EP2991783A1 - Method for producing a metal strip - Google Patents

Method for producing a metal strip

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EP2991783A1
EP2991783A1 EP14720168.5A EP14720168A EP2991783A1 EP 2991783 A1 EP2991783 A1 EP 2991783A1 EP 14720168 A EP14720168 A EP 14720168A EP 2991783 A1 EP2991783 A1 EP 2991783A1
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EP
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sheet
strip
cooling
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rolling mill
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/06—Thermomechanical rolling

Definitions

  • Grain structure of the structure fine grain hardening positive on the strength and at the same time on the toughness properties. With a small grain size, the strength and toughness properties of the steel material are improved.
  • Another aspect concerns the flatness of the strip or sheet. The lower the temperature after cooling in the cooling section and the thicker the strip or sheet thickness, the more important the water application on the
  • the solution of this problem by the invention is characterized in that the strip or sheet is subjected immediately after passing the work rolls of the last stand an additional rapid cooling, wherein the cooling of the strip or sheet at least partially within the
  • the strip or sheet is preferably made by first casting a slab in a continuous casting plant, then placing it in an oven,
  • a steel strip or a steel sheet is preferably produced.
  • the strip may be steel strip to which alloying constituents are added.
  • the rolling mill is preferably a hot rolling mill.
  • the quick cooling preferably extends from the interior of the last
  • Roll stand of the rolling mill in the conveying direction ie in the rolling direction
  • the cooling device behind the last rolling stand of the rolling mill in the conveying direction preferably begins at a distance greater than 10 m.
  • a rapid cooling is arranged in the last frame of the finishing train.
  • the time between the passage of the last roll gap and the cooling of the strip or sheet is thus minimal.
  • the rapid cooling is preferably designed so that cooling rates above 1 000 K / s at the surface are possible.
  • the amounts of water are applied in such a way that optimum flatness results.
  • the rapid cooling measuring instruments for the thickness of the band or for the same temperature
  • the present invention allows the improved production of strips and sheets, in particular of metallic materials (especially steel and iron alloys) in hot and heavy plate mills.
  • the resulting grain structure is the result of recrystallization and recovery processes occurring in the material during forming.
  • Grain growth takes place especially after the last pass in a hot strip mill or in a heavy plate stand and can be prevented or reduced by the earliest possible cooling of the strip.
  • the present invention provides a response and describes a
  • Cast continuous casting then heated in a roller hearth to the desired oven temperature and immediately afterwards in the finishing mill (rolling mill) rolled down to the finished strip thickness (heating insert).
  • the slab can also be heated in the oven after a longer laytime and then further processed in the rolling mill (cold use).
  • the necessary furnace temperature depends essentially on the final thickness and bandwidth to be rolled as well as on the
  • Toughness results according to the Cottrell-Petch equation with the decrease in grain size. This can be in the form of a decrease in the DBTT transition temperature (Ductil Brittie Transition Temperature) or higher values in the
  • Amounts of water are adjusted so that arise on the band / Blechober- and - underside the same temperatures, optimum flatness is achieved, and the band / sheet edge is like the center of the tape flat on the roller table. However, it is necessary to increase the amount of water on the bottom.
  • the single figure shows schematically the last framework of a finishing train for producing a steel strip and a subsequent laminar cooling including coiler.
  • the figure shows the rolling stand 2 of a finishing train.
  • the strip 1 is rolled in the finishing train and leaves in the conveying direction F the last rolling stand 2.
  • Rolling stand 2 the belt 1 is cooled, using a quick-cooling 4 is used, which corresponds in structure to the classical construction.
  • a cooling medium (water) is sprayed onto the top and bottom of the belt 1.
  • the cooling device 3 is divided into 10 sections.
  • Embodiment amounts to about 9 m from the middle of the roll stand 2 amounts;
  • Embodiment at about 14 m behind the center of the rolling mill. 2
  • Behind the cooling device 3 is a reel device 5 for
  • Temperature measuring elements 6 and 7 determine the respective temperature at the corresponding location in order to be able to monitor the course of the process.
  • the proposed method is used in combination with a CSP plant with X-strands, oscillation and use of the tunnel kiln, or in a conventional hot rolling mill.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing a metal strip (1), in which the strip (1) is rolled in a multi-stand rolling mill, is removed behind the final rolling stand (2) of the rolling mill in the direction of conveyance (F), and is cooled in a cooling device (3). In order to achieve a favourable grain structure and a high degree of surface evenness, the strip or metal sheet (1) is subjected to additional rapid cooling (4) immediately after passing the working rollers of the final rolling stand (2), wherein the strip or the metal sheet (1) is cooled at least partially within the extent of the final rolling stand (2) in the direction of conveyance (F), wherein rapid cooling is performed by applying a coolant to the strip or metal sheet (1) from above and from below, wherein the volume flow of coolant that is applied to the strip or metal sheet (1) from below measures at least 120 % of the volume flow of coolant that is applied to the strip or metal sheet (1) from above.

Description

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes  Method for producing a metallic strip
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes, bei dem das Band in einem mehrgerüstigen Walzwerk gewalzt, hinter dem letzten Walzgerüst des Walzwerks in Förderrichtung ausgebracht und in einer The invention relates to a method for producing a metallic strip, wherein the strip rolled in a multi-stand rolling mill, behind the last rolling stand of the rolling mill in the conveying direction and discharged in a
Kühlvorrichtung gekühlt wird. Cooling device is cooled.
