EP2670544A2 - Process and device for producing a cast strip with material properties which are adjustable over the strip cross section - Google Patents

Process and device for producing a cast strip with material properties which are adjustable over the strip cross section

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Publication number
EP2670544A2
EP2670544A2 EP12724542.1A EP12724542A EP2670544A2 EP 2670544 A2 EP2670544 A2 EP 2670544A2 EP 12724542 A EP12724542 A EP 12724542A EP 2670544 A2 EP2670544 A2 EP 2670544A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt
casting
coating
strip
coating composition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12724542.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Evertz
Zacharias Georgeou
Bianca Springub
Hellfried Eichholz
Rune SCHMIDT-JÜRGENSEN
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Salzgitter Flachstahl GmbH
Original Assignee
Salzgitter Flachstahl GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Salzgitter Flachstahl GmbH filed Critical Salzgitter Flachstahl GmbH
Publication of EP2670544A2 publication Critical patent/EP2670544A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/07—Lubricating the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/007—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of composite ingots, i.e. two or more molten metals of different compositions being used to integrally cast the ingots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cast strip with over the band cross-section and the strip length adjustable material properties according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to claim 1 eighth
  • Vehicle components on the other hand, but also a passive safety of the passengers promoting behavior of the individual components with high static and dynamic stresses during operation and in the event of a crash.
  • the primary material manufacturers try to meet these requirements by providing load-optimized sheets and strips of steel ⁇ e.g. B. Taylored welded or Taylored roiled blanks), which are optimized according to the expected loads plate thickness or consist of different solid materials.
  • Such steel sheets and strips have comparatively high requirements in terms of strength, ductility, toughness, energy consumption, wear and their processability such as cold working, welding and / or
  • a method for producing a composite strip of steel is known, for example, from DE 101 24 594 A1.
  • Plating tape plated In a comparable method according to WO 02 / 45B85 A1, a reoxidation-preventing layer is applied on one or both sides during the passage through the rollers.
  • Another disadvantage here is the sharp jump in the properties of the composite material due to the plating, which complicates the optimum adaptation of the properties over the strip thickness corresponding to the respective requirements. Furthermore, the properties can not be varied over the bandwidth.
  • melt is fed from a feed system via a runner onto a revolving casting belt of a horizontal strip casting plant from a feed system.
  • the abandoned melt solidifies to a pre-strip with a thickness in the range between
  • high manganese content or high aluminum content lightweight steels can be produced in an ideal manner, which can be produced by conventional methods, such as continuous casting, difficult.
  • the high proportion of alloying constituents having a specific gravity well below the specific gravity of iron provides a weight reduction advantageous to the automotive industry while maintaining the previous design construction.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a strip of steel by means of horizontal strip casting, with which over the strip cross section and the strip length the required material properties can be variably adjusted. Furthermore, a device for carrying out the method should be provided. This object is achieved starting from the preamble in conjunction with the characterizing features of claim 1.
  • the method according to the invention is characterized in that, before the melt is applied to the casting belt, a coating mass consisting of a liquid or pasty carrier mass with additives introduced therein is applied to the side of the casting belt which comes into contact with the melt, dried before the melt is discharged, and then combined with the discontinuous melt material.
  • the additives can be metallic or non-metallic elements with which the material properties (such as mechanical, corrosion and wear properties) can be influenced in a targeted manner.
  • metallic oxides / nitrides / borides such as.
  • aiuminium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide, titanium nitrides and ceramic oxides which depending on the melting temperature either deposit on the surface of the resulting steel strip or are introduced by melting in the material.
  • a drying unit which removes the liquid constituents from the coating mass prior to the application of the melt, so that only the additive of the coating mass is present on the casting belt surface.
  • the coating of the casting belt should therefore take place at a point where the casting belt still has sufficient residual heat.
  • Heat exchange between the melt and coating material are advantageously controlled so that the coating composition is completely or only partially melted, in the latter case, only the near-surface layer of the coating over
  • molten portions of the coating material act quasi as a separation layer between the melt and casting belt, the heat dissipation of the melt to the casting belt and thus the solidification rate of the melt can be influenced over the thickness of this separation layer advantageous.
  • the detachment of the tape can also by the separating function of the layer in the sense of a sizing, z. B. as oxidation protection can be improved. This separating layer then remains as a firmly adhering layer on the resulting steel strip.
  • the Zuleg istsanteil based on the base material is variably adjusted by the different thickness of the applied coating composition during strip casting, so that by alloying a steel strip with different properties over the strip length is created and thus partially load-optimized steel bands or steel strip sections are produced can.
  • the coating thickness can z. B. by blowing off or stripping the applied
  • Coating mass or be adjusted variably by changing the viscosity.
  • the coating composition z. B. applied in the manner on the casting belt that arranged in a below the casting belt and with the
  • Coating mass are controlled by the pressure force and / or the peripheral speed of the application roller. If necessary, the job roll is to be designed separately driven by a motor.
  • the material can be adjusted symmetrically or asymmetrically or flexibly over the width and length of the resulting steel strip according to the respective requirements.
  • appropriate alloying agents an adaptation to the required strength, toughness, corrosion or wear properties is possible in many areas.
  • oxides, nitrides or borides When oxides, nitrides or borides are added to the coating composition, they deposit on the surface of the resulting steel strip because of the higher melting point than steel and remain there as a firmly adhering layer which forms a separating layer between the casting belt and the melt.
