DE2851534A1 - Verfahren zum herstellen kantenrissfreien kornorientiertem silizium-stahlblechs - Google Patents
Verfahren zum herstellen kantenrissfreien kornorientiertem silizium-stahlblechsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von kantenrißfreiern kornorientiertem Silizium-Stahlblech,
bei dem eine Stranggußbramme aus einem üblichen Stahl mit 0,025 Ms 0,085% Kohlenstoff und 2,5 bis k,0% Silizium bei
1280 bis 143O°C geglüht, vorgewalzt, fertiggewalzt, kaltgewalzt,
entkohlend geglüht und abschließend rekristallisierend geglüht wird.
Kantenrisse und -fehler entstehen häufig beim Warmwalzen kornorientierten Silizium-Stahlblechs und führen beim anschließenden
Kaltwalzen häufig zu Brüchen. Dem läßt sich in herkömmlicher Weise dadurch begegnen, daß beim Fertigwalzen
ein allzu starkes Abkühlen der Blechkanten vermieden wird oder die Verformungskräfte entsprechend eingestellt werden.
Beim Warmwalzen von Standgußblöcken und -brammen treten
solche Kantenfehler nicht auf; sie sind vielmehr typisch für Stranggußstähle. Mit Kantenfehlern versehenes Band muß
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vor dem Kaltwalzen besäumt werden, worunter das Ausbringen
erheblich Leidet»
Stranggußstähle mit hohem Siliziumgehalt zeigen beim Warmwalzen
häufig in starkem Maße durch das Gußgefüge bedingte Kantenrisse, die eine Tiefe bis zu 200 mm erreichen können.
Entsprechend gering ist das Ausbringen, ohne daß es bislang gelungen ist, dem erfolgreich entgegenzuwirken.
Kornorientiertes Transformatorenblech enthält üblicherweise
2,5 bis 4,0% Silizium sowie als notwendige Verunreinigungen
Mangan, Schwefel, Aluminium, Stickstoff, Antimon, Bor, Selen und Kupfer einzeln oder nebeneinander, die in eine Ausscheidungsphase
übergehen und als Inhibitoren bezüglich des Kornwachstums wirken» Diese Inhibitoren sind im Hinblick
auf die abschließende Sekundärkristallisation und die daraus resultierenden magnetischen Eigenschaften unerlässlich.
Um die Inhibitoren möglichst vollständig im Grundgefüge zu lösen, wird das Ausgangsmaterial vor dem Warmwalzen
normalerweise auf eine Temperatur von mindestens 12500C
erwärmt. Im einzelnen hängt die Temperatur von dem Gehalt an Inhibitoren ab. Dennoch gilt, daß sich mit zunehmender
Glühtemperatur auch die Zahl der Kantenrisse erhöht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu schaffen, das ein kantenrissfreies Blech ergibt. Die
Lösung dieser Aufgabe geht von der Feststellung aus, daß die Kantenrissigkeit in starkem Maße von der Stichfolge
beim Warmwalzen, insbesondere aber von der Querschnittsabnähme
während der zeiten Hälfte des Vorwalzens und ganz besonders von den letzten ein oder zwei Vorwalzstichen
abhängig ist.
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Im einzelnen besteht die Lösung der vorerwähnten Aufgabe
darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Querschnittsabnahme während der zweiten
Hälfte des Vorwalzens 5 bis 35% beträgt. Dabei sollte auch die Querschnittsabnahme während des Vorwalzens im Stauchgerüst
sorgfältig eingestellt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Diagramms der
Zeichnung des näheren erläutert, das den Kantenrissbefall in Abhängigkeit von der Glühtemperatur und der Querschnittsabnahme beim letzten Vorwalzstich veranschaulicht.
Ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneter Stranggußstahl enthält 0,025 bis 0,085% Kohlenstoff, 2,5 bis
4,0% Silizium und Mangan, Schwefel, Aluminium, Niob, Antimon, Bor, Selen und Kupfer einzeln oder nebeneinander als Inhibitoren,
Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen.
Die untere Grenze des Kohlenstoffgehalts von 0,025% erkürt
sich daraus, daß bei niedrigeren Kohlenstoffgehalten die Menge der Oxydeinschlüsse sowie die Eisenverlüste
bei einem instabilen Rekristallisationsgefüge zunehmen, während Kohlenstoffgehalte über 0,085% das Entkohlungsglühen
verlängern und demgemäß die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen.
Der Siliziumgehalt von 2,5 bis 4,0% ist durch das angestrebte
kornorientierte Gefüge bedingt; niedrigere Siliziumgehalte beeinträchtigen die magnetischen Eigenschaften, insbesondere
die Eisenverluste, während höhere Siliziumgehalte
zum Entstehen von Rissen beim Kaltwalzen führen.