Die mechanischen Eigenschaften von Stahl Werkstoffen können auf vielfältige Weise beeinflusst werden. Eine Erhöhung der Festigkeit wird durch Ergänzen von bestimmten Legierungselementen erreicht (Mischkristallhärtung). Außerdem kann während des Walzens die Fertigstraßentemperatur abgesenkt werden, um eine höhere Versetzungsdichte zu erreichen (Versetzungshärtung). Durch Zulegieren von Mikrolegierungselementen - wie beispielsweise Nb, V oder Ti - werden Ausscheidungen gebildet, die eine Erhöhung der Festigkeit hervorrufen The mechanical properties of steel materials can be influenced in many ways. Increasing the strength is achieved by supplementing certain alloying elements (solid solution hardening). In addition, during rolling, the finishing line temperature may be lowered to achieve a higher dislocation density (dislocation hardening). By alloying micro-alloying elements - such as Nb, V or Ti - precipitates are formed which cause an increase in strength
(Ausscheidungshärtung). Diese Mechanismen haben allerdings den Nachteil, dass die Zähigkeit ungünstig beeinflusst wird. Dagegen wirkt sich eine feine  (Precipitation). However, these mechanisms have the disadvantage that the toughness is adversely affected. In contrast, a fine affects
Kornstruktur des Gefüges (Feinkornhärtung) positiv auf die Festigkeits- und gleichzeitig auf die Zähigkeitseigenschaften aus. Mit einer kleinen Korngröße werden die Festigkeits- und die Zähigkeitseigenschaften des Stahlwerkstoffes verbessert. Grain structure of the structure (fine grain hardening) positive on the strength and at the same time on the toughness properties. With a small grain size, the strength and toughness properties of the steel material are improved.
Eine Abnahme der Ferrit-Korngröße erhöht die Festigkeit und wird durch die Hall- Petch-Gleichung beschrieben. Hiernach ist die Festigkeitszunahme (Δσν) A decrease in ferrite grain size increases strength and is described by the Hall-Petch equation. After this, the increase in strength (Δσν)
proportional zur Korngröße (d) gemäß der Beziehung: proportional to the grain size (d) according to the relationship:
Diese Beziehung wurde durch experimentelle Untersuchungen mehrfach bestätigt. This relationship has been confirmed several times by experimental studies.
Grundsätzlich kommt es bei einer Abnahme des Ferritkorndurchmessers zu einem Anstieg der Streckgrenze und Zugfestigkeit. Die Hall-Petch-Beziehung gibt die Ergebnisse von industriell hergestellten unlegierten kohlenstoffarmen Stählen (LC- Stählen) und mikrolegierten Stählen gut wieder. Mikrolegierte Stähle haben im Allgemeinen aufgrund der unterdrückten Rekristallisation eine kleinere Korngröße und liegen entsprechend auf einem höheren Festigkeitsniveau als gewöhnliche LC-Stähle. Gleichzeitig wirkt sich eine kleine Ferritkorngröße positiv auf die Basically, a decrease in the ferrite grain diameter results in an increase in the yield strength and tensile strength. The Hall-Petch relationship gives a good representation of the results of industrially produced unalloyed low carbon steels (LC steels) and microalloyed steels. Microalloyed steels generally have a smaller grain size due to repressed recrystallization and are accordingly higher in strength than ordinary LC steels. At the same time, a small ferrite grain size has a positive effect on the
Zähigkeit aus. Die Übergangstemperatur DBTT (Ductile Brittie Transition Toughness. The transition temperature DBTT (Ductile Brittie Transition
Temperature) nimmt bei der Abnahme der Korngröße deutlich ab (Cottrell-Petch- Beziehung). Temperature) decreases significantly as the grain size decreases (Cottrell-Petch relationship).
Mit dem thermomechanischen Walzen (Thermomechnical Controlled Process - TMCP) werden diese Effekte in Warmwalz- und Grobblechwerken bewusst ausgenutzt. Als wichtigster Mechanismus wird die dynamische Rekristallisation des Austenits während der Umformung genannt. In den vergangenen Jahren wurde mit dem thermomechanischen Walzen die kontrollierte Temperaturführung während des Walzens und des anschließenden Kühlens stetig verbessert und kleinere Ferritkorngrößen eingestellt. Allgemein gilt, dass eine Korngröße von 3 bis 5 μΐη für gewöhnliche CMn-Stähle eine Grenze darstellt, die mit industriellen Verfahren und herkömmlichen Legierungskonzepten nicht weiter unterboten werden kann, unabhängig davon, wie hoch die eingebrachte Verformung der Austenit-Phase während des Walzens ist. Die Hall-Petch-Gleichung (s. oben) sagt allerdings eine weitere Kornfeinigung voraus. Eine Korngröße von 1 μηη würde zum Beispiel zu einem Anstieg der Festigkeit um 350 MPa bei gleichzeitig verbesserter Zähigkeit führen. Daher ist die Motivation in der Werkstoffentwicklung groß, neue Konzepte in der Anlagen-, Prozess- und Verfahrenstechnik zu generieren und hochfeste Werkstoffe dieser Korngrößen im industriellen Maßstab zu erzeugen. Thermo-mechanical Controlled Process (TMCP) uses these effects deliberately in hot rolling and heavy plate mills. The most important mechanism is the dynamic recrystallization of austenite during forming. In recent years, thermo-mechanical rolling has been used to steadily improve the controlled temperature control during rolling and subsequent cooling and to set smaller ferrite grain sizes. In general, a grain size of 3 to 5 μηη for ordinary CMn steels is a limit that can not be further undercut by industrial processes and conventional alloying concepts, no matter how high the imposed deformation of the austenite phase is during rolling. However, the Hall-Petch equation (see above) predicts another grain refinement. For example, a grain size of 1 μm would lead to an increase in strength of around 350 MPa with simultaneously improved toughness. Therefore, the motivation in material development is to generate new concepts in plant, process and process engineering and to produce high-strength materials of this size on an industrial scale.
