DE69713639T2 - Stahl, Stahlblech mit hervorragender Bearbeitbarkeit und dessen Herstellungsverfahren durch Elektrostahlofen und Vakuumentgasung - Google Patents

Stahl, Stahlblech mit hervorragender Bearbeitbarkeit und dessen Herstellungsverfahren durch Elektrostahlofen und Vakuumentgasung

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Masahiko Morita
Takashi Sekita
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Erfindungebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Stahl in einem Elektroofen und konkret die Herstellung von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit und Tiefziehbarkeit selbst dann, wenn das in dem Elektroofen verarbeitete eisenhaltige Material beträchtliche Mengen an Fremdelementen, wie beispielsweise Cu und Ni, enthält.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Heutzutage sind in der gesamten Welt Elektroöfen weit verbreitet und tragen maßgeblich zur Produktion von Stahlerzeugnissen, wie beispielsweise von Vorblechen, bei. Einige Arten von Stählen, die mittels Elektroofen hergestellt werden, finden Anwendung als warmgewalzte Stahlbleche, kaltgewalzte Stahlbleche und oberflächenbehandelte Stahlbleche.
  • Allerdings enthalten die Stahlerzeugnisse aus Elektroöfen meist Fremdelemente, da bei dem Ofenprozess Eisenschrott als Ausgangsmaterial eingesetzt wird. Derartige Fremdelemente beeinträchtigen die mechanischen Eigenschaften von Stahlerzeugnissen sowie die inneren und Oberflächenqualitäten von ihnen erheblich. Deshalb waren derartige Stahlerzeugnisse bislang in hochwertigen Stahlblechen, typischerweise bei Automobilstahlblechen, nicht einsetzbar. Somit haben durch das Schmelzen von Alteisen erzeugte Stähle gegenwärtig nur begrenzte Anwendungsmöglichkeiten speziell bei dünnen Stahlblechen; wohingegen der Hochofen-Konverterprozess noch immer der einzige Prozess ist, mit dem Stähle hergestellt werden können, die sich als Werkstoffe für hochwertige Stahlbleche eignen.
  • Demgegenüber besteht ein weltweiter Bedarf an Technologien, die eine wirtschaftliche Herstellung einer Vielzahl guter Stahlarten, einschließlich hochwertiger Stähle, ermöglichen würden.
  • Für den Hochofen-Konverterprozess ist eine umfangreiche Investition erforderlich. Demzufolge wäre jedes weniger kostspielige Verfahren, das die Produktion hochwertiger Stähle mit Hilfe einer kompakten Anlage, wie beispielsweise einem Elektroofen, ermöglicht, äußerst vorteilhaft.
  • Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von hochwertigen, dünnen Stahlblechen vorgeschlagen worden, beispielsweise in den japanischen geprüften Patentoffenlegungsschriften Nr. 44-18066, 53-12889 und 3-56301. All diese vorgeschlagenen Verfahren zielen auf die weitest mögliche Verringerung der Gehalte an C und N ab, sie bewirken jedoch nicht die Entfernung von Fremdelementen, wie beispielsweise Cu und Ni, die bei der Wiederverwertung von Eisenschrott eingeleitet werden, und ziehen dies nicht einmal in Betracht.
  • Stähle, die durch die Wiederverwertung von Eisenschrott mittels Elektroofen hergestellt werden, weisen einen Gehalt an N in Höhe von 0,004 Gew.-% oder mehr auf Zudem können in Alteisen enthaltene Fremdelemente, wie beispielsweise Cu und Ni, nicht effektiv während des Vergütens entfernt werden und verbleiben folglich im Stahl.
  • Unter diesen Umständen stützte sich deshalb die Produktion von warmgewalzten, kaltgewalzten oder oberflächenbehandelten Stahlblechen vor allem dann, wenn eine gute Verarbeitbarkeit und ein gutes Aussehen ausschlaggebend sind, bislang vorrangig auf die Verwendung von geschmolzenem Roheisen und setzte auf das kostspielige Konverter-Vergüten, die Vakuumentgasung, das Warmwalzen und Kaltwalzen, um den Gehalt an N soweit wie möglich zu verringern, wobei gleichzeitig der Einschluss von Fremdelementen soweit wie möglich unterbwnden wird. In der Vergangenheit sind Verfahren zur Herstellung von verarbeitbaren warmgewalzten, kaltgewalzten und oberflächenbehandelten Stahlblechen aus Stählen aus Elektroöfen vorgeschlagen worden, die hohe Gehalte an Fremdelementen aufweisen.
  • Die japanische ungeprüfte Patenschrift Nr. 6-235047 legt ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Stahlbleches offen, das trotz eines hohen Gehaltes an N eine gute Alterungsbeständigkeit und Pressbarkeit aufweist. Das entstehende kaltgewalzte Stahlblech hat jedoch einen C-Gehalt von 0,005 Gew.-% oder mehr und kann folglich nur einen Lankford-Wert (r-Wert) von 1,60 bis 1,78 erreichen, vor allem dann, wenn der Stahl größere Mengen an Fremdelementen enthält. Verdeutlicht wird das durch die Fallbeispiele der Proben Nr. D-2 und D-5 aus der genannten Bezugsquelle, auf die nachfolgend verwiesen wird. Demzufolge weist dieses Stahlblech nicht einmal eine angemessen Tiefziehbarkeit auf.
  • In der japanischen ungeprüften Patenschrift Nr. 4-371528 ist ein Verfahren zum Herstellen eines kaltgewalzten Stahlbleches offengelegt, das sich zum Tiefziehen eignet. Allerdings kommen bei diesem Verfahren Stähle mit abnormal niedrigen Gehalten an N von 0,0025 Gew.-% oder weniger zum Einsatz, was unter dem Gehalt von normalerweise verwendeten Stahlwerkstoffen in Elektroöfen liegt. Darüber hinaus ist die Tiefziehbarkeit des entstehenden Stahls so begrenzt, dass sein r-Wert bei etwa 1,85 oder darunter liegt.
  • Die japanische ungeprüfte Patenschrift Nr. 7-118795 schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Stahlbleches mit guter Verarbeitbarkeit vor. Dieser Stahl hat jedoch einen hohen Gehalt an C von 0,03 Gew.-% oder mehr und kann lediglich einen recht niedrigen r-Wert von 1,83 oder darunter erreichen, sodass keine angemessene Tiefziehbarkeit gewährleistet wird.
  • In der japanischen ungeprüften Patenschrift Nr. 7-157840 ist ein Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Stahlbleches offenbart. Das Erzeugnis verfügt aber über einen C-Gehalt von 0,01 Gew.-% oder mehr und weist deshalb nicht keine gute Verarbeitbarkeit auf.
  • Aus JP-A-5132740 ist ein Verfahren zum Herstellen eines feuerverzinkten Stahlbleches zum Tiefziehen bekannt. Beispiel 6 ist ein Stahlblech mit 0,005% Kohlenstoff, 0,02% Silicium, 0,78% Mangan, 0,076% Phosphor, 0,006% Schwefel, 0,31% Kupfer, 0,15% Nickel, 0,04% Chrom, 0,029% Aluminium, 0,004% Stickstoff, 0,03% Titan und dem Rest Eisen. Die r-Werte des konventionellen Stahlbleches liegen unter oder bei 1,8.
  • Wenngleich bereits verschiedene Verfahren und Technologien zum Herstellen von warmgewalzten, kaltgewalzten oder oberflächenbehandelten Stahlblechen aus Stählen vorgeschlagen wurden, die mittels Elektroofenverfahren hergestellt und reich an Fremdelementen sind, so sind doch all diese Vorschläge noch immer nicht zufriedenstellend. Denn sie ermöglichen ganz einfach keine ausreichende Verarbeitbarkeit.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demzufolge besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile von Fremdmetallen in Vorzüge umzuwandeln und ein Stahlerzeugnis mit einer ausgezeichneten Tiefziehbarkeit zu schaffen, und zwar trotz des Vorliegens von Fremdelementen, wie beispielsweise Cu und Ni. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines Stahlerzeugnisses mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, d. h. mit einem r-Wert von 1,85 oder mehr, aus einem Stahlwerkstoff, der mittels Elektroofenprozess hergestellt wird und Fremdelemente enthält. Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Stahls.
  • Trotz intensiver Studien und Forschungen haben wir festgestellt, dass der Einfluss von C und N auf den r-Wert bei einem Stahl, der Fremdelemente wie Cu und Ni enthält, sich nicht wesentlich unterscheidet von deren Einfluss im Falle von reinem Stahl, der diese Fremdelemente nicht enthält.
  • Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass C und N in Form feiner Einschlüsse, wie Karbide und Nitride, z. B. Titankarbid und Titannitrid, den r-Wert des Stahls beeinträchtigen. Demgegenüber haben wir festgestellt, dass das Verhalten derartiger Einschlüsse auf die Bildung einer rekristallisierten Struktur {111} anders ist als bei der konventionelllen Technik. Konkret haben wir entdeckt, dass es bei Reduzierung der Gehalte an Titankarbiden von Vorteil ist, wenn die Gehalte an Titannitriden auf kritischen Pegeln aufrechterhalten werden, und dass sich dadurch eine überraschende Verbesserung ergibt.
  • Des Weiteren wurde festgestellt, dass ein Weichstahlblech mit ausgezeichneter Tiefziehbarkeit und einem r-Wert von etwa 2,3 oder darüber hergestellt werden kann, wenn die Gehalte an Cu und Ni innerhalb kritisch beschränkter Bereiche aufrechterhalten werden. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass eine weitere Verbesserung der Tiefziehbarkeit auf einen r-Wert von etwa 2,5 oder darüber erreicht werden kann, wenn bei Vorliegen von kritisch gesteuerten Mengen an Cu und Ni das Verhältnis von Mn/S auf 7,0 oder darunter reguliert wird.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf diesen Entdeckungen. Nach einer speziellen Ausführungsform wird ein Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit geschaffen, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird. Die Zusammensetzung dieses Stahls ist in Anspruch 1 definiert.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit geschaffen, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird. Dieser Stahl hat eine Zusammensetzung gemäß Anspruch 8.
  • Des Weiteren schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stahls mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit durch Ausführung eines Elektroofen- Vakuumentgasungs-Prozesses, wobei als das Hauptmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenen Roheisen eingesetzt wird. Das Verfahren umfasst:
  • das Regulieren der Stahlzusammensetzung in einem Elektroofen gemäß Anspruch 13,
  • das Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Elektroofen bei einer Temperatur nicht unter 1 580ºC;
  • das Entgasen des geschmolzenen Stahls in einem Vakuumentgasungsofen, bei dem gleichzeitig erforderliche Legierungsbestandteile zugesetzt werden, um einen Stahl mit einer Zusammensetzung, wie ebenfalls in Anspruch 13 angegeben, auszubilden. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit mittels Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt, wobei als Hauptmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Roheisen eingesetzt wird. Das Verfahren umfasst:
  • das Regulieren der Stahlzusammensetzung in einem Elektroofen gemäß Anspruch 24,
  • das Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Elektroofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1 580ºC;
  • das Entgasen des geschmolzenen Stahls in einem Vakuumentgasungsofen, wobei gleichzeitig Legierungsbestandteile in Mengen zugesetzt werden, durch die eine Stahlzusammensetzung gewonnen wird, die ebenfalls in Anspruch 24 definiert ist;
  • das Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
  • das Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1 300ºC;
  • das Warmwalzen der erhitzten Bramme, dass bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und auf eine Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
  • das Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800 ºC oder darunter;
  • das Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
  • das Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von etwa 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird. Weitere erfindungsgemäße Verfahren sind in den Ansprüchen 34 und 35 definiert.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine Grafik, die den Einfluss von einzelnen Schwankungen des Gehalts an C und N auf die r-Werte eines Stahls zeigt;
  • Fig. 2 ist eine Grafik, die den Einfluss verschiedener Gehalte an Cu sowie Ni auf die r-Werte eines Stahls zeigt;
  • Fig. 3 ist eine Grafik, die den Einfluss des Verhältnisses zwischen Mn/S auf die r- Werte von Stählen zeigt; und
  • Fig. 4 ist Grafik, die den Einfluss der Brammen-Erwärmungstemperatur auf die EI- Werte von Stählen zeigt.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die nachfolgende Beschreibung beginnt mit dem Umreißen der Ergebnisse verschiedener Experimente, die für die vorliegende Erfindung relevant sind.
