EP2334830B1 - Verfahren zur herstellung von warmband-walzgut aus siliziumstahl - Google Patents

Verfahren zur herstellung von warmband-walzgut aus siliziumstahl Download PDF

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EP2334830B1
EP2334830B1 EP09740663.1A EP09740663A EP2334830B1 EP 2334830 B1 EP2334830 B1 EP 2334830B1 EP 09740663 A EP09740663 A EP 09740663A EP 2334830 B1 EP2334830 B1 EP 2334830B1
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EP
European Patent Office
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strip
rolling
process according
temperature
rolled
Prior art date
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Gerald Eckerstorfer
Bernd Linzer
Gerald Hohenbichler
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
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    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of hot rolled strip of silicon-alloyed steels for further processing into grain-oriented electrical steel strip.
  • the further processing of the hot strip is not the subject of this application; it is done by heat treatments and cold rolling.
  • Grain-oriented electrical steel for example, for subsequent processing into laminated electrical sheet for transformers or electrical machines, is characterized by low specific Ummagnethneshnee and high magnetic permeability. As the consumption of electrical energy increases and ever higher demands are made on the efficiencies of electrical machines, there is a high demand for high-quality and low-priced electrical sheets.
  • the production of electrical steel strip can be subdivided into the following process steps: steel, hot strip and cold strip production, heat treatment and strip coating (see leaflet 401 "Electrical steel and sheet", Steel Information Center, Dusseldorf, 2005 edition).
  • the prior art process for the production of hot strip rolling stock is either very energy consuming, or results in quality degradation of the further processed grain oriented electrical steel sheets.
  • the compensation ovens used for the annealing of the slabs are also not very compact, which in turn increases the investment costs of the entire system.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned, with which high-quality hot strip rolling for further processing can be produced inexpensively to grain-oriented electrical steel with excellent magnetic, electrical and geometric properties.
  • a high-quality hot strip rolling stock of this type is understood to mean a hot strip in which the growth inhibitors are finely dispersed and homogeneously distributed in the hot strip.
  • step a the formation of homogeneously distributed and finely dispersed growth inhibitors, namely sulfides, nitrides and carbides of the elements Mn, Cu, Al but Cr, promoted by the melting of a specific steel alloy (step a) and the casting of a thin strand (step b) immediately following rolling a band with high degrees of deformation (step c) on a first rolling line.
  • h 0 indicates the thickness before forming and h 1 indicates the strip or strand thickness after one or more forming steps; the degree of deformation is specified in this application in percent.
  • step d causes the further excretion of growth inhibitors is stopped and already formed precipitates are given at a given kinetics again. If the temperature is lowered again during finish rolling on a second rolling line (step e) and the subsequent cooling of the strip (step f), further homogeneously distributed and finely dispersed growth inhibitors are formed.
  • the manufacturing process can either fully continuous, ie. based on a strand or an undivided band, or in non-continuous batch mode, ie. based on slabs.
  • the final temperature of the strip is advantageously maintained in a continuous furnace, which is designed, for example, as a gas-fired furnace or as an induction furnace.
  • a continuous furnace which is designed, for example, as a gas-fired furnace or as an induction furnace.
  • the temperature of the belt in fully continuous operation can be maintained in a particularly compact manner.
  • the end temperature of the strip is advantageously maintained by winding and unwinding in a coiler oven.
  • the temperature of the belt in non-continuous operation can be maintained in a particularly compact manner.
  • the strip is finish-rolled in a second rolling train in 2 to 6, preferably in 3 to 5, rolling passes.
  • finish rolling it is favorable if the strip after finish rolling has a final rolling temperature of 900 to 1050 ° C. This will ensure that the strip is finish rolled in a favorable temperature range.
  • a further advantageous embodiment is that the band within max. 10 s, preferably within max. 6 s, after the finish rolling to a reel temperature of 300 to 600 ° C by means of an intensive cooling step is cooled.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention consists in that the strip is cooled at the beginning of the intensive cooling step with a doubling, preferably three times, as high a cooling rate as at the end of the cooling step.
  • the sum of the alloying elements is Cu + Mn> 0.35% by weight, preferably> 0.55% by weight.