Typischerweise ist in Warmband- oder in Grobblechstraßen vorgesehen, dass sich zwischen dem letzten Walzgerüst und der Kühlstrecke ein Abstand größer als 12 m ergibt. In diesem Bereich sind im Allgemeinen Messeinrichtungen fürTypically, in hot strip or heavy plate mills, there is a distance greater than 12 m between the last stand and the cooling section. In this area are generally measuring equipment for
Temperatur, Dicke, Profil und Planheit installiert. Gerade bei langsam gewalzten Bändern kann die Zeit bis zum Erreichen der Kühlung somit mehr als 12 Temperature, thickness, profile and flatness installed. Especially with slowly rolled bands, the time to reach the cooling thus more than 12
Sekunden betragen (bei einer Bandgeschwindigkeit von 1 m/s). Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf die Korngröße des Gefüges innerhalb des Bandes und damit auf die erzielbaren mechanischen Eigenschaften aus, da es nach der Umformung zu Rekristallisation und Erholungsvorgängen kommt. Seconds (at a belt speed of 1 m / s). However, this has a disadvantageous effect on the grain size of the microstructure within the strip and thus on the achievable mechanical properties, since reformation and recovery processes occur after the shaping.
Nachteilig ist, dass es nach dem Walzen des Bandes oder Blechs zu einem ausgeprägten Kornwachstum im Gefüge kommt, das von Rekristallisations- und Erholungsvorgängen überlagert wird. Das Kornwachstum führt zu einer The disadvantage is that it comes after rolling the strip or sheet to a pronounced grain growth in the structure, which is superimposed by recrystallization and recovery operations. The grain growth leads to a
Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften. Deterioration of mechanical properties.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Planheit des Bandes oder Bleches. Je tiefer die Temperatur nach dem Kühlen in der Kühlstrecke ist und je dicker die Band- oder Blechdicke ist, desto wichtiger ist die Wassermengenaufbringung auf die Another aspect concerns the flatness of the strip or sheet. The lower the temperature after cooling in the cooling section and the thicker the strip or sheet thickness, the more important the water application on the
Oberseite und Unterseite des Bandes. Wenn das Wassermengenverhältnis zwischen Ober- und Unterseite nicht optimal ist, wird das Band oder Blech unplan bzw. uneben. In diesem Falle ist eine aufwändige Nachbearbeitung oder Top and bottom of the band. If the water ratio between the top and bottom is not optimal, the tape or sheet is unplaned or uneven. In this case, an elaborate post-processing or
Nachbesserung erforderlich. Improvement required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemaßes Verfahren bereitzustellen, das eine bessere Einstellung der mechanischen Eigenschaften sowie der Phasenbestandteile des metallischen Werkstoffs, insbesondere des Stahls, ermöglicht, insbesondere in einer Warmband- und Grobblechstraße. The invention is therefore based on the object to provide a generic method that allows a better adjustment of the mechanical properties and the phase components of the metallic material, in particular of the steel, especially in a hot strip and plate mill.
Ferner soll der Planheitsgrad des herzustellenden Bands oder Blechs möglichst groß sein. Furthermore, the degree of planarity of the produced strip or sheet should be as large as possible.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder Blech unmittelbar nach Passieren der Arbeitswalzen des letzten Walzgerüsts einer zusätzlichen Schnellkühlung unterzogen wird, wobei das Kühlen des Bandes oder Bleches zumindest teilweise noch innerhalb der The solution of this problem by the invention is characterized in that the strip or sheet is subjected immediately after passing the work rolls of the last stand an additional rapid cooling, wherein the cooling of the strip or sheet at least partially within the
Erstreckung des letzten Walzgerüsts in Förderrichtung erfolgt, wobei das Extension of the last roll stand in the conveying direction, wherein the
Schnellkühlen erfolgt, indem ein Kühlmedium von oben und von unten auf das Band oder Blech aufgebracht wird, wobei der von unten auf das Band oder Blech aufgebrachte Volumenstrom (d. h. die Medien- bzw. Wassermenge pro Zeit) an Kühlmedium mindestens 120 % des von oben auf das Band oder Blech  Quick cooling is done by a cooling medium is applied from above and from below on the belt or sheet, wherein the applied from below on the belt or sheet volume flow (ie, the amount of media or water per time) of cooling medium at least 120% of the top the tape or sheet metal
aufgebrachten Volumenstroms an Kühlmedium beträgt. applied volume flow of cooling medium.
