitung oder Verarbeitung anderer Stähle zur Verfügung stehen. Da der Stahl kalt ausgewalzt wird, während seine Oberflächen noch mit Waizzunder bedeckt sind, ist die Oberflächenqualität des Fertigerzeugnisses nicht so, daß hohe Ansprüche im Hinblick auf das Aussehen befriedigt werden können. Sollte die Oberflächenqualität jedoch allzu stark beeinträchtigt worden sein, so kann dieser Fehler durch einen gleichzeitig ablaufenden Poliervorgang ausgemerzt werden. Von besonderer Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß das Kaltwalzen und nachfolgende Glühen des Stahls ohne ein vorheriges Entzundern der Stahloberfläche keineswegs zu einer Beeinträchtigung der physikalischen oder chemischen Eigenschaften des erzeugten Stahls führt

Zusätzlich zu dem oben genannten Vorteil führt das Kaltwalzen des zuvor in der Wärme ausgewalzten Stahles ohne vorheriges Entzundern zu einem überraschenden zusätzlichen Vorteil, der darin liegt, daß die Durchsatzgeschwindigke.it bei dem anschließena an das Kaltwalzen vorgenommenem Glühen um 50% gegenüber im Stand der Technik bekannten Arbeitsweisen gesteigert werden kann. Dieser Vorteil liegt darin, daß die Oberfläche des kaltgewalzten Stahls aus einer matten, dünnen und übeiTaschenderweise gleichmäßigen Oxydschicht besteht, die rascher und leichter während des abschließenden Glühens Wärme aufnimmt bzw. absorbiert. Wegen dieses wesentlich vergrößerten Emissionsvermögens kann der kaltgewalzte Stahl nachfolgend bei kürzeren Verweilzeiten geglüht werden, was zu einer Steigerung der Durchsatzgeschwindigkeit beim Glühen um bis zu 50% führt. Für den Fachmann ist es einleuchtend, daß keine exakten Durchsatzziffem angegeben werden können, da die maximale Durchratzgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um eine im wesentlichen vollständige Rekristallisation zu gewährleisten, von einer Vielzahl variabler Faktoren abhängt Sc- hängt die maximale Durchsatzgeschwindigkeit nicht nur von der Ofenlänge ab, sondern auch von der Ofengeometrie, dem Wirkungsgrad, der zu glühenden Stahlsorte, der Stahldicke und sogar in manchen Fällen von der Stahlbreite. Aus diesem Grund wird die maximale Durchsatzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Stahlsorte, den Stahlabmessungen und unterschiedlichen Glühofen schwanken. Unabhängig von der bei gegebenen Bedingungen im Stand der Technik erzielbaren maximalen Durchsatzgeschwindigkeit werden durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung die Durchsatzzeiten um bis zu 50% -verringert, sofern übereinstimmende Arbeitsbedingungen eingehalten werden.

Somit führt das Verfahren nach der Erfindung nicht nur zur Ausschaltung des Entzunderungsvorgangs vor dem Kaltwalzen und zu den daraus resultierenden wirtschaftlichen Vorteilen, sondern führt auch noch dazu, daß die Glühdauer nach dem Kaltwalzen verringert wird, was zu einer Steigerung der Durchsatzzeit während der Glüh- und Beizvorgänge von bis zu 50% führt.
Nachdem der kaltgewalzte rostfreie Stahl bis zur

so vollständigen Rekristallisation geglüht worden ist, wird er entsprechend herkömmlicher Arbeitsweisen gebeizt. Dieses wird üblicherweise derart ausgeführt, daß das gewalzte Material kontinuierlich von dem Glühofen in eine saure oder basische Beizlösung überführt wird. Zur verbesserten Entfernung des Zunders empfiehlt es sich, die Glühung des Stahls bei Temperaturen zwischen 982 und 1010°C durchzuführen. Derartige leicht erhöhte Glühtemperaturen erleichtern die Ablösung des Zunders und gestatten sein leichteres Entfernen während des nachfolgenden Beizens.

Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung sind die Produktionszeiten für Bunde aus rostfreien Stählen bis zu zwei Wochen verringert worden. Dieses führte zu einer beträchtlichen Herabsetzung der Preise

hi derartiger Stähle und zu einer schnelleren Belieferung der Kunden.

Das folgende Beispiel dient zur genaueren Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.

Beispiel

Als Ausgangsmaterial wurde ein rostfreier Stahl der AISI-Typenreihe 409 verwendet. Der zu verarbeitende Block besaß ein Gewicht von 9 kg und war 177,8 mm dick und 1244 mm brei·. Seine Zusammensetzung belief sich auf 11,24% Cr, 0,005% C, 0,64% Ti, 0,09% Al und 0,26% Ni. Dieser Block wurde in der Wärme auf eine Abmessung von 2,16 mm ausgewalzt, wobei die Walz-Anfangstenperatur 1232°C und die Aufwickeltemperatur 677° C betrug. Nach dem Abkühlen wurde der warmgewalzte Stahl in der Kälte ohne vorhergehendes Entzundern auf eine Abmessung von 1,27 mm auf einem Kaltwalzgerüst ausgewalzt. Das kaltgewalzte Bandmaterial wurde dann kontinuierlich in einem 27 m langen Glühofen bei einer Temperatur von 1010⁰C und einer Durchsatzgeschwindigkeit von 22,5 m je Minute geglüht. Für das in Rede stehende Erzeugnis ist bei Arbeitsweisen nach dem Stand der Technik eine Durchsatzgeschwindigkeit von !6,5 m je Minute üblich. Nach dem Glühen wurde das Bandmaterial durch eine Beiz'.ösung aus Schwefelsäure und anschließenc durch eine Beizlösung aus einer Mischung von Salpeter- und Wasserstoffsäure geführt, wobei der kaltgewalzte Zunder leicht entfernt werden konnte. Nach Beendigung des Bearbeitungsgangs zeigte das rostfreie Bandmaterial die folgenden Eigenschaften:

Rockwell-Härte »B«:
73 am ersten Ende und 73 am zweiten Ende des

Bundes.
Streckgrenze:

3029,25 kg/cm² am ersten Ende; 3057,55 kg/cm³ am anderen Ende.
Zugfestigkeit:

4832,80 kg/cm³ am ersten Ende; 4844,00 kg/cm² am anderen Ende.
2-Zo!l-Dehnung(%):

31,5 am ersten Ende; 35,5 am zweiten Ende des Bundes.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von rostfreiem Flach- und Bandstahl mit nicht mehr als 19% Chrom, bei welchem der Stahl warm auf eine Warmbandabmessung von etwa 2,54 mm gewalzt, abgekühlt und in der Kälte auf die Endabmessung ausgewalzt und bei einer Temperatur zwischen etwa 927 und 1010⁰C, vorzugsweise zwischen 982 und 1010°C, kontinuierlich geglüht wird, wobei die Glühdauer bzw. -geschwindigkeit derart bemessen ist, daß eine im wesentlichen vollständige Rekristallisation erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Durchsatzgeschwindigkeit beim auf das Kaltwalzen folgenden kontinuierlichen Glühen um bis zu 50% das Kaltwalzen und das Glühen des Stahls ohne vorherige Entzunderung nach dem Warmwalzen derart erfolgt, daß der noch Walzzunder auf seiner Oberfläche tragende Stahl kaltgewalzt und geglüht wird.