  • a sufficient amount of Cu, Mn, S and N in the molten steel is advantageous in order to be able to excrete sufficient amount of growth inhibitors into the hot strip.
  • the quotient of the alloying elements is Cu / Mn> 2.5, preferably> 3.5. Since Cu sulfides have a smaller size and precipitation temperature than Mn sulfides and are therefore preferable, it is preferable that the molten steel contains more Cu than Mn. However, since Mn is more affine to S than Cu, there must be a "oversupply" of Cu in order to quantitatively produce more Cu sulfides than Mn sulfides.
  • Fig. 1 a casting / rolling complex 1 for the production of hot rolled strip of silicon alloyed steel is shown; the system parts for further processing of the hot strip to a grain-oriented electrical steel are not shown.
  • the states ie. the temperatures and thicknesses of the strand or strip in the individual process steps are given in Tab. I; the states are referred to as P1 to P15.
  • a continuous casting plant 2 for the production of thin slabs is made of a specific steel alloy, in weight% consisting of Si 3.2%, C 0.08%, Mn 0.1%, Cu 0.3%, Sn 0.08%, S 0.01%, Al 0.03%, Cr 0.1%, N 0.012%, P 0.05%, balance Fe and impurities, cast a strand 3 with a thickness of 90 mm.
  • the strand 3 is subjected to a first rolling step consisting of 2 rolling passes on a first rolling line 5.
  • the individual degrees of deformation are respectively 53% and 52%, ie.
  • a strip 42 mm thick (state P2) and then a 20 mm thick strip (state P3) are rolled first.
  • the temperature of the strip after the first pass is 1171 ° C, after the second pass 1086 ° C.
  • This first rolling step promotes the formation of homogeneously distributed and finely dispersed clusters of growth inhibitors, namely sulfides, nitrides and carbides of the elements Cu, Al, Mn and Cr, in the ribbon, thereby inhibiting further grain growth.
  • the belt 4 is transported by means of a roller table to a heating device 6, designed as an induction furnace, in which the incoming, cooled to 944 ° C (state P4), strip to a final temperature of 1150 ° C (state P5 ) is heated.
  • a heating device 6 designed as an induction furnace, in which the incoming, cooled to 944 ° C (state P4), strip to a final temperature of 1150 ° C (state P5 ) is heated.
  • the temperature of the strip in a coiler oven 7 (temperature at the entrance of the coiler furnace 1134 ° C, state P6) is maintained for at least 30 s.
  • the residence time of a band area the so-called local residence time, varies depending on the band position.
  • Due to the winding and unwinding of the tape for example, remains the - existing before winding - tape head longer in the coiler oven than the end of the tape; In this sense, the existing before winding tape head to the end of the tape and vice versa.
  • growth inhibitor precipitation is prevented until finish rolling of the belt in a second rolling line 8; by maintaining the temperature for a time t, coarse clusters of growth inhibitors are dissolved, which are re-formed in a finely divided manner upon renewed temperature reduction during finish rolling.
  • the strip After winding and unwinding the leader in the coiler oven 7, the strip is freed from scale by a descaling unit 12, whereby the temperature of the strip falls from 1101 ° C to 1070 ° C (temperatures before and after descaling, states P7 and P8).
  • the strip is then subjected to four rolling passes on a second rolling line 8 (individual degrees of deformation 55, 53, 28 and 16%, ie strip thicknesses of 9.1, 4.3, 3.1 and 2.6 mm, states P9 to P12 ) to a final hot-rolled strip thickness of 2.6 mm.
  • the strip of 1043, 1012 and 984 cools to a final rolling temperature of 955 ° C after the last pass.
  • the strip After finish rolling, the strip is cooled on a cooling section 9 within 3 s after the last pass in the second rolling mill 8 from 932 ° C (input cooling path, state P13) to a temperature of 560 ° C at the exit of the cooling section (state P14) .
  • the cluster of growth inhibitors present in the strand become finely dispersed, ie. with a typical cluster size ⁇ 60 nm, eliminated.
  • the tape is wound up in a take-up device 11; the winding temperature is 540 ° C (state P15).
