DE60009611T2

DE60009611T2 - Verfahren zum Herstellen von dünnen "TRIP"-Typ-Stahlbändern und also hergestellte Stahlbändern

Info

Publication number: DE60009611T2
Application number: DE60009611T
Authority: DE
Inventors: Thierry Iung; Odile Faral; Michel Faral; Michel Babbit; Christophe Issartel
Original assignee: USINOR SA
Current assignee: USINOR SA
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: US6328826B1; KR100656974B1; CA2314830C; JP2001073040A; FR2796966A1; EP1072689B1; EP1072689A1; FR2796966B1; JP2011047054A; JP4684397B2; ATE263846T1; DE60009611D1; CA2314830A1; BR0003612A; KR20010021143A

Description

Die Erfindung betrifft das Stranggießen von dünnen Stahlbändern. Insbesondere betrifft sie die Herstellung von dünnen Bändern aus "TRIP"-Stahl direkt aus flüssigem Metall.
Die Stähle, die gewöhnlich mit dem Begriff TRIP (was "Transformation Induced Plasticity" bedeutet) bezeichnet werden, sind Stähle, die gleichzeitig eine sehr hohe Festigkeit und eine hohe Duktilität besitzen, was sie besonders geeignet für eine Formung macht. Diese Eigenschaften werden dank ihrer besonderen mikroskopischen Struktur erhalten. Sie besitzen nämlich im Inneren einer Ferritmatrix eine harte Bainit- und/oder Martensitphase sowie Restaustenit, der 5 bis 20 % der Struktur darstellt. Bleche aus TRIP-Stahl werden gewöhnlich entweder durch Stranggießen von Brammen – Warmwalzen hergestellt (der kürzeste und damit wirtschaftlichste Weg, der jedoch Produkte von relativ großer Dicke liefert), oder durch Stranggießen von Brammen – Warmwalzen – Kaltwalzen – Glühen (verwendet für Produkte von geringer Dicke). Der Bainit gestattet die Stabilisierung des Austenits.
Die Herstellung von Blechen aus TRIP-Stahl hoher Qualität aus Bändern, die durch herkömmlichen Strangguss – Warmwalzen erhalten werden, wird jedoch durch das folgende Problem erschwert: nach dem Warmwalzen der Ausgangsbramme strebt man eine Stabilisierung des Austenits bei der bainitischen Umwandlung an, die während des Wickelns des Bandes stattfindet, wobei dieses bei einer Temperatur von 400°C (± 50°C) stattfindet. Um das warmgewalzte Band auf seine Wickeltemperatur zu bringen, ist eine Kühlung durch Besprengen mit Wasser erforderlich. Nun findet diese Abkühlung in einem Temperaturbereich statt, in dem eine so genannte Rücknässungserscheinung auftreten kann. Diese Rücknässung wird durch eine Instabilität des durch Erhitzen im Kontakt mit dem Band gebildeten Wasserdampfs bewirkt, der zum Teil in flüssigen Zustand zurückkehrt. Es gibt also örtlich Kontakte zwischen Wasser (flüssig) und Band anstelle eines Kontakts von Wasser (Dampf) und Band, und dies führt zu Heterogenitäten in der Abschreckungserscheinung des Bandes. Diese Heterogenitäten in der Abkühlung äußern sich in beträchtlichen Heterogenitäten in der Mikrostruktur des Bandes, dessen mechanische Eigenschaften sie beeinträchtigen.
Ziel der Erfindung ist es, die sichere Herstellung von TRIP-Stahlbändern hoher Qualität auf einem kurzen Herstellungsweg zu ermöglichen, das heißt auf einem Weg, der keinen Kaltwalz- und Glühschritt enthält.
Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Bändern aus TRIP-Stahl, gemäß welchem:

– man direkt aus flüssigem Stahl ein Band mit einer Dicke zwischen 0,5 und 10 mm, vorzugsweise von 1 bis 5 mm, gießt, wobei dieser Stahl die Zusammensetzung (in Gewichtsprozentsätzen) hat: C% zwischen 0,05 und 0,25, (Mn + Cu + Ni)% zwischen 0,5 und 3, (Si + Al)% zwischen 0,1 und 4, (P + Sn + As + Sb)% kleiner als oder gleich 0,1, (Ti + Nb + V + Zr + seltene Erden)% kleiner als 0,3, Cr% kleiner als 1, Mo% kleiner als 1, V% kleiner als 1, wobei der Rest Eisen und durch die Herstellung verursachte Verunreinigungen sind;
– man eine In-Line-Warmwalzung dieses Bandes bei einer Temperatur, die über der Temperatur Ar₃ dieses Stahls liegt, mit einem Reduktionsgrad zwischen 25 und 70% in einem oder mehreren Stichen durchführt;
– man eine erste Zwangsabkühlung dieses Bandes mit einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 100°C/s vornimmt;
– man das Band bei Temperaturen zwischen 550 und 400°C während der Zeit verweilen lässt, die erforderlich ist, damit eine bainitische Umwandlung mit einem Restaustenitanteil von mehr als 5% stattfindet, wobei gleichzeitig die Bildung von Perlit vermieden wird, und dann diese Umwandlung durch eine zweite Zwangsabkühlung des Bandes unterbricht, die es auf eine Temperatur unter 400°C bringt;
– man eine Wicklung des Bandes bei einer Temperatur unter 350°C durchführt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein dünnes Band aus TRIP-Stahl, das in dem vorhergehenden Verfahren erhältlich ist.
Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung ist also die Verwendung eines Verfahrens zum Stranggießen von Stahl in dünnen Bändern direkt aus flüssigem Metall anstelle eines herkömmlichen Verfahrens zum Gießen von Brammen, die dazu bestimmt sind, auf einem Bandwalzwerk warmgewalzt zu werden. Das auf diese Weise erzeugte Band erfährt eine In-Line-Warmwalzung und dann eine Abkühlung, die es in den Temperaturbereich bringt, in dem die bainitische Umwandlung stattfindet. Es ist also nur einmal, dass diese Umwandlung stattfindet und dass die gesuchte, für TRIP-Stähle typische Mikrostruktur erhalten wurde, während eine zweite Abkühlung stattfindet, die die Umwandlung unterbricht und das Band seiner Wickeltemperatur nähert. Diese liegt bei einem niedrigeren Wert als die der durch das herkömmliche Verfahren hergestellten warmgewalzten Bänder, da die bainitische Umwandlung bereits stattgefunden hat und ein längeres Verweilen des gewickelten Bandes in dem Temperaturbereich, in dem diese Umwandlung stattgefunden hat, die Gefahr einer unerwünschten Änderung der Mikrostruktur mit sich bringen würde.
Die folgende Beschreibung dient zum besseren Verständnis der Erfindung.
Das Stranggießen von dünnen Bändern direkt aus flüssigem Metall ist eine Technik, die seit mehreren Jahren beim Gießen von Kohlenstoffstählen, Inoxstählen und anderen Eisenlegierungen erprobt ist, jedoch noch nie zur Herstellung von TRIP-Stählen verwendet wurde. Die meistens verwendete Technik zum Gießen von dünnen Bändern aus Eisenlegierungen, die im Begriff ist, das industrielle Stadium zu erreichen, ist das so genannte "Gießen zwischen Walzen", bei welchem man flüssiges Metall zwischen zwei angenäherte Walzen mit horizontalen Achsen einführt, die in entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt werden und innen gekühlt werden. Der Gießraum ist seitlich durch Platten aus Feuerfestmaterial geschlossen, die an die ebenen Seitenflächen der Walzen angelegt sind. "Häute" aus verfestigtem Metall bilden sich auf jeder der Walzen und Vereinigen sich im Bereich des Halses (die Zone, in der der Abstand zwischen den zylindrischen Seitenflächen der Walzen am kleinsten ist und im Wesentlichen der für das Band gewünschten Dicke entspricht), um ein erstarrtes Band zu bilden. Vor dem Beginn kann das Band dann verschiedenen thermischen und/oder thermomechanischen Behandlungen unterzogen werden, wie einer oder mehreren Warmwalzungen, Abkühlungen, Erhitzungen ... Eines der wesentlichen Elemente der Erfindung bildet eine besondere Einheit von solchen Behandlungen.
Erfindungsgemäß gießt man einen Stahl, dessen Zusammensetzung folgendermaßen definiert ist (alle Prozentsätze sind Gewichtsprozentsätze).
