EP1134296A2 - Process and device for surface treatment of hot rolled metal sheets or strips - Google Patents

Process and device for surface treatment of hot rolled metal sheets or strips Download PDF

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EP1134296A2
EP1134296A2 EP01106505A EP01106505A EP1134296A2 EP 1134296 A2 EP1134296 A2 EP 1134296A2 EP 01106505 A EP01106505 A EP 01106505A EP 01106505 A EP01106505 A EP 01106505A EP 1134296 A2 EP1134296 A2 EP 1134296A2
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EP
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rolling stock
rolling
annealing furnace
continuous annealing
cooled
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Rolf Brisberger
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
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Definitions

  • the invention relates to a method for the surface treatment of hot-rolled Metal sheets or strips - especially steel - for removal of scale or surface oxides, with the rolling stock over an outlet section is promoted to a reel.
  • the material In the production of thin sheets or strips of steel - whether after conventional hot wide strip rolling or when casting and rolling thin slabs - the material is exposed to the air during the forming in the rolling stands as well as on the subsequent runout or the cooling roller table. so that the surface of the rolling stock is inevitably scaled due to contact with the atmospheric oxygen.
  • the growth rate as well as the type of scale layers that are formed depend essentially on the alloy composition of the rolled material and the temperature / time cycle used. At temperatures above 570 ° C, for example, the main product in the oxidation of iron is FeO layers, below 570 ° C Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 layers, and oxides of the respective alloy components in alloyed steels.
  • the rolled strip usually runs over the cooling roller table with water cooling elements to a reel device, often in the cooling roller table as well the mechanical properties via the temperature selection in the reel device of the band are adjustable.
  • the Coiler device influences the temperature on scale formation and setting the mechanical properties in the opposite direction by adjusting the structure behavior.
  • the scale layer in the wound coil grows in the area of Band edges stronger than in the because of the better contact to the atmospheric oxygen Middle of the strip, especially at high reel temperatures.
  • a disadvantage of the setting The mechanical properties in the hot strip mill is that the Temperature distribution over coil length and width undefined and especially on Coil end and beginning is inhomogeneous. Accordingly, the mechanical Properties of the finished products must be inhomogeneous.
  • the coiled, scaled, hot strip of a pickling line is usually used fed to scale and surface oxides by means of passage in salt or remove sulfuric acid media from the belt surface.
  • a certain amount Rolling volume to be conveyed by the pickling liquid is necessary.
  • the rolling stock volume increases with decreasing hot strip thickness with the same surface throughput from.
  • the increase in surface throughput by increasing the Throughput speeds are nevertheless limits with the known pickling techniques set.
  • the surface treatment of increasingly thin hot strip pickling plants cannot be followed arbitrarily.
  • the invention has for its object a method and a System for the surface treatment of hot-rolled sheets or strips to provide with the above all thin tape with high surface quality homogeneous mechanical properties across belt length and width economically can be manufactured.
  • This object is achieved in a generic method in that a first step, the rolling stock immediately after the last shaping step in the rolling mill - i.e. after leaving the finishing stand - homogeneous is cooled to a temperature at the rolling stock width and length at which scaling of the rolling stock is restricted or suppressed, and that in a second step to complete the possibly slightly scaled rolling stock Descaling its surface and setting the desired one mechanical properties subjected to annealing in a reducing atmosphere becomes.
  • This annealing preferably takes place with a simultaneous reduction of scale layers in a continuous annealing furnace sealed from the outside atmosphere rather than with a heating, holding and cooling zone, with the initial Heating zone the belt to temperatures in a range of 500-800 ° C, preferably about 550 ° C, is heated.
  • the rolling stock is in one the second heating zone directly adjoining the first heating zone Temperatures in the range of 700 to 800 ° warmed.
  • the holding zone is mainly used for descaling the surfaces and setting of the desired structure under the influence of time.
  • the continuous furnace consists of chambers that are gastight from the air atmosphere and contains reducing gases, preferably 100% hydrogen.
  • reducing gases such as carbon monoxide or hydrocarbons and their Mixtures or mixtures of hydrogen and nitrogen are also conceivable.
  • hydrogen has two advantages. It reacts with the oxygen the in a continuous furnace by the continuous conveyance of the rolling stock through the introduced air, which cannot be completely avoided, into water. In addition, the decarburization of the rolling stock surface by hydrogen is very low.