  • manufacturing steps the present hot strip is annealed, rolled in a cold rolling mill to the final thickness, decarburized and subjected to a targeted secondary recrystallization.
  • a further cast-rolling composite plant 1 for the fully continuous production of hot strip rolling stock made of silicon-alloyed steels is shown; the plant parts for further processing of the hot strip to a grain-oriented electrical steel are again not shown.
  • the states P1 to P5 and P7 to P15 of the strand or strip in the individual process steps are given in Tab.
  • a specific steel alloy (chemical composition see Embodiment 1) is melted and cast in a continuous casting plant 2 a strand 3 (state P1).
  • the strand is subjected to a first rolling step consisting of 2 rolling passes on a first rolling line 5 (states P2 and P3).
  • the belt 4 is heated in a heating device 6, which is designed as an induction furnace (states P4 and P5).
  • a heating device 6 which is designed as an induction furnace (states P4 and P5).
  • the essential difference from the embodiment 1 consists in the fact that the temperature of the belt 4 is maintained after heating in a continuous furnace 13, designed as a gas-fired furnace, for at least 15 s; the local residence time in the continuous furnace is constant for all belt areas (tape head, belt foot).
  • the further process steps (descaling P7 to P8, finish rolling P9 to P12, cooling P13 to P14 and coiling P15) are shown in the embodiment 1.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Warmband-Walzgut aus siliziumlegierten Stählen zur Weiterverarbeitung zu kornorientiertem Elektroband. Die Weiterverarbeitung des Warmbands ist nicht Gegenstand dieser Anmeldung; sie erfolgt durch Wärmebehandlungen und Kaltwalzen.
  • Kornorientiertes Elektroband, beispielsweise für eine nachfolgende Verarbeitung zu laminiertem Elektroblech für Transformatoren oder elektrische Maschinen, zeichnet sich durch niedrige spezifische Ummagnetisierungsverluste und eine hohe magnetische Permeabilität aus. Da der Verbrauch an elektrischer Energie steigt und immer höhere Ansprüche an die Wirkungsgrade elektrischer Maschinen gestellt werden, ist eine hohe Nachfrage nach qualitativ hochwertigen und preisgünstigen Elektroblechen gegeben.
  • Die Herstellung von Elektroband kann in folgende Prozessschritte unterteilt werden: Stahl-, Warmband- und Kaltbanderzeugung, Wärmebehandlung und Bandbeschichtung (siehe Merkblatt 401 "Elektroband und -blech", Stahl-Informations-Zentrum, Düsseldorf, Ausgabe 2005).
  • Dem Fachmann sind Gieß-Walz-Verbundanlagen für eine besonders wirtschaftliche Herstellung von qualitativ hochwertigen Warmbändern bekannt, beispielsweise für eine nachfolgende Verarbeitung zu Automobilblechen (siehe z.B. EP 1662011 A1 ).
  • Aus der WO 98/46802 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektroblechen bekannt, wobei entweder
    1. a) eine spezifische Stahllegierung erschmolzen und daraus ein dünner Strang in einer Stranggießanlage gegossen wird, anschließend wird der Strang zerteilt, die Brammen geglüht, fertiggewalzt, abgekühlt und das Warmband aufgewickelt; oder
    2. b) eine spezifische Stahllegierung erschmolzen und daraus ein dünner Strang in einer Stranggießanlage gegossen wird, anschließend wird der Strang fertiggewalzt, abgekühlt und das Warmband aufgewickelt.
    Im Anschluss an die Arbeitsschritte gemäß a) oder b) wird das Warmband im Wesentlichen geglüht, in einer Kaltwalzstraße auf die Enddicke gewalzt, entkohlt und einer gezielten Sekundärrekristallisation unterzogen. Die erschmolzene Stahllegierung beinhaltet sog. Wachstumsinhibitoren, nämlich Sulfide, Karbide oder Nitride der Elemente Mn, Cu und Al, die das Kornwachstum des nach dem Fertigwalzen vorliegenden Gefüges verhindern. Diese Ausscheidungen wirken des Weiteren je nach Temperatur bereits während der Verformung und unmittelbar danach auf die Rekristallisation in einer Weise ein, dass ein Gefüge entstehen kann, welches in weiterer Folge zur Produktion eines Materials mit den gewünschten Korneigenschaften geeignet ist.