Sein Kohlenstoffgehalt beträgt 0,005 bis 0,25 %. Die untere Grenze wird für die Stabilisierung des Restaustenits benötigt, die bei der Abkühlung des Bandes durch Abgabe von Kohlenstoff aus der Ferritphase in die Austenitphase stattfindet. Oberhalb von 0,25 % gilt, dass der Stahl nicht mehr die für die gewöhnlichen Anwendungen der TRIP-Stähle erforderliche Schweißbarkeit besitzt.
Sein Mangangehalt beträgt zwischen 0,5 und 3 %. Die Funktion des Mangans ist die Stabilisierung des Austenits (er ist ein gammagenes Element) und die Härtung des Stahls. Unter 0,5 % sind diese Wirkungen nicht ausreichend ausgeprägt. Über 3 % wird die gammagene Wirkung zu stark, um die Bildung einer Ferritmatrix zu gewährleisten, und außerdem sondern sich Mangan übermäßig ab, was die mechanischen Eigenschaften des Bandes beeinträchtigt. Das Mangan kann auch partiell durch Kupfer und/oder Nickel substituiert werden, die auch gammagene Wirkungen haben.
Andererseits kann man fakultativ einen Kupfergehalt zwischen 0,5 und 2 % festlegen (indem man in dem Rahmen Mn + Cu + Ni zwischen 0,5 und 3 % bleibt). Das zugesetzte Kupfer gestattet spezifisch das Erreichen einer Härtung durch Ausfällung. Da Kupfer in Cementit unlöslich ist, gestattet es auch wie Silizium und Aluminium, eine günstige Wirkung für den Restaustenit zu erhalten. Die durch das Gießen von dünnen Bändern auferlegten Bedingungen der schnellen Abkühlung gestatten es anderer seits, die Probleme der Beschädigung des Oberflächenzustands des Produkts zu vermeiden, weswegen man von diesem Kupferzusatz in den durch die herkömmlichen Verfahren erzeugten TRIP-Stählen absieht.
Der Gesamtwert seiner Gehalte an Silizium und Aluminium beträgt 0,1 bis 4 %. Diese Elemente verhindern die Ausfällung von Cementit im Austenit und begünstigen die Bildung von Ferrit bei hoher Temperatur. Gegenüber den gewöhnlich bei TRIP-Stählen angetroffenen Siliziumgehalten (0,2 bis 1,5 %) bemerkt man, dass das erfindungsgemäße Verfahren aus Gründen und unter Bedingungen, die im Nachstehenden erläutert werden, höhere Gehalte zulassen kann.
Der kumulierte Gehalt an Phosphor, Zinn, Arsen, Antimon darf 0,3 % nicht überschreiten, um die Sprödigkeit der Produkte zu begrenzen, und der Phosphorgehalt überschreitet vorzugsweise nicht 0,05 %.
Man kann auch Niob, Vanadium, Zirkonium oder Seltene Erden in Gehalten zusetzen, deren Summe 0,3 % nicht überschreitet. Diese Elemente bilden Carbide, Nitride oder Carbonitride, die das Wachstum des Korns bei hoher Temperatur blockieren und die Festigkeit durch Ausfällungswirkung erhöhen.
Schließlich muss man ein zu starkes Vorhandensein von Elementen vermeiden, die die bainitische Umwandlung verlangsamen würden. Dies ist der Fall bei Chrom, Molybdän und Vanadium. Auf alle Fälle dürfen die Gehalte jedes dieser Elemente 1 % nicht überschreiten. Wahlweise darf der Gesamtwert ihrer Gehalte 0,3 % und noch bevorzugter 0,05 % nicht überschreiten.
Die anderen im Stahl vorliegenden Elemente sind diejenigen, die man gewöhnlich als Verunreinigungen, die sich aus der Herstellung ergeben, in Anteilen vorfindet, die sich nicht merklich auf die gesuchten Eigenschaften der TRIP-Stähle auswirken.