  • Es wurden Stahlstäbe angefertigt mit der folgenden Zusammensetzung: C: von 0,0010 bis 0,0130 Gew.-%, Si: 0,02 Gew.-%, Mn: 0,03 Gew.-%, P: 0,01 Gew.-%, S. 0,010 Gew.-%, Al: 0,03 Gew.-%, N: 0,0020 bis 0,0130 Gew.-%, Ti: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%, Cu: 0,8 Gew.-%, Ni: 1,0 Gew.-%, O: von 0,0020 bis 0,0050 Gew.-% und den Rest, der im Wesentlichen aus Fe besteht. Jedes Vorblech wurde auf 1050ºC erhitzt und weichgeglüht, warmgewalzt auf eine Endtemperatur von 890ºC, bei 600ºC gewickelt, 1 Stunde lang gehalten, im Ofen abgekühlt, bei einer Walzreduzierung von 80% kaltgewalzt und anschließend bei 830ºC 20 Sekunden lang rekristallisationsgeglüht.
  • Es wurde untersucht, wie sich der Gehalt von C und N der Stähle auf die r-Werte der so entstandenen kaltgewalzten Stahlbleche auswirkt. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 abgebildet.
  • Der Lankford-Wert (r-Wert) wurde entsprechend der folgenden Formel als Durchschnittswert ermittelt, der mit einem Dreipunkt-Messverfahren an jedem Teststück, an das eine Vorspannung von 15% angelegt wurde, und mit einem JIS-5-Zugfestigkeitsprüfer gemessen wurde.
  • r = (rL + 2rD + rc)/4,
  • wobei
  • r: Lankford-Wert (r-Wert)
  • rL: Wert, in Walzrichtung gemessen,
  • rC: Wert, quer zur Walzrichtung gemessen,
  • rD: Wert, 45º zur Walzrichtung gemessen.
  • Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hängt der r-Wert des kaltgewalzten Stahlbleches wesentlich von den C- und N-Gehalten ab. Konkret ließen sich hohe r-Werte über ungefähr 1,85 erreichen, wenn die Bedingungen C ≤ 00050 Gew.-% und N: 0,0040 bis 0,0090 Gew.-% gleichzeitig erfüllt sind.
  • Es wird davon ausgegangen, dass der Einfluss des Gehaltes an C und N auf den r-Wert der Bildung von Carbiden und Nitriden, wie beispielsweise Titankarbid und Titannitrit, zuzuschreiben ist.
  • Wenn der Stahl beträchtliche Mengen an Fremdelementen wie Cu und Ni enthält, unterscheidet sich das Verhalten derartiger Karbide und Nitride auf die Ausbildung einer rekristallisierten Struktur {111} des kaltgewalzten Stahlbleches nach unserer Feststellung von dem Verhalten bei reinem Stahl ohne derartige Fremdelemente. Konkret haben wir festgestellt, dass es bei vorzugsweiser Verringerung der Gehalte an Titankarbiden günstig ist, die Gehalte an Titannitriden auf bestimmten Werten aufrechtzuerhalten und nicht zu verringern, um eine vorteilhafte rekristallisierte Struktur {111}zu erhalten.
  • Dieser vorteilhafte Effekt wird besonders dann spürbar, wenn C ≤ 0,0050 Gew. -% und N: 0,0040 bis 0,0090 Gew.-% gleichzeitig als Bedingungen erfüllt werden. Des Weiteren wurden Vorbleche mit Zusammensetzungen hergestellt, die in etwa enthalten: G: 0,0025 Gew.-%, Si: 0,02 Gew.-%, Mn: 0,13 Gew.-%, P: 0,01 Gew.-%, S. 0,010 Gew.-%, Al: 0,03 Gew.-%, N: 0,0050 Gew.-%, T1 : 0,05 Gew.-%, Cu; 0 bis 3 Gew.-%, Ni: 0 bis 3 Gew.-%, O: 0,0020 bis 0,0050 Gew.-% und im Übrigen im Wesentlichen Fe. Jedes Vorblech wurde auf 1 250ºC erwärmt und weichgeglüht, auf eine Endtemperatur von 890ºC mit einer Gesamtwalzreduzierung von 90% warmgewalzt, eine Stunde lang auf 600ºC gehalten, im Ofen abgekühlt, mit einer Walzreduzierung von 80% kaltgewalzt und anschließend bei 830ºC für eine Dauer von 20 Sekunden rekristallisationsgeglüht.
  • Es wurde untersucht, wie die r-Werte der so entstandenen kaltgewalzten Stahlbleche von den Gehalten an Cu und Ni der Stähle beeinflusst werden. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt.
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, zeigte der r-Wert des kaltgewalzten Stahlbleches eine große Abhängigkeit sowohl von den Gehalten an Cu als auch an Ni. Konkret könnten hohe r-Werte von etwa 2, 3 oder darüber erreicht werden, wenn diese Gehalte so begrenzt werden, dass die folgende Bedingung in etwa erfüllt wird: 0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,015.
  • Die Verbesserung des r-Wertes, die im Ergebnis der Beschränkung des Gehaltes an Cu und Ni auf den oben angegebenen Bereich erreicht wird, ist auf eine feinere Körnung der Kristallkörner des warmgewalzten Stahlbleches zurückzuführen. Konkret werden im Stahl mit moderaten Gehalten an Fremdelementen, wie Cu und Ni, die Kristallkörner des warmgewalzten Stahlbleches feiner gemacht, sodass nach dem Glühen im Anschluss an das Kaltwalzen die rekristallisierte Struktur {111} wächst, wodurch ein hoher r-Wert erzielt wird. Wenn demgegenüber der Gehalt an Cu und Ni zu groß ist, verringert sich der r-Wert, da der Effekt der Kornverfeinerung des warmgewalzten Stahlbleches durch den negativen Effekt aufgehoben wird, der von Cu und Ni in Form fester Lösungen ausgeübt wird.
  • Es hat sich bestätigt, dass der Effekt der Kornverfeinerung im Ergebnis des Vorliegens von Cu und Ni besonders deutlich wird, wenn der C-Gehalt bei etwa 0,005 Gew.-% oder darunter liegt, während der N-Gehalt zwischen etwa 0,0040 und 0,0090 Gew.-% liegt.
  • Darüber hinaus wurden Vorbleche gefertigt mit folgenden Zusammensetzungen: C: 0,0025 Gew.-%, Si: 0,02 Gew.-%, Mn: 0,02 bis 0,30 Gew.-%, P: 0,01 Gew.-%, S. 0,008 bis 0,016 Gew.-%, Al: 0,03 Gew.-%, N: 0,0050 Gew.-%, T1 : 0,05 Gew.-%, Cu: 0,2 Gew.-%, Ni: 0,2 Gew.-%, O: 0,0020 bis 0,0050 Gew.-% und im Übrigen im Wesentlichen Fe. Jedes Vorblech wurde auf 1 250ºC erwärmt und weichgeglüht, auf eine Endtemperatur von 890ºC mit einer Gesamtwalzreduzierung von 90% warmgewalzt, eine Stunde fang auf 600ºC gehalten, im Ofen abgekühlt, mit einer Walzreduzierung von 80% kaltgewalzt und anschließend bei etwa 830ºC für eine Dauer von 20 Sekunden rekristallisationsgeglüht.
  • Es wurde untersucht, wie die r-Werte der so entstandenen kaltgewalzten Stahlbleche von den Gehalten an Mn und S der Stähle beeinflusst werden. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt.
  • Wie aus Fig. 3 hervorgeht, zeigte der r-Wert des kaltgewalzten Stahlbleches eine starke Abhängigkeit vom Mn/S-Verhältnis. Konkret ließen sich hohe r-Werte von etwa 2,5 oder darüber erreichen, wenn das Verhältnis Mn/S auf einen Wert begrenzt wird, der die ungefähre Bedingung von Mn/S ≤ 7,0 erfüllt.
  • Eine weitere Verbesserung des r-Wertes wurde durch Beschränkung des Mn/S- Verhältnisses erreicht. Dies war zurückzuführen auf die Ausfällung von MnS bzw. einer festen Lösung von Mn. Konkret wirkt sich bei dem Stahl mit moderaten Gehalten an Fremdelementen wie Cu und Ni die Ausfällung bzw. der Niederschlag von MnS bzw. einer festen Lösung von Mn stark auf die Ausbildung der rekristallisierten Struktur aus. Demzufolge entsteht die rekristallisierte Struktur {111} nach dem Ausglühen, das im Anschluss an das Kaltwalzen ausgeführt wird, wenn die Bedingung Mn/S ≤ 7,0 erfüllt ist, wodurch ein hoher r-Wert erreicht wird.
  • Es bestätigte sich, dass der oben beschriebene vorteilhafte Effekt besonders dann spürbar ist, wenn der Gehalt an C bei etwa 0,005 Gew.-% oder darunter liegt, während der N-Gehalt zwischen 0,0040 und 0,0090 Gew.-% liegt, wobei der Gehalt an Cu und Ni die Bedingungen erfüllt, wonach in etwa 0,0015 s Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,015. Ausgehend von diesen von den Erfindern entdeckten Fakten schafft die vorliegende Erfindung einen Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit selbst dann, wenn er mittels Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt ist und Fremdmetalle vorliegen. Der Stahl hat eine Zusammensetzung, die umfasst,
  • C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
  • Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
  • Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • O: 0,01 Gew.-% oder weniger
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • Ti: und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
  • B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%
  • wobei der Gehalt an Cu und Ni folgende Bedingung erfüllt:
  • 0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,015
  • Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen.
  • Der erfindungsgemäße Stahl kann eine weitere eingegrenzte Zusammensetzung aufweisen oder zusätzliche Elemente enthalten, wie in den folgenden Varianten angegeben. Es kann ein Stahlblech mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit hergestellt werden, indem die Stahlzusammensetzung weiterhin wie folgt eingeschränkt wird:
  • Si: 0,5 Gew.-% oder darunter
  • Mn: 0,5 Gew.-% oder darunter.
  • Es lässt sich ein Weichstahlblech mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit herstellen, indem die Stahlzusammensetzung wie folgt weiterhin eingegrenzt wird:
  • Si: 0,2 Gew.-% oder darunter
  • Mn: 0,2 Gew.-% oder darunter.
  • Ein hochfestes Stahlblech mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit lässt sich herstellen, indem die Stahlzusammensetzung wie folgt eingeschränkt wird:
  • Si: 1,0 Gew.-% oder darunter
  • Mn: von 0,10 bis 0,6 Gew.-%
  • P: von 0,02 bis 0,0-6 Gew.-%.
