EP3171997A1 - Verfahren zur herstellung eines metallischen produkts - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines metallischen produkts

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EP3171997A1
EP3171997A1 EP15725362.6A EP15725362A EP3171997A1 EP 3171997 A1 EP3171997 A1 EP 3171997A1 EP 15725362 A EP15725362 A EP 15725362A EP 3171997 A1 EP3171997 A1 EP 3171997A1
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EP
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slab
zone
austenite
ferrite
cooling
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Tilmann BÖCHER
Marcel Gathmann
Luc Neumann
Uwe Plociennik
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Publication date
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    • C21D2211/001—Austenite
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    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a metallic product in which in a continuous casting liquid metal as a slab from a mold vertically downward in a conveying direction, guided along a strand guide and is deflected in the horizontal, the slab behind the continuous casting in a Oven is heated.
  • a continuous casting liquid metal as a slab from a mold vertically downward in a conveying direction, guided along a strand guide and is deflected in the horizontal
  • the slab behind the continuous casting in a Oven is heated.
  • the invention has for its object to provide a generic method that allows a further reduction of surface cracks and thus improving the surface quality. In this case, a very fine and homogeneous structure in the material should be achieved.
  • the solution of this object by the invention is characterized in that the method comprises the steps: in the conveying direction behind the mold in a first cooling zone: intensive cooling of the slab such that in the near-surface edge zone of the slab a structural transformation of austenite into ferrite takes place; b) in the conveying direction behind the first cooling zone in a first heating zone: reheating the slab in such a way that in the near-surface edge zone of the slab a structural transformation of ferrite into austenite takes place; c) in the conveying direction behind the first heating zone in a second cooling zone: intensive cooling of the slab in such a way that in the near-surface edge zone of the slab a structural transformation of austenite into ferrite takes place; d) in the conveying direction behind the second cooling zone in a second heating zone: reheating the slab in such a way that in the near-surface edge zone of the slab a structural transformation of ferrite into austenite takes place.
  • At least one further intensive cooling of the slab can take place such that a structural transformation of austenite into ferrite occurs in the near-surface edge zone of the slab.
  • at least one further heating of the slab can take place such that a structural transformation of ferrite into austenite occurs in the near-surface edge zone of the slab.
  • At least one of the reheating of the slab can be done by heat balance in the slab by a heat flow from the interior of the slab to the slab surface is allowed.
  • the last time heating of the slab can also be done in the oven and / or by inductive heating.
  • the slab surface is preferably cooled in the above step a) and step c) to a temperature below the Ac1 temperature. Accordingly, it is preferably provided that the slab surface is heated in the above step b) and step d) to a temperature above the Ac 3 temperature.
  • the last intensive cooling of the slab is carried out according to a possible embodiment of the invention, as soon as the slab is diverted into the horizontal.
  • steps a) to c) can continue to take place while the slab is still oriented in the vertical direction.
  • step b) takes place as soon as the slab has left the vertical.
  • the invention is based on a multiple near-surface structural transformation in the continuous casting, in order to improve the surface quality of the slab.
  • a possible embodiment of the method may be such that a first pass through the austenite to ferrite transition to austenite in the surface area of the slab is accomplished by intensive cooling at the top of the continuous run of the continuous casting line, followed by reheating of the near-surface area of the slab by normal or weak cooling in the central region of the strand guide.
  • a second pass through the austenite to ferrite transition to austenite can be done before the bending driver by re-cooling and then rewarming.
  • a third or second pass through the austenite to ferrite transition to austenite may occur before or after the straightening driver.
  • the slab after leaving the mold within the strand guide of the continuous casting plant or after the shears or before entering the tunnel kiln or furnace, the slab should undergo a multi-stage heat treatment with the aim of setting a fine and homogeneous microstructure in the near-surface edge zone.
  • the already solidified strand shell After leaving the mold, the already solidified strand shell usually has an austenitic, inhomogeneous solidification structure, depending on the steel composition.
  • the near-surface edge zone of the steel strand is cooled below the mold to a temperature below the Ac1 point, so that in the surface-boundary layers a first transformation of austenite into ferrite takes place.
  • the subsequent reheating of the ferritic, near-surface edge zone through the still existing core or heat of fusion from the slab interior to a temperature above AC3 results in a back transformation of the ferrite into austenite. Both transformation processes are associated with a refinement of the structure.