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Her Stahl kann, in jeder herkömmlichen Weise stranggegossen
werden. Babel kann der flüssige Stahl während der Sekundärkühlung
des Stranggießens elektromagnetisch gerührt werden, um die Strangeigenschaften zu verbessern. Mach dem Ablängen
werden die einzelnen Stranggußbrammen in üblicher Weise
geglüht, um die Inhibitoren möglichst vollständig in eine feste Lösung zu überführen. Vor dem Ablängen und Glühen
kann der Strang auch vorgewalzt werden.
Im Gegensatz zum herkömmlichen Glühen bei Temperaturen von 1250 bis 14300C werden die Brammen erfindungsgemäß bei
einer Temperatur von 1280 bis 143O°C geglüht. Dabei ist
die Mindestemperatur von 1280°C wichtig, um das Entstehen
von Kantenrissen zu vermeiden» Darin kennzeichnen die Kreise eine annehmbare Kantenrißlänge unter 10 mm und X eine
abnorme Kantenrißlänge über 10 mm, jeweils über die ganze Bandlänge.
Das Diagramm zeigt, daß bei Glühtemperaturen über 12800C
keine abnorme Kantenrissigkeit auftritt. Bei einer Glühtemperatur von 1250 bis 12800C kommt es nicht zu einem
das Auftreten von Kantenrissen an den Korngrenzen begleitenden abnormen Kornwachstum. Andererseits bestimmt sich die Höchsttemperatur
des Glühens jedoch nach der Ofenhaltbarkeit.
Das Diagramm zeigt aber auch, daß Glühtemperaturen über 12800C nur dann nicht zum Entstehen abnormer Kantenrisse
führen, wenn die Querschnittsabnähme während der zweiten
Hälfte des Vorwalzens, insbesondere während des letzten oder der letzten beiden Stiche 5 bis 35% beträgt. Außerdem
sollte das Fertigwalzen in einer Kontistrasse nicht bei Temperaturen unter 10500C beginnen.
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Das auf diese Weise warmgewalzte Band mit einer Dicke von 1,5 Ms 5 mm kann anschließend bei Temperaturen von 650
bis 12000C geglüht sowie schließlich einstufig oder zweistufig
mit einem Zwischenglühen bis auf die Enddicke kaltgewalzt werden. Das Kaltband wird entkohlt und anschließend
bei eine
geglüht.
geglüht.
bei einer Temperatur von 950 bis 125O0C rekristallisierend
Die bei der obenerwähnten Temperatur geglühte Bramme wird nach einem Entzundern in einem Zunderbrecher mit geringer
Querschnittsabnähme entweder in einem Umkehrgerüst oder einer
Kontistrasse vorgewalzt. Das Vorwalzen geschieht u.a. mit Vertikalwalzen bzw. einem Stauchgerüst, um die Brammenbreite
während des Vorwalzens einzustellen. Die Querschnittsabnahme beim Vorwalzen richtet sich nach der Beschaffenheit der
Schopfschere und der Fertigstrasse und ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf eine Brammendicke von 15 bis 60 mm
gerichtet.
Das herkömmliche Vorwalzen mit gleicher Walzkraft je Stich eignet sich jedoch nicht für hochgeglühte Stranggußbrammen,
weil sich beim Hochglühen von Stranggußbrammen ein abnorm großes Gefügekorn ergibt. Die Folge eines derartigen Hochglühens
bzw. dadurch bedingten Grobkorngefüges und eines anschließenden herkömmlichen Vorwalzens ist das Entstehen
von Kantenrissen beim Fertigwalzen mit einer Einlauftemperatur von mindestens 10500C in der Fertigstrasse.
Das Entstehen von Kantenrissen läßt sich jedoch aufgrund des sich aus dem Diagramm ergebenden Zusammenhangs zwischen
der Glühtemperatur und der Querschnitts abnähme während des Vorwalzens unterbinden. Dies insbesondere, wenn die
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Einlauftemperatur beim. Fertigwalzen mindestens 10500C beträgt.
.Dies- ist auf ein sich unter dem Einfluß der Wal ζ spannungen
während des Tarwalzens einstellendes feinrekristallisiertes Kantengefüge zurückzuführen. Liegt die Einlauftemperatur
beim Fertigwalzen unter 10500C, dann ist die sekundäre
Kristallisation unvollständig, weswegen die Einlauftemperatur im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften mindestens
10500C betragen sollte.