  • Der C-Gehalt der Stahlzusammensetzung kann wie folgt eingegrenzt werden:
  • C: 0,0028 Gew.-% oder darunter.
  • Der B-Gehalt der Stahlzusammensetzung kann wie folgt eingegrenzt werden:
  • B: von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%.
  • Der Mn-Gehalt der Stahlzusammensetzung kann wie folgt eingegrenzt werden:
  • Mn: 0,05 Gew.-% oder darunter.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahls ist ein Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs- Prozess hergestellt wird, wobei der Stahl eine Zusammensetzung aufweist, die umfasst:
  • C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
  • Si: 0,001 bis 0,2 Gew.-%
  • P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
  • Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • O: 0,010 Gew.-% oder weniger
  • Mn: 0,001 bis 0,5 Gew.-%
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
  • Ti: von 0,014 bis 0,10 Gew.-%
  • Nb: wahlweise von 0,001 bis 0,10 Gew.-% und
  • B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%
  • wobei der Gehalt an Ti, N, S und Mn die folgende Bedingung erfüllt:
  • Ti/48 - (N/14 + S*/32) ≥ C/12,
  • wobei S* = 32(S/32 - 0,3 Mn/55),
  • wobei die Zusammensetzung des Weiteren enthält:
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • wobei der Gehalt an Cu und Ni die folgende Bedingung erfüllt:
  • 0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150
  • Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen.
  • Die Stahlzusammensetzung nach einer anderen Form des Stahls kann weiterhin eingeschränkt sein oder zusätzliche Elemente enthalten, wie in den folgenden Modifikationen angegeben.
  • Die Stahlkomponenten können in etwa wie folgt weiter eingeschränkt werden:
  • Mn: 0,14 Gew.-% oder darunter und
  • Mn/S ≤ 7,0.
  • Die Stahlzusammensetzung kann eines oder beide Elemente enthalten, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt werden, die besteht aus:
  • Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-% und
  • B: von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%.
  • Der C-Gehalt der Stahlzusammensetzung kann weiterhin in etwa wie folgt eingeschränkt werden:
  • C: 0,0028 Gew.-% oder darunter.
  • Der Mn-Gehalt der Stahlzusammensetzung kann wie folgt eingeschränkt werden:
  • Mn: 0,05 Gew.-% oder darunter.
  • Des Weiteren schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess, wobei als das Hauptmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Roheisen eingesetzt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
  • Regulieren der Stahlzusammensetzung in dem Elektroofen auf eine Zusammensetzung, die umfasst:
  • C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%
  • Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Elektroofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1580ºC;
  • Vakuumentgasen des geschmolzenen Stahls, bei dem gleichzeitig erforderliche Legierungsbestandteile zugesetzt werden, um eine Stahlzusammensetzung auszubilden, die umfasst:
  • C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
  • Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
  • Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • O: 0,01 Gew.-% oder weniger
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • Ti: und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-% und
  • N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
  • Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen; und
  • Rückgewinnen des so hergestellten Stahls.
  • Eine Form des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Stahlherstellung kann wie folgt abgewandelt werden. Die Zusammensetzung des Stahls in dem Elektroofen wird so reguliert, dass sie umfasst:
  • C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%,
  • wobei das Verfahren des Weiteren umfasst:
  • Feinen des aus dem Elektroofen ausgelassenen geschmolzenen Stahls in der Pfanne auf eine Weise, durch die der S-Gehalt in dem geschmolzenen Stahl reguliert wird auf:
  • S: 0,020 Gew.-%,
  • bevor der geschmolzene Stahl dem Vakuumentgasen unterzogen wird.
  • Der Schritt des Entgasens des geschmolzenen Stahls bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen in dem Vakuumentgasungsofen wird im Hinblick auf Si, Mn und P derart ausgeführt, dass die Zusammensetzung so reguliert wird, dass sie umfasst:
  • Si: 0,5 Gew.-% oder darunter
  • Mn: 0,5 Gew.-% oder darunter
  • P: 0,06 Gew.-% oder darunter, und
  • wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
  • Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
  • Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1300ºC;
  • Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und auf eine Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird; und
  • Wickeln des entstehenden warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter.
  • Der Schritt des Entgasens des geschmolzenen Stahls bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen im Hinblick auf Si und Mn wird so reguliert, dass die Zusammensetzung umfasst:
  • Si: 0,2 Gew.-% oder darunter
  • Mn: 0,2 Gew.-% oder darunter und
  • das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
  • Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
  • Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis 1300ºC;
  • Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und einer Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
  • Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
  • Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50%
  • oder darüber ausgeführt wird; und
  • Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
  • Der Schritt des Entgasens des geschmolzenen Stahls bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen bezüglich Si, Mn und P wird so ausgeführt, dass die Zusammensetzung so reguliert wird, dass sie umfasst:
  • Si: 1,0 Gew.-% oder darunter
  • Mn: von 0,10 bis 0,60 Gew.-%
  • P: von 0,02 bis 0,10 Gew.-%; und
  • wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
  • Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
  • Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis 1300ºC;
  • Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und einer Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
  • Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
  • Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
  • Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
  • Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit mit Hilfe eines Elektroofen- Vakuumentgasungs-Prozesses, wobei als Hauptmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Eisen eingesetzt wird, umfasst die folgenden Schritte:
  • Regulieren der Stahlzusammensetzung in einem Elektroofen, so dass sie umfasst:
  • C: 0,03 bis 0,10 Gew.-%
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%
  • Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Ofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1580ºC;
  • Entgasen des geschmolzenen Stahls in einem Vakuum, wobei gleichzeitig Legierungsbestandteile in Mengen zugesetzt werden, durch die eine Stahlzusammensetzung gewonnen wird, die umfasst:
  • C: von 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
  • Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
  • Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • O: 0,010 Gew.-% oder weniger
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
  • Ti: von 0,014 bis 0,10 Gew.-%
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%
  • Nb: wahlweise von 0,001 bis 0,10 Gew.-%,
  • wobei die regulierte Zusammensetzung des Weiteren die folgenden Bedingungen erfüllt:
  • Ti/48 - (N/14 + S*/32) ≥ C/12
  • wobei S* = 32(S/32 - 0,3 Mn/55); und
  • 0,0015 Cu/64 + Ni/59 ≤ 00150;
  • Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen;
  • Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
  • Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis 1300ºC; Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und auf eine Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
  • Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
  • Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
  • Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC der darüber über einen Zeitraum von 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
  • Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann wie folgt abgewandelt werden:
  • Der Schritt des Entgasens bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen im Vakuumentgasungsofen wird so durchgeführt, dass die regulierte Zusammensetzung umfasst:
  • Mn: 0,14 Gew.-% oder weniger
  • und derart, daß die folgende Bedingung erfüllt wird:
  • Mn/S ≤ 7,0.
  • Der Schritt des Entgasens bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen, der in dem Vakkuumentgasungs-Ofen durchgeführt wird, wird so ausgeführt, dass die regulierte Zusammensetzung eines oder beide der Elemente umfasst, die aus Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus:
  • Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-% und
  • B: von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%.
  • Die Temperatur, auf die die Bramme erhitzt wird, reicht von ungefähr von 900 bis 1150ºC.
  • Wenngleich es in der vorangehenden Beschreibung nicht ausdrücklich erwähnt worden ist, ist davon auszugehen, dass beide offengelegten Formen des erfindungsgemäßen Stahls mit beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden können.
  • Jetzt geben wir Gründe für die erfindungsgemäße Beschränkung der Gehalte von Bestandteilen der Stahlzusammensetzung an.
  • C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
  • Als Hauptelement enthält der erfindungsgemäße Stahl im Wesentlichen C. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, ist es erforderlich, dass der C-Gehalt 0,0050 Gew.-% oder weniger beträgt, um einen hohen r-Wert von über 1,85 erreichen zu können. Vorzugsweise liegt der C-Gehalt bei 0,0028 Gew.-% oder weniger, sodass eine weitere Verbesserung bei der Tiefziehbarkeit erreicht werden kann, die über einen r-Wert von 2,1 hinausgeht.
  • Damit ein hoher r-Wert von 2,3 oder darüber bei Vorliegen von später erwähnten angemessenen Mengen an Cu und Ni erreicht wird, muss der C-Gehalt bei etwa 0,0050 Gew.-% oder darunter liegen. Ein C-Gehalt von etwa 0,0050 Gew.-% oder weniger ist zudem eine wesentliche Voraussetzung, um einen weiteren Anstieg des r-Wertes auf etwa 2,5 oder darüber zu erreichen, während gleichzeitig die später erwähnten angemessenen Mengen an Cu und Mn vorhanden sind und das Mn/S-Verhältnis im vorgegebenen Bereich liegt.
  • Die Verringerung des C-Gehaltes auf unter 0,0003 Gew.-% führt zu höheren Kosten bei der Stahlproduktion, ohne dass eine weitere nennenswerte Verbesserung erreicht wird. Aus diesen Gründen liegt der C-Gehalt zwischen 0,0003 und 0,005 Gew.-%.
  • Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Si dient der Festigkeit des Stahls und wird in einer Menge zugesetzt, die dem angestrebten Festigkeitsniveau entspricht. Durch Si-Einschlüsse von mehr als 1,5 Gew.- % wird die Verarbeitbarkeit beeinträchtigt, sodass der Si-Gehalt auf 1,5 Gew.-% oder weniger begrenzt ist. Konkret liegt der Si-Gehalt bei Stahlblechen für eine Weiterverarbeitung, z. B. bei warmgewalzten Stahlblechen, vorzugsweise bei 0,5 Gew.-% oder weniger. Der Si-Gehalt in Weichstahlblechen mit hoher Verarbeitbarkeit beträgt vorzugsweise 0,2 Gew.-% oder weniger. Der Si-Gehalt für hochfeste Stahlbleche für eine Verarbeitung liegt vorzugsweise bei 1,0 Gew.-% oder weniger.
  • Eine Reduzierung des Si-Gehaltes führt zu höheren Produktionskosten, ohne dass dadurch ein positiver Effekt erzielt wird. Daher wird der Si-Gehalt auf einen Bereich zwischen 0,001 und 1,5 Gew.-% begrenzt.
  • Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Durch Mn wird Stahl fester, genau wie im Falle von Si, und es wird entsprechend dem angestrebten Festigkeitsniveau beigegeben. Der Mn-Gehalt ist auf 1,5 Gew. -% oder weniger begrenzt, da ein Einschluss von Mn oberhalb dieser Menge die Bearbeitungsfähigkeit des Stahls beeinträchtigt. Vorzugsweise liegt der Mn-Gehalt bei 0,5 Gew.-% oder weniger im Falle von Stahlblechen zur Weiterverarbeitung, wie beispielsweise bei warmgewalzten Stahlblechen und kaltgewalzten Stahlblechen. Der Mn Gehalt bei Weichstahlblechen mit hoher Verarbeitungsfähigkeit beträgt vorzugsweise 0,2 Gew.-% oder weniger und im Falle von hochfesten Stahlblechen zur Weiterverarbeitung 0,10 bis 0,60 Gew.-%. Im Falle von Weichstahlblechen mit hoher Verarbeitungsfähigkeit kann der Mn-Gehalt bei 0,5 Gew.-% oder weniger bei gleichzeitigem Vorliegen geeigneter Mengen an Cu und Ni liegen und bei 0,1 Gew.-% oder weniger bei Vorliegen geeigneter Mengen an Cu und Ni, während zugleich das Mn/S-Verhältnis in den vorgegebenen Bereich fällt.