  • a 100% hydrogen atmosphere is particularly recommended at high or higher alloyed steels, as the alloy metals are usually more sensitive to oxidation are as iron.
  • the proposed method can end with the annealing step, whereby Make sure that in the cooling zone of the sealed continuous furnace the rolling stock is already cooled to a temperature of about 100 ° C by one Reoxidation when the rolling stock emerges from the furnace and comes into contact again to prevent atmospheric oxygen.
  • the tape is wound up immediately afterwards and is a glow product with a descaled surface and a homogeneous finish Structure available.
  • the continuous annealing process can immediately be followed by a surface coating connect, preferably in the form of a hot-dip coating line for coating with zinc or aluminum alloys.
  • a surface coating connect preferably in the form of a hot-dip coating line for coating with zinc or aluminum alloys.
  • the rolling stock is brought to a temperature in one in the cooling zone Cooled temperature range between 400 to 700 ° C and then immediately the surface treatment subject.
  • a suitable one for carrying out the method is also used Attachment proposed.
  • Attachment proposed is characterized in that in addition to known Units for rolling strips and sheets require a cooling device is that in the transition between the finishing mill and the run-out section is arranged, and a continuous annealing furnace is provided, which under reducing Atmosphere works.
  • Hot-rolled strip can be provided surface-coated without any negative Influence on the structure.
  • Figure 1 shows schematically the sequence of the proposed method as well the necessary investment units.
  • the two embodiments of the Processes differ in the treatment of the rolling stock in the cooling zone of the continuous annealing furnace, which will be discussed later.
  • the method according to the invention can be used in conventional hot wide strip mills as well as in plants for the production of thin strip (see FIG. 2) Find.
  • Both types of plant have a rolling mill 1 - the finishing line the rolling mill is here with three stands 2a, 2b, 2c, each with two work rolls and two backup rolls shown schematically - to which there is an outlet section 3 and connect a reel device 4.
  • a cooling device 5 is arranged according to the invention, which Hot strip 6 cools down at an adjustable speed.
  • the temperatures to be reached should be below 450 ° C.
  • With the help of the cooling rate and the cooling temperature is the desired structure - pure martensite, bainite or ferritic-pearlitic structure or mixed structure - adjustable. That so frightened Volume 6 is without further major formation of scale or surface oxides transported to the reel device 4. Located on the belt surface only the scale or surface oxides that form during the rolling process have formed.
  • the coil 7 rolled up in the reel device 4 is then separated arranged continuous annealing furnace 8 supplied. According to an embodiment not shown it is also conceivable that the annealing furnace in the outlet section of the Rolling mill is integrated.
  • the already completely cooled or still warm coil 7 is in an unwinding device 9 unrolled, and via a welding device 10 in an inlet memory 11 funded.
  • These three system elements form the inlet group 12 of the continuous annealing furnace.
  • From there it continuously enters the annealing furnace 8 preferably has a 100% hydrogen atmosphere.
  • the seals of the annealing furnace on both sides can be realized with dynamic gas seals.
  • the furnace is divided into three basic zones 13 (heating zone), 14 (holding zone), 15 (cooling zone), the heating zone 13 being divided into a first (13a) and divides a second (13b) heating zone.
  • the first heating zone 13a is preferably provided with an induction furnace, which quickly heats the belt to temperatures of around 550 ° C.
  • a relatively long holding area 14 in which essentially under the reducing conditions the descaling process and the setting of the desired structure takes place.
  • a cooling process then closes Reeling on.
  • the band in the cooling zone 15 to a Temperature cooled below 100 ° C, with the cooling rate and the cooling medium, the desired structure is adjustable.
  • the Continuous annealing furnace 8 is a discharge group 16 downstream with discharge storage 17, skin pass mill and / or stretching judge 18 and a reel device 19.
  • the strip 6 in the continuous annealing furnace 8 is only at a temperature of 400 to 700 ° C cooled and in the warm state of a hot-dip coating plant 20 supplied, shown here only schematically.
  • FIG. 1 The rolling mill shown only partially in FIG. 1 is shown in FIG schematic representation of a combined casting and rolling plant concretized.
  • a plant essentially consists of a continuous casting plant 21 (here schematically indicated with a mold) for a strand 22 of 30 to 250 mm Thickness, preferably from 30 to 130 - this indication of thickness is the protected area of the invention not limited -, a cross-section device 23, a device 24 for heating or equalizing the temperature, for example a walking beam furnace or a roller hearth furnace, and a rolling mill 1 (here schematically indicated with two roll stands 2a, 2b).
  • the separation device can be dispensed with.
  • a hot strip with very good results can be obtained Generate surface quality with good mechanical properties.
  • the belt surface is reduced for further processing steps or surface treated, preferably hot-dip coated, as a finished strip product.