  • inhomogeneities partial coarseness
  • This "inheriting" of the structural inhomogeneities can be eliminated by repeated, ie two or more stages through the transformation austenite - ferrite - austenite, so that in the end a fine, homogeneous austenitic structure is present.
  • the two-stage transformation of austenite-ferrite-austenite-ferrite-austenite is in particular realized by intensive cooling below the mold in the upper part of the strand guide of the continuous casting plant (austenite close to surface converts to ferrite) and by rewarming of the near-surface boundary layer the core heat of the slab in the middle part of the strand guide (near-surface ferrite converts to austenite).
  • Fig. 2 shows schematically a continuous casting plant with illustration of a first
  • FIG. 3 shows schematically a continuous casting plant with illustration of a second
  • Embodiment of the invention and 4 schematically shows the representation of the microstructure in a near-surface edge zone of a Brannnne when passing through a method according to the invention.
  • the present invention relates to a process which is carried out in a continuous casting plant for steel. It can be made conventional slabs, thin slabs or medium-thick slabs. 2, a first embodiment of the invention can be seen.
  • the continuous casting plant 1 has a mold 3, under which a strand guide 4 is arranged. Through the strand guide 4 and the downstream rollers, the cast slab 2 is deflected from the vertical V in the horizontal H. The slab 2 is thereby conveyed in a conveying direction F. After the slab 2 is deflected in the horizontal H, it is conveyed into a furnace 5.
  • the slab passes into a first heating zone 7, which is arranged in the conveying direction F behind the first cooling zone 6.
  • a reheating of the slab 2 takes place such that in the near-surface edge zone of the slab 2, a structural transformation takes place back from ferrite to austenite.
  • a second cooling zone 8 is connected downstream in the conveying direction F of the first heating zone 7.
  • an intensive cooling of the slab 2 takes place, in such a way that in the near-surface edge zone of the slab 2 a microstructure transformation of austenite into ferrite takes place.
  • the reference numeral 11 indicates that there are alternative positions for additional cooling bars for intensive cooling, in order to bring about a transformation from austenite to ferrite. Otherwise, it should be mentioned to the oven 5 that it can also be here that a conversion of ferrite to austenite can take place if a corresponding heating takes place.
  • Fig. 2 it is shown that the continuous casting 1 is designed as a vertical bending plant, wherein the bending of the slab from the vertical to the horizontal takes place with a solid slab core.
  • a continuous casting 1 is used as a vertical bending plant, wherein the bending is done with liquid slab core.
  • the first heating zone 7 lies directly where the slab leaves the vertical V and is bent over.
  • the oven 5 is provided.
  • Fig. 4 is shown schematically how the microstructure changes when the respective transformations from austenite to ferrite and back done.
  • the slab surface 10 is indicated and the microstructure is sketched near the surface of the slab.
  • the respective grain diameters are indicated schematically and set in relation to each other.
  • the last letters in the grain diameters D for three adjacent regions 1, 2 and 3 over the width of the slab indicates the respective status after the corresponding microstructural transformations.
  • the grain size not only becomes smaller, but also uniform.
  • grain diameters are according to the ASTM grain size table of ASTM Nos. -3 to 0.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts, bei dem in einer Stranggießanlage (1) flüssiges Metall als Bramme (2) aus einer Kokille (3) vertikal (V) nach unten in eine Förderrichtung (F) ausgebracht, entlang einer Strangführung (4) geführt und in die Horizontale (H) umgelenkt wird, wobei die Bramme (2) hinter der Stranggießanlage (1) in einem Ofen (5) oder induktiv erwärmt wird. Um ein möglichst feines und homogenes Gefüge im Material zu erreichen, sieht das Verfahren die Schritte vor: a) in Förderrichtung (F) hinter der Kokille (3) in einer ersten Kühlzone (6): Intensivkühlung der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt; b) in Förderrichtung (F) hinter der ersten Kühlzone (6) in einer ersten Erwärmungszone (7): Wiedererwärmen der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt; c) in Förderrichtung (F) hinter der ersten Erwärmungszone (7) in einer zweiten Kühlzone (8): Intensivkühlung der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt; d) in Förderrichtung (F) hinter der zweiten Kühlzone (8) in einer zweiten Erwärmungszone (9): Wiedererwärmen des Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts, bei dem in einer Stranggießanlage flüssiges Metall als Bramme aus einer Kokille vertikal nach unten in eine Förderrichtung ausgebracht, entlang einer Strangführung geführt und in die Horizontale umgelenkt wird, wobei die Bramme hinter der Stranggießanlage in einem Ofen erwärmt wird. Bei Gießen von Stahl mit höheren Gehalten an Kupfer und Zinn kommt es zu Oberflächenfehlern, dem sogenannten Kupfer-Rot- oder Heißbruch oder der„Hot- Shortness". Es ist bekannt, dass durch eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit und zurück zu Austenit die Oberflächenqualität aufgrund von Kornfeinung verbessert werden kann, wobei dann weniger und nicht so tiefe Oberflächenrisse an der Bramme, Dünnbramme oder am Warmband auftreten.
