WO2000036162A1 - Verfahren zur erzeugung von dünnen warmbändern aus stahl mit verbesserter tiefziehfähigkeit - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von dünnen warmbändern aus stahl mit verbesserter tiefziehfähigkeit Download PDF

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Radko Kaspar
Andreas Tomitz
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    • C21D8/0431—Warm rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing thin hot strips of steel with improved deep-drawing ability.
  • Slabs or thin slabs are first pre-rolled in the austenite area and, after cooling, are finally rolled until they are completely converted into a ferritic structure. The strips are then coiled and annealed to recrystallize.
  • the Ar 3 transformation temperature is approx. 900 ° C relatively high.
  • ferrite rolling This involves first rolling in the austenite area, followed by controlled cooling until the austenitic structure is completely converted into a ferritic structure, and then finish rolling in the ferrite area. Since the ferrite is softer than the austenite, the rolling forces are hardly higher than when rolling in the austenite.
  • the achievable deep-drawing ability essentially results from the texture of the deep-drawn sheet, in which the orientations of the individual grains are not statistically equally distributed, but have a ⁇ 111 ⁇ preferred direction.
  • a prerequisite for setting such a final texture in hot strip is an inexpensive rolled texture, which also contains a strong ⁇ 111 ⁇ component and a subsequent complete recrystallization.
  • a favorable rolling texture can be achieved if the final rolling temperature in the ferrite is as low as possible.
  • the recrystallization annealing required after hot rolling causes problems. Complete recrystallization requires a correspondingly high temperature and a sufficiently long holding time. As a rule, the recrystallization annealing takes place in the coil, to which the hot rolled strip is coiled. However, the necessary recrystallization temperature limits the height of the finish rolling temperature. Depending on the length of the run-out roller table, the latter must be at least 50 ° C higher.
  • the invention is based on the object of decoupling the dependence of the hot rolling end temperature from the recrystallization temperature and thus creating an additional degree of freedom which makes it possible, by lowering the hot rolling end temperature more effectively, to achieve a better rolling texture with an increased number of grains in the favorable ⁇ 111 ⁇ Preferred direction.
  • This task should be achieved without additional effort by using existing units.
  • Hot strips are cheaper to produce than cold strips, simply because there is no additional cold rolling of the hot strips.
  • a prerequisite for the direct use of the hot band is, however, that it can be produced in the thickness required for practical application down to less than 2 mm with good deep-drawing properties.
  • the strips are finish-rolled with a final rolling temperature below 760 ° C., preferably also below 710 ° C., and then coiled.
  • the coils are placed in an annealing furnace while still warm, heated to recrystallization temperature and annealed to recrystallize.
  • the process according to the invention achieves the object set by recrystallizing hot-rolled strips using large size units available in cold strip factories, here: annealing furnace (hood or continuous annealing furnace) without a large loss of temperature and thus without a great deal of additional energy expenditure.
  • annealing furnace hood or continuous annealing furnace
  • the condition is that the hot-rolled strips that have been rolled and coiled into coils are inserted into the Gluhofen in the still warm state without great delay. It is assumed that the temperature loss during transport will be relatively low at around 30 K / h. Even if one takes advantage of the lowest possible final rolling temperature during hot rolling in the method according to the invention the time and energy required to heat the coils in the gluhofen to the recrystallization temperature.
  • the advantage that can be achieved metallurgically by the process according to the invention is that the hot strips can be produced with an optimum rolling texture by being finish-rolled to a lower final rolling temperature than was previously possible with regard to the recrystallization temperature. As a result of the decoupling of the two temperatures from one another, the final rolling temperature can now be lower than the recrystallization temperature. The small temperature loss that occurs as a result can be compensated for relatively inexpensively. Ultimately, it is crucial that an optimal rolling texture can be created which, in conjunction with the recrystallizing annealing, guarantees the best deep-drawing ability. A compromise between rolling and recrystallizing annealing need not be made when carrying out the process according to the invention.