  • Das Verfahren nach dem Stand der Technik für die Herstellung von Warmband-Walzgut ist entweder sehr energieaufwändig, oder resultiert in Qualitätseinbußen der weiterverarbeiteten kornorientierten Elektrobleche. Die für das Glühen der Brammen verwendeten Ausgleichsöfen sind zudem wenig kompakt, was wiederum die Investitionskosten der Gesamtanlage erhöht.
  • Aus der US 4 718 951 A ist es bekannt, siliziumhältige Stähle für kornorientiertes Elektroblech durch Vorwalzen mit hohen Umformgraden von 10 - 50%, einer Zwischenerhitzung auf 1260 - 1400 °C und nachfolgendes Warmwalzen herzustellen.
  • Schließlich ist aus der nicht vorveröffentlichten WO 2009/012963 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Warmband-Walzgut aus siliziumlegierten Stahl auf einer Gieß-Walz-Verbundanlage bekannt, umfassend die Schritte:
    • Gießen einer Bramme in einer Stranggießanlage;
    • Entzundern der Bramme;
    • Vorwalzen der entzunderten Bramme zu einem Zwischenband;
    • Aufheizen des Zwischenbands in einem Ofen;
    • Fertigwalzen des Bands in einer Fertigwalzstraße; und
    • Abkühlen und Aufhaspeln des Bands.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem hochqualitatives Warmband-Walzgut zur Weiterverarbeitung zu kornorientiertem Elektroband mit hervorragenden magnetischen, elektrischen und geometrischen Eigenschaften kostengünstig hergestellt werden kann. Unter einem hochqualitativen Warmband-Walzgut solcher Art versteht man ein Warmband, bei dem die Wachstumsinhibitoren feindispers und homogen im Warmband verteilt sind.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem folgende Verfahrensschritte in der genannten Reihenfolge auf einer Gieß-Walz-Verbundanlage durchgeführt werden:
    1. a) Erschmelzen eines Stahl mit einer chemischen Zusammensetzung in Gewichts % von Si 2 bis 7 %, C 0,01 bis 0,1 %, Mn < 0,3 %, Cu 0,1 bis 0,7 %, Sn < 0,2 %, S < 0,05 %, Al < 0,09 %, Cr < 0,3 %, N < 0,02 %, P < 0,1 %, Rest Fe und Verunreinigungen;
    2. b) Gießen eines Strangs mit einer Dicke von 25 bis 150 mm auf einer Stranggießanlage;
    3. c) Walzen zu einem Band in bis zu 4 Walzstichen unmittelbar nach dem Gießen des Strangs, wobei zumindest bei einem Walzstich ein Umformgrad > 30 % oder der Gesamtumformgrad aller Stiche > 50 % beträgt;
    4. d) Aufheizen des Bands auf eine Endtemperatur von 1050 bis 1250 °C, bevorzugt 1100 bis 1180 °C, wobei die Endtemperatur nach dem Aufheizen des Bands für eine Dauer t, t > 15 s, aufrechterhalten wird;
    5. e) Fertigwalzen des Bands in einer zweiten Walzstraße, anschließend
    6. f) Abkühlen und Aufhaspeln des Bands.