An der Oberfläche finden sich dennoch noch vereinzelt Risse („Hot Shortness"). Die Ursache hierfür ist, dass trotz der Gefügeumwandlung noch partiell grobes, inhomogenes Gefüge vorliegt. Dies wurde in Versuchen bestätigt, bei denen eine Intensivkühlung in der oberen Strangführung angewendet wurde. Sandgestrahlte Warmbandproben von Warmbändern, deren zugehörige Brammen intensiv- und normalgekühlt worden waren, wurden bezüglich des Oberflächendefektes Cu- Warmbrüchigkeit über die Warmbandbreite optisch anhand einer Richtreihe bewertet. Dies ist in Fig. 1 illustriert. Dargestellt ist konkret ein Versuch auf einer sog. CSP-Stranggießanlage bei intensiv und normal gekühlten Brammen; dargestellt sind Durchschnittswerte der inspizierten Warmbandproben, wobei„0" für fehlerfrei steht und„3" für die schlechteste Oberfläche.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 wird deutlich, dass zum einen die Intensivkühlung der Bramme generell das Auftreten von Cu-Warmbrüchigkeit reduziert. Zum anderen erkennt man Schwankungen beim Befall von „Hot Shortness" über die Warmbandbreite. Dies liegt daran, dass das oberflächennahe Gefüge nicht homogen ist. Je gröber das oberflächennahe Gefüge ist, desto größer ist der Hot Shortness Befall, weil weniger Korngrenzen für das Eindringen der Cu-haltigen Phase vorliegen. Ein wiederholtes, zweifaches Intensivkühlen bewirkt eine weitere Verfeinerung und Vergleichmäßigung des oberflächennahmen Gefüges. Dementsprechend wird sich das Oberflächenergebnis bezüglich Hot Shortness weiter verbessern. Das zu erwartende, verbesserte Oberflächenergebnis ist ebenfalls in Fig. 1 dargestellt. Zum Verarbeiten von Stahl sei auf die JP 2002 307 148 A, auf die DE 694 31 178 T2, auf die WO 2010/003402 A1 , auf die DE 10 2009 048 567 A1 , auf die EP 1 937 429 B1 und auf die EP 0 686 702 A1 hingewiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, das eine weitere Verringerung der Oberflächenrisse und somit eine Verbesserung der Oberflächenqualität ermöglicht. Dabei soll ein möglichst feines und homogenes Gefüge im Material erreicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: in Förderrichtung hinter der Kokille in einer ersten Kühlzone: Intensivkühlung der Bramme dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt; b) in Förderrichtung hinter der ersten Kühlzone in einer ersten Erwärmungszone: Wiedererwärmen der Bramme dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt; c) in Förderrichtung hinter der ersten Erwärmungszone in einer zweiten Kühlzone: Intensivkühlung der Bramme dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt; d) in Förderrichtung hinter der zweiten Kühlzone in einer zweiten Erwärmungszone: Wiedererwärmen der Bramme dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt.
Nach der Durchführung von Schritt d) kann noch mindestens eine weitere Intensivkühlung der Bramme dergestalt erfolgen, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit auftritt. Weiterhin kann nach der Durchführung der besagten weiteren Intensivkühlung der Bramme noch mindestens eine weitere Erwärmung der Bramme dergestalt erfolgen, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit auftritt. Zumindest eine der Wiedererwärmungen der Bramme kann dabei durch Wärmeausgleich in der Bramme erfolgen, indem ein Wärmestrom vom Inneren der Bramme zur Brammenoberfläche zugelassen wird.
Die letztmalige Erwärmung der Bramme kann auch im Ofen und/oder durch induktive Erwärmung erfolgen.
