WO2024061729A1 - Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlflachprodukts zum einsatz in der rohrfertigung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines warmgewalzten stahlflachprodukts zum einsatz in der rohrfertigung Download PDF

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Armin BÜTTGEN
Christian Konrad
Andreas LATZ
Andreas Kern
Esther PFEIFFER
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hot-rolled flat steel product for use in pipe production.
  • Hot-rolled flat steel products for spiral-seam or longitudinal-seam welded pipes with sheet thicknesses of up to 25.4 mm are usually produced on hot-strip mills or finishing rolling mills using thermomechanical rolling with subsequent accelerated cooling.
  • Thermomechanical rolling requires temperatures of 780 - 900 °C in the finishing rolling mill of a hot rolling mill, which results in an extremely fine-grained transformation structure and thus the desired combination of high strength and high resistance to brittle fracture.
  • a very fine ferritic microstructure is important for achieving the required mechanical properties for high-strength pipe steels.
  • TM rolling with its low temperature in the finishing rolling mill below the recrystallization temperature, has been the most common process to date.
  • TM rolling leads to high rolling stand loads and, compared to normal production, noticeably lower rolling performance in the hot strip mill (up to 30-40%) as a result of pronounced oscillation of the pre-strip in front of the finishing rolling mill.
  • TM rolling carries the risk of high anisotropy of the mechanical properties and strong scattering of the brittle fracture properties due to partial rolling in the two-phase region.
  • steels for the production of thick-walled pipes typically consist of an alloy in which, in addition to iron and unavoidable impurities, in % by weight C: ⁇ 0.18%, Si: ⁇ 1.5%, Mn: ⁇ 2.5 %, P: 0.005-0.1%, S: ⁇ 0.03%, N: ⁇ 0.02%, Cr: ⁇ 0.5%, Cu: ⁇ 0.5%, Ni: ⁇ 0.5% , Mo: ⁇ 0.5%, AI ⁇ 2%, up to a total of 0.3% of one or more of the elements B, Nb, Ti, V, Sn and Ca.
  • These steels also include those under the designation “X70” and “X80” known steel grades.
  • US 2011/253267 Al discloses a method for producing a steel sheet of pipe band grade “X65”.
  • the object of the invention is to provide a method for producing hot-rolled flat steel products for use in pipe production on a hot strip mill, with which the same or improved mechanical properties with high product homogeneity and unchanged chemical composition can be set on the hot-rolled flat steel product with lower roll stand load and improved rolling performance.
  • the teaching of the invention relates to a method for producing a hot-rolled flat steel product comprising the steps: a) Melting a steel containing in% by weight:
  • C ⁇ 0.18%, in particular 0.0010 to 0.16%, preferably 0.010 to 0.15%
  • Si ⁇ 1.50%, in particular 0.010 to 1.0%, preferably 0.10 to 0.85 %
  • Mn ⁇ 2.50%, in particular 0.10 to 2.20%, preferably 0.50 to 2.10%
  • P ⁇ 0.10%, in particular 0.0001 to 0.070%, preferably 0.0005 up to 0.030%
  • S ⁇ 0.030%, in particular up to 0.010%, preferably up to 0.0050%
  • N ⁇ 0.020%, in particular 0.0001 to 0.0150%, preferably 0.0005 to 0.010%, Cr: ⁇ 0.50%, in particular 0.0001 to 0.45%, preferably 0.0002 to 0.35 %, Cu: ⁇ 0.50%, in particular 0.0010 to 0.20%, preferably 0.0020 to 0.20%, Ni: ⁇ 0.50%, in particular 0.0010 to 0.40%, preferably 0 .0020 to 0.30%, Mo: ⁇ 0.50%, in particular 0.0010 to 0.30%, preferably 0.0020 to 0.20%, Al: ⁇ 2.0%, in particular 0.0010 to 1 .0%, preferably 0.0020 to 0.50%, Nb: ⁇ 0.15%, in particular 0.0005 to 0.10%, preferably 0.0010 to 0.080%, Ti: ⁇ 0.10%, in particular 0 .0005 to 0.090%, preferably 0.0010 to 0.080%, Ca: ⁇ 0.010%, in particular up to 0.0050%, preferably 0.0001 to 0.0040%, up to
  • the information in % in connection with the above-mentioned alloying elements refers to weight %.
  • the elements (B, V, Sn) can be approved individually or in combination, in which case these are not added to alloys but, if present and/or measurable, are present as accompanying elements:
  • B ⁇ 0.0050%, in particular up to 0.0015%, preferably up to 0.0010%,
  • V ⁇ 0.150%, in particular up to 0.10%, preferably up to 0.080%,
  • Sn ⁇ 0.020%, in particular up to 0.015%, preferably up to 0.012%.
  • the molten steel with an alloy composition within the ranges specified above is cast into a preliminary product, which in the classic production route can be a slab of standard dimensions.
  • the steel can also be produced by direct hot rolling of a continuous casting in a casting-rolling plant as a preliminary product of a thin slab or in a strip casting plant as a preliminary product of a cast preliminary strip.
  • the preliminary product in a casting-rolling plant or strip casting plant, can be further processed directly, that is, coming directly from the casting heat, so that the preliminary product is kept at a temperature or, if necessary, preheated to a temperature, for example in an equalization or preheating furnace, at which one possible Complete homogenization is guaranteed and in which any precipitates that may have formed during casting are (re)dissolved as completely as possible.
  • the melt is cast into a preliminary product in a continuous casting plant
  • the cast and completely solidified strand is separated into several slabs of finite dimensions and finally the slabs are allowed to cool down to ambient temperature, in particular through natural cooling.
  • the preliminary product or slab is used for further work, for example, in a walking beam furnace or reheated to a temperature by other suitable means. Otherwise, the slab will be reheated directly after casting without completely cooling to ambient temperature.