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Abstract

Process for surface treating hot rolled metal sheets or strips (6) comprises homogeneously cooling the rolled material over its width and length directly after the last deformation step in the mill train to a temperature at which scale formation is reduced or suppressed, and annealing the weakly scaled rolling material under reducing conditions to completely descale its surface and to adjust the required mechanical properties. Preferred Features: The rolling material is fed through a continuous annealing oven (8) having heating (13), holding (14) and cooling zones (15) to heat the material to 500-800 degrees C, hold the material at this temperature and cool it to 100-700 degrees C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von warmgewalzten Blechen oder Bändern aus Metall - insbesondere aus Stahl - zur Entfernung von Zunder oder Oberflächenoxiden, wobei das Walzgut über eine Auslaufstrecke zu einer Haspeleinrichtung gefördert wird.The invention relates to a method for the surface treatment of hot-rolled Metal sheets or strips - especially steel - for removal of scale or surface oxides, with the rolling stock over an outlet section is promoted to a reel.

Bei der Herstellung von dünnen Blechen oder Bändern aus Stahl - sei es nach dem konventionellen Warmbreitbandwalzen oder beim Gießen und Walzen von Dünnbrammen - ist das Material während der Umformung in den Walzgerüsten als auch auf der sich anschließenden Auslaufstrecke bzw., dem Abkühlrollgang der Luft ausgesetzt, so daß die Oberfläche des Walzgutes zwangsläufig wegen des Kontaktes mit dem Luftsauerstoff verzundert. Die Wachstumsgeschwindigkeit sowie die Art der sich hierbei ausbildenden Zunderschichten sind im wesentlich abhängig von der Legierungszusammensetzung des gewalzten Materials und dem angewendeten Temperatur-/Zeit-Zyklus. Bei Temperaturen oberhalb von 570°C entstehen beispielsweise als Hauptprodukt bei der Oxidation von Eisen FeO-Schichten, unterhalb von 570°C Fe2O3 - sowie Fe3O4-Schichten, bei legierten Stählen Oxide der jeweiligen Legierungsbestandteile.In the production of thin sheets or strips of steel - whether after conventional hot wide strip rolling or when casting and rolling thin slabs - the material is exposed to the air during the forming in the rolling stands as well as on the subsequent runout or the cooling roller table. so that the surface of the rolling stock is inevitably scaled due to contact with the atmospheric oxygen. The growth rate as well as the type of scale layers that are formed depend essentially on the alloy composition of the rolled material and the temperature / time cycle used. At temperatures above 570 ° C, for example, the main product in the oxidation of iron is FeO layers, below 570 ° C Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 layers, and oxides of the respective alloy components in alloyed steels.

Das gewalzte Band läuft üblicherweise über den Abkühlrollgang mit Wasserkühlelementen zu einer Haspeleinrichtung, wobei vielfach im Abkühlrollgang als auch über die Temperaturwahl in der Haspeleinrichtung die mechanischen Eigenschaften des Bandes einstellbar sind. Hierbei ist es aber nachteilig, daß sich in der Haspeleinrichtung die Einflüsse der Temperatur auf Zunderbildung und Einstellung der mechanischen Eigenschaften durch die Einstellung des Gefüges gegenläufig verhalten. Zudem wächst die Zunderschicht im aufgewickelten Coil im Bereich der Bandkanten wegen des besseren Kontaktes zum Luftsauerstoff stärker als in der Bandmitte, gerade auch bei hohen Haspeltemperaturen. Ein Nachteil der Einstellung der mechanischen Eigenschaften in der Warmbreitbandstraße ist, daß die Temperaturverteilung über Coillänge und -breite undefiniert und besonders am Coilende und -anfang inhomogen ist. Entsprechend können auch die mechanischen Eigenschaften der Fertigprodukte inhomogen sein.The rolled strip usually runs over the cooling roller table with water cooling elements to a reel device, often in the cooling roller table as well the mechanical properties via the temperature selection in the reel device of the band are adjustable. Here, however, it is disadvantageous that in the Coiler device influences the temperature on scale formation and setting the mechanical properties in the opposite direction by adjusting the structure behavior. In addition, the scale layer in the wound coil grows in the area of Band edges stronger than in the because of the better contact to the atmospheric oxygen Middle of the strip, especially at high reel temperatures. A disadvantage of the setting The mechanical properties in the hot strip mill is that the Temperature distribution over coil length and width undefined and especially on Coil end and beginning is inhomogeneous. Accordingly, the mechanical Properties of the finished products must be inhomogeneous.

Üblicherweise wird das aufgehaspelte, verzunderte, Warmband einer Beizanlage zugeführt, um Zunder und Oberflächenoxide mittels Durchlauf in salz- oder schwefelsauren Medien von der Bandoberfläche zu entfemen. Allerdings ist für den wirtschaftlichen Betrieb einer solchen Beizlinie eine bestimmte Menge an durch die Beizflüssigkeit zu förderndem Walzgutvolumen notwendig. Das Walzgutvolumen nimmt mit abnehmender Warmbanddicke bei gleichem Oberflächendurchsatz ab. Der Erhöhung des Oberflächendurchsatzes durch Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit sind gleichwohl mit den bekannten Beiztechniken Grenzen gesetzt. Die Oberflächenbehandlung von immer dünner werdendem Warmband durch Beizanlagen ist damit nicht beliebig weiterzuverfolgen.The coiled, scaled, hot strip of a pickling line is usually used fed to scale and surface oxides by means of passage in salt or remove sulfuric acid media from the belt surface. However, for the economic operation of such a pickling line a certain amount Rolling volume to be conveyed by the pickling liquid is necessary. The rolling stock volume increases with decreasing hot strip thickness with the same surface throughput from. The increase in surface throughput by increasing the Throughput speeds are nevertheless limits with the known pickling techniques set. The surface treatment of increasingly thin hot strip pickling plants cannot be followed arbitrarily.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Oberflächenbehandlung von warmgewalzten Blechen oder Bändern bereitzustellen, mit dem vor allem dünnes Band mit hoher Oberflächengüte mit homogenen mechanischen Eigenschaften über Bandlänge und -breite wirtschaftlich hergestellt werden kann.Accordingly, the invention has for its object a method and a System for the surface treatment of hot-rolled sheets or strips to provide with the above all thin tape with high surface quality homogeneous mechanical properties across belt length and width economically can be manufactured.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß in einem ersten Schritt das Walzgut unmittelbar nach dem letzten Verformungsschritt in der Walzstraße - d.h. nach dem Auslaufen aus dem Fertigwalzgerüst - homogen über die Walzgutbreite und -länge auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der eine Zunderbildung des Walzgutes eingeschränkt oder unterdrückt ist, und das in einem zweiten Schritt das gegebenenfalls schwach verzunderte Walzgut zur vollständigen Entzunderung seiner Oberfläche sowie zur Einstellung gewünschter mechanischer Eigenschaften einer Glühung unter reduzierender Atmosphäre unterworfen wird.This object is achieved in a generic method in that a first step, the rolling stock immediately after the last shaping step in the rolling mill - i.e. after leaving the finishing stand - homogeneous is cooled to a temperature at the rolling stock width and length at which scaling of the rolling stock is restricted or suppressed, and that in a second step to complete the possibly slightly scaled rolling stock Descaling its surface and setting the desired one mechanical properties subjected to annealing in a reducing atmosphere becomes.

Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch eine entsprechend schroffe Abkühlung des Walzgutes, welches unmittelbar aus der Walzstraße austritt, Temperaturen eingestellt werden, bei denen eine Zunderbildung auf der Bandoberfläche eingeschränkt oder verhindert werden kann. Durch die gewählten Temperaturen und Abkühlgeschwindigkeiten ist die Einstellung des gewünschten Gefüges möglich. Die Zunderbildung ist abhängig vom Werkstoff und nimmt mit steigender Temperatur zu. Bei Eisen ist die Zunderbildung bei Temperaturen unterhalb von 450°C merklich reduziert. In einem zweiten Verfahrensschritt wird das derartig abgekühlte und deshalb nur gering verzundemde Material, das gegebenenfalls noch Zunder, der sich während des Walzens gebildet hat, aufweist, einer Glühung unter reduzierender Atmosphäre unterworfen. Während dieses Schrittes wird einerseits die Walzgutoberfläche vollständig entzundert, andererseits wird die Glühung zur Einstellung eines homogenen Gefüges und somit homogener mechanischer Eigenschaften im Walzgut und somit im Fertigprodukt genutzt.This solution is based on the knowledge that a corresponding abrupt cooling of the rolling stock which emerges directly from the rolling train, Temperatures are set at which scaling on the Band surface can be restricted or prevented. By the chosen Temperatures and cooling rates is the setting of the desired Structure possible. The scale formation depends on the material and takes with it increasing temperature. With iron, scale formation is at temperatures below noticeably reduced from 450 ° C. In a second step, this is such cooled and therefore only slightly scaled material, which if necessary still has scale formed during rolling, one Subject to annealing in a reducing atmosphere. During this step on the one hand, the surface of the rolling stock is completely descaled, on the other hand, the Annealing for setting a homogeneous structure and thus more homogeneous mechanical Properties used in the rolling stock and thus in the finished product.

Vorzugsweise findet diese Glühung mit gleichzeitiger Reduktion von Zunderschichten in einem gegenüber der Außenatmosphäre abgedichteten Durchlaufglühofen statt mit einer Heiz-, Halte- und Abkühlzone, wobei in der anfänglichen Heizzone das Band auf Temperaturen in einem Bereich von 500-800°C, vorzugsweise etwa 550°C, aufgeheizt wird. This annealing preferably takes place with a simultaneous reduction of scale layers in a continuous annealing furnace sealed from the outside atmosphere rather than with a heating, holding and cooling zone, with the initial Heating zone the belt to temperatures in a range of 500-800 ° C, preferably about 550 ° C, is heated.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird das Walzgut in einer sich unmittelbar an die erste Heizzone anschließenden zweiten Heizzone auf Temperaturen im Bereich von 700 bis 800° erwärmt.In a particularly preferred method variant, the rolling stock is in one the second heating zone directly adjoining the first heating zone Temperatures in the range of 700 to 800 ° warmed.

Die Haltezone dient im wesentlichen zum Entzundern der Oberflächen sowie Einstellung des gewünschten Gefüges unter Zeiteinfluß.The holding zone is mainly used for descaling the surfaces and setting of the desired structure under the influence of time.

Der Durchlaufofen besteht aus gegenüber der Luftatmosphäre gasdichten Kammern und enthält reduzierende Gase, vorzugsweise 100% Wasserstoff. Andere reduzierende Gase wie Kohlenmonoxid oder Kohlenwasserstoffe sowie deren Gemische oder auch Gemische von Wasserstoff und Stickstoff sind ebenfalls denkbar. Wasserstoff hat allerdings zwei Vorteile. Er reagiert mit dem Sauerstoff, der in einen Durchlaufofen durch die kontinuierliche Förderung des Walzgutes durch die eingeschleppte und nicht gänzlich zu vermeidende Luft eintritt, zu Wasser. Zudem ist die Entkohlung der Walzgutoberfläche durch Wasserstoff sehr gering. Eine 100%-ige Wasserstoffatmosphäre empfiehlt sich insbesondere bei hoch oder höherlegierten Stählen, da die Legierungsmetalle in der Regel oxidationsempfindlicher sind als Eisen.The continuous furnace consists of chambers that are gastight from the air atmosphere and contains reducing gases, preferably 100% hydrogen. Other reducing gases such as carbon monoxide or hydrocarbons and their Mixtures or mixtures of hydrogen and nitrogen are also conceivable. However, hydrogen has two advantages. It reacts with the oxygen the in a continuous furnace by the continuous conveyance of the rolling stock through the introduced air, which cannot be completely avoided, into water. In addition, the decarburization of the rolling stock surface by hydrogen is very low. A 100% hydrogen atmosphere is particularly recommended at high or higher alloyed steels, as the alloy metals are usually more sensitive to oxidation are as iron.