  • Konventionell ist mit der Zugabe von Mn beabsichtigt, eine Rotwarmbrüchigkeit oder Sprödigkeit zu verhindern, die auf das Vorliegen von S zurückzuführen ist. Erfindungsgemäß wird Mn zur Verfestigung des Stahls zugesetzt, da die S-Komponente im Stahl ausgefällt und in Form von TiS fest wird. Deshalb ist es von Vorteil, den Mn- Gehalt auf 0,05 Gew. -% oder weniger zu verringern, wenn eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit mehr Bedeutung beigemessen wird als der Verbesserung der Festigkeit.
  • Eine Verringerung des Mn-Gehaltes auf unter 0,001 Gew.-% führt zu erhöhten Produktionskosten, ohne dabei einen weiteren nennenswerten Effekt zu erzielen. Deshalb wird der Mn-Gehalt auf einen Bereich zwischen 0,001 und 1,5 Gew.-% begrenzt.
  • P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
  • Eine größere Festigkeit des Stahls wird ebenfalls durch Zugabe von P erreicht. Daher wird dieses Element entsprechend der gewünschten Festigkeit beigegeben. Ein Einschluss von P von mehr als 0,06 Gew.-% beeinträchtigt allerdings die Verarbeitbarkeit und erhöht die Brüchigkeit. Daher ist der P-Gehalt auf 0,06 Gew.-% oder weniger begrenzt. Im Falle von Stahlblechen zur Verarbeitung, wie beispielsweise warmgewalzte Stahlbleche, liegt der P-Gehalt vorzugsweise bei 0,06 Gew.-% oder weniger. Für Weichstahlbleche mit hoher Verarbeitbarkeit beträgt der P-Gehalt vorzugsweise 0,06 Gew.-% oder weniger und bei hochfesten Stahlblechen zur Weiterverarbeitung liegt der P-Gehalt vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,06 Gew.-%. Eine Verringerung des P-Gehaltes auf unter 0,01 Gew.-% lässt lediglich die Produktionskosten ansteigen, ohne einen weiteren positiven Effekt zu erzielen. Aus diesem Grund wird der P-Gehaft so gewählt, dass der in den Bereich zwischen 0,001 und 0,10 Gew.-% fällt.
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • Ein Anstieg von S in dem Stahl führt meist zu einer Rotwarmbrüchigkeit und zum daraus folgenden Brechen. Konventionelle wurde eine solche Rotwarmbrüchigkeit vermieden, indem die Bildung von MnS, wie oben beschrieben, unterstützt wurde.
  • Erfindungsgemäß jedoch wird das meiste S im Stahl ausgefällt und verfestigt sich in Form von TiS.
  • Dennoch sollte ein zu hoher Gehalt an S vermieden werden. Deshalb übersteigt der S-Gehalt nicht 0,020 Gew.-%.
  • Andererseits entstehen durch eine Verringerung des S-Gehaltes unter 0,0001 Gew.-% bloß höhere Produktionskosten ohne jeden weiteren nutzbringenden Effekt. Bei der vorliegenden Erfindung ist deshalb der S-Gehalt auf einen Bereich zwischen 0,0001 und 0,02 Gew.-% begrenzt. Wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 der Zeichnungen erläutert, lässt sich eine weitere verbesserte Tiefziehbarkeit, also ein r- Wert von 2,5 oder mehr, erreichen, wenn das Verhältnis zwischen Mn und S auf 7,0 oder weniger eingestellt ist. Erfindungsgemäß werden die Gehalte Mn und S vorzugsweise so festgelegt, dass das Mn/S-Verhältnis 7,0 oder weniger beträgt.
  • Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • Al trägt nicht nur zur Reduktion bei, sondern auch zur Verbesserung der Ausbeute an Karbid-/Nitridbildnern. Die Wirkung des Einschlusses von Al ist allerdings gesättigt, wenn der Al-Gehalt auf über 0,10 Gew.-% angehoben wird. Vielmehr beeinträchtigt ein derartiger Anstieg des Al-Gehaltes die Verarbeitbarkeit des Stahls. Eine Verringerung des Al-Gehaltes auf unter 0,001 Gew.-% führt demgegenüber zu höheren Produktionskosten ohne erkennbaren Effekt. Erfindungsgemäß liegt der Al-Gehalt daher im Bereich von 0,001 bis 0,10 Gew.-%.
  • 0 : 0,01 Gew.-% oder weniger
  • Je geringer der O-Gehalt, desto größer die Verarbeitbarkeit. Ein O-Gehalt, der nicht größer ist als 0,01 Gew.-%, führt jedoch nicht zu einer wesentlichen Verschlechterung. Daher ist der O-Gehalt auf 0,01 Gew.-% oder weniger begrenzt.
  • N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
  • N ist erfindungsgemäß von besonderer Bedeutung. Es ist ausschlaggebend, dass N in einer Menge von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-% vorliegt. Dies liegt, wie bereits erwähnt, an dem Einfluss von N auf den r-Wert bei Vorliegen von Fremdelementen, wie beispielsweise Cu und Ni, der nach Erkenntnissen der Erfinder anders ist als bei reinem Stahl ohne solche Fremdelemente. Konkret ist das Vorliegen einer angemessenen Menge an Titannitrid wesentlich, um eine effiziente Bildung von einer rekristallisierten Struktur {111} zu ermöglichen. Aus diesem Grund liegt der N-Gehalt im erfindungsgemäßen Stahl in dem oben erwähnten Bereich, der im Vergleich zu konventionellen Stählen für die Weiterverarbeitung recht hoch ist.
  • Ti und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • Sowohl Ti als auch Nb sind wichtige Elemente des erfindungsgemäßen Stahls. Diese Elemente dienen dem wirksamen Verringern von C und N in Form einer festen Lösung durch Ausfällen und von deren Verfestigung in Form von Karbiden oder Nitriden, wodurch eine Verringerung der Verarbeitbarkeit infolge des Vorliegens von festem gelösten C und N unterdrückt wird. Darüber hinaus trägt eine geeignete Menge an in dem Stahl verbleibenden Nitrid zur Verbesserung des r-Wertes bei. Die Wirkung des Zusatzes dieser Elemente, einzeln oder in Kombination, ist nicht erkennbar, wenn der Gehalt unter 0,001 Gew.-% liegt, zudem wird keine weitere Verbesserung durch Zusatz dieser Elemente in Höhe von mehr als 0,10 Gew.-% erreicht. Vielmehr führt ein Einschluss dieser Elemente in einer Menge von mehr als 0,10 Gew.-% zu einer Verringerung der Verarbeitbarkeit. Aus diesen Gründen schwanke erfindungsgemäß die Gehalte bzw. der Gehalt von Pi und/oder Nb zwischen 0,001 und 0,10 Gew.-%.
  • Ti in Kombination mit N und S im Stahl führt zum Ausfällen von Titannitrid und Titansulfid, wodurch wiederum wirksam die Ausbildung der rekristallisierten Stahlstruktur {111} gefördert wird, was ein Faktor für die Verbesserung von dessen Tiefziehbarkeit ist. Um diesen Effekt tatsächlich erkennbar zu machen, erfüllt der Ti-Gehalt vorzugsweise die folgende Bedingung:
  • Ti/48 - (N/14 + S*/32) ≥ C/12,
  • wobei S* = 32(S/32 - 0,3 Mn/55).
  • Um einen hohen r-Wert von etwa 2, 3 oder mehr bei Vorliegen geeigneter Mengen an Cu und Ni zu erreichen, müssen die Bedingungen der obigen Formeln erfüllt sein. In einem solchen Fall ist der Effekt des Zugebens von Ti nicht erkennbar, wenn der Ti- Gehalt kleiner als 0,014 Gew.-% ist. Ein Gehalt von Ti von mehr als 0,10 Gew.-% führt lediglich zu einer Sättigung des Effektes, beeinträchtigt aber zugleich die Tiefziehbarkeit. Aus diesen Gründen liegt der Ti-Gehalt im erfindungsgemäßen Stahl zwischen 0,014 und 0,10 Gew.-%.
  • Es wird angenommen, dass S* Null (0) beträgt, wenn (S/32 - 0,3 Mn/55) kleiner als Null(O) ist.
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Vom Standpunkt der Verarbeitbarkeit aus betrachtet, wurde Cu bislang als ein Element angesehen, dass möglichst nicht vorhanden sein sollte. Wie allerdings bereits beschrieben, wurde entdeckt, dass der unerwünschte Effekt von Cu unterdrückt werden kann, wenn dessen Gehalt 0,96 Gew.-% oder weniger beträgt, und dass er anstatt dessen positiv zu einer Verfeinerung der Kristallkörner von warmgewalzten Stahlblechen beiträgt, vorausgesetzt, der Gehalt C und N im Stahl wird auf geeignete Weise reguliert. Deshalb wird der Cu-Gehalt erfindungsgemäß auf 0,96 Gew.-% oder weniger eingestellt.
  • Zudem lässt sich eine weitere Verbesserung der Verarbeitbarkeit, konkret der Tiefziehbarkeit, ausgedrückt durch einen r-Wert von 2,3 oder mehr, erreichen, wenn der Cu-Gehalt auf 0,96 Gew.-% oder weniger gesenkt wird, vorausgesetzt, der Gehalt an C und N wird auf geeignete Weise reguliert. Darüber hinaus trägt Cu zur Verfeinerung der Kristallkörner der warmgewalzten Stahlbleche bei. Bei dem erfindungsgemäßen Weichstahl mit hoher Verarbeitbarkeit und einem r-Wert von 2,3 oder mehr ist der Cu-Gehalt deshalb auf einen Bereich zwischen 0,02 und weniger 0,96 Gew. -% begrenzt.
  • Bei der gewöhnlichen Wiederverwertung von Eisenschrott mit Hilfe eines Elektroofens enthält der entstehende Stahl mindestens 0,02 Gew.-% Cu.
  • Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
  • Ein Stahlblech mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, konkret mit einer Tiefziehbarkeit, die einem r-Wert von 2,3 oder mehr entspricht, lässt sich herstellen, wenn der Ni-Gehalt auf einen Wert von höchstens 0,88 Gew.-% begrenzt ist und dabei der Gehalt an C und N erfindungsgemäß reguliert wird. Ni dient zudem der Verfeinerung der Kristallkörner von warmgewalzten Stahlblechen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Weichstahl mit hoher Verarbeitbarkeit und einem r-Wert von 2,3 oder mehr ist der Ni-Gehalt daher auf 0,02 bis weniger 0,88 Gew.-% begrenzt.
  • Bei der gewöhnlichen Wiederverwertung von Eisenschrott mit Hilfe eines Elektroofens enthält der entstehende Stahl mindestens 0,02 Gew.-% Ni.
  • 0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 0,0150
  • Wie bereits zuvor angesprochen, trägt der Einschluss geeigneter Mengen an Cu und Ni zur Verfeinerung der Kristallkörner von warmgewalzten Stahlblechen bei. Damit dieser Effekt in einem Stahlblech zur Weiterverarbeitung und mit einem hohen r-Wert von 2, 3 oder höher erreicht wird, müssen die Gehalte an Cu und Ni im Hinblick auf (Cu/64 + Ni/59) 0,0015 oder mehr betragen. Das Vorliegen von Cu und Ni in einer Menge von mehr als 0,0150 erzeugt jedoch einen unerwünschten Effekt, der durch das in Form von festen Lösungen vorliegende Cu und Ni erzeugt wird. Aus diesen Gründen werden der Cu-Gehalt und der Ni-Gehalt so festgelegt, dass die Bedingung 0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150 erfüllt wird. Wenn der Cu- und der Ni-Gehalt so ausgewählt werden, dass dieses Erfordernis erfüllt ist, lässt sich ein Stahlblech mit einem r-Wert herstellen, der 2,3 oder mehr beträgt.