  • the surface properties z, B. can be adjusted in terms of corrosion, wear, electrical or magnetic properties in a wide range.
  • the properties may additionally be influenced by the thickness of the deposited layer over the length and width of the cast strip.
  • Another advantage of the coating of the casting belt is the significantly lower wear by mechanical and thermal stress of the casting belt, whereby the
  • Strip casting process to produce a cast steel strip as a composite material with different adjustable property gradients in the strip transverse and longitudinal direction and thus to meet the requirements for site-specific material properties with respect to deformation, crash and wear behavior.
  • the further processing of the steel strip produced according to the invention can then be carried out in a known manner to a hot or cold strip by rolling with optional application of a coating.
  • the inventive method is basically suitable for the production of tapes made of a variety of metallic materials, especially for high-alloy lightweight steels with high Mn, Si and Al contents.
  • the invention provides the following advantages:
  • FIG. 1 shows a horizontal strip casting in a side view with a device according to the invention for applying a coating composition on a casting belt for selectively influencing the material properties of the resulting steel strip in the transverse and longitudinal direction.
  • the device for applying the coating material 7 on the casting belt 2.
  • the device consists of a
  • the application roller is driven by frictional engagement with the casting belt 2 and thus distributes the coating mass 7 uniformly on the underside of the casting belt 2.
  • the drying unit for complete drying of the coating mass before the melt is applied to the casting belt.
  • the coating composition can either be completely melted and thus the molten steel is alloyed or a firmly adhering coating is formed on the steel strip.
  • the heat transfer from the melt applied to the casting belt 2 to the coating compound 7 can be controlled so that the cast strand 5 or the resulting steel strip receives a coating 9, the thickness of which is adjustable over the strip length.

Abstract

The invention relates to a process for producing a cast strip of steel with material properties which are adjustable over the strip cross section and the strip length, wherein a steel melt is charged via a melting vessel onto a circulating casting belt of a horizontal strip casting installation, is solidified to form a roughed strip and is optionally then subjected to a hot-rolling operation. Furthermore, the invention relates to a device for the horizontal strip casting of steel and to a hot strip. In this case, before the melt is charged onto the casting belt, a coating composition consisting of a carrier liquid with additives incorporated therein is applied to that side of the casting belt which comes into contact with the melt, and, before the melt is charged, said coating composition is dried and is then integrally combined with the charged melt.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines gegossenen Bandes mit über den Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften  Method and device for producing a cast strip with adjustable material properties over the strip cross section and the strip length
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines gegossenen Bandes mit über den Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 8. The invention relates to a method for producing a cast strip with over the band cross-section and the strip length adjustable material properties according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to claim 1 eighth
Der stark umkämpfte Automobilmarkt zwingt die Hersteller ständig nach Lösungen zur Senkung des Flottenverbrauchs unter Beibehaltung eines höchstmöglichen Komforts und Insassenschutzes zu suchen. Dabei spielt einerseits die Gewichtsersparnis aller The highly competitive automotive market is forcing manufacturers to constantly seek solutions to reduce fleet consumption while maintaining the highest possible comfort and occupant safety. On the one hand, the weight savings of all play
Fahrzeugkomponenten eine entscheidende Rolle andererseits aber auch ein die passive Sicherheit der Passagiere förderndes Verhalten der einzelnen Bauteile bei hohen statischen und dynamischen Beanspruchungen im Betrieb und im Crashfall. Vehicle components on the other hand, but also a passive safety of the passengers promoting behavior of the individual components with high static and dynamic stresses during operation and in the event of a crash.
Die Vormaterialhersteller versuchen diesen Anforderungen durch die Bereitstellung belastungsoptimierter Bleche und Bänder aus Stahl {z. B. Taylored welded oder Taylored roiled Blanks) Rechnung zu tragen, die entsprechend den zu erwartenden Belastungen blechdickenoptimiert sind oder aus unterschiedlich festen Werkstoffen bestehen. The primary material manufacturers try to meet these requirements by providing load-optimized sheets and strips of steel {e.g. B. Taylored welded or Taylored roiled blanks), which are optimized according to the expected loads plate thickness or consist of different solid materials.
Derartige Stahl-Bleche und -Bänder müssen vergleichsweise hohen Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Dehnfähigkeit, Zähigkeit, Energieaufnahme, Verschleiß und ihrer Verarbeitbarkeit wie beispielsweise Kaltumformung, Schweißen und/oder Such steel sheets and strips have comparatively high requirements in terms of strength, ductility, toughness, energy consumption, wear and their processability such as cold working, welding and / or
Oberflächenbehandlung genügen. Surface treatment suffice.
Nachteile belastungsoptimierter Stahl-Bleche sind bei den geschweißten Blechplatinen die aufwändigen Schneid- und Fügeprozesse sowie scharfe Eigenschaftsgradienten beim Werkstoffübergang. Disadvantages of load-optimized steel sheets in the welded sheet metal blanks are the complex cutting and joining processes as well as sharp property gradients in the material transfer.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbandes aus Stahl ist beispielsweise aus der DE 101 24 594 A1 bekannt. Hier wird ein nach dem Zweirollenverfahren direkt gegossenes ferritisches Kernband mit einem austenitischen oder hochlegierten ferritischen A method for producing a composite strip of steel is known, for example, from DE 101 24 594 A1. Here is a directly cast by the two-roller ferritic core band with an austenitic or high-alloy ferritic
Plattierungsband plattiert. Bei einem vergleichbaren Verfahren nach der WO 02/45B85 A1 wird ein-oder beidseitig eine eine Reoxidation verhindernde Schicht während des Durchlaufens durch die Rollen aufgebracht. Plating tape plated. In a comparable method according to WO 02 / 45B85 A1, a reoxidation-preventing layer is applied on one or both sides during the passage through the rollers.