  • Hot rolling can be carried out on all existing hot rolling mills regardless of the length of the run-out roller table to the coiler. Furnaces for carrying out the recrystallizing annealing of the hot strips, whether it be Haubengluhofen or fürlaufgluhofen, are present in every rolling mill and can be used accordingly in carrying out the method according to the invention.
  • the heat energy stored in the coil from the hot rolling process can be used, so that the heating in the subsequent recrystallization annealing furnace is limited to a temperature increase of 100 to 200 ° C.
  • Immediate heating of the hot strip coils is an essential aspect of the invention. Slow cooling, around room temperature, and then reheating to recrystallize would defuse the ⁇ lll ⁇ texture. The reason for this are increased recovery processes in the rolled ferrite, which impair the desired preferred formation of ⁇ 111 ⁇ grains during the recrystallization.
  • the diagrams in image parts a) and b) of FIG. 1 show the dependence of the intensity density of the orientations within two directions (fibers) ⁇ and ⁇ which are important for deep-drawing steels on the hot rolling end temperature in the recrystallized hot strip.
  • the coating with grain in the ⁇ 111 ⁇ preferred direction (image part b) and thus the recrystallization texture is sharper than at higher hot rolling temperatures.
  • the intensity density of ⁇ 001 ⁇ orientation (FIG. 1, part a), which is extremely unfavorable for deep drawing, drops with lower hot rolling end temperatures.
  • the thermoforming capacity of the strips produced according to the invention is therefore less expensive than those produced conventionally.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehbarkeit, bei dem Brammen oder Dünnbrammen zunächst im Austenitgebiet vorgewalzt und nach einer Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung in ferritisches Gefüge fertiggewalzt werden, danach gehaspelt und rekristallisierend geglüht werden. Kennzeichen der Erfindung ist, daß die Bänder mit einer Endwalztemperatur unter 760 °C fertiggewalzt und danach gehaspelt werden. Die Coils werden unmittelbar anschließend an das Haspeln im noch warmen Zustand in einen Glühofen eingesetzt, darin auf Rekristallisationstemperatur erwärmt und rekristallisierend geglüht.

Description

Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehfähigkeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehfähigkeit . Brammen oder Dünnbrammen v/erden zunächst im Austenitgebiet vorgewalzt und nach einer Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung in ferritisches Gefüge fertiggewalzt. Danach werden die Bänder gehaspelt und rekristallisierend geglüht.
Neuzeitliche Tiefziehstähle haben einen stark abgesenkten Kohlenstoff- und Mangangehalt. Hierdurch soll die Tiefziehfähigkeit durch niedrige Dehngrenze, hohe
Gleichmaßdehnung, hohe r- und n-Werte und Δr = 0 verbessert werden.
Infolge des niedrigen Kohlenstoffgehaltes liegt die Ar3-Umwandlungstemperatur mit rd. 900 °C verhältnismäßig hoch. Demzufolge können dünne Warmbänder mit Dicken unter 2 mm im Austenitgebiet nicht ausgewalzt werden. Abhilfe schafft hier das sog. Ferritwalzen. Bei diesem erfolgt zunächst ein Vorwalzen im Austenitgebiet, gefolgt von einer gesteuerten Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung des austenitischen Gefüges in ferritisches Gefüge, und das anschließende Fertigwalzen im Ferritgebiet. Da der Ferrit weicher ist als der Austenit, sind die Walzkräfte kaum höher als beim Walzen im Austenit . Die erzielbare Tiefziehfähigkeit resultiert im wesentlichen aus der Textur des Tiefziehbleches, bei der die Orientierungen der einzelnen Korner nicht statistisch gleich verteilt sind, sondern eine { 111 }-Vorzugsrichtung aufweisen. Notwendige Voraussetzung zur Einstellung einer solchen finalen Textur im Warmband sind eine gunstige Walztextur, die ebenfalls eine starke { 111 } -Komponente beinhaltet und eine nachfolgende vollständige Rekristallisation. Eine gunstige Walztextur ist erreichbar, wenn die Endwalztemperatur im Ferrit möglichst niedrig liegt.