  • Bei derartigen Stahlblechen mit einem hohen r-Wert von 2,3 oder mehr werden die Gehalte an Nb und B wie folgt festgelegt:
  • Nb: von 0,01 bis 0,10 Gew.-%
  • Nb ist ein Karbidbildner und trägt auch zur Verfeinerung der Kristallkörner von warmgewazten Stahlblechen bei. Diese Effekte sind jedoch nicht erkennbar, wenn der Nb- Gehalt unter 0,001 Gew.-% liegt. Anderseits beeinträchtigt eine Erhöhung des Nb- Gehaltes über etwa 0,10 Gew.-% hinaus die Tiefziehbarkeit, ohne dass dadurch ein weiterer positiver Effekt erzielt wird. Deshalb ist der Nb-Gehalt auf einen Bereich von 0,001 bis 0,10 Gew.-% begrenzt.
  • B: von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%
  • B ist ein Elemen, das zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber sekundärer Arbeitsbrüchigkeit beiträgt. Dieser Effekt tritt allerdings nicht zutage, wenn der B- Gehalt 0,0001 Gew.-% oder weniger beträgt, wohingegen dann, wenn der B-Gehalt 0,010 Gew.-% übersteigt, die Tiefziehbarkeit beeinträchtigt wird. Wenn B beigegeben wird, so sollte dessen Gehalt zwischen 0,0001 und 0,010 Gew.-% liegen.
  • Von den Vorteilen der vorliegenden Erfindung kann vor allem dann profitiert werden, wenn die folgenden Elemente in den nachstehend angegebenen Mengen enthalten sind:
  • Cr ≤ 1,0 Gew.-%, Mo ≤ 0,5 Gew.-%
  • Genau wie im Falle von Cu und Ni haben auch Cr und Mo nicht nur eine negative Auswirkung auf die Verarbeitbarkeit des Stahls, sondern tragen vielmehr wirksam zur Verfeinerung der Kristallkörner von warmgewalzten Stahlblechen bei, vorausgesetzt, deren Gehalt erfüllt die oben angegebenen Bedingungen.
  • Im Allgemeinen liegen die Grenzwerte der Gehalte unvermeidlicher Einschlüsse an Cr und Mo bei jeweils in etwa 0,02 Gew.-% bzw. etwa 0,005 Gew.-%.
  • Sb ≤ etwa 0,01 Gew.-%, Sn ≤ etwa 0,1 Gew.-%, V ≤ etwa 0,01 Gew.-%,
  • Zn etwa 0,01 Gew.-%, Co ≤ etwa 0,1 Gew.-%
  • Sb, Sn, V und Zn bringen keine unerwünschten Effekte auf die Stahlverarbeitbarkeit hervor, sondern tragen vielmehr zur Verbesserung des Aussehens von Oberflächen warmgewalzter Stahlbleche und kaltgewalzter Stahlbleche bei, vorausgesetzt, ihre Gehalte erfüllen die obigen Bedingungen. Weshalb sie dazu beitragen, ist nicht eindeutig, es wird jedoch vermutet, dass es auf eine Anreicherung der Oberflächen mit diesen Spurenelementen während des Abrollens (Wickelns - coiling) nach dem Warmwalzen zurückzuführen ist. Um einen positiven Effekt zu erzielen, liegen die Gehalte dieser Elemente vorzugsweise innerhalb der folgenden Bereiche:
  • Sb: von etwa 0,0005 bis 0,01 Gew.-%, Sn: von etwa 0,001 bis 0,1 Gew.-%, V: von etwa 0,0001 bis 0,01 Gew.-%, Zn: von etwa 0,0005 bis 0,01 Gew.-%, Co: von etwa 0,0005 bis 0,1 Gew.-%
  • Wendet man sich nun dem erfindungsgemäßen Verfahren zu, so werden für die Weiterverarbeitung geeignete Stähle mit dem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt. Die Zusammensetzung und die Temperatur des Stahls beim Auslassen aus dem Elektroofen sind wie folgt:
  • C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
  • Jeder C-Gehalt unter 0,03 Gew.-% zum Zeitpunkt des Auslassens aus dem Elektroofen führt aus wirtschaftlicher Sicht nicht nur unerwünschte Effekte herbei, z. B. eine Verringerung der Ausbeute, sondern zugleich erschwert er infolge einer höheren Stickstoffabsorption durch den geschmolzenen Stahl das Erfüllen der Bedingung N ≤ 0,0090 Gew.-%, die im nachfolgenden Vakuumentgasungsschritt erreicht werden muss. Andererseits wird es durch das Vorliegen einer großen Menge an C von mehr als 0,10 Gew.-% schwierig, den Stahl im nachfolgenden Vakuumentgasungsschritt auf das geforderte Niveau zu frischen.
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%, Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-% Diese Elemente stammen aus dem Eisenschrott, der als Eisenquelle genutzt wird. Durch das Vorliegen zu großer Mengen dieser Elemente wird es unmöglich, den vorteilhaften Effekt der Erfindung zu erzielen, selbst wenn die Gehalte an C und N des Stahls angemessen reguliert werden. Deshalb sind die Gehalte an Cu und Ni auf die oben angegebenen Bereiche begrenzt.
  • Wenn Cu und Ni einmal vorhanden sind, können sie kaum entfernt werden. Deshalb ist es notwendig, die Qualität und Zusammensetzung des Eisenschrotts, der verwendet wird, so zu steuern, dass die Gehalte an Cu und Ni innerhalb der oben vorgegebenen Bereiche aufrechterhalten werden.
  • S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
  • Es ist ebenfalls schwierig, den S-Gehalt in einem nachfolgenden Vakuumentgasungsschritt zu reduzieren. Deshallb ist es erforderlich, den S-Gehält zum Zeitpunkt des Auslassens aus dem Elektroofen auf 0,020 Gew.-% oder weniger abzusenken.
  • Wenn es sich als nicht einfach erweist, den Stahl im Elektroofen zu entschwefeln, ist es angeraten, eine Pfannen-Vergütungsbehandlung durchzuführen, um so den Stahl auf das geforderte Niveau zu entschwefeln.
  • N: 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%
  • Der Gehalt an N lässt sich in einem anschließenden Vakuumentgasungsschritt reduzieren. Wenn man allerdings bedenkt, dass eine Absorption von N unvermeidbar ist, ist es wünschenswert, den N-Gehalt im Verlaufe des Schmelzens im Elektroofen auf das geforderte Niveau zu senken. Daher wird der N-Gehalt des Stahls beim Auslassen aus dem Elektroofen zwischen 0,0040 und 0,0150 Gew.-% eingegrenzt.
  • Wenn die oben vorgegebene Zusammensetzung des geschmolzenen Stahls beim Auslassen aus dem Elektroofen erreicht werden kann, während Eisenschrott allein als Eisenquelle genutzt wird, braucht kein geschmolzenes Roheisen zugegeben werden. Wenn jedoch die Zusammensetzung des geschmolzenen Stahls, wie oben angegeben, durch Verwendung von Eisenschrott allein nur schwer erreicht werden kann, ist es möglich, Roheisen zusammen mit Eisenschrott einzusetzen. Der Begriff "Roheisen" schließt hier nicht nur geschmolzenes Eisen ein, das durch den Hochofenprozess gewonnen wurde, sowie Eisen, das aus geschmolzenem Eisen gekühlt und verfestigt wurde, sondern auch Roheisen im geschmolzenen oder verfestigten Zustand, das durch Verfahren, wie beispielsweise den COREX-Prozess oder den DIOS-Prozess oder dergleichen sowie durch das HBI-(Hot Briquette lron)-Verfahren gewonnen wurde.
  • Wenn derartiges Roheisen verwendet wird, sollte das Verhältnis zwischen dem Gehalt an diesem Roheisen und dem gesamten eingesetzten Material derart begrenzt werden, dass es 80 Gew.-% nicht übersteigt, denn ansonsten ist eine große Sauerstoffmenge erforderlich, um den im Roheisen vorhandenen Kohlenstoff durch Entkohlung zu entfernen. Eine solche Entkohlung ist unpraktisch, weil sie sehr lange dauert, und ist daher unwirtschaftlich. Darüber hinaus kommt es während der Entkohlung meist zu dem Phänomen des "Kochens".
  • Stahlschmelzternperatur beim Auslassen: etwa 1 580ºC oder darüber. Wenn die Temperatur des geschmolzenen Stahls zum Zeitpunkt des Auslassens aus dem Elektroofen unter etwa 1 580ºC liegt, ist die Temperatur des geschmolzenen Stahls in der Pfanne zu niedrig. Als Folge davon dauert das sekundäre Vergüten sehr lange, oder aber es ist im schlimmsten Fall gar nicht ausführbar. Aus diesen Gründen ist die Temperatur der Stahlschmelze zum Zeitpunkt des Auslassens aus dem Elektroofen auf Werte von etwa 1 580ºC oder darüber eingegrenzt. Wenn der Prozess in der Pfanne auch eine Entschwefelung einschließt, kann die Temperatur der Stahlschmelze zum Zeitpunkt des Auslassens aus dem Elektroofen bei etwa 1 550ºC oder darüber liegen, denn in einem derartigen Fall ist es möglich, die Stahlschmelze zu erhitzen, während sie sich in der Pfanne befindet. Konkret kann die in der Pfanne aufgenommene Stahlschmelze auf eine Temperatur erhitzt werden, die zur Entschwefelung und zum anschließenden Vakuumentgasen notwenig ist.
  • Es folgt nun eine Beschreibung des Vakuumentgasungsvorgangs. Während dieses Vorgangs werden der Stahlschmelze aus dem Elektroofen Legierungsbestandteile beigegeben, während die Stahlschmelze unter einem Vakuum entgast wird. Im Speziellen erfolgt die Zugabe der Legierungsbestandteile so, dass die folgende Stahlzusammensetzung erreicht wird, wobei der Gehalt an C, N und O auf die nachstehend abgebildeten Werte gesenkt wird:
  • C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
  • N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
  • O: 0,01 Gew.-% oder weniger.
  • Im Ergebnis des Zusatzes der Legierungsbestandteile werden gleichzeitig etwa die folgenden Gehalte erzielt:
  • Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
  • Ti und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
  • P: 0,06 Gew.-% oder weniger
  • Al: 0,10 Gew.-% oder weniger
  • S: 0,020 Gew.-% oder weniger
  • Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
  • Ni: 2,0 Gew.-% oder weniger
  • Wenn darüber hinaus B zugegeben wird, wird dessen Gehalt wie folgt reguliert:
  • B: von 0,0001 bis 0,0100 Gew.-%
  • Die Vakuumentgasung kann im Allgemeinen nach dem RH-Verfahren oder dem DH- Verfahren ausgeführt werden. Es ist möglich, gleichzeitig das Sauerstoffblasen auszuführen. Vorzugsweise erfolgt das Sauerstoffblasen mit Hilfe einer Blaslanze. Von Vorteil ist bei dieser Art des Sauerstoffblasens, dass die Entkohlung gefördert und zugleich die Temperatur der Stahlschmelze angehoben wird. Allerdings liegt es auch auf der Hand, dass das Sauerstoffblasen durch die Wand des Entgasungsofens erfolgen kann, und zwar zusätzlich oder anstelle des Sauerstoffblasens, bei dem eine Blaslanze zum Einsatz kommt.