Nachteil ist auch hier der durch die Plattierung bedingte scharfe Sprung der Eigenschaften des Verbundwerkstoffes, der die den jeweiligen Anforderungen entsprechende optimale Anpassung der Eigenschaften über die Banddicke erschwert. Des Weiteren können die Eigenschaften über die Bandbreite nicht variiert werden.  Another disadvantage here is the sharp jump in the properties of the composite material due to the plating, which complicates the optimum adaptation of the properties over the strip thickness corresponding to the respective requirements. Furthermore, the properties can not be varied over the bandwidth.
Ein Verfahren zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl mittels einer A method for producing mild steel hot strip by means of a
horizontalen Bandgießanlage ist z. B. aus der Fachzeitschrift steel research 74 (2003), No. 11/12, page 724 - 731 , bekannt. Bei diesem Verfahren wird aus einem Aufgabesystem Schmelze aus einem Zulaufgefäß über eine Gießrinne auf ein umlaufendes Gießband einer horizontalen Bandgießanlage aufgegeben. Durch intensive Kühlung des Gießbandes erstarrt die aufgegebene Schmelze zu einem Vorband mit einer Dicke im Bereich zwischen horizontal strip casting is z. B. from the journal steel research 74 (2003), no. 11/12, page 724-731. In this process, melt is fed from a feed system via a runner onto a revolving casting belt of a horizontal strip casting plant from a feed system. By intensive cooling of the casting belt, the abandoned melt solidifies to a pre-strip with a thickness in the range between
6 - 20mm. Nach der Durcherstarrung wird das Vorband einem Warmwalzprozess 6 - 20mm. After solidification, the pre-strip becomes a hot rolling process
unterzogen. subjected.
Mit diesem Verfahren lassen sich in idealer Weise beispielsweise hochmanganhaltige oder hochaluminiumhaltige Leichtbaustähle herstellen, die sich mittels konventioneller Verfahren, wie dem Stranggießen, nur schwer erzeugen lassen. With this method, for example, high manganese content or high aluminum content lightweight steels can be produced in an ideal manner, which can be produced by conventional methods, such as continuous casting, difficult.
Bei diesen Leichtbaustählen wird durch den hohen Anteil von Legierungsbestandteilen mit einem spezifischen Gewicht weit unterhalb des spezifischen Gewichts von Eisen (z. B. Mn, Si, AI) eine für die Automobilindustrie vorteilhafte Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der bisherigen Konstruktionsbauweise erreicht. In these lightweight steels, the high proportion of alloying constituents having a specific gravity well below the specific gravity of iron (eg, Mn, Si, Al) provides a weight reduction advantageous to the automotive industry while maintaining the previous design construction.
Bislang ist es mit diesem bekannten Bandgießverfahren jedoch nicht möglich Stahlbänder herzustellen, die über den Bandquerschnitt und die Bandlänge belastungsoptimierte So far, however, it is not possible with this known strip casting method to produce steel strips which are stress-optimized over the strip cross section and the strip length
Werkstoffeigenschaften bezüglich Verformungs-, Crash- oder Verschleißverhalten aufweisen. Have material properties with respect to deformation, crash or wear behavior.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen eines Bandes aus Stahl mittels horizontalem Bandgießen anzugeben, mit dem über den Bandquerschnitt und die Bandlänge die geforderten Werkstoffeigenschaften variabel eingestellt werden können. Desweiteren soll eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden. Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. The object of the invention is to provide a method for producing a strip of steel by means of horizontal strip casting, with which over the strip cross section and the strip length the required material properties can be variably adjusted. Furthermore, a device for carrying out the method should be provided. This object is achieved starting from the preamble in conjunction with the characterizing features of claim 1. Advantageous developments are the subject of dependent claims.
Das erfindungsgemaiie Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband auf die mit der Schmelze in Kontakt kommende Seite des Gießbandes eine Beschichtungsmasse bestehend aus einer flüssigen oder pastösen Trägermasse mit darin eingebrachten Zusatzstoffen aufgetragen, vor Aufgabe der Schmelze getrocknet wird und sich anschließend mit der aufgegebenen Schmelze stoff schlüssig vereint. The method according to the invention is characterized in that, before the melt is applied to the casting belt, a coating mass consisting of a liquid or pasty carrier mass with additives introduced therein is applied to the side of the casting belt which comes into contact with the melt, dried before the melt is discharged, and then combined with the discontinuous melt material.
Die Zusatzstoffe können metallische oder nichtmetallische Elemente sein, mit denen die Werkstoffeigenschaften (wie z. B. mechanische -, Korrosions- und Verschleiß-Eigenschaften) gezielt beeinflusst werden können. The additives can be metallic or non-metallic elements with which the material properties (such as mechanical, corrosion and wear properties) can be influenced in a targeted manner.
