EP0422056B1 - Verfahren und anlage zum herstellen eines metallbandes mit einer dicke bis zu 10 mm - Google Patents

Verfahren und anlage zum herstellen eines metallbandes mit einer dicke bis zu 10 mm Download PDF

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EP0422056B1 EP89907154A EP89907154A EP0422056B1 EP 0422056 B1 EP0422056 B1 EP 0422056B1 EP 89907154 A EP89907154 A EP 89907154A EP 89907154 A EP89907154 A EP 89907154A EP 0422056 B1 EP0422056 B1 EP 0422056B1
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    • C21D8/0231—Warm rolling

Definitions

  • the tape has an uneven structure in this production. Especially in the case of alloys with a multi-phase solidification structure, dendrites extend from the edge zones to the middle of the strand. This unwanted microstructure cannot be removed by subsequent rolling alone. It is therefore customary, after casting, to temporarily store the strip and to subject it to a structure-refining treatment in a separate process.
  • the invention has for its object to provide a method with which a metal strip with a fine-grained or homogenized structure can be produced continuously.
  • the invention is also based on the object of creating a suitable system.
  • the invention is based on a method for producing a metal strip with a thickness of up to 10 mm, in which a molten metal is cast into a strip and the strip is thereby subjected to a plastic deformation and heat treatment and then passes through a cooling section.
  • a method of this type is part of the generally known prior art.
  • the strip is cast in a thickness close to the final dimensions and that the plastic deformation of the strip takes place at an elevated temperature which enables a change in structure and almost without a reduction in thickness.
  • the temperature at which the plastic deformation takes place is lower than the temperature at which an annealing treatment then takes place.
  • the plastic deformation can take place simultaneously with the annealing treatment.
  • the annealing treatment should take place in a protective gas atmosphere. Even if the annealing treatment does not take place simultaneously with the plastic deformation and therefore at a lower temperature, it is advantageous if the plastic deformation also takes place in a protective gas atmosphere.
  • the plastic deformation without a substantial reduction in the thickness of the strip is preferably carried out by repeatedly bending the strip around axes parallel to the strip plane and perpendicular to the strip running direction.
  • the invention further relates to a system for producing the metal strip with a thickness of up to 10 mm.
  • a plant consists of a plant part arranged in a line, namely a belt casting device, a heat treatment line and / or heat compensation line, a forming unit which plastically deforms the band and a cooling line arranged at the end of the line.
  • a plant of this type belongs to the general state of the art.
  • the deformation unit is set up for a passage of the strip for an at least two-fold bending of the strip in the opposite direction at an elevated temperature which enables a change in structure.
  • the temperature compensation section is preferably arranged in front of the deformation unit. If the heat treatment section is set up for annealing, it is either integrated into the deformation unit or arranged downstream of it.
  • the parts of the plant should be thermally separated from one another.
  • the temperatures to which the strip is to be set in the temperature compensation section and the heat treatment section depend on the material of the strip and on whether the strip is to be subjected to a recrystallization annealing or whether it is to be Structural homogenization should be annealed. If a fine-grain structure is sought for steel, for example, a temperature range of 700 to 1000 o C has proven itself for the recrystallization annealing. In the case of annealing for the purpose of structural homogenization, however, the annealing should take place at a temperature above 1000 o C.
  • Molten metal is applied from a casting vessel 1 filled with molten metal via an outlet gap with an adjustable gap width to the smooth, cooled outer surface of a rotating cooling wheel 2.
  • the thickness of the band 3 which solidifies on the lateral surface can be adjusted to a thickness of up to 10 mm.
  • Forming a loop, the band 3 reaches the area of a first pair of rollers 4.
  • the casting vessel 1 with its outlet gap, the cooling wheel 2 and the pair of rollers 4 are accommodated in a chamber 5 which is closed to the outside atmosphere and filled with protective gas.
  • a line of the first chamber 5 accommodating the casting device 1, 2 there are further chambers 6, 7, 8 which are closed off from the outside atmosphere and in which the strip material is subjected to various treatments.
  • the order of the chambers 6 and 7 is different in the two exemplary embodiments.
  • the strip material is brought to a temperature dependent on the strip material in the chamber 6, which temperature is favorable for the plastic deformation in the subsequent chamber 7.
  • the band 3 is meandered over rollers 9 and plastically deformed, which are arranged between a pair of brake rollers 10 and a pair of traction rollers 11.
  • This type of treatment of tape 3 corresponds to the treatment of one Tape in a straightener.
  • recrystallization annealing can be carried out, which, however, is then preferably carried out in a protective gas atmosphere.
  • the strip is then cooled in accordance with a predetermined program.
  • the treatment takes place in the same chamber 7 immediately after casting the strip in chamber 5.
  • the plastic deformation is not associated with a recrystallization annealing, rather the temperature of the chamber 7 is increased to that for the plastic Deformation set favorable temperature.
  • the treatment should also be carried out under a protective gas atmosphere.
  • a recrystallization annealing takes place in the chamber 6 only after this plastic deformation, preferably under a protective gas atmosphere.
  • the chamber 8 is then cooled again according to a program dependent on the strip material.
  • the invention differs from the prior art in that the strip produced by casting is continuously treated further, so that at the end of the treatment a strip is obtained which, in contrast to the strips produced according to the prior art, has a fine-grained cross-section over its entire cross section or homogenized structure, depending on the treatment temperature.