Probleme bereitet dabei jedoch die nach dem Warmwalzen erforderliche Rekristallisationsglühung . Eine vollständige Rekristallisation erfordert eine entsprechend hohe Temperatur und eine ausreichend lange Haltezeit. In der Regel erfolgt das Rekristallisationsglühen im Coil, zu dem- das fertig gewalzte Warmband gehaspelt wird. Dabei begrenzt aber die notwendige Rekristallisationstemperatur die Hohe der Endwalztemperatur. Letztere muß je nach Länge des Auslaufrollgangs mindestens 50 °C hoher liegen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Abhängigkeit der Warmwalzendtemperatur von der Rekristallisationstemperatur zu entkoppeln und damit einen zusätzlichen Freiheitsgrad zu schaffen, der es ermöglicht, durch stärkere Absenkung der Warmwalzendtemperatur eine bessere Walztextur mit einer erhöhten Anzahl von Kornern in der gunstigen { 111 } -Vorzugsrichtung zu erreichen. Diese Aufgabe soll erreicht werden ohne zusatzlichen Aufwand durch Ausnutzung vorhandener Aggregate. Warmbander lassen sich kostengünstiger herstellen als Kaltbander, einfach deshalb, weil das zusatzliche Kaltwalzen der Warmbander entfallt. Voraussetzung für den direkten Einsatz der Warmbander ist allerdings, daß sie in der für die Praxis erforderlichen Dicke bis unter 2 mm mit guten Tiefzieheigenschaften erzeugt werden können.
Zur Losung der gestellten Aufgabe wird bei dem gattungs- ge aßen Verfahren erfindungsgemaß vorgeschlagen, daß die Bander mit einer Endwalztemperatur unter 760 °C, bevorzugt auch unter 710 °C, fertiggewalzt und danach gehaspelt werden. Die Coils werden unmittelbar anschließend an das Haspeln in noch warmem Zustand in einen Glühofen eingesetzt, darin auf Rekristallisationstemperatur erwärmt und rekristallisierend geglüht. Je niedriger die Warmwalzendtemperatur bis auf etwa 600 °C liegt, um so gunstiger ist die Walztextur. Mittels des erfindungsgemaßen Verfahrens sollen Bander bis auf eine Enddicke von 2 mm oder dunner erzeugt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren lost die gestellte Aufgabe, indem es unter Verwendung von in Kaltbandbetrieben zur Verfugung stehenden Aggregaten, hier: Glühofen (Hauben- oder Durchlaufgluhofen) warmgewalzte Bander ohne großen Temperaturverlust und damit ohne großen zusätzlichen Energieaufwand rekristallisierend zu glühen. Bedingung ist, daß die fertiggewalzten und zu Coils gehaspelten Warmbander ohne große Zeitverzogerung im noch warmen Zustand in die Gluhofen eingesetzt werden. Dabei geht man von einem verhältnismäßig niedrigen Temperaturverlust wahrend des Transports von ca. 30 K/h aus. Selbst wenn man bei dem erfindungsgemaßen Verfahren den Vorteil einer möglichst niedrigen Endwalztemperatur beim Warmwalzen ausnutzt, ist der Zeit- und Energieaufwand gering, um die Coils im Gluhofen auf die Rekristallisationstemperatur v/ieder aufzuheizen .