  • the temperature when preheating and/or holding the preliminary product is at least 1100 ° C, in particular at least 1150 ° C, preferably at least 1200 ° C, in order to ensure the most complete possible dissolution of any undesirable precipitates in the form of carbides/carbonitrides and/or nitrides in the preliminary product .
  • the temperature for preheating and/or holding should not exceed 1350 °C in order to avoid partial melting and/or excessive scaling of the preliminary product. For ecological and economic reasons, the temperature for preheating and/or holding is limited to a maximum of 1290 °C.
  • the preliminary product is hot-rolled into a hot-rolled flat steel product in a finishing rolling mill comprising at least four and a maximum of nine rolling stands with a preliminary product temperature entering the finishing rolling mill between 1000 and 1100 ° C and a hot-rolled flat steel temperature emerging from the finishing rolling mill between 750 and 950 ° C.
  • the temperature of the preliminary product is recorded, for example, at the entrance to the finishing rolling mill in front of the first rolling stand using suitable means.
  • the preliminary product temperature can in particular be at least 1010 ° C, preferably at least 1020 ° C and in particular at most 1080 ° C, preferably at most 1060 ° C.
  • the selected preliminary product temperatures can reduce the rolling forces by at least 10%; the moments are reduced by at least 10% and the power consumption by at least 10% in the finishing rolling mill compared to the generic reference method.
  • the temperature of the hot-rolled flat steel product emerging from the finishing rolling mill can, for example, be equated with the final hot rolling temperature, the temperature being in particular at least 820 ° C, preferably at least 840 ° C and in particular at most 900 ° C, preferably at most 890 ° C.
  • the hot-rolled flat steel product obtained is cooled to a coiling temperature of between 360 and 600 ° C.
  • the coiling temperature can in particular be at least 400 ° C, preferably at least 430 ° C, in order to prevent martensite formation and the formation a structure made of bainite, bainitic ferrite and / or ferrite in the hot-rolled flat steel product.
  • the coiling temperature is limited to a maximum of 600 ° C, in particular a maximum of 580 ° C, preferably a maximum of 540 ° C, preferably a maximum of 520 ° C.
  • the hot-rolled flat steel product cooled to the coiling temperature is preferably coiled into a coil.
  • the hot-rolled flat steel product has a thickness of at least 3.0 mm, in particular at least 7.0 mm, preferably at least 10.0 mm and at most 25.4 mm.
  • the hot-rolled flat steel product (hot strip) wound onto a coil is further processed in such a way that it is used for pipe production, especially large pipes.
  • Pipe production is preferably carried out from the coil by unwinding the hot-rolled flat steel product and feeding it to a production unit in which spiral-seam or longitudinal-seam welded pipes are produced.
  • the pipes made from the hot-rolled flat steel product are used in particular for long-lasting and robust pipes for transporting water, oil, gas and hydrogen.
  • hot rolling is carried out in the recrystallizing temperature range with a degree of recrystallization of the austenitic microstructure of at least 40%.
  • the hot rolling is carried out in the recrystallizing temperature range in the first roll stand of a finishing rolling mill at a degree of recrystallization of the austenitic microstructure of at least 50%, in particular at least 60%, preferably at least 70%, preferably at least 80%.
  • the degree of recrystallization can be calculated using semi-empirical regression equations, which can be validated on the basis of double impact tests, see for example “Control of precipitation sequences during hot rolling to improve product uniformity of titanium containing high strength steels (PRETICONTROL)”, European Commission, EUR 30529 EN, among others on pages 88 to 96 in Chapter 6.1.
  • rolling takes place in the subsequent rolling stands of a finishing rolling mill in the non-recrystallizing temperature range.
  • the decrease in thickness in the first three roll stands is at least 65%, in particular at least 70%, preferably at least 75%, preferably at least 80, in relation to the existing number of active roll stands, which means that a further decrease in thickness is provided in the further roll stands % and at most 98%, in particular at most 95%.
  • the hot-rolled flat steel product is cooled after exiting the finishing rolling mill with a first average cooling rate to a temperature below A r3 and optionally then to the coiling temperature with a second average cooling rate, which is lower than the first average cooling rate.
  • the temperature to be achieved using the first average cooling rate is below A r3 is a maximum of the reel temperature + 80 K, in particular a maximum of the reel temperature + 60 K, preferably a maximum of the reel temperature + 40 K.
  • the temperature below A r3 can particularly preferably be a maximum of 610 ° C.
  • the temperature is measured without contact, usually using a pyrometer; this corresponds at least to the temperature on the surface of the hot-rolled flat steel product, although the temperature inside or in the core can be higher than the measured temperature on the surface.
  • the first average cooling rate is at least 10 K/s and is necessary to largely avoid the formation of cementite and the formation of coarse precipitates.
  • the first average cooling rate can in particular be at least 15 K/s, 20 K/s, 30 K/s, preferably at least 40 K/s, 45 K/s, 50 K/s, preferably at least 55 K/s, 60 K/s , 65 K/s, 70 K/s. This can be limited to a maximum of 200 K/s, in particular to a maximum of 180 K/s.
  • a bainitic microstructure can be achieved.
  • a ferritic-perlitic microstructure is preferably used.
  • the second average cooling rate can be optional and be at most 10 K/s in order to be able to set, for example, a fine bainitic or alternatively a fine ferritic-pearlitic microstructure.
  • the second average cooling rate can in particular be at most 8 K/s, 6 K/s, 5 K/s, preferably at most 4 K/s, 3 K/s. If a second average cooling rate is required, this can be at least 0.1 K/s, in particular at least 0.2 K/s, preferably at least 0.3 K/s. If necessary, optional cooling with a second average cooling rate can also take place passively, for example by disposition in air (environment).