Zum einen kann das vorgeschlagene Verfahren mit dem Glühschritt enden, wobei darauf zu achten ist, daß in der Abkühlzone des abgedichteten Durchlaufofens das Walzgut schon auf etwa eine Temperatur von 100°C abgekühlt wird, um eine Reoxidation bei Austritt des Walzgutes aus dem Ofen und erneutem Kontakt mit dem Luftsauerstoff zu verhindern. Das Band wird unmittelbar danach aufgehaspelt und steht als Glühprodukt mit entzunderter Oberfläche und eingestelltem homogenen Gefüge zur Verfügung.On the one hand, the proposed method can end with the annealing step, whereby Make sure that in the cooling zone of the sealed continuous furnace the rolling stock is already cooled to a temperature of about 100 ° C by one Reoxidation when the rolling stock emerges from the furnace and comes into contact again to prevent atmospheric oxygen. The tape is wound up immediately afterwards and is a glow product with a descaled surface and a homogeneous finish Structure available.

Alternativ kann sich an das kontinuierliche Glühverfahren sofort eine Oberflächenbeschichtung anschließen, vorzugsweise in Form einer Schmelztauchveredlungslinie zum Beschichten mit Zink- oder Aluminiumlegierungen. Für eine solche Ausführungsform wird das Walzgut in der Abkühlzone auf eine Temperatur in einem Temperaturbereich zwischen 400 bis 700°C abgekühlt und dann sofort der Oberflächenbehandlung unterworfen.Alternatively, the continuous annealing process can immediately be followed by a surface coating connect, preferably in the form of a hot-dip coating line for coating with zinc or aluminum alloys. For such an embodiment the rolling stock is brought to a temperature in one in the cooling zone Cooled temperature range between 400 to 700 ° C and then immediately the surface treatment subject.

Zur Kombination des vorgeschlagenen Verfahrens mit bekannten Verfahren in einer konventionellen Warmbreitbandstraße bzw. einer CSP-Anlage empfiehlt es sich, daß abgekühlte Walzgut über die vorhandenen Auslaufstrecken zu fördern und zu haspeln, anschließend im Bund zu einem separat angeordneten Durchlaufglühofen zu transportieren, hier abzuhaspeln, nach dem Glühen wieder aufzuhaspeln oder unmittelbar sich anschließendem Oberflächenbeschichtungsanlagen zuzuführen.To combine the proposed method with known methods in a conventional hot strip mill or a CSP system is recommended to promote the cooled rolling stock over the existing runout sections and reel, then in the bundle to a separately arranged continuous annealing furnace to transport, reel here, rewind after annealing or immediately following surface coating systems feed.

Erfindungsgemäß wird auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anlage vorgeschlagen. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß neben bekannten Einheiten zum Walzen von Bändern und Blechen eine Abkühlvorrichtung notwendig ist, die im Übergang zwischen dem Fertigwalzgerüst und der Auslaufstrecke angeordnet ist, sowie ein Durchlaufglühofen vorgesehen ist, der unter reduzierender Atmosphäre arbeitet.According to the invention, a suitable one for carrying out the method is also used Attachment proposed. This is characterized in that in addition to known Units for rolling strips and sheets require a cooling device is that in the transition between the finishing mill and the run-out section is arranged, and a continuous annealing furnace is provided, which under reducing Atmosphere works.

Ein bedeutender Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist, daß Warmband, das aufgrund der bekannten Prozesse hinsichtlich seiner Dicke bereits Abmessungen von Kaltband erreichen kann, auch hinsichtlich seiner Oberflächenqualität sowie der mechanischen Eigenschaften in den Bereich von Kaltband gelangt. Auch kann Warmband oberflächenbeschichtet zur Verfügung gestellt werden ohne negativen Einfluß auf das Gefüge.A significant advantage of the proposed method is that hot strip, the dimensions due to the known processes with regard to its thickness of cold rolled strip, also with regard to its surface quality as well the mechanical properties reach the range of cold strip. Can too Hot-rolled strip can be provided surface-coated without any negative Influence on the structure.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung nach den beiliegenden Figuren, wobei diese zeigen:

Figur 1
die schematische Abfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem ersten Schritt einer Abkühlung nach der Walzstraße sowie dem nachgeschalteten Glühen;
Figur 2
die schematische Darstellung einer Dünnbrammengieß- und walzanlage.
Further details and advantages of the invention emerge from the patent claims and the following description of exemplary embodiments of the subject matter of the invention according to the accompanying figures, which show:
Figure 1
the schematic sequence of the inventive method with the first step of cooling after the rolling mill and the subsequent annealing;
Figure 2
the schematic representation of a thin slab casting and rolling plant.