Bevorzugt beträgt der von unten auf das Band oder Blech aufgebrachte Preferably, the applied from below on the tape or sheet
Volumenstrom an Kühlmedium mindestens 150 % des von oben auf das Band oder Blech aufgebrachten Volumenstroms an Kühlmedium. Andererseits beträgt der von unten auf das Band oder Blech aufgebrachte Volumenstrom an Volume flow of cooling medium at least 150% of the volume flow of cooling medium applied from above onto the strip or sheet. On the other hand, the volume flow applied from below to the strip or sheet is
Kühlmedium vorzugsweise höchstens 400 % des von oben auf das Band oder Blech aufgebrachten Volumenstroms an Kühlmedium. Es hat sich gezeigt, dass bei Werten über 400 % eine Wölbung der Bandkanten nach unten auftreten kann. Bei der Schnellkühlung des Bandes oder Bleches wird vorzugsweise ein Cooling medium, preferably at most 400% of the volume flow of cooling medium applied from above onto the strip or sheet. It has been shown that at values above 400%, the band edges may bulge downwards. In the rapid cooling of the strip or sheet is preferably a
Kühlmedium in einer solchen Menge (und gegebenenfalls mit einem solchen Druck) aufgebracht, dass die Kühlung des Bandes oder Bleches an seiner Oberfläche mit einem Gradienten von mindestens 500 K/s erfolgt, vorzugsweise mit einem Gradienten von mindestens 750 K/s, besonders bevorzugt mit einem Gradienten von mindestens 1 .000 K/s. Cooling medium in such an amount (and optionally applied with such a pressure) that the cooling of the strip or sheet on its surface with a gradient of at least 500 K / s, preferably with a gradient of at least 750 K / s, more preferably with a gradient of at least 1, 000 K / s.
Das Band oder Blech wird vorzugsweise hergestellt, indem zunächst eine Bramme in einer Stranggießanlage gegossen wird, diese dann in einem Ofen, The strip or sheet is preferably made by first casting a slab in a continuous casting plant, then placing it in an oven,
insbesondere in einem Rollenherdofen, auf eine definierte Temperatur erwärmt wird und unmittelbar danach in dem als Fertigstraße fungierendem Walzwerk auf die Fertigbanddicke herunter gewalzt wird. in particular in a roller hearth furnace, is heated to a defined temperature and is rolled down immediately thereafter in the finishing mill acting as a finishing mill to the finished strip thickness.
Als Band oder Blech wird bevorzugt ein Stahlband oder ein Stahlblech hergestellt. Dabei kann das Band Stahlband sein, dem Legierungsbestandteile zugegeben werden. As a band or sheet, a steel strip or a steel sheet is preferably produced. The strip may be steel strip to which alloying constituents are added.
Das Walzwerk ist vorzugsweise ein Warmwalzwerk. The rolling mill is preferably a hot rolling mill.
Die Schnell kühlung erstreckt sich vorzugsweise vom Inneren des letzten The quick cooling preferably extends from the interior of the last
Walzgerüsts des Walzwerks in Förderrichtung (d. h. in Walzrichtung) über eine Strecke zwischen 2 m und 15 m, vorzugsweise zwischen 6 m und 10 m. Indes beginnt die Kühlvorrichtung hinter dem letzten Walzgerüst des Walzwerks in Förderrichtung vorzugsweise in einem Abstand größer als 10 m. Erfindungsgemäß wird also eine Verfahrensweise vorgeschlagen, die die Roll stand of the rolling mill in the conveying direction (ie in the rolling direction) over a distance between 2 m and 15 m, preferably between 6 m and 10 m. Meanwhile, the cooling device behind the last rolling stand of the rolling mill in the conveying direction preferably begins at a distance greater than 10 m. According to the invention, therefore, a procedure is proposed which the
Kornstruktur beeinflusst und ein möglichst kleines Ferritkorn einstellt. Im letzten Gerüst der Fertigstraße wird eine Schnellkühlung angeordnet. Die Zeit zwischen dem Passieren des letzten Walzspalts und dem Kühlen des Bandes oder Blechs wird damit minimal. Die Schnellkühlung wird bevorzugt so ausgelegt, dass Kühlraten über 1 .000 K/s an der Oberfläche möglich sind. Die Wassermengen werden so aufgebracht, dass sich eine optimale Planheit ergibt. In Walz- bzw. Förderrichtung hinter der Schnellkühlung sind Messinstrumente (für die Dicke des Bandes bzw. für die Temperatur desselben) angeordnet. Anschließend finden die (herkömmliche) Laminarkühlung und dann das Aufhaspeln des Bandes statt. Affects grain structure and sets the smallest possible ferrite grain. In the last frame of the finishing train, a rapid cooling is arranged. The time between the passage of the last roll gap and the cooling of the strip or sheet is thus minimal. The rapid cooling is preferably designed so that cooling rates above 1 000 K / s at the surface are possible. The amounts of water are applied in such a way that optimum flatness results. In the rolling or conveying direction behind the rapid cooling measuring instruments (for the thickness of the band or for the same temperature) are arranged. Subsequently, the (conventional) laminar cooling and then the coiling of the strip take place.