Aus dem Diagramm ergibt sieh, daß bei Glühtemperaturen über
12800C und einer Querschnittsabnahme von 5 bis 35% während
der zweiten Hälfte des Vorwalzens, insbesondere während des letzten oder der letzten beiden Stiche keine abnormen Kantenrisse
auftreten. Das erlaubt ein Vorwalzen mit hoher Querschnittsabnahme
während der ersten Hälfte des Vorwalzens bzw. mit Ausnahme des letzten oder der beiden letzten Vorwalzstiche.
Andererseits läßt sich auch bei einer entsprechend hohen Zahl von Vorwalzstichen mit geringer Querschnittsabnahme vorwalzen, um die Querschnittsabnahme während
der letzten Stiche des Vorwalzens in den erfindungsgemäßen Grenzen halten zu können.
Obgleich es noch an einer endgültigen Theorie dafür fehlt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine abnorme
Kantenrissigkeit auftritt, läßt sich doch folgendes sagen:
Beim Glühen von Stranggußbrammen über 12800C wächst das
Gefügekorn in der Randzone außerordentlich stark. Rekristallisiert nun ein derartig grobes Randzonenkorn mit einem
Durchmesser von 7 bis 30 mm nicht hinreichend fein vor
Beginn des Fertigwalzens, dann entstehen beim Fertigwalzen abnorme Kantenrisse. Diese lassen sich hingegen unterdrücken,
wenn das Gefügekorn in der Randzone hinreichend fein rekristallisieft.
Gefügeuntersuchungen haben in diesem Zusammenhang
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ergeben, daß ein grobkörniges Randgefüge nach dem Glühen
auch während der ersten Hälfte des Vorwalzens erhalten bleibt, wenn die Einlauftemperatur des Fertigwalzens
mindestens 10000C beträgt.
Beim Vorwalzen mit einer Querschnittsabnähme von 5 bis 35%
während der zweiten Hälfte des Vorwalzens, insbesondere während des letzten oder der letzten beiden Vorwalzstiche,
ergibt sich hingegen ein feinrekristallisiertes Vorwalzgefüge mit einer Korngröße unter 3 mm und dementsprechend
ein von Korngrenzenrissen freies Walzgut. Bei Querschnittsabnahmen über 35% ist die Rekristallisation unvollständig, während
QuerSchnittsabnahmen unter 5% ein grobkörniges Vorwalzgefüge
ergeben. In beiden Fällen treten abnorme Kantenrisse auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt das naturgemäß grobkörnige Randgefüge von Stranggußbrammen, das Entstehen von
Korngrenzenrisse in der Randzone beim Vorwalzen und die Rißausbreitung während des Fertigwalzens. Dem läßt sich am
besten entgegenwirken, wenn sich bei einer Einlauftemperatur von mindestens 10500C unter dem Einfluß einer Querschnittsabnahme von 5 bis 35% in der zweiten Hälfte des Vorwalzens
bei geringerer Kerntemperafcir für das Fertigwalzen ein feinkörniges
Rand- bzw. Rekristallisationsgefüge ergibt.
Bei Einlauftemperaturen unter 10000C rekristallisiert
das grobe Korn wegen der Temperaturverringerung während der ersten Hälfte des Vorwalzens. Demzufolge treten auch
ohne eine geringe Querschnittsabnahme während der Schlußphase des Vorwalzens keine Kantenrisse auf. Bei Einlauftemperaturen
bis 10500C ergeben sich hingegen extrem instabile magnetische Eigenschaften.
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Das Entstellen von Kantenrissen läßt sich weiterhin durch
TDestimmte üuerschnittsäbnahmen beim Walzen zwischen den
vertikalen Walzen eines Stauchgerüstes verringern. Mormalerweise
dient ein solches Stauchgerüst dazu, Breitenabweichungen zu vermeiden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
die Querschnitt sabnahme im Stauchgerüst soweit verringert, daß sich Breitenabweichungen unter 5 mm ergeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.
Im Rahmen einer Versuchsreihe wurde ein Stahl mit 0,041%
Kohlenstoff, 3,0% Silizium, 0,09% Mangan, 0,020% Schwefel,
0,015% Aluminium und 0,005% Stickstoff, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen zu
Stranggußbrammen mit einer Dicke von 250 mm und einer Länge von 1000 mm vergossen. Die Brammen wurden bei 134O0C
geglüht und mit den aus der nachfolgenden Tabelle I ersichtlichen Querschnittsabnahmen bei einer Endtemperatur von
mindestens 105O0C bis auf eine Dicke von 2,3 mm und einer
Breite von 980 mm vorgewalzt, wobei die Walzspaltbreite
der vertikalen Walzen des Stauchgerüstes 990 mm betrug, und schließlich fertiggewalzt.
xDas Warmband wurde alsdann besäumt und nach einem Glühen
bei 10500C kaltgewalzt, bei 8500C entkohlend geglüht und
bei 12000C schlußgeglüht. Das Blech besaß bei einer Dicke
von 0,3 mm ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, beispiel; weise eine Induktion B10 über 1,92 T. Die Versuche C und D
der Tabelle I fallen unter die Erfindung.