  • Bei diesem Herstellverfahren wird die Bildung von homogen verteilten und feindispers vorliegenden Wachstumsinhibitoren, nämlich Sulfide, Nitride und Karbide der Elemente Mn, Cu, Al aber auch Cr, durch das Erschmelzen einer spezifischen Stahllegierung (Schritt a) und das dem Gießen eines dünnen Strangs (Schritt b) unmittelbar folgende Walzen eines Bands mit hohen Umformgraden (Schritt c) auf einer ersten Walzstraße gefördert. Der Umformgrad ϕ ist definiert als φ = h 0 − h 1 h 0 ,
    Figure imgb0001
     wobei h0 die Dicke vor der Umformung und h1 die Band- bzw. Strangdicke nach einem bzw. mehreren Umformschritten angibt; der Umformgrad wird in dieser Anmeldung in Prozent angegeben. Das Aufheizen des Bands (Schritt d) bewirkt, dass das weitere Ausscheiden von Wachstumsinhibitoren gestoppt wird und bereits gebildete Ausscheidungen mit gegebener Kinetik wieder aufgelöst werden. Bei einer erneuten Temperaturabsenkung beim Fertigwalzen auf einer zweiten Walzstraße (Schritt e) und dem anschließenden Abkühlen des Bands (Schritt f), werden weitere homogen verteilte und feindispers vorliegende Wachstumsinhibitoren gebildet. Das Herstellverfahren kann entweder vollkontinuierlich, dh. basierend auf einem Strang bzw. einem unzerteilten Band, oder im nicht-kontinuierlichen Batch-Betrieb, dh. basierend auf Brammen, durchgeführt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Herstellverfahrens wird die Endtemperatur nach dem Aufheizen des Bands für eine Dauer t, für die gilt t > 60 s, aufrechterhalten. Durch diese Maßnahme wird ein höherer Anteil an gegebenenfalls bereits im Band in groben Clustern vorliegenden Ausscheidungen aufgelöst. Eine Aufrechterhaltung der Temperatur für eine Zeit t, t > 90 s, ist nicht sinnvoll, da nach dieser Zeit bereits sämtliche Ausscheidungen aufgelöst vorliegen.
  • Im vollkontinuierlichen Betrieb wird die Endtemperatur des Bands vorteilhafterweise in einem Durchlaufofen, welcher beispielsweise als ein gasbefeuerter Ofen oder als ein Induktionsofen ausgeführt ist, aufrechterhalten. Dadurch kann die Temperatur des Bands im vollkontinuierlichen Betrieb auf besonders kompakte Art und Weise aufrechterhalten werden.
  • Im nicht-kontinuierlichen Batch-Betrieb wird die Endtemperatur des Bands vorteilhafterweise durch ein Auf- und Abwickeln in einem Haspelofen aufrechterhalten. Dadurch kann die Temperatur des Bands im nicht-kontinuierlichen Betrieb auf besonders kompakte Art und Weise aufrechterhalten werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Band auf einer zweiten Walzstraße in 2 bis 6, bevorzugt in 3 bis 5, Walzstichen fertiggewalzt. Dadurch können gängige Banddicken auf besonders wirtschaftliche Weise erzeugt werden.
  • Beim Fertigwalzen ist es günstig, wenn das Band nach dem Fertigwalzen eine Endwalztemperatur von 900 bis 1050 °C aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Band in einem günstigen Temperaturbereich fertiggewalzt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass das Band innerhalb von max. 10 s, bevorzugt innerhalb von max. 6 s, nach dem Fertigwalzen auf eine Haspeltemperatur von 300 bis 600 °C mittels eines Intensiv-Abkühlungsschrittes abgekühlt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Band am Beginn des Intensiv-Abkühlungsschrittes mit einer doppelt, bevorzugt dreifach, so hohen Abkühlrate wie am Ende des Abkühlschrittes abgekühlt wird. Mittels dieser Temperaturführung wird sichergestellt, dass das nach dem Fertigwalzen vorliegende Gefüge möglichst rasch für die nachfolgenden Schritte "eingefroren" wird.
  • Bezüglich der Ausbildung von Wachstumsinhibitoren ist es vorteilhaft, dass in der Stahlschmelze die Summe der Legierungselemente Cu+Mn > 0,35 Gewichts %, bevorzugt > 0,55 Gewichts %, beträgt. Zur Ausbildung einer genügend hohen Anzahl von Wachstumsinhibitoren ist es vorteilhaft, dass in der Stahlschmelze die Summe der Legierungselemente S+N > 100 ppm, bevorzugt > 200 ppm, beträgt. Eine hinreichende Menge an Cu, Mn, S und N in der Stahlschmelze ist vorteilhaft, um mengenmäßig genügend Wachstumsinhibitoren in das Warmband hinein ausscheiden zu können.
