EP0151194A1

EP0151194A1 - Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl

Info

Publication number: EP0151194A1
Application number: EP84100911A
Authority: EP
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Tamm; Bernhard Dipl.-Ing. Höricke; Kurt Dipl.-Ing. Welfle; Michael Dr.-Ing. Seidel; Wolfgang Dipl.-Ing. Tettke; Karl-Heinz Ing. Luckfiel
Original assignee: VEB Stahl- und Walzwerk "Wilhelm Florin" Hennigsdorf
Current assignee: VEB Stahl- und Walzwerk "Wilhelm Florin" Hennigsdorf
Priority date: 1984-01-28
Filing date: 1984-01-28
Publication date: 1985-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl und ist anwendbar in der Metallurgie. Die Erfindung bezweckt, einen Walzstahl mit einer Geradheit herzustellen, die den Anforderungen der weiterverarbeitenden Industrie gerecht wird. Außerdem soll der Produktionsablauf in Walzwerken stabiler gestaltet werden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Anfälligkeit des warmen Walzgutes gegenüber Verwerfungen auf dem Kühlbett beseitigt wird. Erreicht wird dies dadurch, daß durch eine dosierte Druckwasserkühlung die γα-Umwandlung gegenüber dem normalen Ablauf auf dem Kühlbett in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Stahles beschleunigt oder verzögert wird und dadurch bei dem behandelten Walzgut eine umwandlungsbedingte Längenzunahme auf dem Kühlbett unterbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl, der auf Grund seiner Querschnittsabmessungen leicht zu Verkrümmungen neigt. Die Erfindung ist in der Metallurgie bei der Herstellung von Walzstahlerzeugnissen aus Stahl anwendbar.
Bei der Walzung von Stahl auf Walzstraßen mit Kühlbetten treten bei manchen Abmessungen bezüglich der Geradheit des Walzgutes Schwierigkeiten auf. Diese Probleme sind bei bestimmten Querschnittsformen besonders kritisch und verstärken sich bekanntlich bei modernen Hochleistungsstraßen, die bei höheren Geschwindigkeiten mit höheren Walzendtemperaturen arbeiten und längere Kühlbetten aufweisen. Flachmaterial neigt z. B. infolge unterschiedlicher Widerstandsmomente über die Querschnittsrichtungen einerseits bei höheren Walzgeschwindigkeiten auf dem Zuführrollgang zum Kühlbett zur Wellenbildung, die eine Begrenzung der Walzgeschwindigkeit erfordert, andererseits wird das Material auf dem Kühlbett wellig. Die Ursachen der unzureichenden Geradheit des auf dem Kühlbett an Luft abgekühlten Stahles liegen u. a. darin, daß das Walzgut aus Stahl bei der Abkühlung eine Gefügeumwandlung von γ'-Eisen nach α-Eisen erfährt, die mit einem positiven Volumeneffekt verbunden ist. Die Volumenzunahme der γ'/α -Umwandlung liegt dabei zwischen den Ar₃ und Ar₁ bzw. M_S-Temperaturen des Stahles und ist so stark, daß die abkühlungsbedingte Kontraktion überlagert wird und das Walzgut im genannten Temperaturintervall eine Expansion erfährt. Die zu beobachtende Längenzunahme ist von der chemischen Zusammensetzung des Stahles abhängig und kann ca. 1/5 der Gesamtkontraktion zwischen 1000 °C und Raumtemperatur betragen.
Im praktischen Walzbetrieb wird beobachtet, daB die Walzadern oder Teilschnitte davon auf dem Kühlbett zunächst noch gerade sind und sich verkürzen. Anschließend dehnen sie sich aus und werden wellig, da die Reibung ein Gleiten verhindert. Bei weiterem Temperaturabfall setzt wieder eine Verkürzung des Walzstahles ein, die aufgetretene Welligkeit geht jedoch infolge der mit fortschreitender Abkühlung zunehmenden Festigkeit nicht vollständig zurück.
Erfahrungsgemäß wird die Geradheit des Walzstahles durch Absenkung der Walzendtemperatur verbessert. Technische Maßnahmen, die bereits während der Herstellung angewandt, eine spürbare Verbesserung bezüglich der Geradheit bringen, s ind nicht bekannt. Die für die Verwendung bzw. Weiterverarbeitung des Stahles geforderte Geradheit wird oft durch zusätzlichen Aufwand, wie nachträgliches Richten, eingestellt.
Das Ziel der Erfindung ist die Herstellung von warmgewalztem Stahl verschiedener Querschnittsformen mit einer Geradheit, die den meisten Anforderungen an die Weiterverarbeitung und Verwendung im Walzzustand entspricht. Außerdem soll der Auflauf des Walzstahles auf das Kühlbett stabiler gestaltet werden, wodurch höhere Walzgeschwindigkeiten möglich s ind. Der Adjustagedurchlauf, speziell das Bündigfahren, der Transport und das Kaltscheren sollen erleichtert, und der Produktionanteil, der den erhöhten Anforderungen an die Geradheit entspricht, soll erhöht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Anfälligkeit des warmen Walzgutes gegenüber Verwerfungen auf dem Kühlbett beseitigt wird. Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch eine dosierte Druckwasserkühlung die γ'/α -Umwandlung gegenüber dem normalen Ablauf auf dem Kühlbett in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Stahles beschleunigt oder verzögert wird und dadurch bei dem behandelten Walzgut eine umwandlungsbedingte Längenzunahme auf dem Kühlbett unterbunden wird.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei unlegierten Kohlenstoffstählen sich nach der dosierten Druckvaasserkühlung Ausgleichstemperaturen entsprechend der Perlitnase im ZTU-Schaubild einstellen und die γ/α -Umwandlung eines oberflächennahen Querschnittsanteils mit maximal möglicher -Umwandlungsgeschwindigkeit der Perlitstufe abläuft und damit bereits weitgehend oder vollständig während des Transportes des langgestreckten Walzgutes in axialer Richtung auf dem Rollgang zum Kühlbett stattfindet.
Ein drittes Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei unlegierten oder niedriglegierten Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei der dosierten Druckwasserkühlung in einem oberflächennahen Querschnittsanteil des Walzgutes Martensit gebildet wird, wobei ein Teil der umwandlungsbedingten Längenzunahme durch die Kühlung bei kontinuierlicher Bewegung der Walzader in axialer Richtung vorweggenommen wird.
Ferner weist die erfindungsgemäße Lösung das Merkmal auf, daß bei legierten Stählen nach der dosierten Druckwasserkühlung die γ'/α -Umwandlung in der unteren Perlitstufe bzw. in der oberen Zwischenstufe mit niedrigerer Umwandlungsgeschwindigkeit als bei normaler Luftabkühlung abläuft.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Zur Verbesserung der Geradheit von Flachmaterial aus unlegiertem Stahl mit 0,45 % C erwies sich nach beendeter Warmformgebung vor dem Auflauf auf das Hühlbett eine Druckwasserabschreckung mit Temperaturausgleich bei ca. 640 - 680 °C als besonders wirksam. Eine Längenzunahme während der Abkühlung auf dem Kühlbett war nicht feststellbar. Daraus war ersichtlich, daß die γ/α -Umwandlung nach dieser erfindungsgemäßen Behandlung bereits zum größten Teil auf dem Transportweg zum Kühlbett abgelaufen ist. Die Geradheit des Walzgutes wurde deutlich verbessert.
Als weiteres Beispiel ist die Verbesserung der Geradheit von Flachmaterial aus beruhigtem und unberuhigtem schweißbarem Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt genannt. Eine Druckwasserkühlung auf Oberflächentemperaturen von 200 °C mit Temperaturausgleich bei ca. 650 °C führte zu guten Ergebnissen. Die M_S-Punkte dieser Stähle lagen mit ca. 420 °C also relativ hoch, so daB sich in einem beachtlichen randnahen Querschnittsanteil Martensit bildete, der zu einem Vergütungsgefüge hoch angelassen wurde. Das erfindungsgemäße Ergebnis wurde in diesem Falle dadurch erreicht, daB mit der Martensitbildung der umwandlungsbedingte Volumeneffekt sofort bei der Abkühlung auftrat. Die martensitischen Randzonen schrumpfen bei der anschließenden Luftabkühlung auf dem Kühlbett und verhindern eine Längsausdehnung.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Geradheit von Walzstahl durch Kühlung in einer oder in mehreren Stufen, vor oder nach der Fertigstaffel bzw. vor oder nach dem letzten Formgebungsstich, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine dosierte Druckwasserkühlung die γ'/α-Umwandlung gegenüber dem normalen Ablauf auf dem Kühlbett in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Stahles beschleunigt oder verzögert wird und dadurch bei dem behandelten Walzgut eine umwandlungsbedingte Längenzunahme auf dem Kühlbett unterbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unlegierten Kohlenstoffstählen sich nach der dosierten Druckwasserkühlung Ausgleichstemperaturen entsprechend der Perlitnase im ZTU-Schaubild einstellen und die γ'/α -Umwandlung eines oberflächennahen Querschnittsanteils mit maximal möglicher Umwandlungsgeschwindigkeit der Perlitstufe abläuft und damit bereits weitgehend oder vollständig während des Transportes des langgestreckten Walzgutes in axialer Richtung auf dem Rollgang zum Kühlbett stattfindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unlegierten oder niedriglegierten Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bei der dosierten Druckwasserkühlung in einem oberflächennahen Querschnittsanteil des Walzgutes Martensit gebildet wird, wobei ein Teil der umwandlungsbedingten Längenzunahme durch die Kühlung bei kontinuierlicher Bewegung der Walzader in axialer Richtung vorweggenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei legierten Stählen nach der dosierten Druckwasserkühlung die γ'/α -Umwandlung in der unteren Perlitstufe bzw. in der oberen Zwischenstufe mit niedrigerer Umwandlungsgeschwindigkeit als bei normaler Luftabkühlung abläuft.