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ο co ο
UJ
O CO 07 CO
| Versuch | Dicke (mm) Abnahme (%) |
Bramme | Zünder- brecher |
Vorwalzstiche | Kanten risslänge (mm) |
| A | Dicke (mm) Abnahme (%) |
250 | R1 | R2 R^ R^ Rc5 Rg Ry | 5 - 200 |
| B | Dicke (mm) Abnahme (%) |
250 | 240 4,0 |
170 120 100 80 53 30 29,2 29,4 16,7 20,0 33,8 43,4 |
5 - 60 |
| C | Dicke (mm) Abnahme (%) |
250 | 240 4,0 |
180 140 120 65 31 30 25,0 22,2 14,3 45,8 52,3 3,2 |
£ 10 |
| D | Dicke (mm) Abnahme (%) |
250 | 240 4,0 |
180 130 80 50 40 30 25,0 27,8 38,5 37,5 20,0 25,0 |
£. 10 |
| E | 250 | 240 4,0 |
160 90 33 30 - 33,3 43,8 63,3 9,1 - |
10 - 230 | |
| 240 4,0 |
170 105 55 30 29,2 38,2 47,6 45,5 - |
O
\
OP
cn
Bei den Versuchen C und D betrug die Querschnittsabnahme
gemäß Tabelle I 23% bzw. 9,Λ% und lag die Rißlänge unter
10 mm. Andererseits ergaben sich bei den Versuchen A, B und
E mit Querschnittsabnahmen von 43*4% bzw. 3,2% und 45,5%
abnorme Kantenrißlängen.
■-Beispiel 2
Bei einer weiteren Versuchsreihe wurden Brammen entsprechend Versuch D gemäß Tabelle I unter den Bedingungen der Tabelle II
warmgewalzt.
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Tabelle II
| Ver | Spalt | Brammenbreite- | Risslänge | Breiten- |
| such | breite | Bandbreite | abweichung | |
| (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | |
| D | 990 | + 20 | 410 | 10 |
| D-1 | 1010 | ± 0 | 45 | 11 |
| D-2 | 1030 | - 20 | 4 5 | 11 |
| D-3 | 1050 | - 40 | ^5 | 12 |
| D-4 | 1060 | - 50 | <5 | 17 |
| D-5 | 1070 | - 60 | <C5 |
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285Ί534 -43-
Die Daten der Tabelle II zeigen, daß sieh eine weitere
Verringerung der Kantenrissigkeit bei geringer Querschnittsabnahme im Stauchgerüst erreichen läßt- Dies zeigen insbesondere
die Versuche D-1 bis D-2 im Vergleich zu dem Versuch D.
Bei zu großem Walzspalt des Fertiggerüstes wie im Falle
der Versuche D-4 und D-5 ergeben sich größere Breitenabweichungen
und Kantenrisse, wodurch die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorwalzens in zunehmendem Maße wieder verloren
gehen. Demzufolge ist die Walzspaltbreite des Versuchs D-3 als obere Grenze anzusehen.
3/0368
-, -to:
leersei te
| Nummer: | 28 51534 |
| Int. CI.2: | C21 D 1/78 |
| Anmeldetag: | 29. November 1978 |
| Offenlegungstag: | 4. Juni 1980 |
| 1400 O S_ |
X | X | O | O | 35 O |
)% x x |
X | X |
| i_ ZJ "51300 i_ Cn) |
O |
X
X |
X | 128O0C | ||||
| htemp |
O
O |
O | ||||||
| '-D 0120-0 |
O | O | ||||||
| O | ||||||||
| I I Γ |
5 10 20 30 40 50 60 70
Querschnittsabnahme (%)
32 710 K
030023/0368
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen kantenrissfreien kornorientierten
Silizium-Stahlblechs, bei dem eine Stranggußbramme aus einem üblichen Stahl mit 0,025 bis 0,085% Kohlenstoff und 2,5
bis k,0% Silizium bei 1280 bis 143O°C geglüht, vorgewalzt,
fertiggewalzt, kaltgewalzt, entkohlend geglüht und abschließend rekristallisierend geglüht wird, dadurch
gekennzeichnet , daß die Querschnittsabnahme
während der zweiten Hälfte des Vorwalzens 5 bis 35% beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Einlauftemperatur des Fertigwalzens mindestens 10500C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
, daß die Querschnittsabnahme während des letzten oder der letzten beiden Vorwalzstiche
5 bis 35% beträgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Walzspaltbreite des Stauchgerüstes größer als die' Brammenbreite ist.
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