  • the “average” cooling rate is defined as the quotient of the difference between an initial temperature (actual temperature) and a target temperature (target temperature) and the time required between the initial temperature and reaching the target temperature. As a rule, the cooling rate is not a constant value.
  • the hot-rolled flat steel product can have a ferritic-pearlitic microstructure with a proportion of at least 90% ferrite and pearlite.
  • the proportion of ferrite and pearlite can in particular be at least 92%, preferably at least 94%, preferably at least 96%, more preferably at least 98%.
  • Martensite, bainite, retained austenite and/or cementite are not desirable for the desired mechanical-technological properties and should be largely excluded using the aforementioned conditions, but can be individually or in total at a maximum of 10%, in particular a maximum of 8%, preferably a maximum of 6%, preferably at most 4%, particularly preferably at most 2%.
  • the invention proposes a hot-rolled flat steel product for use in pipe production with a ferritic-pearlitic microstructure having a proportion of at least 90% ferrite and pearlite, which has been produced in particular by the process according to the invention, containing in wt.% or consisting of in wt.%: C: 0.040 to 0.090%, in particular 0.045 to 0.085%, preferably 0.050 to 0.080%,
  • Si 0.25 to 0.50%, especially 0.26 to 0.47%, preferably 0.27 to 0.45%,
  • Mn 1.40 to 2.10%, especially 1.50 to 2.0%, preferably 1.60 to 1.90%,
  • P ⁇ 0.050%, in particular 0.0001 to 0.020%, preferably 0.0010 to 0.015%,
  • N ⁇ 0.010%, in particular 0.0001 to 0.0090%, preferably 0.0005 to 0.0075%,
  • Cu ⁇ 0.20%, in particular 0.0010 to 0.15%, preferably 0.0020 to 0.12%,
  • Ni ⁇ 0.20%, in particular 0.0010 to 0.10%, preferably 0.0020 to 0.080%,
  • Mo ⁇ 0.20%, in particular 0.0010 to 0.10%, preferably 0.0020 to 0.080%,
  • Al ⁇ 0.10%, in particular 0.0010 to 0.090%, preferably 0.0050 to 0.080%,
  • Nb ⁇ 0.15%, in particular 0.0001 to 0.10%, preferably 0.0010 to 0.090%,
  • Ti ⁇ 0.10%, in particular 0.0001 to 0.090%, preferably 0.0002 to 0.080%
  • Ca ⁇ 0.010%, in particular 0.0002 to 0.0070%, preferably 0.0003 to 0.0050%, optionally one or more of the elements (B, V, Sn):
  • V ⁇ 0.010%, in particular up to 0.0080%, preferably up to 0.0060%,
  • Sn ⁇ 0.020%, in particular up to 0.010%, preferably up to 0.0080%, balance Fe and unavoidable impurities.
  • the hot-rolled flat steel product can have a bainitic microstructure with a proportion of at least 90% bainite.
  • the proportion of bainite can in particular be at least 92%, preferably at least 94%, preferably at least 96%, more preferably at least 98%.
  • Ferrite, pearlite, martensite, retained austenite and/or cementite are not desirable for the desired mechanical-technological properties and should be largely excluded using the aforementioned conditions, but can be individually or in total at a maximum of 10%, in particular a maximum of 8%, preferably a maximum of 6 %, preferably at most 4%, particularly preferably at most 2%.
  • the invention proposes a hot-rolled flat steel product for use in pipe production with a bainitic microstructure having a proportion of at least 90% bainite, which has been produced in particular by the method according to the invention, containing in% by weight or consisting of in wt.%: C: 0.030 to 0.072%, especially 0.035 to 0.071%, preferably 0.040 to 0.070%,
  • Si 0.31 to 0.60%, especially 0.32 to 0.57%, preferably 0.34 to 0.55%,
  • Mn 1.40 to 1.90%, especially 1.42 to 1.85%, preferably 1.45 to 1.80%,
  • P ⁇ 0.050%, in particular 0.0001 to 0.020%, preferably 0.0010 to 0.015%,
  • N ⁇ 0.010%, in particular 0.0001 to 0.0090%, preferably 0.0005 to 0.0075%,
  • Ni ⁇ 0.20%, in particular 0.0010 to 0.15%, preferably 0.0020 to 0.12%,
  • Mo ⁇ 0.30%, in particular 0.0010 to 0.25%, preferably 0.0020 to 0.22%,
  • Al ⁇ 0.10%, in particular 0.0010 to 0.090%, preferably 0.0050 to 0.080%,
  • Nb ⁇ 0.15%, in particular 0.0001 to 0.10%, preferably 0.0010 to 0.090%,
  • Ti ⁇ 0.10%, in particular 0.0001 to 0.090%, preferably 0.0002 to 0.080%,
  • Ca ⁇ 0.010%, in particular 0.0004 to 0.0070%, preferably 0.0007 to 0.0050%, optionally one or more of the elements (B, V, Sn):
  • V ⁇ 0.010%, in particular up to 0.0080%, preferably up to 0.0060%,
  • Sn ⁇ 0.020%, in particular up to 0.015%, preferably up to 0.012%, balance Fe and unavoidable impurities.
  • the invention also relates to a use of a hot-rolled flat steel product with one of the aforementioned composition and structural structure for the production of pipes, as well as a spiral-seam or longitudinal-seam welded pipe made from a hot-rolled flat steel product with one of the aforementioned composition and structural structure.
  • the components of the microstructure can be determined using light optical microscopy (LOM) at a magnification of 200 to 2000 times.
  • LOM light optical microscopy
  • the hot-rolled flat steel product has a tensile strength R m of at least 570 MPa, in particular at least 600 MPa, preferably at least 620 MPa.