Dies können verschiedenste Metalle zum Auflegieren des Grundwerkstoffs oder auch metallische Oxide/Nitride/Boride, wie z. B. Aiuminiumoxid, Zirkonoxid oder Yttriumoxid, Titannitride sowie keramische Oxide sein, welche je nach Schmelztemperatur sich entweder auf der Oberfläche des entstehenden Stahlbandes abscheiden oder durch Aufschmelzen in den Werkstoff eingebracht werden. This can be a variety of metals for alloying the base material or metallic oxides / nitrides / borides, such as. As aiuminium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide, titanium nitrides and ceramic oxides, which depending on the melting temperature either deposit on the surface of the resulting steel strip or are introduced by melting in the material.
Wichtig ist, dass vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband etwaige noch nicht getrocknete flüssige Bestandteile der Beschichtungsmasse entfernt werden, um ein eruptives Verdampfen bei der Aufgabe der Schmelze und dadurch bedingte Fehler, wie Poren oder Lunker, im erstarrenden Gießstrang bzw. Stahlband zu vermeiden. It is important that before starting the melt on the casting belt any not yet dried liquid constituents of the coating material are removed in order to avoid eruptive evaporation in the task of the melt and consequent errors, such as pores or voids, in the solidifying casting strand or steel strip.
Erfindungsgemäß wird deshalb eine Trocknungseinheit vorgesehen, die die flüssigen Bestandteile aus der Beschichtungsmasse vor der Aufgabe der Schmelze entfernt, so dass nur noch der Zusatzstoff der Beschichtungsmasse auf der Gießbandoberfläche vorhanden ist. According to the invention, therefore, a drying unit is provided which removes the liquid constituents from the coating mass prior to the application of the melt, so that only the additive of the coating mass is present on the casting belt surface.
Alternativ ist es auch möglich, die Restwärme des Gießbandes von der zuvor aufgegebenen Schmelze für die Trocknung zu nutzen. Das Beschichten des Gießbandes sollte daher an einer Stelle erfolgen, an der das Gießband noch eine ausreichende Restwärme aufweist. Durch Aufschmelzen der der Beschichtungsmasse zugesetzten metallischen Elemente beim Aufgießen der Schmelze auf das Gießband, findet eine Durchmischung der flüssigen Phasen statt, so dass die aufgegebene Schmelze im Bereich der Durchmischung auflegiert wird. Alternatively, it is also possible to use the residual heat of the casting belt of the previously discontinued melt for drying. The coating of the casting belt should therefore take place at a point where the casting belt still has sufficient residual heat. By melting the coating material added to the metallic elements during the pouring of the melt on the casting belt, a thorough mixing of the liquid phases takes place, so that the discontinuous melt is alloyed in the field of mixing.
Über eine zusätzliche Kühlung des Gießbandes durch Veränderung der Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse oder der Gießgeschwindigkeit kann der By additional cooling of the casting belt by changing the thickness of the applied coating composition or the casting speed of the
Wärmeaustausch zwischen Schmelze und Beschichtungsmasse vorteilhaft so gesteuert werden, dass die Beschichtungsmasse vollständig oder nur teilweise aufgeschmolzen wird, wobei im letzteren Fall nur die oberflächennahe Schicht der Beschichtung über Heat exchange between the melt and coating material are advantageously controlled so that the coating composition is completely or only partially melted, in the latter case, only the near-surface layer of the coating over
Diffusionsvorgänge mit dem Grundwerkstoff reagiert, so dass das aus dem Gießstrang nach der Abkühlung entstandene Stahlband direkt nach dem Erstarren eine Beschichtung aus den der Beschichtungsmasse zugegebenen Legierungselementen aufweist. Die spezifischen Werkstoffeigenschaften des so hergestellten Stahlbandes sind im Bereich der Auflegierung anforderungsbezogen über den Gehalt an Legierungselementen einstellbar. Diffusion processes with the base material reacts, so that the steel strip resulting from the cast strand after cooling has a coating of the alloying elements added to the coating composition directly after solidification. The specific material properties of the steel strip produced in this way can be set in the area of the alloy according to the requirements based on the content of alloying elements.
Bei nur teilweisem Aufschmelzen der Beschichtungsmasse tritt ein weiterer die With only partial melting of the coating material occurs another the
Werkstoffeigenschaften beeinflussender Effekt auf. Dadurch, dass die nicht Material properties influencing effect. Because they are not
aufgeschmolzenen Anteile der Beschichtungsmasse quasi als Trennschicht zwischen Schmelze und Gießband fungieren, kann über die Dicke dieser Trennschicht vorteilhaft die Wärmeabfuhr der Schmelze an das Gießband und damit die Erstarrungsgeschwindigkeit der Schmelze beeinflusst werden. Das Ablösen des Bandes kann darüber hinaus durch die trennende Funktion der Schicht im Sinne einer Schlichte, z. B. als Oxidationsschutz, verbessert werden. Diese Trennschicht verbleibt dann als fest haftende Schicht auf dem entstehenden Stahlband. in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird durch die unterschiedliche Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse der Zulegierungsanteil bezogen auf den Grundwerkstoff variabel während des Bandgießens eingestellt, so dass durch das Auflegieren ein Stahlband mit unterschiedlichen Eigenschaften über die Bandlänge entsteht und so abschnittweise belastungsoptimierte Stahlbänder bzw. Stahlbandabschnitte erzeugt werden können. Die Beschichtungsdicke kann z. B. durch Abblasen oder Abstreifen der aufgetragenen molten portions of the coating material act quasi as a separation layer between the melt and casting belt, the heat dissipation of the melt to the casting belt and thus the solidification rate of the melt can be influenced over the thickness of this separation layer advantageous. The detachment of the tape can also by the separating function of the layer in the sense of a sizing, z. B. as oxidation protection can be improved. This separating layer then remains as a firmly adhering layer on the resulting steel strip. In an advantageous embodiment of the invention, the Zulegierungsanteil based on the base material is variably adjusted by the different thickness of the applied coating composition during strip casting, so that by alloying a steel strip with different properties over the strip length is created and thus partially load-optimized steel bands or steel strip sections are produced can. The coating thickness can z. B. by blowing off or stripping the applied
Beschichtungsmasse oder durch Veränderung der Viskosität variabel eingestellt werden. Coating mass or be adjusted variably by changing the viscosity.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird über die Breite des In a further advantageous embodiment of the invention is across the width of the
Gießbandes eine Beschichtung mit jeweils unterschiedlicher Legierungszusammensetzung und/oder unterschiedlicher Dicke aufgetragen, so dass entsprechende unterschiedliche Eigenschaften auch über die Breite des entstehenden Stahlbandes eingestellt werden können. Casting a coating, each with a different alloy composition and / or different thickness, so that corresponding different properties can also be adjusted across the width of the resulting steel strip.