Das flüssige Metall, dessen Zusammensetzung die oben angeführten Kriterien erfüllt, wird auf einer Gießanlage zwischen Walzen so gegossen, dass kontinuierlich ein verfestigtes Band gebildet wird, dessen Dicke von 0,5 bis 10 mm und noch üblicher von 1 bis 5 mm gehen kann. Am Austritt der Walzen durchquert das Band vorzugsweise eine Inertisierungszone, wie eine dichte Kammer, in der man in Nähe des Bandes eine für das Metall nicht oxidierende Atmosphäre aufrechterhält und zwar mit Hilfe einer Einblasung von neutralem Gas (Stickstoff oder Argon), das den Sauerstoffgehalt auf einen sehr niedrigen Wert senkt. Man kann auch vorsehen, dieser Atmosphäre reduzierende Eigenschaften zu verleihen, indem man Wasserstoff einführt.
Das Ziel dieser Inertisierung ist es, zu vermeiden oder zumindest wesentlich einzuschränken, dass sich an der Oberfläche des Bandes Zunder bildet, dessen Anwesenheit im folgenden Warmwalzschritt zum Auftreten von Fehlern wie Zunderablagerungen auf der Oberfläche des Bandes führen würde. Die Inertisierungsvorrichtung kann durch eine Vorrichtung ersetzt oder vervollständigt werden, die eine Entfernung des gebildeten Zunders gewährleisten, beispielsweise eine Einheit von Drehbürsten. Ein Vorteil der Verwendung einer solchen Inertisierungs- und/oder Entzunderungsvorrichtung vor dem Warmwalzen besteht darin, dass sie eine Erhöhung des tolerierbaren Siliziumgehalts des Metalls gestattet. Bei dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von TRIP-Stählen durch Gießen von Brammen – Warmwalzen bevorzugt man nämlich meistens zu vermeiden, den Siliziumgehalt über 0,25 % anzusetzen, da sonst die Bedingungen der Zunderbildung im Allgemeinen so beschaffen sind, dass ein starkes Auftreten von Fayalit (Eisen- und Siliziumoxid) stattfinden würde, der sehr schwer vor dem Warmwalzen zu entfernen ist. In herkömmlichen Anlagen, in denen das Gießen der Brammen und ihre Abkühlung an der freien Luft stattfinden, verweilen die bereits stark verzunderten gegossenen Brammen bei Umgebungstemperatur und müssen in einem außerhalb der Gießstrecke gelegenen Ofen großer Abmessung (deshalb schwer zu inertisieren) wieder erhitzt werden, bevor sie dem Bandwalzwerk zugeführt werden. Um die Bildung von Zunder, der stark mit Fayalit geladen ist, zu begrenzen und auf diese Weise einen korrekten Oberflächenzustand des Bandes zu erhalten, ist es in dem herkömmlichen Herstellungsweg der warmgewalzten TRIP-Stähle vorzuziehen, den Siliziumgehalt des Metalls auf den oben genannten Wert zu begrenzen, während, wie gesagt wurde, höhere Gehalte beträchtliche metallurgische Vorteile bieten würden. Die Verwendung eines Gusses zwischen Walzen mit einem In-Line-Warmwalzwerk hat diesbezüglich den Vorteil, dass es viel leichter ist, die Bildung von Fayalit auf der kurzen Strecke zwischen dem Guss und dem Walzen zu verhindern oder zu begrenzen (oder den Fayalit, der sich bilden konnte, zu entfernen), als in einer herkömmlichen Anlage.