  • the maximum tensile strength R m can, for example, be at most 800 MPa, in particular at most 780 MPa, preferably at most 760 MPa.
  • the hot-rolled flat steel product has a yield strength R t o,s of at least 485 MPa, in particular at least 500 MPa, preferably at least 520 MPa.
  • the maximum stretch Limit R t o.5 can, for example, be at most 700 MPa, in particular at most 680 MPa.
  • the elongation at break A 50 in the hot-rolled flat steel product is at least 10%, in particular at least 15%, preferably at least 20%.
  • the tensile strength R m , the yield strength R t o,s and the elongation at break A 50 can be determined in tensile tests according to DIN EN ISO 6892-1:2017.
  • the preheated slabs were then pre-rolled in a two-stand roughing stand to a thickness of 60 mm and then hot-rolled in a five-stand finishing rolling mill to form a hot-rolled flat steel product (hot strip).
  • the hot-rolled steel strip obtained in each case entered the finishing rolling mill with a preliminary product temperature (“VT”) and left the finishing rolling mill with a final hot rolling temperature (“WET”) and, after exiting the finishing rolling mill, with a first average cooling rate (“KR1”) to a Temperature of 600 ° C, which is below A r3 , and then cooled with a second average cooling rate (“KR2) to a coiling temperature (“HT”), at which it was coiled into a coil.
  • KR2 first average cooling rate
  • HT coiling temperature
  • the degrees of recrystallization (“I”) to (“IV”) after the first four rolling stands were also determined.
  • Table 2 shows the mechanical-technological properties as well as the structural characteristics of the exemplary embodiments.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlflachproduktes zum Einsatz in der Rohrfertigung.

Description

Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlflachprodukts zum Einsatz in der Rohrfertigung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlflachproduktes zum Einsatz in der Rohrfertigung.
Warmgewalzte Stahlflachprodukte (Warmband) für spiralnaht- oder längsnahtgeschweißte Rohre mit Blechdicken bis zu 25,4 mm werden auf Warmbandstraßen bzw. Fertigwalzstaffeln zumeist über das thermomechanische Walzen mit nachfolgender beschleunigter Abkühlung hergestellt. Das thermomechanische Walzen (TM-Walzen) erfordert Temperaturen von 780 - 900 °C in der Fertigwalzstaffel eines Warmwalzwerkes, wodurch ein äußerst feinkörniges Umwandlungsgefüge und damit die gewünschte Kombination aus hoher Festigkeit und gleichzeitig hoher Sprödbruchwiderstand eingestellt wird. Wichtig für das Erreichen der geforderten mechanischen Eigenschaften für die hochfesten Rohrstähle ist eine sehr feine ferritische Mikrostruktur. Um diese einzustellen, ist das TM-Walzen mit ihrer niedrigen Temperatur in der Fertigwalzstaffel unterhalb der Rekristallisationstemperatur bislang das gängigste Verfahren. Dieses Verfahren erfordert merkliche Pendeldauern zur Abkühlung eines Vorbandes vor der Fertigwalzstaffel und eine genaue Einhaltung der vorgegebenen Walztemperaturen. Abhängig von den lokalen Bedingungen (z. B. Temperaturinhomogenitäten und Bandgeschwindigkeit) sind zudem Unterschiede im lokalen Rekristallisationsgrad zu erwarten. TM-Walzen führt allerdings zu hoher Walzgerüstbelastung und gegenüber der Normalproduktion merklich geringerer Walzleistung in der Warmbandstraße (bis zu 30-40 %) als Folge eines ausgeprägten Pendelns des Vorbandes vor der Fertigwalzstaffel. Des Weiteren birgt das TM-Walzen das Risiko einer hohen Anisotropie der mechanischen Eigenschaften und starker Streuungen der Sprödbrucheigenschaften durch partielles Walzen im Zweiphasengebiet.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlflachprodukts für die Rohrfertigung ist beispielhaft in der DE 10 2013 107 010 Al offenbart. Darin ebenfalls dargelegt, bestehen Stähle für die Herstellung dickwandiger Rohre typischerweise aus einer Legierung, in der neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen in Gew.-% C: < 0,18%, Si: < 1,5%, Mn: < 2,5%, P: 0,005-0,1%, S: < 0,03%, N: < 0,02%, Cr: < 0,5%, Cu: < 0,5%, Ni: < 0,5%, Mo: < 0,5%, AI < 2%, bis insgesamt 0,3% von einem oder mehreren der Elemente B, Nb, Ti, V, Sn und Ca. Zu diesen Stählen zählen auch die unter der Bezeichnung „X70” und „X80“ bekannten Stahlgüten. Des Weiteren ist aus der US 2011/253267 Al ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechs der Rohrbandgüte „X65“ offenbart.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten Stahlflachprodukten zum Einsatz in der Rohrfertigung auf einer Warmbandstraße bereitzustellen, mit welchem bei geringerer Walzgerüstbelastung und verbesserter Walzleistung gleiche oder verbesserte mechanische Eigenschaften mit hoher Produkthomogenität und unveränderter chemischer Zusammensetzung am warmgewalzten Stahlflachprodukt eingestellt werden kann.