Die vorliegende Erfindung erlaubt die verbesserte Herstellung von Bändern und Blechen, insbesondere aus metallischen Werkstoffen (vor allem aus Stahl- und Eisenlegierungen) in Warm- und Grobblechwerken. The present invention allows the improved production of strips and sheets, in particular of metallic materials (especially steel and iron alloys) in hot and heavy plate mills.
Die sich ergebende Kornstruktur ist das Ergebnis der im Werkstoff ablaufenden Rekristallisations- und Erholungsvorgänge während der Umformung. The resulting grain structure is the result of recrystallization and recovery processes occurring in the material during forming.
Kornwachstum findet besonders nach dem letzten Stich in einer Warmbandstraße oder in einem Grobblechgerüst statt und kann durch eine möglichst frühzeitige Kühlung des Bandes unterbunden bzw. reduziert werden. Grain growth takes place especially after the last pass in a hot strip mill or in a heavy plate stand and can be prevented or reduced by the earliest possible cooling of the strip.
Die Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind also generell The fields of application of the present invention are therefore general
Walzwerke, Warmband- und Grobblechwalzwerke, die Herstellung von Bändern und Blechen aus Stahl- und Eisenlegierungen. Das vorgeschlagene Verfahren kann überall dort eingesetzt werden, wo im Produktionsprozess Werkstoffe gekühlt werden müssen, insbesondere in einer Warmband- und Grobblechstraße mit jeweils zugehörigen Aggregaten. Es wird vorteilhaft eine bessere Einstellung der mechanischen Eigenschaften sowie der Phasenbestandteile des Stahls insbesondere in einer Warmband- und Grobblechstraße möglich. Mit der optimalen Wassermengenverteilung von Rolling mills, hot strip and plate rolling mills, production of steel and ferrous strip and sheets. The proposed method can be used wherever materials have to be cooled in the production process, in particular in a hot strip and heavy plate train, each with associated units. It is advantageous to better adjust the mechanical properties and the phase components of the steel, especially in a hot strip and plate mill possible. With the optimal water volume distribution of
Oberseite und Unterseite ergibt sich eine gute Planheit. Top and bottom gives a good flatness.
Vorteilhaft ist die sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergebende geringe Korngröße des Gefüges mit einer verbesserten Planheit. Advantageous is the resulting by the inventive method small grain size of the structure with improved planeness.
Hierauf liefert die vorliegende Erfindung eine Antwort und beschreibt eine Hereupon, the present invention provides a response and describes a
Anordnung, in der sich an das letzte Walzgerüst eine Schnellkühlung unmittelbar anschließt. Durch die Schnellkühlung werden sehr hohe Kühlraten erreicht und eine kleine Korngröße möglich. Arrangement in which a rapid cooling immediately adjoins the last mill stand. By the rapid cooling very high cooling rates are achieved and a small grain size possible.
Unter Planheitsaspekten ist darauf zu achten, dass die Wassermengen auf der Ober- und Unterseite des Bandes oder Blechs so aufgebracht werden, dass sich ein planes Band oder Blech ergibt. Üblicherweise liegt das In terms of planarity, care must be taken that the quantities of water on the top and bottom of the strip or sheet are applied in such a way that a flat strip or sheet results. Usually that is
Wassermengenverhältnis zwischen der Ober- und Unterseite bei 1 : 1 bis zu 1 : 1 ,15. Das bedeutet, dass die Wassermengen auf der Ober- und Unterseite gleich sind oder auf der Unterseite bis zu 15 % mehr Volumenstrom aufgegeben wird als auf der Oberseite. Water ratio between the top and bottom at 1: 1 up to 1: 1, 15. This means that the water volumes on the top and bottom are the same or on the bottom up to 15% more volume flow is given up than on the top.
Die vorliegende Erfindung hat indes festgestellt, dass dieses Verhältnis nachteilig für die Einstellung einer guten Planheit ist. Es ergeben sich Randwellen, so dass die Bandkante nicht mehr auf dem Rollgang aufliegt. Dies wird nach der vorliegenden Erfindung verhindert und ein hoher Planheitsgrad erreicht, wenn das Wassermengenverhältnis in einem Bereich zwischen 1 : 1 ,2 und 1 : 4 liegt, d. h. es wird mindestens 120 % und bis zu 400 % des Volumenstroms auf die Unterseite ausgebracht, als es auf der Bandoberseite der Fall ist. However, the present invention has found that this ratio is detrimental to the setting of good planarity. There are edge waves, so that the band edge is no longer resting on the roller table. This is prevented according to the present invention and a high degree of flatness is achieved when the water flow ratio is in a range between 1: 1, 2 and 1: 4, ie At least 120% and up to 400% of the volume flow is discharged to the bottom than is the case on the top of the belt.
Bei der Herstellung von Warmband wird zunächst die Bramme in einer In the production of hot strip, the slab is first in a
Stranggießanlage gegossen, dann in einem Rollenherdofen auf die gewünschte Ofentemperatur erwärmt und unmittelbar danach in der Fertigstraße (Walzwerk) auf die Fertigbanddicke herunter gewalzt (Heizeinsatz). Die Bramme kann auch nach einer längeren Liegezeit im Ofen erwärmt und dann im Walzwerk weiter verarbeitet werden (Kalteinsatz). Die notwendige Ofentemperatur hängt dabei im Wesentlichen von der zu walzenden Enddicke und Bandbreite sowie vom Cast continuous casting, then heated in a roller hearth to the desired oven temperature and immediately afterwards in the finishing mill (rolling mill) rolled down to the finished strip thickness (heating insert). The slab can also be heated in the oven after a longer laytime and then further processed in the rolling mill (cold use). The necessary furnace temperature depends essentially on the final thickness and bandwidth to be rolled as well as on the
Bandmaterial ab. Strip material from.