Die Figur 1 zeigt schematisch die Abfolge des vorgeschlagenen Verfahrens sowie die hierzu notwendigen Anlageeinheiten. Die beiden Ausführungsformen des Verfahrens unterscheiden sich in der Behandlung des Walzgutes in der Abkühlzone des Durchlaufglühofens, worauf später eingegangen wird.Figure 1 shows schematically the sequence of the proposed method as well the necessary investment units. The two embodiments of the Processes differ in the treatment of the rolling stock in the cooling zone of the continuous annealing furnace, which will be discussed later.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl in herkömmlichen Warmbreitbandstraßen als auch in Anlagen zur Herstellung von Dünnband (vgl. Figur 2) Anwendung finden. Beide Anlagentypen weisen eine Walzstraße 1 - die Fertigstaffel der Walzstraße ist hier mit drei Gerüsten 2a, 2b, 2c mit je zwei Arbeitswalzen und zwei Stützwalzen schematisch dargestellt - auf, an die sich eine Auslaufstrecke 3 sowie eine Haspeleinrichtung 4 anschließen. Unmittelbar nach dem letzten Walzgerüst 2c ist erfindungsgemäß eine Abkühlvorrichtung 5 angeordnet, die das Warmband 6 mit einstellbarer Geschwindigkeit abkühlt. Die zu erreichenden Temperaturen sollten unterhalb von 450°C liegen. Mit Hilfe der Abkühlgeschwindigkeit und der Abkühltemperaturen ist das gewünschte Gefüge - reiner Martensit, Bainit oder ferritisch-perlitisches Gefüge oder Mischgefüge - einstellbar. Das derart abgeschreckte Band 6 wird ohne weitere größere Bildung von Zunder oder Oberflächenoxiden zur Haspeleinrichtung 4 transportiert. Auf der Bandoberfläche befindet sich nur der Zunder bzw. Oberflächenoxide, die sich während des Walzvorgangs gebildet haben.The method according to the invention can be used in conventional hot wide strip mills as well as in plants for the production of thin strip (see FIG. 2) Find. Both types of plant have a rolling mill 1 - the finishing line the rolling mill is here with three stands 2a, 2b, 2c, each with two work rolls and two backup rolls shown schematically - to which there is an outlet section 3 and connect a reel device 4. Immediately after the last rolling stand 2c, a cooling device 5 is arranged according to the invention, which Hot strip 6 cools down at an adjustable speed. The temperatures to be reached should be below 450 ° C. With the help of the cooling rate and the cooling temperature is the desired structure - pure martensite, bainite or ferritic-pearlitic structure or mixed structure - adjustable. That so frightened Volume 6 is without further major formation of scale or surface oxides transported to the reel device 4. Located on the belt surface only the scale or surface oxides that form during the rolling process have formed.

Das in der Haspeleinrichtung 4 aufgerollte Coil 7 wird anschließend einem separat angeordneten Durchlaufglühofen 8 zugeführt. Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform ist es ebenfalls denkbar, daß der Glühofen in die Auslaufstrecke der Walzanlage integriert ist.The coil 7 rolled up in the reel device 4 is then separated arranged continuous annealing furnace 8 supplied. According to an embodiment not shown it is also conceivable that the annealing furnace in the outlet section of the Rolling mill is integrated.

Das bereits vollständig abgekühlte oder noch warme Coil 7 wird in einer Enthas-peleinrichtung 9 abgerollt, und über eine Schweißeinrichtung 10 in einen Einlaufspeicher 11 gefördert. Diese drei Anlagenelemente bilden die Einlaufgruppe 12 des Durchlaufglühofens. Von dort tritt es kontinuierlich in den Glühofen 8 ein, der vorzugsweise eine 100%-ige Wasserstoffatmosphäre aufweist. Die Abdichtungen des Glühofens an beiden Seiten sind mittels dynamischer Gasabdichtungen realisierbar. Der Ofen ist aufgeteilt in drei Grundzonen 13 (Aufheizzone), 14 (Haltezone), 15 (Abkühlzone), wobei sich die Aufheizzone 13 in eine erste (13a) und in eine zweite (13b) Aufheizzone aufteilt.The already completely cooled or still warm coil 7 is in an unwinding device 9 unrolled, and via a welding device 10 in an inlet memory 11 funded. These three system elements form the inlet group 12 of the continuous annealing furnace. From there it continuously enters the annealing furnace 8 preferably has a 100% hydrogen atmosphere. The seals of the annealing furnace on both sides can be realized with dynamic gas seals. The furnace is divided into three basic zones 13 (heating zone), 14 (holding zone), 15 (cooling zone), the heating zone 13 being divided into a first (13a) and divides a second (13b) heating zone.

Die erste Aufheizzone 13a ist vorzugsweise mit einem Induktionsofen versehen, der das Band schnell auf Temperaturen um ca. 550°C aufwärmt. Es folgt die zweite Aufheizzone 13b, um im Band Temperaturen von 700 bis 800°C einzustellen. Dann schließt sich ein im Verhältnis langer Haltebereich 14 an, bei dem im wesentlichen unter den reduzierenden Bedingungen der Entzunderungsvorgang und die Einstellung des gewünschten Gefüges stattfindet.The first heating zone 13a is preferably provided with an induction furnace, which quickly heats the belt to temperatures of around 550 ° C. The follows second heating zone 13b to set temperatures in the band from 700 to 800 ° C. Then follows a relatively long holding area 14, in which essentially under the reducing conditions the descaling process and the setting of the desired structure takes place.

Für die erste Verfahrensvariante schließt sich nun ein Abkühlvorgang mit anschließendem Aufhaspeln an. Hierzu wird das Band in der Abkühlzone 15 auf eine Temperatur unterhalb von 100°C abgekühlt, wobei über die Abkühlgeschwindigkeit als auch das Abkühlmedium das gewünschte Gefüge einstellbar ist. Dem Durchlaufglühofen 8 ist eine Auslaufgruppe 16 nachgeordnet mit Auslaufspeicher 17, Dressiergerüst und/oder Streckrichter 18 sowie eine Haspeleinrichtung 19.For the first process variant, a cooling process then closes Reeling on. For this purpose, the band in the cooling zone 15 to a Temperature cooled below 100 ° C, with the cooling rate and the cooling medium, the desired structure is adjustable. The Continuous annealing furnace 8 is a discharge group 16 downstream with discharge storage 17, skin pass mill and / or stretching judge 18 and a reel device 19.