Vorrichtungstechnisch wird die Beschichtungsmasse z. B. in der Weise auf das Gießband aufgetragen, dass in einen unterhalb des Gießbandes angeordneten und mit der Device technology, the coating composition z. B. applied in the manner on the casting belt that arranged in a below the casting belt and with the
Beschichtungsmasse befüllten Behälter eine Auftragsroile eintaucht und diese auf dem sich fortbewegenden Gießband abrollt. Hierbei kann die Dicke der aufzutragenden Coating mass filled container immersed a Auftragroile and this rolls on the advancing casting belt. Here, the thickness of the applied
Beschichtungsmasse über die Andruckkraft und/oder die Umfangsgeschwindigkeit der Auftragsrolle gesteuert werden. Im Bedarfsfall ist dafür die Auftragsrolle separat motorisch antreibbar auszulegen. Coating mass are controlled by the pressure force and / or the peripheral speed of the application roller. If necessary, the job roll is to be designed separately driven by a motor.
Die Werk Stoffe igen sc haften können demzufolge erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise symmetrisch oder asymmetrisch oder den jeweiligen Anforderungen entsprechend flexibel über die Breite und Länge des entstehenden Stahlbandes eingestellt werden. Über die Zugabe entsprechender Legierungsmittel ist so in weiten Bereichen eine Anpassung an die geforderten Festigkeits-, Zähigkeits-, Korrosions- oder Verschleißeigenschaften möglich. Accordingly, according to the invention, the material can be adjusted symmetrically or asymmetrically or flexibly over the width and length of the resulting steel strip according to the respective requirements. Over the addition of appropriate alloying agents, an adaptation to the required strength, toughness, corrosion or wear properties is possible in many areas.
Beim Zusatz von Oxiden, Nitriden oder Boriden zur Beschichtungsmasse scheiden sich diese wegen des höheren Schmelzpunktes als Stahl auf der Oberfläche des entstehenden Stahlbandes ab und verbleiben dort als stoffschlüssig verbundene, festhaftende Schicht, die eine Trennschicht zwischen Gießband und Schmelze bildet. When oxides, nitrides or borides are added to the coating composition, they deposit on the surface of the resulting steel strip because of the higher melting point than steel and remain there as a firmly adhering layer which forms a separating layer between the casting belt and the melt.
Durch das Abscheiden dieser Zusatzstoffe auf dem entstehenden Stahlband können so die Oberflächeneigenschaften z, B. hinsichtlich Korrosion, Verschleiß, elektrischer oder magnetischer Eigenschaften in weiten Bereichen eingestellt werden. Wahlweise können die Eigenschaften zusätzlich über die Dicke der abgeschiedenen Schicht über Länge und Breite des gegossenen Bandes beeinflusst werden. By depositing these additives on the resulting steel strip so the surface properties z, B. can be adjusted in terms of corrosion, wear, electrical or magnetic properties in a wide range. Alternatively, the properties may additionally be influenced by the thickness of the deposited layer over the length and width of the cast strip.
Versuche haben gezeigt, dass das Vorhandensein einer Trennschicht zwischen erstarrender Stahlschmelze und Gießband zusätzlich zu einer Vergleichmäßigung der Wärmeabfuhr und damit zu einer Vergleichmäßigung der geometrischen Gestalt über die Breite des erzeugten Stahlbandes beim Abheben vom Gießband führt. Dies vereinfacht die Zuführung zu den nachgeschalteten Produktionsanlagen in erheblichem Maße, weil ein vorheriges Richten des Stahlbandes damit entfälit. Hierfür hat sich die Verwendung von Bornitrid in der Beschichtungsmasse als vorteilhaft herausgestellt. Experiments have shown that the presence of a separating layer between solidifying molten steel and casting belt in addition to a homogenization of the heat dissipation and thus to a homogenization of the geometric shape across the width of the steel strip produced when lifting from the casting belt. This simplifies the supply to the downstream production facilities to a considerable extent, because a prior straightening of the steel strip so entfälit. For this purpose, the use of boron nitride in the coating composition has proven to be advantageous.