Die Brammenoberfläche wird dabei bei obigem Schritt a) und Schritt c) bevorzugt auf eine Temperatur unterhalb der Ac1 -Temperatur abgekühlt. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die Brammenoberfläche bei obigem Schritt b) und Schritt d) auf eine Temperatur oberhalb der Ac3-Temperatur erwärmt wird. Die letztmalige Intensivkühlung der Bramme erfolgt nach einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung, sobald die Bramme in die Horizontale umgeleitet ist.
Die obigen Schritte a) bis c) können weiterhin erfolgen, während die Bramme noch in der Vertikalen orientiert ist.
Es kann aber auch vorgesehen werden, dass der obige Schritt b) erfolgt, sobald die Bramme die Vertikale verlassen hat. Die Erfindung stellt also auf eine mehrmalige oberflächennahe Gefügeumwandlung in der Stranggießanlage ab, um die Oberflächenqualität der Bramme zu verbessern.
Es erfolgt ein mehrmaliges Wiederholen der Gefügeumwandlung von Austenit zu Ferrit, weiter zu Austenit und wiederum zu Ferrit usw. in der oberflächennahen Randzone der Bramme. Hierdurch kommt es zu einer Verfeinerung des partiellen groben, inhomogenen Gefüges. Dadurch ergibt sich eine weitere Verringerung der Oberflächenrisse und somit eine Verbesserung der Oberflächenqualität. Dies entspräche einem Pendelglühen bzw. einem mehrfachen Normalisieren bei der Wärmebehandlung. Um die gewünschte homogene Kornfeinung zu erzielen, muss die Umwandlung mindestens zwei Mal durchlaufen werden.
Eine mögliche Ausgestaltung des Verfahrens kann so aussehen, dass ein erstes Durchlaufen der Umwandlung von Austenit zu Ferrit und weiter zu Austenit im oberflächennahmen Bereich der Bramme durch Intensivkühlung im oberen Bereich der Strangführung der Stranggießanlage erfolgt, gefolgt von einer Wiedererwärmung des oberflächennahen Bereichs der Bramme durch normale oder schwache Kühlung im mittleren Bereich der Strangführung. Ein zweites Durchlaufen der Umwandlung Austenit zu Ferrit und weiter zu Austenit kann vor dem Biegetreiber durch erneute Intensivkühlung und anschließende Wiedererwärmung erfolgen. Gegebenenfalls kann ein drittes bzw. zweites Durchlaufen der Umwandlung von Austenit zu Ferrit und weiter zu Austenit vor oder nach dem Richttreiber erfolgen.
Gemäß der Erfindung soll die Bramme nach Verlassen der Kokille innerhalb der Strangführung der Stranggießanlage oder nach der Schere bzw. vor Eintritt in den Tunnelofen oder im Ofen eine mehrstufige Wärmebehandlung mit dem Ziel erfahren, in der oberflächennahen Randzone ein feines und homogenes Gefüge einzustellen.
Nach dem Austritt aus der Kokille weist die bereits erstarrte Strangschale in Abhängigkeit der Stahlzusammensetzung in der Regel ein austenitisches, inhomogenes Erstarrungsgefüge auf. Durch ein zeitlich definiertes, intensives Kühlen wird die oberflächennahe Randzone des Stahlstranges unterhalb der Kokille auf eine Temperatur unterhalb des Ac1 -Punktes abgekühlt, so dass in den oberflächennahmen Randschichten eine erste Umwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt. Durch die anschließende Wiedererwärmung der ferritischen, oberflächennahen Randzone durch die noch vorhandene Kern- bzw. Schmelzwärme aus dem Brammeninneren auf eine Temperatur oberhalb von AC3 erfolgt eine Rückumwandlung des Ferrits in Austenit. Beide Umwandlungsvorgänge sind mit einer Verfeinerung des Gefüges verbunden.
Es können jedoch Inhomogenitäten (partielle Grobkörn ig keit) des ursprünglichen Austen itgefüges erhalten bleiben. Dieses„Vererben" der Gefügeinhomogenitäten lässt sich durch wiederholtes, also zwei- oder mehrstufiges Durchlaufen der Umwandlung Austenit - Ferrit - Austenit beseitigen, so dass am Ende ein feines, homogenes austenitisches Gefüge vorliegt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das zweistufige Umwandeln Austenit - Ferrit - Austenit - Ferrit - Austenit insbesondere realisiert durch ein intensives Kühlen unterhalb der Kokille im oberen Teil der Strangführung der Stranggießanlage (oberflächennaher Austenit wandelt in Ferrit um) und durch eine Wiedererwärmung der oberflächennahen Randschicht durch die Kernwärme der Bramme im mittleren Teil der Strangführung (oberflächennaher Ferrit wandelt in Austenit um).