Alternativ wird das Band 6 im Durchlaufglühofen 8 nur auf eine Temperatur von 400 bis 700°C abgekühlt und im warmen Zustand einer Schmelztauchveredlungsanlage 20 zugeführt, hier nur schematisch dargestellt. Alternatively, the strip 6 in the continuous annealing furnace 8 is only at a temperature of 400 to 700 ° C cooled and in the warm state of a hot-dip coating plant 20 supplied, shown here only schematically.

Die in Figur 1 nur teilweise dargestellte Walzstraße wird in Figur 2 durch die schematische Darstellung einer kombinierten Gieß- und Walzanlage konkretisiert. Eine solche Anlage besteht im wesentlichen aus einer Stranggießanlage 21 (hier schematisch mit einer Kokille angedeutet) für einen Strang 22 von 30 bis 250 mm Dicke, vorzugsweise von 30 bis 130 - wobei diese Dickenangabe den Schutzbereich der Erfindung nicht begrenzt -, einer Querteileinrichtung 23, einer Einrichtung 24 zum Erwärmen bzw. Ausgleichen der Temperatur, beispielsweise einem Hubbalkenofen oder einem Rollenherdofen, sowie einer Walzstraße 1 (hier schematisch mit zwei Walzgerüsten 2a, 2b angedeutet). Je nach Ausführungsart kann auf die Trenneinrichtung verzichtet werden.The rolling mill shown only partially in FIG. 1 is shown in FIG schematic representation of a combined casting and rolling plant concretized. Such a plant essentially consists of a continuous casting plant 21 (here schematically indicated with a mold) for a strand 22 of 30 to 250 mm Thickness, preferably from 30 to 130 - this indication of thickness is the protected area of the invention not limited -, a cross-section device 23, a device 24 for heating or equalizing the temperature, for example a walking beam furnace or a roller hearth furnace, and a rolling mill 1 (here schematically indicated with two roll stands 2a, 2b). Depending on the type of execution, the separation device can be dispensed with.

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren läßt sich ein Warmband mit sehr guter Oberflächenqualität bei gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften erzeugen. Die Bandoberfläche liegt reduziert für weitere Bearbeitungschritte oder oberflächenbehandelt, vorzugsweise schmelztauchveredelt, als Band-Fertigprodukt vor.According to the proposed method, a hot strip with very good results can be obtained Generate surface quality with good mechanical properties. The belt surface is reduced for further processing steps or surface treated, preferably hot-dip coated, as a finished strip product.

Claims (11)