  • Vorteilhafterweise beträgt in der Stahlschmelze der Quotient der Legierungselemente Cu/Mn > 2,5, bevorzugt > 3,5. Da Cu-Sulfide eine geringere Größe und Ausscheidetemperatur als Mn-Sulfide aufweisen und daher zu bevorzugen sind, ist es vorteilhaft, wenn die Stahlschmelze mehr Cu als Mn enthält. Da jedoch Mn affiner zu S ist als Cu, muss ein "Überangebot" an Cu vorhanden sein, um mengenmäßig mehr Cu-Sulfide als Mn-Sulfide bilden zu können.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage zur nicht-kontinuierlichen Herstellung von Warmband-Walzgut zur Weiterverarbeitung zu kornorientierten Blechen
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage zur vollkontinuierlichen Herstellung von Warmband-Walzgut zur Weiterverarbeitung zu kornorientierten Blechen
    Ausführungsbeispiel 1
  • In Fig. 1 ist eine Gieß--Walz-Verbundanlage 1 zur Herstellung von Warmband-Walzgut aus siliziumlegierten Stählen dargestellt; die Anlagenteile zur Weiterverarbeitung des Warmbands zu einem kornorientierten Elektroband sind nicht gezeigt. Die Zustände, dh. die Temperaturen und Dicken, des Strangs bzw. Bands bei den einzelnen Verfahrensschritten sind in Tab. I angegeben; die Zustände werden als P1 bis P15 bezeichnet. In einer Stranggussanlage 2 zur Herstellung von Dünnbrammen wird aus einer spezifischen Stahllegierung, in Gewichts % bestehend aus Si 3,2 %, C 0,08 %, Mn 0,1 %, Cu 0,3 %, Sn 0,08 %, S 0,01 %, Al 0,03 %, Cr 0,1 %, N 0,012 %, P 0,05 %, Rest Fe und Verunreinigungen, ein Strang 3 mit einer Dicke von 90 mm gegossen. Unmittelbar nach der Durcherstarrung (Temperatur des Strangs 1174 °C, Zustand P1) wird der Strang 3 einem ersten Walzschritt, bestehend aus 2 Walzstichen, auf einer ersten Walzstraße 5 unterzogen. Dabei betragen die Einzel-Umformgrade jeweils 53 % und 52 %, dh. es wird zuerst ein Band mit einer Dicke von 42 mm (Zustand P2) und anschließend ein 20 mm dickes Band (Zustand P3) gewalzt. Die Temperatur des Bandes nach dem ersten Stich beträgt 1171 °C, nach dem zweiten Stich 1086 °C. Dieser erste Walzschritt begünstigt die Bildung von homogen verteilten und feindispers vorliegenden Clustern von Wachstumsinhibitoren, nämlich Sulfide, Nitride und Karbide der Elemente Cu, Al, Mn und Cr, im Band, wodurch das weitere Kornwachstum gehemmt wird. Im Anschluss an den ersten Walzschritt wird das Band 4 mittels eines Rollgangs zu einer Aufheizvorrichtung 6, ausgeführt als Induktionsofen, transportiert, in welcher das einlaufende, auf 944 °C abgekühlte (Zustand P4), Band auf eine Endtemperatur von 1150 °C (Zustand P5) aufgeheizt wird. Anschließend wird die Temperatur des Bands in einem Haspelofen 7 (Temperatur am Eingang des Haspelofens 1134 °C, Zustand P6) für mindestens 30 s aufrechterhalten. Die Verweilzeit eines Bandbereichs, die sog. örtliche Verweilzeit, ist je nach Bandposition unterschiedlich. Aufgrund des Auf- und Abwickelns des Bands, verbleibt z.B. der - vor dem Wickeln vorhandene - Bandkopf länger im Haspelofen als das Bandende; in diesem Sinne wird der vor dem Wickeln vorhandene Bandkopf zum Bandende und umgekehrt. Durch das Aufheizen des Bands 4 wird ein Ausscheiden von Wachstumsinhibitoren bis zu einem Fertigwalzen des Bands in einer zweiten Walzstraße 8 verhindert; durch das Aufrechterhalten der Temperatur für eine Zeit t werden grobe Cluster von Wachstumsinhibitoren aufgelöst, welche bei einer erneuten Temperaturabsenkung