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Description

  • Durch Gießen eines Stranges oder Bandes auf einer gekühlten Walze lassen sich dünne Metallbänder unbegrenzter Länge herstellen.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Herstellung das Band ein ungleichmäßiges Gefüge hat. Insbesondere bei legierungen mit mehrphasiger Erstarrungsstruktur entstehen von den Randzonen bis zur Strangmitte reichende Dendriten. Diese unerwünschte Gefügeausbildung ist allein durch nachfolgendes Walzen nicht zu beseitigen. Deshalb ist es üblich, nach dem Gießen das Band zwischenzulagern und in einem getrennten Prozeß einer Behandlung zur Gefügeverfeinerung zu unterwerfen.
  • Es ist auch bekannt, in einer Linie mit dem Gießen des Bandes mit größerer Dicke als deren gewünschte Enddicke auf die gewünschte Enddicke herunterzuwalzen. Der Aufwand für das Walzen ist erheblich.
  • Schließlich hat sich beim Bandgießen gezeigt, daß ein nichthomogenes Gefüge entsteht. Ein Ausgleich von Seigerungen ist deshalb notwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Metallband mit feinkörnigem oder homogenisiertem Gefüge kontinuierlich hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine dafür geeignete Anlage zu schaffen.
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes mit einer Dicke von bis zu 10 mm aus, bei dem eine Metallschmelze zu einem Band gegossen wird und in einer Linie damit das Band einer plastischen Verformung und Wärmebehandlung unterworfen wird und anschließend eine Abkühlstrecke durchläuft. Ein Verfahren dieser Art gehört zum allgemein bekannten Stand der Technik.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehn, daß das Band in endabmessungsnaher Dicke gegossen wird und die plastische Verformung des Bandes bei einer erhöhten, eine Gefügeänderung ermöglichenden Temperatur und nahezu ohne Dickenverminderung erfolgt.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Temperatur, bei der die plastische Verformung stattfindet, niedriger als die Temperatur, bei der danach eine Glühbehandlung stattfindet. Alternativ kann die plastische Verformung auch gleichzeitig mit der Glühbehandlung stattfinden. Die Glühbehandlung sollte in einer Schutzgasatmosphäre stattfinden. Auch dann, wenn die Glühbehandlung nicht gleichzeitig mit der plastischen Verformung und damit bei niedrigerer Temperatur stattfindet, ist von Vorteil, wenn auch die plastische Verformung in einer Schutzgasatmosphäre stattfindet.
  • Die plastische Verformung ohne wesentliche Verminderung der Dicke des Bandes erfolgt vorzugsweise durch mehrfaches Biegen des Bandes um zur Bandebene parallele und zur Bandlaufrichtung senkrechte Achsen.
  • Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anlage zum Herstellen des Metallbandes mit einer Dicke bis zu 10 mm. Eine solche Anlage besteht aus einer in einer Linie angeordneten Anlageteilen, und zwar einer Bandgießvorrichtung, einer Wärmebehandlungsstrecke und/oder Wärmeausgleichsstrecke, einer Werformungseinheit, die das Band plastisch verformt und einer am Ende der Linie angeordneten Abkühlstrecke. Eine Anlage dieser Art gehört zum allgemeinen Stand der Technik.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist vorgesehen, daß die Verformungseinheit für einen Durchlauf des Bandes für eine mindestens zweimalige Biegung des Bandes in entgegengesetzter Richtung bei einer erhöhten, eine Gefügeänderung ermöglichenden Temperatur eingerichtet ist. Nach Ausgestaltungen der Erfindung ist die Temperaturausgleichsstrecke vorzugsweise vor der Verformungseinheit angeordnet. Sofern die Wärmebehandlungsstrecke für eine Glühung eingerichtet ist, ist sie entweder in die Verformungseinheit integriert oder ihr nachgeordnet.