Vorteilhaft ergeben sich somit also verbesserte mechanische Eigenschaften des hergestellten Bandes bzw. Blechs mit insbesondere einer höheren Festigkeit. Die höhere Festigkeit ergibt sich gemäß der Hall-Petch-Gleichung durch die Abnahme der Korngröße. Advantageously, therefore, improved mechanical properties of the produced strip or sheet with, in particular, a higher strength result. The higher strength results from the decrease in grain size according to the Hall-Petch equation.
Ferner wird auch eine höhere Zähigkeit des Materials erreicht. Die höhere Furthermore, a higher toughness of the material is achieved. The higher one
Zähigkeit ergibt sich gemäß der Cottrell-Petch-Gleichung mit der Abnahme der Korngröße. Dies kann in Form einer Abnahme der DBTT-Übergangstemperatur (Ductil Brittie Transition Temperature) oder über höhere Werte im Toughness results according to the Cottrell-Petch equation with the decrease in grain size. This can be in the form of a decrease in the DBTT transition temperature (Ductil Brittie Transition Temperature) or higher values in the
Kerbschlagbiegeversuch gemessen werden. Impact bending test to be measured.
Mit einer Änderung der mechanischen Eigenschaften können auch Kosten für Legierungselemente eingespart werden. Erste Untersuchungen haben ergeben, dass erhebliche Kosten eingespart werden können. Die Schnellkühlung ist ein wirkungsvolles Werkzeug, die mechanischen Eigenschaften über Einstellung einer kleineren Korngröße zu verbessern. With a change in the mechanical properties and costs for alloying elements can be saved. Initial research has shown that significant costs can be saved. The rapid cooling is an effective tool to improve the mechanical properties over setting a smaller grain size.
Allerdings wird die Planheit des Bandes oder Bleches durch die hohen However, the flatness of the strip or sheet is due to the high
Wassermengen, die für die Einstellung einer hohen Kühlrate notwendig sind, ungünstig beeinflusst. Dafür kommt der optimalen Beaufschlagung zwischenWater quantities that are necessary for setting a high cooling rate, adversely affected. For that comes the optimal admission between
Ober- und Unterseite eine besondere Bedeutung zu. Wenn die Wassermengen im gleichen Verhältnis aufgebracht werden, kommt es aufgrund von thermischen Verspannungen zu einer Wölbung des Bandes oder Bleches derart, dass die Band- oder Blechkanten sich vom Rollgang abheben. Wenn allerdings die Top and bottom of a special meaning too. If the amounts of water are applied in the same ratio, due to thermal stresses to a buckling of the strip or sheet such that the strip or sheet edges stand out from the roller table. If, however, the
Wassermengen so angepasst werden, dass sich auf der Band-/Blechober- und - Unterseite die gleichen Temperaturen ergeben, wird eine optimale Planheit erreicht, und die Band-/Blechkante liegt wie die Bandmitte plan auf dem Rollgang. Dazu ist es allerdings notwendig, dass die Wassermengen auf der Unterseite erhöht werden. Amounts of water are adjusted so that arise on the band / Blechober- and - underside the same temperatures, optimum flatness is achieved, and the band / sheet edge is like the center of the tape flat on the roller table. However, it is necessary to increase the amount of water on the bottom.
Es hat sich gezeigt, dass bei einer Erhöhung der Wassermenge auf die Unterseite auf mindestens den 1 ,2-fachen Wert der Oberseite eine besonders gute Planheit erzielt wird. Ein Wert an der Unterseite, der größer als die vierfache Menge der Oberseite ist, führt allerdings zu dem entgegengesetzten Ergebnis. Das Band oder das Blech wölbt sich in diesem Falle in der Mitte nach oben. Auch dieser Effekt ist sehr nachteilig, da das Band oder Blech nicht weiterverarbeitet werden kann. It has been shown that with an increase in the amount of water to the bottom to at least 1.2 times the value of the top a particularly good flatness is achieved. A value at the bottom, which is greater than four times the amount of the top, however, leads to the opposite result. The band or plate bulges in this case in the middle up. Also, this effect is very disadvantageous because the tape or sheet can not be processed.