Die Lehre der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlflachproduktes umfassend die Schritte: a) Erschmelzen eines Stahls enthaltend in Gew.-%:
C: < 0,18%, insbesondere 0,0010 bis 0,16%, vorzugsweise 0,010 bis 0,15%, Si: < 1,50%, insbesondere 0,010 bis 1,0%, vorzugsweise 0,10 bis 0,85%, Mn: < 2,50%, insbesondere 0,10 bis 2,20%, vorzugsweise 0,50 bis 2,10%, P: < 0,10%, insbesondere 0,0001 bis 0,070%, vorzugsweise 0,0005 bis 0,030%, S: < 0,030%, insbesondere bis 0,010%, vorzugsweise bis 0,0050%,
N: < 0,020%, insbesondere 0,0001 bis 0,0150%, vorzugsweise 0,0005 bis 0,010%, Cr: < 0,50%, insbesondere 0,0001 bis 0,45%, vorzugsweise 0,0002 bis 0,35%, Cu: < 0,50%, insbesondere 0,0010 bis 0,20%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,20%, Ni: < 0,50%, insbesondere 0,0010 bis 0,40%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,30%, Mo: < 0,50%, insbesondere 0,0010 bis 0,30%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,20%, AI: < 2,0%, insbesondere 0,0010 bis 1,0%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,50%, Nb: < 0,15%, insbesondere 0,0005 bis 0,10%, vorzugsweise 0,0010 bis 0,080%, Ti: < 0,10%, insbesondere 0,0005 bis 0,090%, vorzugsweise 0,0010 bis 0,080%, Ca: < 0,010%, insbesondere bis 0,0050%, vorzugsweise 0,0001 bis 0,0040%, bis insgesamt 0,20%, insbesondere bis insgesamt 0,10% in Summe von einem oder mehreren der Elemente B, V, Sn,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen; b) Vergießen der Schmelze zu einem Vorprodukt; c) Vorwärmen des Vorprodukts auf eine Temperatur und/oder Halten des Vorprodukts bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1350°C; d) Warmwalzen des Vorprodukts zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt in einer Fertigwalzstaffel umfassend mindestens vier und höchstens neun Walzgerüsten mit einer in die Fertigwalzstaffel eintretenden Vorprodukttemperatur zwischen 1000 und 1100°C und einer aus der Fertigwalzstaffel austretenden warmgewalzten Stahlflachtemperatur zwischen 750 und 950°C; e) Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts auf eine zwischen 360 und 600°C betragende Haspeltemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in den ersten drei Walzgerüsten einer Fertigwalzstaffel das Warmwalzen im rekristallisierenden Temperaturbereich bei einem Rekristallisationsgrad der austenitischen Mikrostruktur von mindestens 40% durchgeführt wird.
Die Angaben in % im Zusammenhang mit den vorgenannten Legierungselementen beziehen sich auf Gewichts-%.
Die Elemente (B, V, Sn) können einzeln oder in Kombination zugelassen werden, wobei diese insbesondere nicht zulegiert werden, sondern, falls vorhanden und/oder messbar, als Begleitelemente vorliegen:
B: < 0,0050%, insbesondere bis 0,0015%, vorzugsweise bis 0,0010%,
V: < 0,150%, insbesondere bis 0,10%, vorzugsweise bis 0,080%,
Sn: < 0,020%, insbesondere bis 0,015%, vorzugsweise bis 0,012%.
Der erschmolzene Stahl mit einer Legierungszusammensetzung innerhalb der oben angegebenen Spannen wird zu einem Vorprodukt vergossen, bei dem es sich beim klassischen Produktionsweg um eine Bramme üblicher Abmessung handeln kann. Jedoch kann aus dem Stahl auch durch direktes Warmwalzen eines Stranggusses in einer Gießwalzanlage als Vorprodukt einer Dünnbramme oder in einer Bandgießanlage als Vorprodukt eines gegossenen Vorbandes erzeugt werden. Beispielsweise in einer Gießwalzanlage oder Bandgießanlage, kann das Vorprodukt direkt weiterverarbeitet werden, d.h. direkt aus der Gießhitze kommend, so dass das Vorprodukt auf einer Temperatur gehalten oder bei Bedarf auf eine Temperatur vorerwärmt wird, beispielsweise in einem Ausgleichs- oder Vorwärmofen, bei der eine möglichst vollständige Homogenisierung gewährleistet ist und bei der sich während des Vergießens eventuell gebildete Ausscheidungen möglichst vollständig (wieder) auflösen. Wird die Schmelze beispielsweise in einer Stranggießanlage zu einem Vorprodukt vergossen, wird der gegossene und vollständig erstarrte Strang zu mehreren Brammen endlicher Abmessung abgetrennt und abschließend zugelassen, dass sich die Brammen durch insbesondere natürliche Abkühlung auf Umgebungstemperatur abkühlen. Das Vorprodukt respektive die Bramme wird zum Weiterver- arbeiten beispielsweise in einem Hubbalkenofen oder mittels anderen geeigneten Mitteln auf eine Temperatur wiedererwärmt. Anderenfalls wird der Bramme nach dem Gießen ohne vollständige Abkühlung auf Umgebungstemperatur direkt wiedererwärmt werden.
Die Temperatur beim Vorwärmen und/oder beim Halten des Vorprodukts beträgt mindestens 1100 °C, insbesondere mindestens 1150 °C, vorzugsweise mindestens 1200 °C um eine möglichst vollständige Auflösung eventuell vorhandener unerwünschter Ausscheidungen in Form von Karbiden/Karbonitriden und/oder Nitriden im Vorprodukt sicherzustellen. Die Temperatur zum Vorwärmen und/oder zum Halten sollte 1350 °C nicht überschreiten, um ein partielles Aufschmelzen und/oder zu starke Verzunderung des Vorprodukts zu vermeiden. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen wird die Temperatur zum Vorwärmen und/oder Halten insbesondere auf maximal 1290 °C beschränkt.
Das Vorprodukt wird zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt in einer Fertigwalzstaffel umfassend mindestens vier und höchstens neun Walzgerüsten mit einer in die Fertigwalzstaffel eintretenden Vorprodukttemperatur zwischen 1000 und 1100 °C und einer aus der Fertigwalzstaffel austretenden warmgewalzten Stahlflachtemperatur zwischen 750 und 950 °C warmgewalzt.