Nach dem Gießen und nach Durchqueren der eventuellen Inertisierungszone wird das Band dann auf bekannte Weise einer In-Line-Warmwalzung unterzogen, um ihm eine Dicke im Allgemeinen zwischen 1 und 3 mm zu verleihen. Diese Walzung muss in einem austenitischen Bereich stattfinden, das heißt also bei einer Temperatur über der Temperatur Ar₃ der gegossenen Sorte. Sie wird mit einem Gesamtreduktionsgrad zwischen 25 und 70 % vorgenommen. Diese In-Line-Warmwalzung hat eine doppelte Aufgabe. Sie muss zunächst die Porositäten wieder schließen, die sich im Inneren des Bandes bei seiner Verfestigung bilden konnten. Sie muss vor allem die aus der Verfestigung sich ergebende Mikrostruktur so "brechen", dass sie affiniert wird und dass es möglich wird, die gewünschte endgültige Mikrostruktur zu erreichen. Diese Warmwalzung kann in einem oder mehreren Stichen, das heißt durch Durchgang des Bandes durch einen einzigen Walzwerkkäfig, oder durch Durchgang des Bandes durch mehrere aufeinander folgende Käfige stattfinden, wobei der erste eine geringe Reduzierung gewährleistet, die zur Schließung der Porositäten dient, und der oder die folgenden die Herstellung der endgültigen Dicke gewährleisten. Man kann beispielsweise die folgenden Drillingspaare (gegossene Dicke/Reduktionsgrad bei der Warmwalzung/endgültige Dicke) vorschlagen:
Tabelle 1: Beispiele von Drillingspaaren (gegossene Dicke/Reduktionsgrad bei der Warmwalzung/endgültige Dicke)
Nach dieser Warmwalzung nimmt man eine erste Zwangsabkühlung des Bandes beispielsweise mit Hilfe einer Besprengung mit Wasser vor. Diese Abkühlung hat das Ziel, im Inneren des Bandes eine Ferritstruktur zu bilden und gleichzeitig das Auftreten von Perlit zu vermeiden. Zu diesem Zweck muss sie bei einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 100°C/s, vorzugsweise zwischen 25 und 80°C/s durchgeführt werden, was mit den gebräuchlichen Technologien der Abkühlung von Bändern mit den betreffenden Dicken vollkommen kompatibel ist. Eine zu geringe Abkühlungsgeschwindigkeit würde das Auftreten von Perlit verursachen, was die bainitische Umwandlung unmöglich machen würde, die eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung darstellt. Eine zu hohe Kühlgeschwindigkeit würde die Gefahr mit sich bringen, dass man nicht die Ferritstruktur erhalten kann, wie sie für die Matrix angestrebt wird, da man direkt in den bainitischen Bereich oder sogar in den martensitischen Bereich übergehen würde. Mit dem bevorzugten Kühlgeschwindigkeitsbereich kann ein optimales Ergebnis am besten erhalten werden.
Diese erste Abkühlung muss hinsichtlich Geschwindigkeit und Dauer so beschaffen sein, dass sie das Band in einen thermischen Zustand bringt, der ein Verweilen des Bandes an der Luft im Temperaturbereich von 550 – 400°C, vorzugsweise 530 – 470°C (um den angestrebten Austenitgrad bei vernünftigen Haltezeiten zu erhalten und gleichzeitig zu gewährleisten, dass sich kein Perlit bilden) während der Zeit gestattet, die erforderlich ist, damit eine bainitische Umwandlung stattfindet, die dem verbleibenden Austenitanteil auf mehr als 5 % stabilisiert und gleichzeitig die Bildung von Perlit vermeidet. Wenn dieses Ergebnis erreicht ist, wird das Band einer zweiten Zwangskühlung beispielsweise durch Besprengen mit Wasser unterzogen, so dass das Band aus dem vorhergehenden Temperatur bereich (also weniger als 400°C) bis zu seiner Wickeltemperatur gebracht wird, die unter 350°C liegen muss. Dieser Wickeltemperaturbereich ist gewählt, um jede größere Änderung der Struktur des gewickelten Bandes zu vermeiden, wie z.B. ein Ausfällen von Carbiden, die den Austenit destabilisieren würde.
Die Verweildauer des Bandes an der Luft ohne Zwangsabkühlung, die erforderlich ist, um die bainitische Umwandlung, wie sie gewünscht wird, zu erreichen, variiert je nach den genauen Gießparametern, und zwar der Zusammensetzung des Bandes und der Durchlaufgeschwindigkeit in der entsprechenden Zone der Anlage. Diese Zeit muss experimentell bestimmt werden, indem man sich mit den gebräuchlichen Umwandlungskurven der betreffenden Stahlsorten behilft, und in Abhängigkeit von dem genauen Restaustenitgrad, den man erhalten möchte. Ein hoher Austenitgrad verbessert die Duktilität, aber umgekehrt führt ein Austenitgrad von weniger als 5 % am Ende der bainitischen Umwandlung zu einer Bildung von Martensit, die nicht ausreicht, um den TRIP-Effekt zu erreichen. Beispielsweise erhält man bei einer Sorte mit 0,2 % Kohlenstoff, 1,5 % Mangan und 1,5 % Silizium einen Austenitgehalt von 6 % bei einem Halten des Bandes während 10 s auf 470°C oder während 20 s auf 530°C. In der Praxis kann die Dauer dieses Aufenthalts im Allgemeinen zwischen 5 und 30 s betragen.