beim Fertigwalzen fein verteilt wieder gebildet werden. Nach einem Auf- und Abwickeln des Vorbands im Haspelofen 7 wird das Band mittels einer Entzunderungsanlage 12 von Zunder befreit, wodurch die Temperatur des Bandes von 1101°C auf 1070 °C abfällt (Temperaturen vor und nach der Entzunderung, Zustände P7 und P8). Anschließend wird das Band auf einer zweiten Walzstraße 8 in vier Walzstichen (Einzel-Umformgrade 55, 53, 28 und 16 %, dh. Banddicken von 9,1, 4,3, 3,1 und 2,6 mm, Zustände P9 bis P12) auf eine Warmband-Enddicke von 2,6 mm fertiggewalzt. Bei diesen Walzstichen kühlt das Band von 1043, 1012 und 984 auf eine Endwalztemperatur von 955 °C nach dem letzten Walzstich ab. Nach dem Fertigwalzen wird das Band auf einer Kühlstrecke 9 innerhalb von 3 s nach dem letzten Stich in der zweiten Walzstraße 8 von 932 °C (Eingang Kühlstrecke, Zustand P13) auf eine Temperatur von 560 °C am Ausgang der Kühlstrecke abgekühlt (Zustand P14). Beim Fertigwalzen und Abkühlen des Bands werden die im Strang vorhandenen Cluster von Wachstumsinhibitoren feindispers, dh. mit einer typischen Clustergröße < 60 nm, ausgeschieden. Nach einem Abschneiden des Warmbands mittels einer Schere 10 wird das Band in einer Aufwickelvorrichtung 11 aufgewickelt; die Wickeltemperatur beträgt dabei 540 °C (Zustand P15). In weiterfolgenden, nicht mehr dargestellten, Herstellschritten wird das vorliegende Warmband geglüht, in einer Kaltwalzstraße auf die Enddicke gewalzt, entkohlt und einer gezielten Sekundärrekristallisation unterzogen.
    • Ausführungsbeispiel 2
  • In Fig. 2 ist eine weitere Gieß-Walz-Verbundanlage 1 zur vollkontinuierlichen Herstellung von Warmband-Walzgut aus siliziumlegierten Stählen dargestellt; die Anlagenteile zur Weiterverarbeitung des Warmbands zu einem kornorientierten Elektroband sind wiederum nicht gezeigt. Die Zustände P1 bis P5 und P7 bis P15 des Strangs bzw. Bands bei den einzelnen Verfahrensschritten sind der Tab. I zu entnehmen. Hierbei wird wiederum eine spezifische Stahllegierung (chemische Zusammensetzung siehe Ausführungsbeispiel 1) erschmolzen und daraus in einer Stranggießanlage 2 ein Strang 3 gegossen (Zustand P1). Unmittelbar nach der Durcherstarrung wird der Strang einem ersten Walzschritt, bestehend aus 2 Walzstichen, auf einer ersten Walzstraße 5 unterzogen (Zustände P2 und P3). Anschließend wird das Band 4 in einer Aufheizvorrichtung 6, ausgeführt als Induktionsofen, aufgeheizt (Zustände P4 und P5). Der wesentliche Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht nun darin, dass die Temperatur des Bands 4 nach dem Aufheizen in einem Durchlaufofen 13, ausgeführt als gasbefeuerter Ofen, für mindestens 15 s aufrechterhalten wird; die örtliche Verweilzeit im Durchlaufofen ist für alle Bandbereiche (Bandkopf, Bandfuß) konstant. Die weiteren Verfahrensschritte (Entzunderung P7 bis P8, Fertigwalzen P9 bis P12, Abkühlen P13 bis P14 und Aufhaspeln P15) sind dem Ausführungsbeispiel 1 zu entnehmen. Tab. I
    Ort Dicke [mm] Temp. [° C]
    P1 Ende Gieß-Walz-Verbundanlage 90 1174
    P2 Nach 1. Stich in erster Walzstraße 42 1171
    P3 Nach 2. Stich in erster Walzstraße 20 1086
    P4 Eingang Aufheizvorrichtung 20 944
    P5 Ausgang Aufheizvorrichtung 20 1150
    P6 Eingang Haspelofen 20 1134
    P7 Eingang Entzunderungsanlage 20 1101
    P8 Ausgang Entzunderungsanlage 20 1070
    P9 Nach 1. Stich in zweiter Walzstraße 9.1 1043