Ein weiterer Vorteil der Beschichtung des Gießbandes ist der deutlich geringere Verschleiß durch mechanische und thermische Beanspruchung des Gießbandes, wodurch die Another advantage of the coating of the casting belt is the significantly lower wear by mechanical and thermal stress of the casting belt, whereby the
Instandhaltungskosten deutlich reduziert werden können. Maintenance costs can be significantly reduced.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich, mit dem horizontalen With the present invention it is possible for the first time, with the horizontal
Bandgießverfahren ein gegossenes Stahlband als Verbundwerkstoff herzusteilen mit unterschiedlich einstellbaren Eigenschaftsgradienten in Bandquer- und -längsrichtung und damit die Forderungen nach ortsspezifischen Materialeigenschaften bezüglich Verformungs-, Crash- und Verschleißverhalten zu erfüllen. Strip casting process to produce a cast steel strip as a composite material with different adjustable property gradients in the strip transverse and longitudinal direction and thus to meet the requirements for site-specific material properties with respect to deformation, crash and wear behavior.
Die Weiterverarbeitung des erfindungsgemäß erzeugten Stahlbandes kann anschließend in bekannter Weise zu einem Warm- oder Kaltband durch Walzen wahlweise mit Aufbringen einer Beschichtung erfolgen. The further processing of the steel strip produced according to the invention can then be carried out in a known manner to a hot or cold strip by rolling with optional application of a coating.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich für die Erzeugung von Bändern aus den verschiedensten metallischen Werkstoffen geeignet, insbesondere auch für hochlegierte Leichtbaustähle mit hohen Mn-, Si- und AI-Gehalten. The inventive method is basically suitable for the production of tapes made of a variety of metallic materials, especially for high-alloy lightweight steels with high Mn, Si and Al contents.
Zusammenfassend ergeben sich aus der Erfindung folgende Vorteile: In summary, the invention provides the following advantages:
• kostengünstige Realisierung von Kombinationen unterschiedlicher Bandquer- und längseigenschaften,  Cost-effective realization of combinations of different tape transverse and longitudinal properties,
• Band eigen schaffe ohne scharfen Eigenschaftssprung fließend einstellbar, • Create your own ribbon without a sharp jump in characteristics,
• durch einstellbaren Durchmischungsgrad Nutzung bereichsweise verschiedener Legierungszusammensetzungen zur Erzeugung von Festigkeitsgradienten bzw. ortsspezifischer Verformungs-/Crasheigenschaften. • by adjustable degree of mixing utilization of different alloying compositions to produce strength gradients or site-specific deformation / crash properties.
Anhand einer in einer schematischen Darstellung gezeigten Figur wird das With reference to a figure shown in a schematic representation is the
erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Die Figur zeigt eine horizontale Bandgießanlage in einer Seitenansicht mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtungsmasse auf ein Gießband zur gezielten Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften des entstehenden Stahlbandes in Quer- und Längsrichtung. inventive method explained in more detail. The figure shows a horizontal strip casting in a side view with a device according to the invention for applying a coating composition on a casting belt for selectively influencing the material properties of the resulting steel strip in the transverse and longitudinal direction.
Zu erkennen ist ein Schmelzgefäß 1 , aus dem flüssige Stahlschmelze auf ein um eine vordere Umlenkrolle 3 und hintere Umlenkrolle 4 umlaufendes Gießband 2 als Gießstrang 5 aufgegeben wird. Evident is a melting vessel 1, is abandoned from the liquid molten steel on a surrounding around a front guide roller 3 and rear guide roller 4 casting belt 2 as cast strand 5.
Unterhalb des Gießbandes 2 befindet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen der Beschichtungsmasse 7 auf das Gießband 2. Die Vorrichtung besteht aus einem Below the casting belt 2 is the device according to the invention for applying the coating material 7 on the casting belt 2. The device consists of a
Behälter 6 mit einer darin befindlichen flüssigen oder pastösen Beschichtungsmasse 7 und einer in die Beschichtungsmasse 7 eintauchenden Auftragsrolle 8, die mit dem umlaufenden Gießband 2 in Kontakt steht. Die Auftragsrolle wird durch Reibschluss mit dem Gießband 2 angetrieben und verteilt so die Beschichtungsmasse 7 gleichmäßig auf der Unterseite des Gießbandes 2. Nicht dargestellt ist hier die Trocknungseinheit zum vollständigen Trocknen der Beschichtungsmasse vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband. Container 6 with a liquid or pasty coating material 7 located therein and a coating roller 8 dipping into the coating compound 7, which is in contact with the encircling casting belt 2. The application roller is driven by frictional engagement with the casting belt 2 and thus distributes the coating mass 7 uniformly on the underside of the casting belt 2. Not shown here is the drying unit for complete drying of the coating mass before the melt is applied to the casting belt.
Durch Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze auf dem Gießband 2 kann die Beschichtungsmasse entweder vollständig aufgeschmolzen und damit die Stahlschmelze auflegiert werden oder eine festhaftende Beschichtung auf dem Stahlband entsteht. By controlling the cooling rate of the melt on the casting belt 2, the coating composition can either be completely melted and thus the molten steel is alloyed or a firmly adhering coating is formed on the steel strip.