Geht man von der Hypothese aus, dass das gegossene Band eine Anfangsdicke von 3 mm und eine Geschwindigkeit von 60 m/min am Austritt aus den Walzen hat (was auf einer Gießanlage zwischen Walzen üblich ist), so variiert die Laufgeschwindigkeit des warmgewalzten Bandes in der Zone der bainitischen Umwandlung je nach dem Warmwalzgrad, der an es angelegt wurde. Tabelle 2 zeigt Beispiele für Laufgeschwindigkeiten des Bandes in der Zone der bainitischen Umwandlung in Abhängigkeit von dem Warmwalzgrad unter den vorhergehenden Hypothesen
Tabelle 2: Laufgeschwindigkeit des Bands in der Zone der bainitischen Umwandlung in Abhängigkeit von dem Warmwalzgrad (gegossene Dicke 3 mm, Gießgeschwindigkeit 60 m/min)
Wählt man unter diesen Bedingungen eine Bandtemperatur am Ende der Walzung von 900°C, eine Kühlgeschwindigkeit in der ersten Besprengungszone von 50°C/s, ein Verweilen von 10 s bei 500°C in der Zone der bainitischen Umwandlung und eine Kühlgeschwindigkeit in der zweiten Besprengungszone von 50°C/s, um das Band auf weniger als 250°C zu bringen, so braucht das Band 20 bis 25 s, um von dem Walzwerkkäfig bis zu der Wickelanlage zu gelangen. Wenn diese beiden Organe sich in einem Abstand von etwa 40 m befinden, was in einer gebräuchlichen Gießanlage zwischen Walzen vernünftig ist, muss die Laufgeschwindigkeit des Bandes nach seinem Walzen also etwa 2 m/s betragen, was mit den Schlüssen, die man aus Tabelle 2 zieht, vollkommen kompatibel ist. Technologisch stellt die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kein größeres Problem dar. Um das angestrebte Ergebnis zu erreichen, kann man auch auf die Länge der Kühlzonen und auf den Durchsatz der Kühlflüssigkeit in jeder dieser Zonen einwirken. Wenn diese Kühlzonen sich aus einer Folge von Wassersprührohren zusammensetzen, kann man zu diesem Zweck eine veränderliche Anzahl von Rohren einsetzen, um die Länge dieser Zonen flexibel zu regulieren.
Man versteht also, dass der wesentliche Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens das Verweilen des Bandes im Bereich der bainitischen Umwandlung nach seiner Warmwalzung ist, wofür die zweite Abkühlung eine kurze Dauer erfordert, sowie die Durchführung der Wicklung des Bandes in einem Temperaturbereich, in dem die bainitische Umwandlung bereits stattgefunden hat. Dadurch vermeidet man, dass das Ablaufen der bainitischen Umwandlung durch die Erscheinung der Rücknässung beeinträchtigt wird, und macht das Erhalten einer homogenen Mikrostruktur in dem Band sicherer. Die Tatsache, dass das Band durch Gießen zwischen Walzen (oder allgemein durch direktes Gießen von dünnen Bändern von 0,5 bis 10 mm und insbesondere von 1 bis 5 mm Dicke) hergestellt wird und In-Line-warmgewalzt wird, ist eine Bedingung, die für die wirtschaftliche Existenzfähigkeit der Durchführung der bainitischen Umwandlung unter diesen Bedingungen quasi unerlässlich ist. Es wäre nämlich in Betracht zu ziehen, diese bainitische Umwandlung durch Verweilen bei 550 – 400°C während einer bis einigen Sekunden eines aus einem herkömmlichen Bandwalzwerk austretenden Bandes vorzunehmen. Angesichts der üblichen Laufgeschwindigkeiten des Bandes am Austritt aus einem Bandwalzwerk, die wesentlich höher als die Laufgeschwindigkeiten am Austritt eines In-Line-Walzwerks zum Gießen zwischen Walzen sind, würde dies einen übermäßig großen Abstand (etwa 500 m) zwischen dem Austritt des Bandwalzwerks und der Wickelanlage erfordern. Diese Lösung würde dann jede wirtschaftliche Bedeutung verlieren. Indem man außer dem die Warmwalzung und die bainitische Umwandlung In-Line mit dem Gießen durchführt, benötigt man keine energieaufwändige Zwischenerhitzung. Schließlich können die metallurgischen Umwandlungen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden, in dem die Temperatur des Bandes zwischen seinem Guss und seiner Wicklung nur abnimmt, nicht durch Strukturen gestört werden, die durch eine erste Abkühlung des Produkts auf Umgebungstemperatur erhalten worden wären und nach der der Warmwalzung vorhergehenden Erhitzung mindest im Restzustand bleiben würden. Dies könnte der Fall sein, wenn der Herstellungsweg zwischen dem Gießen des Anfangshalbprodukts und dem Wickeln des endgültigen Bandes unkontinuierlich sein müsste.