  • Um die erforderlichen Behandlungen in den einzelnen Anlageteilen optimal durchführen zu können, sollten die Anlageteile voneinander thermisch getrennt sein.
  • Die Temperaturen, auf die das Band in der Temperaturausgleichsstrecke und der Wärmebehandlungsstrecke einzustellen sind, hängen von dem Material des Bandes und davon ab, ob das Band einer Rekristallisationsglühung unterworfen werden soll, oder ob es zur Gefügehomogenisierung geglüht werden soll. Wird ein feinkörniges Gefüges beispielsweise bei Stahl angestrebt, hat sich ein Temperaturbereich von 700 bis 1000 oC zur Rekristallisationsglühung bewährt. Bei einer Glühung zum Zwecke der Gefügehomogenisierung sollte dagegen die Glühung bei einer Temperatur oberhalb 1000 oC erfolgen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die schematisch zwei Anlagen in Seitenansicht zeigt, mit denen die beiden alternativen Verfahren durchgeführt werden können.
  • Aus einem mit schmelzflüssigem Metall gefüllten Gießgefäß 1 wird schmelzflüssiges Metall über einen Austrittsspalt mit einstellbarer Spaltbreite auf die glatte, gekühlte Mantelfläche eines sich drehenden Kühlrades 2 aufgetragen. Durch Einstellung der Breite des Austrittsspaltes und der Laufgeschwindigkeit des Kühlrades 2 läßt sich die Dicke des auf der Mantelfläche erstarrenden Bandes 3 auf bis zu 10 mm Dicke einstellen. Unter Bildung einer Schleife gelangt das Band 3 in den Bereich eines ersten Rollenpaares 4. Das Gießgefäß 1 mit seinem Austrittsspalt, das Kühlrad 2 und das Rollenpaar 4 sind in einer zur Außenatmosphäre abgeschlossenen, mit Schutzgas gefüllten Kammer 5 untergebracht.
  • In einer Linie der die Gießvorrichtung 1,2 aufnehmenden ersten Kammer 5 sind weitere, zur Außenatmosphäre abgeschlossene Kammern 6,7,8 angeordnet, in denen das Bandmaterial verschiedenen Behandlungen unterworfen wird. Die Reihenfolge der Kammern 6 und 7 ist bei beiden Ausführungsbeispielen verschieden.
  • Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 wird in der Kammer 6 das Bandmaterial auf eine bandmaterialabhängige Temperatur gebracht, die für die plastische Verformung in der anschließenden Kammer 7 günstig ist. In der Kammer 7 wird das Band 3 mäanderförmig über Rollen 9 geführt und dabei plastisch verformt, die zwischen einem Bremsrollenpaar 10 und einem Zugrollenpaar 11 angeordnet sind. Diese Art der Behandlung des Bandes 3 entspricht der Behandlung eines Bandes in einem Richtapparat. Verbunden mit dieser plastischen Verformung kann eine Rekristallisationsglühung erfolgen, die dann allerdings vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre erfolgt. In der anschließenden Kammer 8 erfolgt dann die Abkühlung des Bandes nach einem vorgegebenen Programm.
  • Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 erfolgt die Behandlung in der gleichen Kammer 7 unmittelbar nach dem Gießen des Bandes in der Kammer 5. In diesem Fall ist die plastische Verformung aber nicht mit einer Rekristallisationsglühung verbunden, vielmehr wird die Temperatur der Kammer 7 auf eine für die plastische Verformung günstige Temperatur eingestellt. Aber auch hier sollte die Behandlung unter einer Schutzgasatmosphäre erfolgen. Erst nach dieser plastischen Verformung erfolgt in der Kammer 6 eine Rekristallisationsglühung, vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre. In der Kammer 8 wird dann wieder nach einem bandmaterialabhängigen Programm abgekühlt.
  • Die Erfindung unterscheidet sich von dem Stand der Technik dadurch, daß das durch Gießen hergestellte Band kontinuierlich weiterbehandelt wird, so daß am Ende der Behandlung ein Band erhalten wird, das im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik hergestellten Bändern über seinen gesamten Querschnitt ein feinkörniges oder homogenisiertes Gefüge, je nach Behandlungstemperatur hat.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes (3) mit einer Dicke bis zu 10 mm, bei dem eine Metallschmelze zu einem Band (3) gegossen wird und in einer Linie damit das Band (3) einer plastischen Verformung und Wärmebehandlung unterworfen wird und anschließend eine Abkühlstrecke (8) durchläuft,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Band (3) in endabmessungsnaher Dicke gegossen (1,2) wird und daß die plastische Verformung (7) des Bandes (3) bei einer erhöhten, eine Gefügeänderung ermöglichenden Temperatur und nahezu ohne Dickenverminderung erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, bei der die plastische Verformung (7,9) stattfindet, niedriger ist als die Temperatur, bei der danach eine Glühbehandlung (Fig 2,6) stattfindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die plastischen Verformung (7) gleichzeitig mit einer Glühbehandlung (Fig. 19) stattfindet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühbehandlung (6,7) in einer Schutzgasatmosphäre stattfindet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Verformung (9) in einer Schutzgasatmosphäre (7) stattfindet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Verformung (9) praktisch ohne Verminderung der Dicke des Bandes (3) durch mehrfaches Biegen des Bandes (3) um zur Bandebene parallele und zur Bandlängsrichtung senkrechte Achsen erfolgt.
  7. Anlage zum Herstellen eines Metallbandes mit einer Dicke von bis zu 10 mm, bestehend aus in einer Linie angeordneten Anlageteilen, und zwar einer Bandgießvorrichtung (1,2), einer Wärmebehandlungsstrecke (6) und/oder Wärmeausgleichsstrecke, einer Verformungseinheit (9-11), die das Band (3) plastisch verformt und einer am Ende der Linie angeordneten Abkühlstrecke (8),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungseinheit (9) für einen Durchlauf des Bandes für eine mindestens zweimalige Biegung des Bandes in entgegengesetzter Richtung bei einer erhöhten, eine Gefügeänderung ermöglichenden Temperatur eingerichtet ist.
  8. Anlage nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungsstrecke (6) vor der Verformungseinheit (9-11) angeordnet ist.
  9. Anlage nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungstrecke (6) entweder in die Verformungseinheit (9-11) integriert oder ihr nachgeordnet ist.
  10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Anlageteile (5,6,76,8) voneinander thermisch getrennt sind.
EP89907154A 1988-06-30 1989-06-24 Verfahren und anlage zum herstellen eines metallbandes mit einer dicke bis zu 10 mm Expired - Lifetime EP0422056B1 (de)

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