Durch eine hier nicht dargestellte Kühlung des Bandes nach Aufgabe der Schmelze kann in Abhängigkeit von der Wahl der Zusatzstoffe in der Beschichtungsmasse, der Dicke der Beschichtung oder der Gießgeschwindigkeit, der Wärmeübergang von der auf das Gießband 2 aufgegebenen Schmelze zur Beschichtungsmasse 7 so gesteuert werden, dass der Gießstrang 5 bzw. das entstehende Stahlband eine Beschichtung 9 erhält, deren Dicke über die Bandlänge einstellbar ist. By cooling the strip not shown here after the melt has been applied, depending on the choice of additives in the coating composition, the thickness of the coating or the casting speed, the heat transfer from the melt applied to the casting belt 2 to the coating compound 7 can be controlled so that the cast strand 5 or the resulting steel strip receives a coating 9, the thickness of which is adjustable over the strip length.
Über hier ebenfalls nicht dargestellte mehrere über die Breite des Gießbandes 2 verteilte Auftragsvorrichtungen können unterschiedliche Zusammensetzungen von Over several also not shown here across the width of the casting belt 2 distributed applicators can different compositions of
Beschichtungsmassen 7 auf das Gießband 2 aufgetragen und so unterschiedliche Coating masses 7 applied to the casting belt 2 and so different
Eigenschaften und Eigenschaftsgradienten des Stahlbandes auch über die Breite erreicht werden. Bezugszeichenliste Properties and property gradients of the steel strip can also be achieved across the width. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Nr. BezeichnungNo. Designation
1 Schmelzgefäß1 melting vessel
2 Gießband 2 casting belt
3 vordere UmSenkrolle 3 front swivel roll
4 hintere Umlenkrolle4 rear pulley
5 Gießstrang 5 cast strand
6 Behälter  6 containers
7 Beschichtungsmasse 7 coating composition
8 Auftragsrolle8 job role
9 Beschichtung 9 coating

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Erzeugen eines gegossenen Bandes aus Stahl mit über den 1. A method for producing a cast strip of steel with over the
Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften, wobei eine Stahlschmelze über ein Schmelzgefäß (1 ) auf ein umlaufendes Gießband (2) einer horizontalen Bandgießaniage aufgegeben wird, zu einem Vorband erstarrt und wahlweise anschließend einem Warmwalzvorgang unterzogen wird  Belt cross-section and the belt length adjustable material properties, wherein a molten steel is fed via a melting vessel (1) on a continuous casting belt (2) of a horizontal Bandgießaniage, solidified to a pre-band and optionally subsequently subjected to a hot rolling process
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass vor Aufgabe der Schmelze auf das Gießband (2) auf die mit der Schmelze in Kontakt kommende Seite des Gießbandes (2) eine Beschichtungsmasse (7), bestehend aus einer Trägerflüssigkeit mit darin eingebrachten Zusatzstoffen aufgetragen, die Beschichtungsmasse zur Entfernung der flüssigen Bestandteile vor Aufgabe der Schmelze getrocknet wird und sich anschließend die getrocknete Beschichtungsmasse mit der aufgegebenen Schmelze stoffschlüssig vereint.  in that before applying the melt to the casting belt (2) on the side of the casting belt (2) coming into contact with the melt, a coating composition (7) consisting of a carrier liquid with additives introduced therein is applied, the coating composition for removal of the liquid components before application the melt is dried and then combines the dried coating mass with the discontinuous melt cohesively.
2. Verfahren nach Anspruch 1 2. The method according to claim 1
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Trägerflüssigkeit zur gezielten Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften, metallische oder nichtmetailische Elemente enthält.  that the carrier liquid contains for targeted influencing of the material properties, metallic or non-metallic elements.
3. Verfahren nach Anspruch 2 3. The method according to claim 2
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Trägerflüssigkeit Legierungselemente, wie z. B. Cr, W, Co, Mo, Si, C enthält und diese durch Aufschmelzen die aufgegebene Schmelze auflegieren.  that the carrier liquid alloying elements, such. B. Cr, W, Co, Mo, Si, C and alloy by melting the abandoned melt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3 4. The method according to claim 2 and 3
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Trägerflüssigkeit Oxide, Nitride oder Boride mit einem höheren  that the carrier liquid oxides, nitrides or borides with a higher
Schmelzpunkt als Stahl enthält, die nach dem Aufgeben der Schmelze im  Melting point as steel, which after the abandonment of the melt in
Wesentlichen als festhaftende Beschichtung auf dem entstehenden Stahlband verbleiben.  Essentially remain as a firmly adhering coating on the resulting steel strip.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4 5. The method according to any one of claims 1 - 4
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass über eine zusätzliche Kühlung des Gießbandes, der Dicke der auf das  that about an additional cooling of the casting tape, the thickness of the on the
Gießband aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) und/oder der Gießgeschwindigkeit der Schmelze der Wärmeaustausch zwischen Schmelze und getrockneter  Casting tape applied coating mass (7) and / or the casting speed of the melt, the heat exchange between the melt and dried
Beschichtungsmasse und damit der Grad des Aufschmelzens der getrockneten Beschichtungsmasse (7) gesteuert wird. Coating mass and thus the degree of melting of the dried Coating mass (7) is controlled.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5 6. The method according to any one of claims 1-5
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass bei nur teilweisem Aufschmelzen der getrockneten Beschichtungsmasse (7) durch die Schmelzenaufgabe der nicht aufgeschmolzenen Anteil der getrockneten Beschichtungsmasse (7) als BeSchichtung (9) auf der Oberfläche der mit der Schmelze in Kontakt kommenden Seite des Gießstrangs bzw. des daraus entstehenden Stahlbandes verbleibt.  that, when the dried coating composition (7) is only partially melted, the unfused portion of the dried coating composition (7) remains as a coating (9) on the surface of the casting strand or the steel strip resulting therefrom.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6 7. The method according to any one of claims 1-6
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass über die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) der Wärmeübergang zwischen Gießband (2) und Stahlschmelze und damit die Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze gesteuert wird.  the heat transfer between casting belt (2) and molten steel and thus the cooling rate of the melt are controlled via the thickness of the applied coating composition (7).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7 8. The method according to any one of claims 1-7
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Beschichtungsmasse (7) in flüssiger oder pastöser Form auf das Gießband (2) aufgetragen wird.  the coating composition (7) is applied in liquid or pasty form to the casting belt (2).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8 9. The method according to any one of claims 1-8
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) variabel einsteilbar ist.  the thickness of the applied coating compound (7) can be variably adjusted.