Verfahren zur Oberflächenbehandlung von warmgewalzten Blechen oder Bändern (6) aus Metall zur Entfernung von Zunder oder Oberflächenoxiden, wobei das Walzgut nach dem Walzvorgang über eine Auslaufstrecke (3) zu einer Haspeleinrichtung (4) gefördert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt das Walzgut (6) unmittelbar nach dem letzten Verformungsschritt in der Walzstraße homogen über Walzgutbreite und - länge auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der eine Zunderbildung des Walzgutes eingeschränkt oder unterdrückt ist, und daß in einem zweiten Schritt das gegebenenfalls schwach verzunderte Walzgut zur vollständigen Entzunderung seiner Oberfläche sowie zur Einstellung gewünschter mechanischer Eigenschaften einer Glühung unter reduzierenden Bedingungen unterworfen wird. Process for the surface treatment of hot-rolled metal sheets or strips (6) for removing scale or surface oxides, the rolling stock being conveyed to a reel device (4) via an outlet section (3) after the rolling process,
characterized, that in a first step the rolling stock (6) is cooled homogeneously over the width and length of the rolling stock immediately after the last shaping step to a temperature at which scaling of the rolling stock is restricted or suppressed, and that in a second step the possibly slightly scaled rolling stock is subjected to annealing under reducing conditions for complete descaling of its surface and for setting the desired mechanical properties. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut für den zweiten Verfahrensschritt einem kontinuierlichen Durchlaufglühofen (8) mit einer Heiz- (13) , Halte- (14) und Abkühlzone (15) zugeführt wird zum Aufheizen des Walzgutes auf Temperaturen im Bereich von etwa 500 bis 800°C, Halten des Walzproduktes auf der Aufheiztemperatur unter Reduktion der verbliebenen Zunderschicht sowie Abkühlen auf eine Temperatur aus dem Bereich von 100 bis 700°C.Method according to claim 1,
characterized in that the rolling stock for the second process step is fed to a continuous continuous annealing furnace (8) with a heating (13), holding (14) and cooling zone (15) for heating the rolling stock to temperatures in the range of approximately 500 to 800 ° C, keeping the rolled product at the heating temperature while reducing the remaining scale layer and cooling to a temperature in the range of 100 to 700 ° C. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut nach Durchlaufen einer ersten Aufheizzone (13a), in der es auf eine Temperatur von etwa 550°C vorgewärmt wird, eine sich unmittelbar anschließende zweite Aufheizzone (13b) durchläuft zwecks weiterem Aufheizen des Walzguts auf Temperaturen im Bereich von 700 bis 800°C.Method according to claim 2,
characterized in that after passing through a first heating zone (13a), in which it is preheated to a temperature of about 550 ° C , the rolling stock passes through an immediately following second heating zone (13b) for the purpose of further heating the rolling stock to temperatures in the range of 700 up to 800 ° C. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Abkühlzone (15) des Durchlaufglühofens das Walzgut auf Temperaturen unterhalb von 100°C zwecks Verhinderung einer Reoxidation abgekühlt und unmittelbar anschließend aufgehaspelt wird.Method according to claim 2 or 3,
characterized by
that in the cooling zone (15) of the continuous annealing furnace, the rolling stock is cooled to temperatures below 100 ° C in order to prevent reoxidation and is then wound up immediately. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Abkühlzone (15) des Durchlaufglühofens das Walzgut auf Temperaturen in einem Temperaturbereich zwischen 400 bis 700°C abgekühlt und anschließend im noch erwärmten Zustand unmittelbar oberflächenbeschichtet wird.Method according to claim 2 or 3,
characterized in that in the cooling zone (15) of the continuous annealing furnace the rolling stock is cooled to temperatures in a temperature range between 400 to 700 ° C and then immediately surface-coated in the still heated state. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut unmittelbar nach dem letzten Walzstich abgekühlt wird, in der der Auslaufstrecke folgenden Haspeleinrichtung (4) aufgehaspelt wird, das gehaspelte Bund (7) einem zur Walzstraße separaten Durchlaufglühofen (8) zugeführt wird, vor Einlauf in den Durchlaufglühofen abgehaspelt wird, unter reduzierenden Bedingungen geglüht und anschließend abgekühlt und aufgehaspelt wird oder unmittelbar anschließend einer Schmelztauchveredlungslinie (20) zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the rolling stock is cooled immediately after the last rolling pass, is coiled in the coiler device (4) following the outlet section, the coiled bundle (7) is fed to a continuous annealing furnace (8) separate from the rolling train, and is unwound before entering the continuous annealing furnace , annealed under reducing conditions and then cooled and coiled or immediately afterwards fed to a hot-dip finishing line (20). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die reduzierende Atmosphäre durch Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, deren Gemische oder durch Gemische von Wasserstoff und Stickstoff eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that
that the reducing atmosphere is set by hydrogen, carbon monoxide, hydrocarbons, their mixtures or by mixtures of hydrogen and nitrogen. Anlage zur Oberflächenbehandlung von warmgewalzten Blechen oder Bändern aus Metall zur Entfernung von Zunder oder Oberflächenoxiden zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Walzgut (6) aus dem Fertigwalzgerüst (2a, b, c) einer Walzstraße (1) austritt und über eine Auslaufstrecke (3) zu einer Haspeleinrichtung (4) gefördert wird,
gekennzeichnet durch
eine Abkühlvorrichtung (5) im Übergang zwischen Fertigwalzgerüst (2c) und Auslaufstrecke (3) sowie einen Durchlaufglühofen (8) für das abgekühlte Walzgut, der unter reduzierender Atmosphäre arbeitet.Plant for surface treatment of hot-rolled metal sheets or strips for removing scale or surface oxides for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, wherein the rolling stock (6) emerges from the finishing stand (2a, b, c) of a rolling mill (1) and is conveyed via a discharge path (3) to a reel device (4),
marked by
a cooling device (5) in the transition between the finishing roll stand (2c) and the outlet section (3) and a continuous annealing furnace (8) for the cooled rolling stock, which works in a reducing atmosphere. Anlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufglühofen (8) separat zur Walzstraße (1) angeordnet ist.System according to claim 8,
characterized in that the continuous annealing furnace (8) is arranged separately from the rolling train (1). Anlage nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch Mittel zum Transport des abgekühlten aufgehaspelten Bandes (7) zum Durchlaufglühofen, eine Einlaufgruppe (12), die dem Durchlaufglühofen (8) vorgeordnet ist, umfassend eine Einrichtung zum Abhaspeln (9), gegebenenfalls eine Schweißeinrichtung (10) sowie gegebenenfalls einen Einlaufspeicher (11) und eine Auslaufgruppe (16), die dem Durchlaufglühofen (8) nachgeordnet ist, umfassend gegebenenfalls einen Auslaufspeicher (17), ein Dressiergerüst und/oder ein Streckrichteinrichtung (18) sowie eine Einrichtung zum Aufhaspeln (19) des Bandes bzw. Bleches oder eine sich unmittelbar an den Durchlaufglühofen anschließende Schmelztauchveredlungslinie (20). System according to claim 9,
marked by Means for transporting the cooled coiled strip (7) to the continuous annealing furnace, an inlet group (12) which is arranged upstream of the continuous annealing furnace (8), comprising a device for unwinding (9), optionally a welding device (10) and optionally an inlet store (11) and an outlet group (16), which is arranged downstream of the continuous annealing furnace (8), optionally comprising an outlet store (17), a skin pass mill and / or a stretch leveling device (18) as well as a device for reeling (19) the strip or sheet or one directly hot-dip coating line (20) connected to the continuous annealing furnace. Anlage zum Herstellen von Blechen und Bändern aus Metall mit einer Warmbandenddicke vorzugsweise kleiner als 2 mm, umfassend eine Stranggießanlage (21) zum Gießen von Brammen (22), wahlweise eine Querteileinrichtung (23), eine Erwärmungseinrichtung und/oder Temperaturausgleichseinrichtung (24), eine Warmwalzstraße (1) sowie eine Oberflächenbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10.Plant for the production of metal sheets and strips with a Hot strip end thickness preferably less than 2 mm, comprising one Continuous caster (21) for casting slabs (22), optionally one Cross-section device (23), a heating device and / or temperature compensation device (24), a hot rolling mill (1) and a surface treatment plant according to one of claims 8 to 10.
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