Hierauf folgt ein intensives Kühlen im unteren Teil der Strangführung (oberflächennaher Austenit wandelt in Ferrit um) und eine Wiedererwärmung nach Austritt aus der Strangführung durch die Kernwärme (oberflächennaher Ferrit wandelt in Austenit um) oder in einem nachgeschalteten Wärmeofen.
Eine Alternative sieht vor, dass die zweite bzw. noch eine weitere Stufe der Umwandlung von Austenit zu Ferrit durch Anbringung von zusätzlichen Kühlbalken in einem Abschnitt außerhalb der Strangführung realisiert wird. Die erforderliche Umwandlung des oberflächennahen Ferrits in Austenit würde entweder durch die Kernwärme der Bramme oder in einem nachgeschalteten Wärmeofen erfolgen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: das Bewertungsergebnis der Cu-Warmbrüchigkeit eines Stahlbandes, über der Warmbandbreite für verschieden starke Intensitätsgrade der Kühlung,
Fig. 2 schematisch eine Stranggießanlage mit Illustration einer ersten
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 schematisch eine Stranggießanlage mit Illustration einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 schematisch die Darstellung der Gefügeausbildung in einer oberflächennahen Randzone einer Brannnne beim Durchlaufen eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das in einer Stranggießanlage für Stahl durchgeführt wird. Es können dabei konventionelle Brammen, Dünnbrammen oder mitteldicke Brammen hergestellt werden. In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Die Stranggießanlage 1 weist eine Kokille 3 auf, unter der eine Strangführung 4 angeordnet ist. Durch die Strangführung 4 bzw. die nachgeordneten Rollen wird die gegossene Bramme 2 von der Vertikalen V in die Horizontale H umgelenkt. Die Bramme 2 wird dabei in eine Förderrichtung F gefördert. Nachdem die Bramme 2 in die Horizontale H umgelenkt ist, wird sie in einen Ofen 5 gefördert.
Wesentlich ist, dass in Förderrichtung F hinter der Kokille 3 (d. h. direkt unterhalb derselben) in einer ersten Kühlzone 6 eine Intensivkühlung der Bramme 2 erfolgt. Hierzu wird Wasser mit einem entsprechenden Volumenstrom auf die Oberfläche der Bramme aufgespritzt. Das Kühlen erfolgt mit einer solchen Intensität, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme 2 eine Gefügeumwandlung von Austen it in Ferrit stattfindet.
Anschließend gelangt die Bramme in eine erste Erwärmungszone 7, die in Förderrichtung F hinter der ersten Kühlzone 6 angeordnet ist. Hier erfolgt ein Wiedererwärmen der Bramme 2 dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme 2 eine Gefügeumwandlung zurück von Ferrit in Austenit erfolgt. In der Erwärmungszone 7 erfolgt ein normales oder schwaches Kühlen, so dass die besagte Gefügeumwandlung vonstattengehen kann. In Förderhchtung F der ersten Erwärmungszone 7 nachgeschaltet ist eine zweite Kühlzone 8. Hier erfolgt erneut eine Intensivkühlung der Bramme 2, und zwar in der Weise, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme 2 eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt.
Schließlich folgt in Förderrichtung F hinter der zweiten Kühlzone 8 eine zweite Erwärmungszone 9. In dieser erfolgt ein Wiedererwärmen der Bramme 2 dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme 2 eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt.
Mit der Bezugsziffer 1 1 ist angedeutet, dass hier alternative Positionen für zusätzliche Kühlbalken zum Intensivkühlen vorliegen, um eine Umwandlung von Austenit zu Ferrit zu bewerkstelligen. Ansonsten sei zum Ofen 5 noch erwähnt, dass es auch hier sein kann, dass eine Umwandlung von Ferrit zu Austenit erfolgen kann, wenn eine entsprechende Erwärmung stattfindet.
In Fig. 2 ist dargestellt, dass die Stranggießanlage 1 als Senkrechtabbiegeanlage ausgebildet ist, wobei das Biegen der Bramme von der Vertikalen in die Horizontale bei festem Brammenkern erfolgt.
In Fig. 3 ist als alternative Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eine Stranggießanlage 1 als Senkrechtabbiegeanlage zum Einsatz kommt, wobei das Biegen mit flüssigem Brammenkern erfolgt.