  • Die endgültige Stahlzusammensetzung schwankt je nach der Art des verarbeitbaren Stahls, der entstehen soll. Erfindungsgemäß wird die Stahlzusammensetzung im Verlaufe der Vakuumentgasung auf die Zusammensetzung des zu schaffenden Enderzeugnisses reguliert. Anschließend wird die derart auf die gewünschte Zusammensetzung eingestellte Stahlschmelze den folgenden Schritten unterzogen, um aus ihr dünne Stahlbleche zu formen:
  • Der Gießschritt:
  • Wenngleich keine besondere Beschränkung im Hinblick auf das Gießverfahren auferlegt wird, so wird aus dem Blickwinkel der Produktionseffektivität das Stranggießen bevorzugt.
  • Erhitzen der Bramme:
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, dass C und N, die in Form fester Lösungsprodukte vorliegen, ausgefällt werden und sich in Form von Karbiden und Nitriden verfestigen. Des Weiteren ist es ausschlaggebend und auch wirksam, dass die S-Komponente des Stahls ausgefällt wird und sich in Form von TiS verfestigt, denn das Verfestigen von S-Bestandteilen trägt nicht nur zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber einer Rotwarmbrüchigkeit bei, sondern auch zu einer Verbesserung der Verarbeitbarkeit. Damit die Karbide, Nitride und TiS effizient ausgebildet werden, ist die Brammenerhitzungstemperatur vorzugsweise niedrig. Konkret lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile dann wirksam erreichen, wenn die Brammenerhitzungsternperatur bei etwa 1 300ºC oder darunter liegt. Um eine weitere Verbesserung der Verarbeitbarkeit zu erreichen, beträgt die Brammenerhitzungstemperatur vorzugsweise etwa 1 150ºC oder weniger. Dies liegt daran, dass eine hohe El- Eigenschaft kaum erreichbar ist, wenn die Brammenerhitzungstemperatur über 1 150 ºC liegt, da teilweise die Vergröberung der Ausscheidungsprodukte behindert wird, sodass Fremdelemente, wie beispielsweise Cu und Ni, das Wachstum der Kristallkörner während des Kaitwalzens und des Glühens aufhalten können.
  • Es wurden Vorbleche angefertigt, die Zusammensetzungen aufweisen mit: C: 0,0025 Gew.-%, Si: 0,02 Gew.-%, Mn: 0,13 Gew.-%, P: 0,01 Gew.-%, S. 0,010 Gew.-%, Al: 0,03 Gew.-%, N: 0,0050 Gew.-%, T1 : 0,05 Gew.-%, Cu: 0,3 Gew.-%, Ni: 0,2 Gew.-%, Cu/64 + Ni/59 = 0,0081; O: 0,0020 bis 0,0050 Gew.-% und im Übrigen im Wesentlichen Fe. Die Vorbleche wurden erhitzt und bei Temperaturen zwischen etwa 950 und 1 250ºC weichgeglüht, auf eine Endtemperatur von etwa 890ºC und mit einer Gesamtwalzreduzierung von 90% warmgewalzt, bei etwa 600ºC gewickelt und etwa eine Stunde lang sanft abgekühlt (luftgekühlt). Anschließend wurde jedes warmgewalzfe Stahlblech einem Kaltwalzvorgang bei einer Walzreduzierung von etwa 80% unterzogen, gefolgt vom Rekristallisationsglühen bei etwa 830ºC für eine Dauer von etwa 20 Sekunden.
  • Untersucht wurde daraufhin der Einfluss der Brammenerhitzungstemperatur auf die EI-Eigenschaft (Streckeigenschaft) der so erhaltenen kaltgewalzten Stahlbleche, wobei die Ergebnisse in Fig. 4 abgebildet sind.
  • Wie aus Fig. 4 deutlich wird, zeigte die EI-Eigenschaft des kaltgewalzten Stahlbleches eine weitgehende Abhängigkeit von der Brammenerhitzungstemperatur. Konkret ließe sich ein hoher EI-Wert von etwa 54% oder darüber erreichen, wenn die Brammenerhitzungstemperatur auf etwa 1 150ºC oder weniger eingestellt wird.
  • Es wird davon ausgegangen, dass eine derartige Abhängigkeit der EI-Eigenschaft von der Brammenerhitzungstemperatur auf die Ausscheidungsprodukte in den warmgewalzten Stahlblechen zurückzuführen ist. Konkret geht man davon aus, dass bei Stählen, die geeignete Mengen an Fremdelementen, wie beispielsweise Cu und Ni, enthalten, die Vergröberung der Niederschlagsprodukte als Folge einer Brammenerhitzungstemperatur von etwa 1 150ºC oder weniger nicht behindert wird, wenngleich die Kristallkörner in dem Stahlblech beim Warmwalzen feiner gemacht werden, sodass das Wachstum der Kristallkörner während des Kaltwalzens und des anschließenden Glühens unterstützt wird und dadurch hohe EI-Werte entstehen. Dieser vorteilhafte Effekt wird besonders dann erkennbar, wenn sämtliche der folgenden Näherungsbedingungen gleichzeitig erfüllt werden: C ≤ 0,005 Gew.-%, 0,0040 ≤ N ≤ 0,0090 Gew.-% und 0,0015 Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150.
  • Eine Absenkung der Brammenerhitzungstemperatur auf unter etwa 900ºC bewirkt jedoch keine weitere Verbesserung der Verarbeitbarkeit. Vielmehr werden Schwierigkeiten infolge der größer werdenden Walzreduzierung erkennbar, wenn die Brammenerhitzungstemperatur auf einen derart niedrigen Wert sinkt. Erfindungsgemäß sollte die Untergrenze der Erhitzungstemperatur etwa bei 900ºC liegen.
    • Warmwalzschritt:
  • Damit die Kristallkörner in den warmgewalzten Stahlblechen durch das Warmwalzen feiner werden, ist es notwendig, dass die Gesamt-Walzreduzierung beim Warmwalzen etwa 70% oder mehr beträgt. Die Warmwalz-Endtemperatur (FDT) kann bei einer Temperatur, die nicht niedriger als die Ar&sub3;-Phasenumwandlungstemperatur ist, in die γ-Phase fallen oder bei einer Temperatur unterhalb dieser Umwandlungstemperatur in die α-Phase. Im Allgemeinen erhöht sich jedoch durch eine zu niedrige Feinungstemperatur die Walzreduzierung, die während des Warmwalzens auferlegt wird. Und deshalb ist die Warmwalz-Endtemperatur auf etwa 600ºC oder darüber begrenzt.
    • Wickelschritt:
  • Ausgehend von der Vergröberung der Karbide, Nitride und TiS ist es wünschenswert, die warmgewalzten Stahlbleche bei höherer Temperatur zu wickeln. Eine zu hohe Wickeltemperatur bringt jedoch Probleme mit sich, wie beispielsweise dickerer Zunder. Aus diesem Grund ist die Wickeltemperatur auf etwa 800ºC oder weniger begrenzt.
    • Kaltwalzschritt:
  • Zum Erreichen eines hohen r-Wertes ist der Kaltwalzschritt wesentlich. Dazu ist das Kaltwalzen bei einer Kaltwalzreduzierung von etwa 50% oder mehr auszuführen. Glühschritt:
  • Das kaltgewalzte Stahlblech ist dem Rekristallisationsglühen zu unterziehen. Das Glühen kann entweder nach dem Kastenglühverfahren oder nach dem Durchlaufglühverfahren ausgeführt werden. Die Glühtemperatur sollte etwa 600ºC oder mehr und die Glühzeit etwa 5 Sekunden oder mehr betragen. Dies liegt daran, dass eine Glühtemperatur unter etwa 600ºC oder eine Glühzeit unter etwa 5 Sekunden die Rekristallisation nicht zum Abschluss bringen kann, wodurch der geforderte hohe Grad der Tiefziehbarkeit nicht gewährleistet werden kann.
  • Um eine weitere Verbesserung der Tiefziehbarkeit zu erreichen, wird das Glühen vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 800ºC oder darüber für eine Dauer von etwa 5 Sekunden oder länger ausgeführt.
  • Zum Zwecke der Profilbildung oder der Profilebnung, der Regulierung der Oberflächenrauheit usw. können die Stahlbleche nach dem Glühen einem Dressierwalzvorgang unterzogen werden.
  • Das derart entstandene erfindungsgemäße kaltgewalzte Stahlblech kann nicht nur als verarbeitbares kaltgewalztes Stahlblech als solches, sondern auch als Schwarzblech für ein oberflächenbehandeltes, verarbeitbares Stahlblech verwendet werden. Bei der Oberflächenbehandlung kann es sich um das Galvanisieren, einschließlich Galvanisieren mit einem Legierungssystem, Verzinnen und Emaillieren handeln. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Stahlblech nach dem Glühen oder Galvanisieren einer geeigneten Behandlung unterzogen werden, mit der Eigenschaften wie die Verformbarkeit, Schweißbarkeit, Pressbarkeit und der Korrosionsschutz verbessert werden.
    • Beispiele Beispiel 1
  • Es wurden Stahlschmelzen mit Zusammensetzungen, wie in Tabelle 1 angegeben, mittels Elektroofen-Vakuumentgasung aus Werkstoffen, die hauptsächlich Eisenschrott enthielten, hergestellt.
  • Die Stahlschmelzen wurden stranggegossen und unter den Bedingungen, wie in Tabelle 2 angegeben, zu 3,5 mm dicken, warmgewalzten Stahlblechen verarbeitet, gefolgt von einem Kaltwalzvorgang unter Bedingungen, wie in Tabelle 2 angegeben, wodurch kaltgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,8 mm entstanden. Einige dieser kaltgewalzten Stahlbleche wurden einer Durchlaufglühstrecke zugeführt und anschließend dem Rekristallisationsglühen bei Bedingungen gemäß Tabelle 2 unterzogen, während einige der übrigen kaltgewalzten Stahlbleche einer Galvanisierstrecke zugeführt wurden, um rekristallisationsgeglüht und anschließend galvanisiert zu werden, und zwar unter den in Tabelle 3 angegebenen Bedingungen.
  • An diesen kaltgewalzten Stahlblechen und den galvanisierten Stahlblechen wurden anschließend die mechanischen Eigenschaften gemessen, deren Ergebnisse in den Tabellen 2 und 3 abgebildet sind. Tabelle 1-1 Tabelle 1-2
  • X = Ti/4B - (N/14+S*/32) - C/12. S* = 32(S/32 - 0.3 Mn/55). S* ≥ 0
  • Y = Cu/64 + Ni/59
  • Vergl.beisp, = Vergleichsbeispiel Tabelle 2 Tabelle 3
  • Vergl.beisp.: Vergleichsbeispiel
  • Wie aus den Tabellen 2 und 3 deutlich wird, wiesen Proben der verarbeitbaren Weichstahlbleche, der kaltgewalzten Stahlbleche und galvanisierten Stahlbleche als Beispiele des erfindungsgemäßen Stahlbleches eine bessere Tiefziehbarkeit als die Vergleichsbeispiele auf.
    • Beispiel 2
  • Es wurden Stahlschmelzen mit Zusammensetzungen, wie in Tabelle 4 angegeben, mittels Elektroofen-Vakuumentgasung aus Werkstoffen, die hauptsächlich Eisenschrott enthielten, hergestellt.