Nach ihrem Wickeln können die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Bänder auf dieselbe Weise verwendet werden wie die TRIP-Stahlbänder derselben Zusammensetzung, die auf dem herkömmlichen Weg kontinuierliches Gießen von Brammen – Warmwalzung erhalten werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von dünnen Bändern aus TRIP-Stahl, gemäß welchem: – man direkt aus flüssigem Stahl ein Band mit einer Dicke zwischen 0,5 und 10 mm, vorzugsweise von 1 bis 5 mm, gießt, wobei dieser Stahl in Gewichtsprozentsätzen die Zusammensetzung hat: C% zwischen 0,05 und 0,25, (Mn + Cu + Ni)% zwischen 0,5 und 3, (Si + A1)% zwischen 0,1 und 4, (P + Sn + As + Sb)% kleiner als oder gleich 0,1, (Ti + Nb + V + Zr + seltene Erden)% kleiner als 0,3, Cr% kleiner als 1, Mo% kleiner als 1, V% kleiner als 1, wobei der Rest Eisen und durch die Herstellung verursachte Verunreinigungen sind; – man eine In-Line-Warmwalzung dieses Bandes bei einer Temperatur, die über der Temperatur Ar₃ dieses Stahls liegt, mit einem Reduktionsgrad zwischen 25 und 70% in einem oder mehreren Stichen durchführt; – man eine erste Zwangsabkühlung dieses Bandes mit einer Geschwindigkeit zwischen 5 und 100°C/s vornimmt; – man das Band bei Temperaturen zwischen 550 und 400°C während der Zeit verweilen läßt, die erforderlich ist, damit eine bainitische Umwandlung mit einem Restaustenitanteil von mehr als 5% stattfindet, wobei gleichzeitig die Bildung von Perlit vermieden wird, und dann diese Umwandlung durch eine zweite Zwangsabkühlung des Bandes unterbricht, die es auf eine Temperatur unter 400°C bringt; – man eine Wicklung des Bandes bei einer Temperatur unter 350°C durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphorgehalt des Stahls kleiner als oder gleich 0,05% ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwert der Gehalte an Chrom, Molybdän und Vanadium 0,3% nicht überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwert der Gehalte an Chrom, Molybdän und Vanadium 0,05% nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt zwischen 0,5 und 2 % beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der ersten Abkühlung zwischen 25 und 80°C/s beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Band nach der ersten Abkühlung zwischen 530 und 470°C während der Zeit verweilen läßt, die erforderlich ist, damit eine bainitische Umwandlung mit einem Restaustenitanteil von mehr als 5% stattfindet, wobei gleichzeitig die Bildung von Perlit vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Verweilens des Bandes in dem Bereich, in dem die bainitische Umwandlung stattfindet, zwischen 5 und 30 s beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abkühlung das Band auf seine Wickeltemperatur bringt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Band zwischen seinem Guß und seiner Warmwalzung eine Zone durchquert, in der man in Nähe seiner Oberfläche eine für das Metall nicht oxidierende Atmosphäre aufrecht erhält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Warmwalzen einen Arbeitsgang der Entzunderung der Oberfläche des Bandes durchführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Band zwischen zwei angenäherten Walzen mit horizontalen Achsen gegossen wird, die in entgegengesetzten Richtungen in Drehung versetzt und innen gekühlt werden.
Dünnes Band aus TRIP-Stahl, erhalten mit Hilfe eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12.