Die Temperatur des Vorproduktes wird beispielsweise am Eintritt der Fertigwalzstaffel vor dem ersten Walzgerüst mittels geeigneten Mitteln erfasst. Die Vorprodukttemperatur kann insbesondere mindestens 1010 °C, vorzugsweise mindestens 1020 °C und insbesondere höchstens 1080 °C, vorzugsweise höchstens 1060 °C betragen. Durch die gewählten Vorprodukttemperaturen können die Walzkräfte um mindestens 10%; die Momente um mindestens 10% und die Leistungsaufnahme um mindestens 10% in der Fertigwalzstaffel im Vergleich zum gattungsgemäßen Referenzverfahren reduziert werden.
Die Temperatur des aus der Fertigwalzstaffel austretenden warmgewalzten Stahlflachprodukts kann beispielsweise mit der Warmwalzendtemperatur gleichgesetzt werden, wobei die Temperatur insbesondere mindestens 820 °C, vorzugsweise mindestens 840 °C und insbesondere höchstens 900 °C, vorzugsweise höchstens 890 °C betragen kann.
Das erhaltene warmgewalzte Stahlflachprodukt wird auf eine zwischen 360 und 600 °C betragende Haspeltemperatur abgekühlt. Die Haspeltemperatur kann insbesondere mindestens 400 °C, vorzugsweise mindestens 430 °C, um eine Martensitbildung zu verhindern und die Bildung eines Gefüges aus Bainit, bainitischem Ferrit und/oder Ferrit im warmgewalzten Stahlflachprodukt zu begünstigen. Um die Diffusion sauerstoffaffiner Legierungselemente zur Oberfläche während des Haspelvorgangs zu reduzieren, wird die Haspeltemperatur auf höchstens 600 °C, insbesondere höchstens 580 °C, vorzugsweise höchstens 540 °C, bevorzugt höchstens 520 °C begrenzt.
Das auf die Haspeltemperatur abgekühlte warmgewalzte Stahlflachprodukt wird vorzugsweise zu einem Coil gehaspelt.
Das warmgewalzte Stahlflachprodukt weist eine Dicke von mindestens 3,0 mm, insbesondere mindestens 7,0 mm, vorzugsweise mindestens 10,0 mm und höchstens 25,4 mm auf.
Das auf einem Coil aufgehaspelte warmgewalzte Stahlflachprodukt (Warmband) wird derart weiterverarbeitet, dass es zur Rohrfertigung, insbesondere von Großrohren, eingesetzt wird. Bevorzugt erfolgt die Rohrfertigung vom Coil, indem das warmgewalzte Stahlflachprodukt abgehaspelt und einer Fertigungseinheit zugeführt wird, in welcher spiralnaht- oder längsnahtver- schweißte Rohre erzeugt wird.
Die aus dem warmgewalzten Stahlflachprodukt erzeugten Rohre werden insbesondere für langlebige und robuste Leitungsrohre zum Transport von Wasser, Öl, Gas und Wasserstoff eingesetzt.
Gemäß einer Ausgestaltung wird zumindest in den ersten drei Walzgerüsten einer Fertigwalzstaffel das Warmwalzen im rekristallisierenden Temperaturbereich bei einem Rekristallisationsgrad der austenitischen Mikrostruktur von mindestens 40% durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird im ersten Walzgerüst einer Fertigwalzstaffel das Warmwalzen im rekristallisierenden Temperaturbereich bei einem Rekristallisationsgrad der austenitischen Mikrostruktur von mindestens 50%, insbesondere von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 70%, bevorzugt von mindestens 80% durchgeführt.
Der Rekristallisationsgrad lässt sich mit Hilfe von semi-empirischen Regressionsgleichungen berechnen, die auf Basis von Doppelschlagversuchs validiert werden können, vergleiche beispielsweise „Control of precipitation seguences during hot rolling to improve product uniformity of titanium containing high strength steels (PRETICONTROL)“, European Commission, EUR 30529 EN, unter anderem auf den Seiten 88 bis 96 in Kapitel 6.1.
Das Walzen im rekristallisierenden Temperaturbereich führt zu einer Kornfeinung im Austenitgefüge.
Insbesondere erfolgt das Walzen in den Folgewalzgerüsten einer Fertigwalzstaffel im nicht rekristallisierenden Temperaturbereich.
Vorzugsweise beträgt die Dickenabnahme in den ersten drei Walzengerüsten in Bezug auf die vorhandene Anzahl der aktiven, das bedeutet, dass in den weiteren Walzgerüsten eine weitere Dickenabnahme vorgesehen ist, bei mindestens 65%, insbesondere mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 75%, bevorzugt mindestens 80% und höchstens 98%, insbesondere höchstens 95%.
Gemäß einer Ausgestaltung wird das warmgewalzte Stahlflachprodukt nach dem Austritt aus der Fertigwalzstaffel mit einer ersten mittleren Abkühlrate auf eine Temperatur unterhalb von Ar3 und optional anschließend auf die Haspeltemperatur mit einer mittleren zweiten Abkühlrate, welche niedriger ist als die erste mittlere Abkühlrate, abgekühlt. Die Bestimmung der Ar3 - Temperatur ist legierungsabhängig und lässt sich in guter Annäherung durch die Formel Ar3 = 868 - 396 C - 68,1 Mn + 24,6 Si - 36,1 Ni - 24,8 Cr - 20,7 Cu ermitteln, wobei die angegebenen Legierungselemente in Gew.-% in der Formel berücksichtigt werden, vergleiche beispielsweise „STEEL FORMING AND HEAT TREATING HANDBOOK“, Gorni, Edition: 13.12.2019, Seite 42. Die mittels der ersten mittleren Abkühlrate zu erreichende Temperatur unterhalb von Ar3 beträgt maximal die Haspeltemperatur + 80 K, insbesondere maximal die Haspeltemperatur + 60 K, vorzugsweise maximal die Haspeltemperatur + 40 K. Die Temperatur unterhalb von Ar3 kann besonders bevorzugt maximal 610 °C betragen.