  • Die Stahlschmelzen wurden stranggegossen und unter den Bedingungen, wie in Tabelle 5 angegeben, zu 3,5 mm dicken, warmgewalzten Stahlblechen verarbeitet, gefolgt von einem Kaltwalzvorgang unter Bedingungen, wie in Tabelle 6 angegeben, wodurch kaltgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,8 mm entstanden. Einige dieser kaltgewalzten Stahlbleche wurden einer Durchlaufglühstrecke zugeführt und anschließend dem Rekristallisationsglühen bei Bedingungen gemäß Tabelle 5 unterzogen, während einige der übrigen kaltgewalzten Stahlbleche einer Galvanisierstrecke zugeführt wurden, um rekristallisationsgeglüht und anschließend galvanisiert zu werden, und zwar unter den in Tabelle 6 angegebenen Bedingungen. An diesen kaltgewalzten Stahlblechen und den galvanisierten Stahlblechen wurden anschließend die mechanischen Eigenschaften gemessen, deren Ergebnisse in den Tabellen 5 und 6 abgebildet sind. Tabelle 4-1 Tabelle 4-2
  • X = Ti/48 - (N/14 + S*/32) - C/12. S* = 32(S/32-0.3 Mn/55 ) . S* ≥ 0
  • Y = Cu/64 + Ni/59
  • Vergl.beisp. : Vergleichsbeispiel Tabelle 5 Tabelle 6
  • Wie aus den Tabellen 5 und 6 hervorgeht, wiesen Proben der kaltgewalzten Stahlbleche und der galvanisierten Stahlbleche als erfindungsgemäße Beispiele eine bessere Tiefziehbarkeit auf als die Vergleichsbeispiele.
  • Insbesondere wurden ausgezeichnete Streckeigenschaften erreicht, als die Brammenerhitzungstemperatur auf 1 150ºC oder weniger eingestellt war.
    • Beispiel 3
  • Es wurden Stahlschmelzen mit Zusammensetzungen, wie in Tabelle 7 angegeben, mittels Elektroofen-Vakuumentgasung aus Werkstoffen, die hauptsächlich Eisenschrott enthielten, hergestellt.
  • Die Stahlschmelzen wurden stranggegossen und unter den Bedingungen, wie in Tabelle 8 angegeben, zu 3,5 mm dicken, warmgewalzten Stahlblechen verarbeitet, gefolgt von einem Kaltwalzvorgang unter Bedingungen, wie in Tabelle 8 angegeben, wodurch kaltgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,8 mm entstanden. Einige dieser kaltgewalzten Stahlbleche wurden einer Durchlaufglühstrecke zugeführt und anschließend dem Rekristallisationsglühen bei Bedingungen gemäß Tabelle 8 unterzogen, während einige der übrigen kaltgewalzten Stahlbleche einer Galvanisierstrecke zugeführt wurden, um rekristallisationsgeglüht und anschließend galvanisiert zu werden, und zwar unter den in Tabelle 9 angegebenen Bedingungen.
  • An diesen kaltgewalzten Stahlblechen und den galvanisierten Stahlblechen wurden anschließend die mechanischen Eigenschaften gemessen, deren Ergebnisse in den Tabellen 8 und 9 abgebildet sind. Tabelle 7-1 Tabelle 7-2
  • X = Ti/48 - (N/14 + S*/32) - C/12. S* = 32(S/32 - 0.3 Mn/55). S* ≥ 0
  • Y = Cu/64 + Ni/59 Z = Mn/S
  • Vergl.beisp. : Vergleichsbeispiel ' Tabelle g Tabelle 9
  • Wie aus den Tabellen 8 und 9 hervorgeht, wiesen Proben der kaltgewalzten Stahlbleche und der galvanisierten Stahlbleche als erfindungsgemäße Beispiele eine bessere Tiefziehbarkeit auf als die Vergleichsbeispiele.
    • Beispiel 4
  • Es wurden Stahlschmelzen mit Zusammensetzungen, wie jn Tabelle 10 angegeben, mittels Elektroofen-Vakuumentgasung aus Werkstoffen, die hauptsächlich Eisenschrott enthielten, hergestellt.
  • Die Stahlschmelzen wurden stranggegossen und unter den Bedingungen, wie in Tabelle 11 angegeben, zu 3,5 mm dicken, warmgewalzten Stahlblechen verarbeitet, gefolgt von einem Kaltwalzvorgang unter Bedingungen, wie in Tabelle 11 angegeben, wodurch kalltgewalzte Stahlbleche mit einer Dicke von 0,8 mm entstanden. Einige dieser kaltgewalzten Stahlbleche wurden einer Durchlaufglühstrecke zugeführt und anschließend dem Rekristallisationsglühen bei Bedingungen gemäß Tabelle 11 unterzogen, während einige der übrigen kaltgewalzten Stahlbleche einer Galvanisierstrecke zugeführt wurden, um rekristallisationsgeglüht und anschließend galvanisiert zu werden, und zwar unter den in Tabelle 12 angegebenen Bedingungen. An diesen kaltgewalzten Stahlblechen und den galvanisierten Stahlblechen wurden anschließend die mechanischen Eigenschaften gemessen, deren Ergebnisse in den Tabellen 11 und 12 abgebildet sind. Tabelle 10-1 Tabelle 10-2
  • X = Ti/48 - (N/14 + S*/32) - C/12. S* = 32(S/32 - 0.3 Mn/55). S* = O .
  • Y = Cu/64 + Ni/59 Z = Mn/S .
  • Vergl.beisp.: Vergleichsbeispiel Tabelle 11 Tabelle 12
  • Wie den Tabellen 11 und 12 zu entnehmen ist, wiesen Proben der kaltgewalzten Stahlbleche und der galvanisierten Stahlbleche als erfindungsgemäße Beispiele eine bessere Tiefziehbarkeit auf als die Vergleichsbeispiele.
  • Insbesondere wurden ausgezeichnete Streckeigenschaften erreicht, als die Brammenerhitzungstemperatur auf 1 150ºC oder weniger eingestellt war.
  • Wie die vorangehende Beschreibung und die detaillierten Beispiele deutlich machen, ermöglicht die Anwendung der vorliegenden Erfindung das Herstellen von neuartigen und sehr vorteilhaften Stahlblechen mit hoher Verarbeitbarkeit selbst im Vergleich zu Stahlblechen, die durch den Konverterprozess hergestellt werden, und zwar selbst dann, wenn sie aus einem Stahlmaterial bestehen, das mittels Elektroofenverfahren gefertigt wurde und Fremdelemente enthält. Dies begründet auch die Wichtigkeit der Begrenzung des C- und N-Gehaltes des Stahls auf die angegebenen und vorher festgelegten Bereiche sowie des Zusatzes der vorgegebenen Mengen bzw. der Menge von Ti und/oder Nb.
  • Zudem ist es durch den Zusatz einer geeigneten Menge an Ti bei gleichzeitiger Begrenzung des Gehaltes an Cu und Ni als Fremdelemente auf die vorher gewählten Bereiche realistisch geworden, für eine weitere Verarbeitung vorgesehene Weichstahlbleche zu erhalten, beispielsweise Bleche mit ausgezeichneter Tiefziehbarkeit, die äquivalent ist zu jener von Stahlblechen, die mit Hilfe von viel kostspieligeren Konverterverfahren hergestellt werden, und zwar selbst dann, wenn sie aus Stahlwerkstoffen bestehen, die mittels Elektroofenprozess hergestellt wurden und erhebliche Mengen an so genannten Fremdelementen enthalten.
  • Durch die Erfindung ist es zudem möglich, kaltgewalzte Stahlbleche mit ausgezeichneter Tiefziehbarkeit zu erzeugen, die äquivalent zu der von Konverterstählen ist, auch wenn sie aus einem Stahlwerkstoff gefertigt werden, der mit Elektroofenprozess hergestellt wurde und Fremdelemente enthält. Wie erkennbar geworden sein dürfte, Lässt sich dies erreichen, indem die Gehalte an Cu und Ni als Fremdelemente auf die vorher festgelegten Bereiche begrenzt werden, während gleichzeitig eine angemessene Menge an Ti zugesetzt und der Wert des Mn/S-Verhältnisses auf das geforderte Niveau begrenzt wird, das nicht größer ist als der konstruktionsseitig vorher festgelegte Wert.
  • Darüber hinaus wird es durch die vorliegende Erfindung möglich und auch praktisch umsetzbar, Eisenschrott wiederzuverwerten und die Installationskosten sowie Stahlerzeugungskosten infolge der erfindungsgemäßen Verwendung eines Elektroofens zu senken.

Claims (35)

  1. Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, wobei die Zusammensetzung umfasst:
    C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
    Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    O: 0,01 Gew.-% oder weniger
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    Ti: und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
    B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%
    wobei der Gehalt an Cu und Ni folgende Bedingung erfüllt:
    0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,015
    Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen.
  2. 2. Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung umfasst:
    Si: 0,001 bis 0,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 0,5 Gew.-%.
  3. 3. Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 1 in Form eines Weichstahlblechs, der des Weiteren umfasst:
    Si: 0,001 bis 0,2 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 0,2 Gew.-%.
  4. 4. Hochfestes Stahlblech nach Anspruch 1, das ausgezeichnete Verarbeitbarkeit aufweist und mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, wobei die Zusammensetzung umfasst:
    Si: 0,001 bis 1,0 Gew.-%
    Mn: von 0,10 bis 0,6 Gew.-%
    P: von 0,02 bis 0,06 Gew.-%.
  5. 5. Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung des Weiteren umfasst:
    C: 0,0003 bis 0,0028 Gew.-%.
  6. 6. Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung des Weiteren umfasst:
    B: von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%.
  7. 7. Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 1, wobei die Stahlzusammensetzung des Weiteren umfasst:
    Mn: 0,001 bis 0,05 Gew.-%.
  8. 8. Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen- Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, wobei der Stahl eine Zusammensetzung aufweist, die umfasst:
    C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
    Si: 0,001 bis 0,2 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    Ai: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    O: 0,010 Gew.-% oder weniger
    Mn: 0,001 bis 0,5 Gew.-%
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
    Ti: von 0,014 bis 0,10 Gew.-%
    Nb: wahlweise von 0,001 bis 0,10 Gew.-% und
    B: wahlweise von 0,0001 bis 0,090 Gew.-%
    wobei der Gehalt an Ti, N, S und Mn die folgende Bedingung erfüllt:
    Ti/48 - (N/14 + S*/32) ≥ C/12
    wobei S* = 32 (S/32 - 0,3 Mn/55)
    wobei die Zusammensetzung des Weiteren enthält:
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    wobei der Gehalt an Cu und Ni die folgende Bedingung erfüllt:
    0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150
    Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen.
  9. 9. Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elekfiroofen- Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung des Weiteren umfasst:
    Mn: 0,001 bis 0,14 Gew.-%
    wobei der Gehalt an Mn und S die folgende annähernde Bedingung erfüllt:
    Mn/S ≤ 7,0.
  10. 10. Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen- Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung des Weiteren entweder Nb und B oder beide enthält, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die besteht aus:
    Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%, und
    B: von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%.
  11. 11. Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen- Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung umfasst:
    0,0003 bis 0,0028 Gew.-%.
  12. 12. Weichstahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen- Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung des Weiteren 0,001 bis 0,05 Gew.-% Mn umfasst.