Schließlich ergibt sich eine optimale Planheit durch das erfindungsgemäß vorgesehene Wassermengenverhältnis zwischen dem Volumenstrom auf der Oberseite und der Unterseite des Bandes bzw. Blechs. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch das letzte Gerüst einer Fertigstraße zum Herstellen eines Stahlbandes und eine sich anschließende Laminarkühlung samt Haspelanlage. In der Figur ist das Walzgerüst 2 einer Fertigstraße zu sehen. Das Band 1 wird in der Fertigstraße gewalzt und verlässt in Förderrichtung F das letzte Walzgerüst 2. Unmittelbar hinter dem Walzspalt bzw. bereits im Walzspalt des letzten Finally, optimal flatness results from the water quantity ratio provided according to the invention between the volume flow on the upper side and the underside of the strip or sheet. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The single figure shows schematically the last framework of a finishing train for producing a steel strip and a subsequent laminar cooling including coiler. The figure shows the rolling stand 2 of a finishing train. The strip 1 is rolled in the finishing train and leaves in the conveying direction F the last rolling stand 2. Immediately behind the nip or already in the nip of the last
Walzgerüsts 2 wird das Band 1 gekühlt, wozu eine Schnellkühlung 4 eingesetzt wird, die vom Aufbau her der klassischen Bauweise entspricht. Ein Kühlmedium (Wasser) wird auf die Ober- und Unterseite des Bandes 1 aufgespritzt. Rolling stand 2, the belt 1 is cooled, using a quick-cooling 4 is used, which corresponds in structure to the classical construction. A cooling medium (water) is sprayed onto the top and bottom of the belt 1.
Hinter der Schnellkühlung 4 schließt sich eine klassische Kühlvorrichtung 3 in Form einer Laminarkühlung an. Im Ausführungsbeispiel ist die Kühlvorrichtung 3 in 10 Abschnitte aufgeteilt. Behind the rapid cooling 4 is followed by a classic cooling device 3 in the form of laminar cooling. In the exemplary embodiment, the cooling device 3 is divided into 10 sections.
Ferner ist erwähnenswert, dass sich die Länge Li der Schnellkühlung 4 im Furthermore, it is worth noting that the length Li of the rapid cooling 4 in
Ausführungsbeispiel auf ca. 9 m ab Mitte des Walzgerüsts 2 beläuft; die Embodiment amounts to about 9 m from the middle of the roll stand 2 amounts; the
Schnellkühlung beginnt wie beschrieben unmittelbar hinter bzw. im Walzspalt des letzten Walzgerüst 2. Quick cooling begins as described immediately behind or in the nip of the last rolling mill. 2
Der Abstand L2 der Kühlvorrichtung 3, d. h. deren Beginn, liegt indes im The distance L 2 of the cooling device 3, that is, the beginning, lies in the meantime
Ausführungsbeispiel bei ca. 14 m hinter der Mitte des Walzgerüsts 2. Embodiment at about 14 m behind the center of the rolling mill. 2
Hinter der Kühlvorrichtung 3 befindet sich eine Haspelvorrichtung 5 zum Behind the cooling device 3 is a reel device 5 for
Aufwickeln des jetzt fertigen Bandes. Temperaturmesselemente 6 und 7 (Pyrometer) ermitteln die jeweilige Temperatur am entsprechenden Ort, um den Prozessverlauf überwachen zu können. Winding the now finished tape. Temperature measuring elements 6 and 7 (pyrometers) determine the respective temperature at the corresponding location in order to be able to monitor the course of the process.
Es wird erreicht, dass gleichzeitig die Festigkeit und die Dehnung des Bandes (bzw. des Bleches) gesteigert werden, was durch die geringe Korngröße bedingt ist, die bei Einsatz des vorgeschlagenen Verfahrens erreicht wird. Nach dem Walzen des Bandes in der Warmbandstraße findet unmittelbar nach der It is achieved that at the same time the strength and elongation of the strip (or sheet) are increased, which is due to the small grain size, which is achieved when using the proposed method. After rolling the strip in the hot strip mill takes place immediately after the
Rekristallisation ein Kornwachstum statt. Dieses kann unterbunden werden, wenn die Bandtemperatur möglichst schnell nach dem Walzen in einen Bereich reduziert wird, in dem Kornwachstum nicht mehr stattfindet. Das Band muss also von der Endwalztemperatur, die bei ca. 800 °C bis 920 °C liegt, im Mittel bei 860 °C, auf mindestens 700 °C gekühlt werden. Recrystallization takes place a grain growth. This can be prevented if the strip temperature is reduced as quickly as possible after rolling in an area in which grain growth no longer takes place. The strip must therefore be cooled from the final rolling temperature, which is at about 800 ° C to 920 ° C, on average at 860 ° C, to at least 700 ° C.
Bevorzugt wird das vorgeschlagene Verfahren in Kombination mit einer CSP- Anlage mit X-Strängen, Oszillation und Einsatz des Tunnelofens eingesetzt, oder in einem herkömmlichen Warmwalzwerk. Preferably, the proposed method is used in combination with a CSP plant with X-strands, oscillation and use of the tunnel kiln, or in a conventional hot rolling mill.
Es können spezielle Werkstoff eingesetzt werden, z. B. mikrolegierte Qualitäten. It can be used special material, eg. B. microalloyed grades.