Die Messung der Temperatur erfolgt beispielsweise berührungslos in der Regel über Pyrometer, entspricht diese zumindest der Temperatur an der Oberfläche des warmgewalzten Stahlflachprodukts, wobei die Temperatur im Inneren respektive im Kern durchaus höher liegen kann als die gemessene Temperatur an der Oberfläche. Mittels Wärmeleitung innerhalb des Stahlflachprodukts könnte dann durchaus eine Wiedererwärmung und somit eine Erhöhung der Temperatur an der Oberfläche stattfinden. Die erste mittlere Abkühlrate beträgt mindestens 10 K/s und ist erforderlich, um die Bildung von Zementit und die Entstehung von groben Ausscheidungen weitestgehend zu vermeiden. Die erste mittlere Abkühlrate kann insbesondere mindestens 15 K/s, 20 K/s, 30 K/s, vorzugsweise mindestens 40 K/s, 45 K/s, 50 K/s, bevorzugt mindestens 55 K/s, 60 K/s, 65 K/s, 70 K/s betragen. Diese kann auf höchstens 200 K/s, insbesondere auf höchstens 180 K/s begrenzt sein.
Wird die Abkühlrate ausreichend hoch gewählt, kann eine bainitische Mikrostruktur eingestellt werden. Alternativ wird bevorzugt eine ferritische-perlitische Mikrostruktur eingestellt.
Die zweite mittlere Abkühlrate kann optional sein und höchstens 10 K/s betragen, um beispielsweise eine feine bainitische oder alternativ eine feine ferritische-perlitische Mikrostruktur einstellen zu können. Die zweite mittlere Abkühlrate kann insbesondere höchstens 8 K/s, 6 K/s, 5 K/s, vorzugsweise höchstens 4 K/s, 3 K/s betragen. Falls eine zweite mittlere Abkühlrate erforderlich sein, kann diese mindestens 0,1 K/s, insbesondere mindestens 0,2 K/s, vorzugsweise mindestens 0,3 K/s betragen. Bei Bedarf kann eine optionale Abkühlung mit einer zweiten mittleren Abkühlrate auch passiv, beispielsweise durch Disposition an Luft (Umgebung), erfolgen.
Die „mittlere“ Abkühlrate ist als Quotient der Differenz zwischen einer Ausgangstemperatur (Ist- Temperatur) und einer Zieltemperatur (Soll-Temperatur) und der benötigten Dauer zwischen Ausgangstemperatur und Erreichen der Zieltemperatur definiert. In der Regel ist die Abkühlrate keine konstante Größe.
Zum einen kann das warmgewalzte Stahlflachprodukt ein ferritische-perlitische Mikrostruktur mit einem Anteil von mindestens 90% Ferrit und Perlit aufweisen. Der Anteil an Ferrit und Perlit kann insbesondere mindestens 92%, vorzugsweise mindestens 94%, bevorzugt mindestens 96%, weiter bevorzugt mindestens 98% betragen. Martensit, Bainit, Restaustenit und/oder Zementit sind für die angestrebten mechanisch-technologischen Eigenschaften nicht erwünscht und sollten weitestgehend über die vorgenannten Bedingungen ausgeschlossen werden, können aber einzeln oder in Summe mit höchstens 10%, insbesondere höchstens 8%, vorzugsweise höchstens 6%, bevorzugt höchstens 4%, besonders bevorzugt höchstens 2% vorliegen.
So schlägt die Erfindung gemäß einer weiteren Lehre ein warmgewalztes Stahlflachprodukt zum Einsatz in der Rohrfertigung mit einer ferritisch-perlitischen Mikrostruktur aufweisend einen Anteil von mindestens 90% Ferrit und Perlit vor, welches insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist, enthaltend in Gew.-% oder bestehend aus in Gew.-%: C: 0,040 bis 0,090%, insbesondere 0,045 bis 0,085%, vorzugsweise 0,050 bis 0,080%,
Si: 0,25 bis 0,50%, insbesondere 0,26 bis 0,47%, vorzugsweise 0,27 bis 0,45%,
Mn: 1,40 bis 2,10%, insbesondere 1,50 bis 2,0%, vorzugsweise 1,60 bis 1,90%,
P: < 0,050%, insbesondere 0,0001 bis 0,020%, vorzugsweise 0,0010 bis 0,015%,
S: < 0,010%, insbesondere 0,0001 bis 0,0080%, vorzugsweise 0,0002 bis 0,0050%,
N: < 0,010%, insbesondere 0,0001 bis 0,0090%, vorzugsweise 0,0005 bis 0,0075%,
Cr: < 0,20%, insbesondere 0,0001 bis 0,15%, vorzugsweise 0,0002 bis 0,10%,
Cu: < 0,20%, insbesondere 0,0010 bis 0,15%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,12%,
Ni: < 0,20%, insbesondere 0,0010 bis 0,10%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,080%,
Mo: < 0,20%, insbesondere 0,0010 bis 0,10%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,080%,
AI: < 0,10%, insbesondere 0,0010 bis 0,090%, vorzugsweise 0,0050 bis 0,080%,
Nb: < 0,15%, insbesondere 0,0001 bis 0,10%, vorzugsweise 0,0010 bis 0,090%,
Ti: < 0,10%, insbesondere 0,0001 bis 0,090%, vorzugsweise 0,0002 bis 0,080%
Ca: < 0,010%, insbesondere 0,0002 bis 0,0070%, vorzugsweise 0,0003 bis 0,0050%, optional eines oder mehrerer der Elemente (B, V, Sn):
B: < 0,0050%, insbesondere bis 0,0010%, vorzugsweise bis 0,0009%,
V: < 0,010%, insbesondere bis 0,0080%, vorzugsweise bis 0,0060%,
Sn: < 0,020%, insbesondere bis 0,010%, vorzugsweise bis 0,0080%, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Zum anderen kann das warmgewalzte Stahlflachprodukt ein bainitische Mikrostruktur mit einem Anteil von mindestens 90% Bainit aufweisen. Der Anteil an Bainit kann insbesondere mindestens 92%, vorzugsweise mindestens 94%, bevorzugt mindestens 96%, weiter bevorzugt mindestens 98% betragen. Ferrit, Perlit, Martensit, Restaustenit und/oder Zementit sind für die angestrebten mechanisch-technologischen Eigenschaften nicht erwünscht und sollten weitestgehend über die vorgenannten Bedingungen ausgeschlossen werden, können aber einzeln oder in Summe mit höchstens 10%, insbesondere höchstens 8%, vorzugsweise höchstens 6%, bevorzugt höchstens 4%, besonders bevorzugt höchstens 2% vorliegen.