    P10 Nach 2. Stich in zweiter Walzstraße 4.3 1012
    P11 Nach 3. Stich in zweiter Walzstraße 3.1 984
    P12 Nach 4. Stich in zweiter Walzstraße 2.6 955
    P13 Eingang Kühlstrecke 2.6 932
    P14 Ausgang Kühlstrecke 2.6 560
    P15 In Aufwickelvorrichtung 2.6 540
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gieß-Walz-Verbundanlage
    2
    Stranggussanlage
    3
    Strang
    4
    Band
    5
    Erste Walzstraße
    6
    Aufheizvorrichtung
    7
    Haspelofen
    8
    Zweite Walzstraße
    9
    Kühlstrecke
    10
    Schere
    11
    Aufwickelvorrichtung
    12
    Entzunderungsanlage
    13
    Durchlaufofen

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung von Warmband-Walzgut aus siliziumlegierten Stählen auf einer Gieß-Walz-Verbundanlage zur Weiterverarbeitung zu kornorientiertem Elektroband, umfassend die folgenden Verfahrensschritte in der genannten Reihenfolge:
    a) Erschmelzen eines Stahl mit einer chemischen Zusammensetzung in Gewichts % von Si 2 bis 7 %, C 0,01 bis 0,1 %, Mn < 0,3 %, Cu 0,1 bis 0,7 %, Sn < 0,2 %, S < 0,05 %, Al < 0,09 %, Cr < 0,3 %, N < 0,02 %, P < 0,1 %, Rest Fe und Verunreinigungen;
    b) Gießen eines Strangs mit einer Dicke von 25 bis 150 mm auf einer Stranggießanlage;
    c) Walzen eines Bands in bis zu 4 Walzstichen unmittelbar nach dem Gießen des Strangs, wobei zumindest bei einem Walzstich ein Umformgrad > 30 % oder der Gesamtumformgrad aller Stiche > 50 % beträgt;
    d) Aufheizen des Bands auf eine Endtemperatur von 1050 bis 1250 °C, bevorzugt 1100 bis 1180 °C, wobei die Endtemperatur nach dem Aufheizen des Bands für eine Dauer t, t > 15 s, aufrechterhalten wird;
    e) Fertigwalzen des Bands in einer zweiten Walzstraße, anschließend
    f) Abkühlen und Aufhaspeln des Bands.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endtemperatur nach dem Aufheizen des Bands für eine Dauer t, t > 60 s, aufrechterhalten wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endtemperatur des Bands in einem Durchlaufofen aufrechterhalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endtemperatur des Bands während eines Aufwickelns und eines anschließendes Abwickelns in einem Haspelofen aufrechterhalten wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band in der zweiten Walzstraße in 2 bis 6, bevorzugt 3 bis 5, Walzstichen fertiggewalzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band nach dem Fertigwalzen eine Endwalztemperatur von 900 bis 1050 °C aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band innerhalb von 10 s, bevorzugt innerhalb von 6 s, nach dem Fertigwalzen auf eine Haspeltemperatur von 300 bis 600 °C mittels eines Intensiv-Abkühlungsschrittes abgekühlt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Band am Beginn des Intensiv-Abkühlungsschrittes mit einer doppelt, bevorzugt dreifach, so hohen Abkühlrate wie am Ende des Abkühlschrittes abgekühlt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stahlschmelze die Summe der Legierungselemente Cu+Mn > 0,35 Gewichts %, bevorzugt > 0.55 Gewichts %, beträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stahlschmelze die Summe der Legierungselemente S+N > 100 ppm, bevorzugt > 200 ppm, beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stahlschmelze der Quotient der Legierungselemente Cu/Mn > 2,5, bevorzugt > 3,5, beträgt.
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