Es kann auch eine Kombination mit einem Blechwalzwerk vorgesehen werden. It can also be provided in combination with a sheet rolling mill.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Band 1 band
2 Walzgerüst  2 rolling stand
3 Kühlvorrichtung  3 cooling device
4 Schnellkühlung  4 quick cooling
5 Haspelvorrichtung  5 reel device
6 Temperaturnnesselennent 6 temperature nebula
7 Temperaturnnesselennent 7 Temperature Nettle Label
Förderrichtungconveying direction
Länge der SchnellkühlungLength of the quick cooling
Abstand der Kühlvorrichtung Distance of the cooling device

Claims

Patentansprüche: claims:
1 . Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes oder Blechs (1 ), bei dem das Band oder Blech (1 ) in einem mehrgerüstigen Walzwerk gewalzt, hinter dem letzten Walzgerüst (2) des Walzwerks in Förderrichtung (F) ausgebracht und in einer Kühlvorrichtung (3) gekühlt wird, 1 . Method for producing a metallic strip or sheet (1), in which the strip or sheet (1) is rolled in a multi-stand rolling mill, laid behind the last rolling stand (2) of the rolling mill in the conveying direction (F) and cooled in a cooling device (3) becomes,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Band oder Blech (1 ) unmittelbar nach Passieren der Arbeitswalzen des letzten Walzgerüsts (2) einer zusätzlichen Schnellkühlung (4) unterzogen wird, wobei das Kühlen des Bandes oder Bleches (1 ) zumindest teilweise noch innerhalb der Erstreckung des letzten Walzgerüsts (2) in Förderrichtung (F) erfolgt, wobei das Schnellkühlen erfolgt, indem ein Kühlmedium von oben und von unten auf das Band oder Blech (1 ) aufgebracht wird, wobei der von unten auf das Band oder Blech (1 ) aufgebrachte Volumenstrom an in that the strip or sheet (1) is subjected to an additional rapid cooling (4) immediately after passing through the work rolls of the last roll stand (2), the cooling of the strip or sheet (1) being at least partly still within the extent of the last roll stand (2) in the conveying direction (F), wherein the rapid cooling takes place by a cooling medium from above and from below on the band or sheet (1) is applied, wherein the bottom of the tape or sheet (1) applied volume flow to
Kühlmedium mindestens 120 % des von oben auf das Band oder Blech (1 ) aufgebrachten Volumenstroms an Kühlmedium beträgt.  Cooling medium is at least 120% of the top of the belt or sheet (1) applied volume flow of cooling medium.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der von unten auf das Band oder Blech (1 ) aufgebrachte Volumenstrom an Kühlmedium mindestens 150 % des von oben auf das Band oder Blech (1 ) aufgebrachten Volumenstroms an Kühlmedium beträgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the bottom of the band or sheet (1) applied volume flow of cooling medium is at least 150% of the top of the belt or sheet (1) applied volume flow of cooling medium.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von unten auf das Band oder Blech (1 ) aufgebrachte Volumenstrom an Kühlmedium höchstens 400 % des von oben auf das Band oder Blech (1 ) aufgebrachten Volumenstroms an Kühlmedium beträgt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the bottom of the tape or sheet (1) applied volume flow Cooling medium is at most 400% of the top of the belt or sheet (1) applied volume flow of cooling medium.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schnellkühlung des Bandes oder Bleches (1 ) ein Kühlmedium in einer solchen Menge und/oder mit einem solchen Druck aufgebracht wird, dass die Kühlung des Bandes oder Bleches (1 ) an seiner Oberfläche mit einem Gradienten von mindestens 500 K/s erfolgt, vorzugsweise mit einem Gradienten von mindestens 750 K/s, besonders bevorzugt mit einem Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the rapid cooling of the strip or sheet (1) a cooling medium in such an amount and / or applied with such a pressure that the cooling of the strip or sheet (1) its surface is at a gradient of at least 500 K / s, preferably with a gradient of at least 750 K / s, more preferably with a
Gradienten von mindestens 1 .000 K/s. Gradients of at least 1, 000 K / s.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder Blech (1 ) hergestellt wird, indem zunächst eine Bramme in einer Stranggießanlage gegossen wird, diese entweder nach einer längeren Liegezeit (Kalteinsatz) oder unmittelbar nach dem Gießen (Heißeinsatz) in einem Ofen, insbesondere in einem Rollenherdofen, auf eine definierte Temperatur erwärmt wird und unmittelbar danach in dem als Fertigstraße fungierenden Walzwerk beispielsweise einer CSP-Anlage oder einem herkömmlichen Walzwerk, auf die Fertigbanddicke herunter gewalzt wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the strip or sheet (1) is produced by first a slab is cast in a continuous casting this, either after a longer period of time (cold use) or immediately after casting (hot insert) in an oven, in particular in a roller hearth furnace, is heated to a defined temperature and immediately thereafter in the rolling mill functioning as a finishing train, for example, a CSP plant or a conventional rolling mill, is rolled down to the finished strip thickness.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Band (1 ) oder Blech ein Stahlband oder ein Stahlblech hergestellt wird. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as strip (1) or sheet a steel strip or a steel sheet is produced.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schnellkühlung (4) vom Inneren des letzten Walzgerüsts (2) des Walzwerks in Förderrichtung (F) über eine Strecke zwischen 2 m und 15 m, vorzugsweise zwischen 6 m und 10 m, erstreckt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (3) hinter dem letzten Walzgerüst (2) des Walzwerks in Förderrichtung (F) in einem Abstand von größer als 10 m beginnt. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rapid cooling (4) from the interior of the last roll stand (2) of the rolling mill in the conveying direction (F) over a distance between 2 m and 15 m, preferably between 6 m and 10 m, extends. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cooling device (3) behind the last roll stand (2) of the rolling mill in the conveying direction (F) starts at a distance of greater than 10 m.
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