Der durch das erfindungsgemaße Verfahren metallurgisch erzielbare Vorteil ist, daß die Warmbander mit optimaler Walztextur erzeugt werden können, indem sie bis auf eine niedrigere Endwalztemperatur fertiggewalzt werden können, als dies bisher mit Rucksicht auf die Rekristallisationstemperatur erfolgte. Infolge der Entkoppelung der beiden Temperaturen voneinander kann nun die Endwalztemperatur niedriger liegen als die Rekristallisationstemperatur. Der geringe dadurch eintretende Temperaturverlust läßt sich verhältnismäßig kostengünstig ausgleichen. Entscheidend ist dabei letztlich, daß eine optimale Walztextur erzeugt werden kann, die in Verbindung mit dem rekristallisierenden Glühen beste Tiefziehfähigkeit garantiert. Ein Kompromiß zwischen Walzen und rekristallisierendem Glühen muß bei Durchfuhrung des erfindungsgemaßen Verfahrens nicht geschlossen werden.
Das Warmwalzen kann auf allen vorhandenen Warmwalzstraßen ohne Rucksicht auf die Lange des Auslaufrollgangs bis zur Haspelanlage durchgeführt werden. Ofen zur Durchfuhrung des rekristallisierenden Glühens der Warmbander, seien es Haubengluhofen oder Durchlaufgluhofen, sind in jedem Walzwerk vorhanden und können entsprechend bei der Durchfuhrung des erfindungsgemaßen Verfahrens genutzt werden. Dabei kann die im Coil gespeicherte Wärmeenergie aus dem Warmwalzprozeß genutzt werden, so daß sich die Erwärmung im nachfolgenden Rekristallisationsgluhofen auf eine Temperaturerhöhung um 100 bis 200 °C beschrankt. Ein sofortiges Erwarmen der Warmband-Coils ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung. Eine langsame Abkühlung, etwa auf Raumtemperatur und erst dann eine erneute Erwärmung zur Rekristallisation wurde eine Entschärfung der {lll}-Textur verursachen. Ursache dafür sind verstärkte Erholungsprozesse im gewalzten Ferrit, welche die gewünschte bevorzugte Bildung von { 111 } -Kornern wahrend der Rekristallisation beeinträchtigen.
Die Diagramme in den Bildteilen a) und b) der Fig. 1 zeigen die Abhängigkeit der Intensitatsdichte der Orientierungen innerhalb von zwei für Tiefziehstahle wichtigen Richtungen (Fasern) α und γ von der Warmwalzendtemperatur im rekristallisierten Warmband. Bei niedrigen Warmwalzendtemperaturen im Bereich von 760 bis 660 °C ist die Belegung mit Kornern in der { 111 } -Vorzugsrichtung (Bildteil b) und damit die Rekristallisationstextur scharfer als bei höheren Warmwalzendtemperaturen. Gleichzeitig fallt die Intensitätsdichte von { 001 } -Orientierung (Fig. 1, Bildteil a) , die für die Tiefziehbarkeit äußerst ungunstig ist, mit niedrigeren Warmwalzendtemperaturen ab. Damit ist die Tiefziehfähigkeit erfindungsgemaß erzeugter Bander gunstiger als die herkömmlich erzeugter.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Erzeugung von dünnen Warmbändern aus Stahl mit verbesserter Tiefziehbarkeit, bei dem Brammen oder Dünnbrammen zunächst im Austenitgebiet vorgewalzt und nach einer Abkühlung bis zur vollständigen Umwandlung in ferritisches Gefüge fertiggewalzt werden, danach gehaspelt und rekristallisierend geglüht werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Bänder mit einer Endwalztemperatur unter 760 °C fertiggewalzt und danach gehaspelt werden, und daß die Coils unmittelbar anschließend an das Haspeln in noch warmem Zustand in einen Glühofen eingesetzt, darin auf Rekristallisationstemperatur erwärmt und rekristallisierend geglüht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Bänder mit einer Endwalztemperatur von unter 710 °C warmgewalzt werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Bänder auf eine Enddicke von 2 mm oder dunner warm fertiggewalzt werden.
PCT/EP1999/009836 1998-12-16 1999-12-11 Verfahren zur erzeugung von dünnen warmbändern aus stahl mit verbesserter tiefziehfähigkeit WO2000036162A1 (de)

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