  13. 13. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Durchführen von Elektroofen-Entgasen, wobei als das Haupt-Eisenmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Roheisen eingesetzt wird, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Regulieren der Stahlzusammensetzung in dem Elektroofen auf eine Zusammensetzung, die umfasst:
    C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%
    - Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Elektroofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1580ºC;
    - und Vakuumentgasen des geschmolzenen Stahls, bei dem gleichzeitig erforderliche Legierungsbestandteile zugesetzt werden, um eine Stahlzusammensetzung auszubilden, die umfasst:
    C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
    Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    S. 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    O: 0,01 Gew.-% oder weniger
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    Ti: und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-% und
    N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
    Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen; und
    Rückgewinnen des so hergestellten Stahls.
  14. 14. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, das den weiteren Schritt umfasst, in dem die Zusammensetzung des Stahls in dem Elektroofen so reguliert wird, dass er umfasst:
    C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%,
    wobei das Verfahren des Weiteren Feinen des aus dem Elektroofen ausgelassenen geschmolzenen Stahls in der Pfanne auf eine Weise umfasst, durch die der S-Gehalt in dem geschmolzenen Stahl auf 0,020 Gew.-% S reguliert wird, bevor der geschmolzene Stahl dem Entgasen unterzogen wird.
  15. 15. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, das den weiteren Schritt des Entgasens des geschmolzenen Stahls bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen in dem Vakuumentgasungsofen einschließt, um die Zusammensetzung so zu regulieren, dass sie umfasst:
    Si: 0,001 bis 0,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 0,5 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    wobei das Verfahren die Schritte des Stranggießens des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
    - des Erhitzens der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1300ºC; .
    - des Warmwalzens der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und auf eine Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird; und
    - des Wickelns des entstehenden warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter umfasst.
  16. 16. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei durch den Schritt des Entgasens des geschmolzenen Stahls bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen die Zusammensetzung so reguliert wird, dass sie umfasst:
    Si: 0,001 bis 0,2 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 0,2 Gew.-%
    wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    - Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
    - Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1300ºC;
    - Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und einer Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
    - Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
    - Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
    - Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
  17. 17. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess ausgeführt wird, nach Anspruch 13, wobei der Schrill des Entgasens des geschmolzenen Stahls bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen bezüglich Si, Mn und P so ausgeführt wird, dass die Zusammensetzung so reguliert wird, dass sie umfasst:
    Si: 0,001 bis 1,0 Gew.-%
    Mn: von 0,10 bis 0,60 Gew.-%
    P: von 0,02 bis 0,06 Gew.-%.
    wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    - Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
    - Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1300ºC;
    - Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und einer Walzendtemperaiur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
    - Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
    - Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
    - Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
  18. 18. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei der C-Gehalt nach dem Vakuumentgasen zwischen 0,0003 und 0,0028 Gew.-% liegt.
  19. 19. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Entgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei der B-Gehalt nach dem Vakuumentgasen zwischen 0,0001 und 0,010 Gew.-% B liegt.
  20. 20. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei der Mn-Gehalt nach dem Vakuumentgasen 0,001 bis 0,05 Gew.-% Mn beträgt.
  21. 21. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei das Verhältnis von geschmolzenem Eisen zur Gesamtmenge des in dem Elektroofen eingesetzten Materials 80 Gew.-% oder weniger beträgt.
  22. 22. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei die Zusammensetzung des geschmolzenen Roheisen vor dem Auslassschritt auf den folgenden Gehalt an C und P reguliert wird:
    C: von 1,2 bis 5,0 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%.
  23. 23. Verfahren zum Herstellen eines Stahls mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 13, wobei der Entgasungsschritt mit einem Verfahren ausgeführt wird, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus dem RH-Verfahren, dem DH-Verfahren und einer Kombination aus einem Sauerstoffblasvorgang und dem DH-Verfahren oder dem RH-Verfahren besteht.
  24. 24. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Durchführen von Elektroofen-Entgasen, wobei als das Haupt-Eisenmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Roheisen eingesetzt wird, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Regulieren der Stahlzusammensetzung in dem Elektroofen, so dass sie umfasst:
    C: 0,03 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Nli: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%
    - Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Ofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1580ºC;
    - Entgasen des geschmolzenen Stahls in einem Vakuum, wobei gleichzeitig Legiecungsbestandteile in Mengen zugesetzt werden, durch die eine Stahlzusammensetzung gewonnen wird, die umfasst:
    C: von 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
    Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    O: 0,010 Gew.-% oder weniger
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
    Ti: von 0,014 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    B: wahlweise von 0,0001 bis 0,010 Gew.-%
    Nb: wahlweise von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    wobei die regulierte Zusammensetzung des Weiteren die folgenden Bedingungen erfüllt:
    Ti/48 - (N/14 + S*/32) ≥ C/12
    wobei S* = 32 (S/32 - 0,3 Mn/55); und
    0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150;
    Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen;
    - Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
    - Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1300ºC;
    - Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und auf eine Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
    - Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
    - Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
    - Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
  25. 25. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei die Zusammensetzung des Stahls in dem Elektroofen so reguliert wird, dass sie umfasst:
    C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%,
    wobei das Verfahren des Weiteren umfasst:
    Ausführen von Feinen des aus dem Elektroofen ausgelassenen geschmolzenen Stahls in der Pfanne auf eine Weise, durch die der S-Gehalt in dem geschmolzenen Stahl auf 0,020 Gew.-% S reguliert wird, bevor der geschmolzene Stahl dem Entgasen unterzogen wird.
  26. 26. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei der Schritt des Entgasens bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen, der in dem Vakuumentgasungs-Ofen durchgeführt wird, so ausgeführt wird, dass die regulierte Zusammensetzung 0,001 bis 0,14 Gew.-% Mn umfasst, und wobei der ungefähre Gehalt an Mn und S die Bedingung Mn/S ≤ 7,0 erfüllt.
  27. 27. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei der Schritt des Entgasens bei gleichzeitigem Zusetzen von Legierungsbestandteilen, der in dem Vakuumentgasungs-Ofen durchgeführt wird, so ausgeführt wird, dass die regulierte Zusammensetzung eines oder beide der Elemente umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus von 0,001 bis 0,10 Gew.-% Nb und von 0,0001 bis 0,010 Gew.-% B besteht.
  28. 28. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei die Temperatur, auf die die Bramme erhitzt wird, von ungefähr 900 bis ungefähr 1150ºC reicht.
  29. 29. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei der C-Gehalt des Stahls nach dem Vakuumentgasen 0,0003 bis 0,0028 Gew.-% beträgt.
  30. 30. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei der Mn-Gehalt des Stahls nach dem Vakuumentgasen 0,001 bis 0,05 Gew.-% beträgt.
  31. 31. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei der Anteil von geschmolzenem Eisen an der Gesamtmenge der in dem Elektroofen eingesetzten Eisenmaterialien 80 Gew.-% oder weniger beträgt.
  32. 32. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei die Zusammensetzung des geschmolzenen Roheisens so reguliert wird, dass sie von 1,2 bis 5,0 Gew.-% C und 0,001 bis 0,06 Gew.-% P umfasst.
  33. 33. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, der mit einem Elektroofen-Vakuumentgasungs-Prozess hergestellt wird, nach Anspruch 24, wobei der Entgasungsschritt mit einem Verfahren ausgeführt wird, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus dem RH-Verfahren, dem DH-Verfahren und einer Kombination aus Sauerstoffblasen und dem DH-Verfahren oder dem RH-Verfahren besteht.
  34. 34. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Durchführen von Elektroofen-Entgasen, wobei als das Haupt-Eisenmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Roheisen eingesetzt wird, das die folgenden Schritte umfasst:
    C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%,
    - Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Elektroofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1550ºC;
    - wobei das Verfahren des Weiteren Feinen des aus dem Elektroofen ausgelassenen geschmolzenen Stahls in der Pfanne auf eine Weise, durch die der S-Gehalt in dem geschmolzenen Stahl auf ungefähr 0,020 Gew.-% S reguliert wird, bevor der geschmolzene Stahl dem Entgasen unterzogen wird;
    - und Vakuumentgasen des geschmolzenen Stahls umfasst, bei dem gleichzeitig erforderliche Legierungsbestandteile zugesetzt werden, um eine Stahlzusammensetzung auszubilden, die umfasst:
    C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
    Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    AL: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    O: 0,01 Gew.-% oder weniger
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    Ti und/oder Nb: von 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%, und
    Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen,
    wobei der Gehalt an Cu und Ni die folgende Bedingung erfüllt
    0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150.
  35. 35. Verfahren zum Herstellen von Stahl mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Durchführen von Elektroofen-Entgasen, wobei als das Haupt-Eisenmaterial Eisenschrott allein oder Eisenschrott unter Zusatz von geschmolzenem Roheisen verwendet wird, das die folgenden Schritte umfasst:
    - Regulieren der Stahlzusammensetzung in dem Elektroofen so, dass sie umfasst:
    C: von 0,03 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als O,88 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0150 Gew.-%,
    - Auslassen des geschmolzenen Stahls aus dem Elektroofen bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 1550ºC;
    - wobei das Verfahren des Weiteren Feinen des aus dem Elektroofen ausgelassenen geschmolzenen Stahls in der Pfanne auf eine Weise, durch die der S-Gehalt in dem geschmolzenen Stahl auf 0,020 Gew.-% S reguliert wird, bevor der geschmolzene Stahl dem Entgasen unterzogen wird;
    - und Vakuumentgasen des geschmolzenen Stahls umfasst, bei dem gleichzeitig erforderliche Legierungsbestandteile zugesetzt werden, um eine Stahlzusammensetzung auszubilden, die umfasst:
    C: 0,0003 bis 0,0050 Gew.-%
    Si: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    Mn: 0,001 bis 1,5 Gew.-%
    P: 0,001 bis 0,06 Gew.-%
    Al: 0,001 bis 0,10 Gew.-%
    O: 0,01 Gew.-% oder weniger
    S: 0,0001 bis 0,020 Gew.-%
    N: von 0,0040 bis 0,0090 Gew.-%
    Ti: von 0,014 bis 0,10 Gew.-%
    Cu: 0,02 bis weniger als 0,96 Gew.-%
    Ni: 0,02 bis weniger als 0,88 Gew.-%
    wobei die regulierte Zusammensetzung des Weiteren die folgenden Bedingungen erfüllt:
    Ti/48 - (N/14 + S*/32) ≥ C/12
    wobei S* = 32 (S/32 - 0,3 Mn/55); und
    0,0015 ≤ Cu/64 + Ni/59 ≤ 0,0150;
    Rest: Fe und zufällige Verunreinigungen;
    - Stranggießen des geschmolzenen Stahls der regulierten Zusammensetzung zu einer Bramme;
    - Erhitzen der Bramme auf eine Temperatur von ungefähr 900 bis ungefähr 1300ºC;
    - Warmwalzen der erhitzten Bramme, das bei einer Gesamt-Walzreduzierung von 70% oder darüber und auf eine Walzendtemperatur von ungefähr 600ºC oder darüber ausgeführt wird;
    - Aufnehmen des warmgewalzten Stahls bei einer Temperatur von ungefähr 800ºC oder darunter;
    - Kaltwalzen des warmgewalzten Stahls, das bei einer Walzreduzierung von 50% oder darüber ausgeführt wird; und
    - Glühen des kaltgewalzten Stahls, das bei einer Temperatur von ungefähr 600ºC oder darüber über einen Zeitraum von ungefähr 5 Sekunden oder länger ausgeführt wird.
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