Die angegebenen Bezugszeichen entsprechend denjenigen nach Fig. 2. Die erste Erwärmungszone 7 liegt hier unmittelbar dort, wo die Bramme die Vertikale V verlässt und umgebogen wird. Als zweite Erwärmungszone 9 ist der Ofen 5 vorgesehen. In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, wie sich das Gefüge verändert, wenn die jeweiligen Umwandlungen von Austenit zu Ferrit und zurück erfolgen.
Die Brammenoberfläche 10 ist angegeben und die Gefügestruktur im oberflächennahen Bereich der Bramme skizziert. Hierbei sind die jeweiligen Korndurchmesser schematisch angegeben und in Relation zueinander gesetzt. Die letzten Buchstaben bei den Korndurchmessern D für drei benachbarte Bereichen 1 , 2 und 3 über der Breite der Bramme gibt den jeweiligen Status nach den entsprechenden Gefügeumwandlungen an.
Man erkennt, dass von Phasenumwandlung zu Phasenumwandlung die Korngröße nicht nur kleiner wird, sondern sich auch vergleichmäßigt.
Bei Brammen liegen Korndurchmesser nach der ASTM-Korngrößen-Tabelle von ASTM Nr. -3 bis 0 vor.
Durch die Umwandlung werden folgende Korngrößen erreicht:
D 1 , 2, 3a: ASTM Nr. 0 bis 2,
D 1 , 2, 3b: ASTM Nr. 2 bis 4,
D 1 , 2, 3c: ASTM Nr. 4 bis 6,
D 1 , 2, 3d: ASTM Nr.: 6 bis 7.
ASTM: American Society for Testing and Material
Bezugszeichenliste:
Stranggießanlage
Bramme
Kokille
Strangführung
Ofen / Induktive Erwärmung erste Kühlzone erste Erwärmungszone zweite Kühlzone zweite Erwärmungszone
Brammenoberfläche
Kühlbalken
Vertikale
Horizontale
Förderrichtung

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts, bei dem in einer Stranggießanlage (1 ) flüssiges Metall als Bramme
(2) aus einer Kokille
(3) vertikal (V) nach unten in eine Förderrichtung (F) ausgebracht, entlang einer Strangführung
(4) geführt und in die Horizontale (H) umgelenkt wird, wobei die Bramme (2) hinter der Stranggießanlage (1 ) in einem Ofen
(5) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte aufweist: a) in Förderrichtung (F) hinter der Kokille (3) in einer ersten Kühlzone (6):
Intensivkühlung der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt; b) in Förderrichtung (F) hinter der ersten Kühlzone
(6) in einer ersten Erwärmungszone (7): Wiedererwärmen der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt; c) in Förderrichtung (F) hinter der ersten Erwärmungszone (7) in einer zweiten Kühlzone (8): Intensivkühlung der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit erfolgt; d) in Förderrichtung (F) hinter der zweiten Kühlzone (8) in einer zweiten Erwärmungszone (9): Wiedererwärmen der Bramme (2) dergestalt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung von Schritt d) gemäß Anspruch 1 noch mindestens eine weitere Intensivkühlung der Bramme (2) dergestalt erfolgt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Austenit in Ferrit auftritt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung der weiteren Intensivkühlung der Bramme (2) noch mindestens eine weitere Erwärmung der Bramme dergestalt erfolgt, dass in der oberflächennahen Randzone der Bramme (2) eine Gefügeumwandlung von Ferrit in Austenit auftritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Wiedererwärmungen der Bramme (2) durch Wärmeausgleich in der Bramme (2) erfolgt, indem ein Wärmestrom vom Inneren der Bramme (2) zur Brammenoberfläche zugelassen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die letztmalige Erwärmung der Bramme (2) im Ofen (5) oder durch induktive Erwärmung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brammenoberfläche bei Schritt a) und c) gemäß Anspruch 1 auf eine Temperatur unterhalb der Ac1 -Temperatur abgekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brammenoberfläche bei Schritt b) und d) gemäß Anspruch 1 auf eine Temperatur oberhalb der Ac3-Temperatur erwärmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die letztmalige Intensivkühlung der Bramme (2) erfolgt, sobald die Bramme (2) in die Horizontale (H) umgeleitet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis c) gemäß Anspruch 1 erfolgen, während die Bramme (2) noch in der Vertikalen (V) orientiert ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) gemäß Anspruch 1 erfolgt, sobald die Bramme (2) die Vertikale (V) verlassen hat.
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