10. Verfahren nach Anspruch 9 10. The method according to claim 9
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Dicke der Beschichtung (9) durch mechanisches Abstreifen und/oder durch Abblasen der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) eingestellt wird.  the thickness of the coating (9) is adjusted by mechanical stripping and / or by blowing off the applied coating compound (7).
11. Verfahren nach Anspruch 9 11. The method according to claim 9
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Dicke der Beschichtungsmasse (7) über deren Viskosität eingestellt wird.  the thickness of the coating composition (7) is adjusted by its viscosity.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11 12. The method according to any one of claims 1-11
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Beschichtungsmasse (7) von der Unterseite des Gießbandes (5) aufgetragen wird. the coating compound (7) is applied from the underside of the casting belt (5).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12 13. The method according to any one of claims 1-12
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Beschichtungsmasse (7) mechanisch aufgetragen wird.  that the coating material (7) is applied mechanically.
14. Verfahren nach Anspruch 12 und 13 14. The method according to claim 12 and 13
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Beschichtungsmasse (7) mittels eines mit der Beschichtungsmasse (7) gefüllten Behälters (6) und einer darin eintauchenden Auftragsrolle (8) mit elastischer Oberfläche auf das Gießband (2) aufgetragen wird.  the coating composition (7) is applied to the casting belt (2) by means of a container (6) filled with the coating compound (7) and an application roller (8) with an elastic surface immersed therein.
15. Verfahren nach Anspruch 14 15. The method according to claim 14
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) über die Höhe der Andruckkraft der Auftragsrolle (8) auf das Gießband (2) eingestellt wird.  in that the thickness of the applied coating compound (7) is adjusted to the casting belt (2) via the magnitude of the pressing force of the application roller (8).
16. Verfahren nach Anspruch 14 16. The method according to claim 14
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) über die  that the thickness of the applied coating composition (7) over the
Umfangsgeschwindigkeit der Auftragsrolle (8) und/oder über die Gießgeschwindigkeit der Stahlschmelze eingestellt wird.  Circumferential speed of the application roller (8) and / or on the casting speed of the molten steel is adjusted.
17. Verfahren nach Anspruch 14 17. The method according to claim 14
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Dicke der aufgetragenen Beschichtungsmasse (7) über die  that the thickness of the applied coating composition (7) over the
Oberflächentextur der elastischen Oberfläche der Auftragsrolle (8) eingestellt wird. 8. Einrichtung zum horizontalen Bandgießen von Stahl, insbesondere von  Surface texture of the elastic surface of the application roller (8) is set. 8. Device for horizontal strip casting of steel, in particular of
hochmanganhaltigem oder hochaluminiumhaltigem Leichtbaustahl, zur Erzeugung eines gegossenen Stahlbandes, bestehend aus einem die Schmelze enthaltenden Gefäß (1) zur Aufgabe der Schmelze auf ein über zwei Umlenkrollen (3), (4) umlaufendes und gekühltes Förderband als Gießband (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 17  high-manganese or high-aluminum lightweight steel, for producing a cast steel strip, consisting of a vessel containing the melt (1) for discharging the melt on a two pulleys (3), (4) circulating and cooled conveyor belt as a casting belt (2) for performing the method according to any one of claims 1-17
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass an der mit der Schmelze in Kontakt kommenden Seite des Gießbandes (2) eine Vorrichtung zum Auftragen einer flüssigen oder pastosen Beschichtungsmasse {7) auf das Gießband (5) angeordnet ist. a device for applying a liquid or pasty coating composition {7) to the casting belt (5) is arranged on the side of the casting belt (2) which comes into contact with the melt.
19. Einrichtung nach Anspruch 18 19. Device according to claim 18
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung aus einem mit der Beschichtungsmasse (7) gefüllten Behälter (6) und einer darin eintauchenden und auf der Gießbandoberfläche abrollenden Auftragsrolle (8) besteht.  in that the device consists of a container (6) filled with the coating compound (7) and an application roller (8) immersed therein and rolling on the casting belt surface.
20. Einrichtung nach Anspruch 18 und 19 20. Device according to claim 18 and 19
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Vorrichtung zum Auftragen der Beschichtungsmasse (7) eine  in that the device for applying the coating composition (7) has a
Trocknungsvorrichtung zum Entfernen der flüssigen Bestandteile nachgeschaltet ist.  Drying device for removing the liquid components is connected downstream.
21. Einrichtung nach Anspruch 20 21. Device according to claim 20
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Trocknungsvorrichtung eine induktive Wärmequelle ist.  that the drying device is an inductive heat source.
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