So schlägt die Erfindung gemäß einer weiteren alternativen Lehre ein warmgewalztes Stahlflachprodukt zum Einsatz in der Rohrfertigung mit einer bainitischen Mikrostruktur aufweisend einen Anteil von mindestens 90% Bainit vor, welches insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist, enthaltend in Gew.-% oder bestehend aus in Gew.-%: C: 0,030 bis 0,072%, insbesondere 0,035 bis 0,071%, vorzugsweise 0,040 bis 0,070%,
Si: 0,31 bis 0,60%, insbesondere 0,32 bis 0,57%, vorzugsweise 0,34 bis 0,55%,
Mn: 1,40 bis 1,90%, insbesondere 1,42 bis 1,85%, vorzugsweise 1,45 bis 1,80%,
P: < 0,050%, insbesondere 0,0001 bis 0,020%, vorzugsweise 0,0010 bis 0,015%,
S: < 0,010%, insbesondere 0,0001 bis 0,0080%, vorzugsweise 0,0002 bis 0,0050%,
N: < 0,010%, insbesondere 0,0001 bis 0,0090%, vorzugsweise 0,0005 bis 0,0075%,
Cr: < 0,50%, insbesondere 0,010 bis 0,45%, vorzugsweise 0,050 bis 0,40%, Cu: < 0,30%, insbesondere 0,0010 bis 0,20%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,18%,
Ni: < 0,20%, insbesondere 0,0010 bis 0,15%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,12%,
Mo: < 0,30%, insbesondere 0,0010 bis 0,25%, vorzugsweise 0,0020 bis 0,22%,
AI: < 0,10%, insbesondere 0,0010 bis 0,090%, vorzugsweise 0,0050 bis 0,080%,
Nb: < 0,15%, insbesondere 0,0001 bis 0,10 %, vorzugsweise 0,0010 bis 0,090%,
Ti: < 0,10%, insbesondere 0,0001 bis 0,090%, vorzugsweise 0,0002 bis 0,080%,
Ca: < 0,010%, insbesondere 0,0004 bis 0,0070%, vorzugsweise 0,0007 bis 0,0050%, optional eines oder mehrerer der Elemente (B, V, Sn):
B: < 0,0050%, insbesondere bis 0,0010%, vorzugsweise bis 0,0009%,
V: < 0,010%, insbesondere bis 0,0080%, vorzugsweise bis 0,0060%,
Sn: < 0,020%, insbesondere bis 0,015%, vorzugsweise bis 0,012%, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Ferner betrifft die Erfindung auch eine Verwendung eines warmgewalzten Stahlflachprodukts mit einer der vorgenannten Zusammensetzung und Gefügestruktur für die Fertigung von Rohren sowie ein spiralnaht- oder längsnahtgeschweißtes Rohr gefertigt aus einem warmgewalzten Stahlflachprodukt mit einer der vorgenannten Zusammensetzung und Gefügestruktur.
Die Bestandteile der Mikrostruktur lassen sich mittels lichtoptischer Mikroskopie (LOM) bei einer 200- bis 2000-fachen Vergrößerung ermitteln.
Das warmgewalzte Stahlflachprodukt weist eine Zugfestigkeit Rm von mindestens 570 MPa, insbesondere mindestens 600 MPa, vorzugsweise mindestens 620 MPa. Die maximale Zugfestigkeit Rm kann beispielsweise höchstens 800 MPa, insbesondere höchstens 780 MPa, vorzugsweise höchstens 760 MPa betragen.
Das warmgewalzte Stahlflachprodukt weist eine Streckgrenze Rto,s von mindestens 485 MPa, insbesondere mindestens 500 MPa, vorzugsweise mindestens 520 MPa. Die maximale Streck- grenze Rto,5 kann beispielsweise höchstens 700 MPa, insbesondere höchstens 680 MPa betragen.
Die Bruchdehnung A50 bei dem warmgewalzten Stahlflachprodukt beträgt mindestens 10%, insbesondere mindestens 15%, vorzugsweise mindestens 20%.
Die Zugfestigkeit Rm, die Streckgrenze Rto,s sowie die Bruchdehnung A50 sind im Zugversuch nach DIN EN ISO 6892-1:2017 ermittelbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Eine erste Schmelze (vgl. Beispiele 1 und 2) mit den Elementen in Gew.-%, C=0,075%, Si=0,354%, Mn=l,8%, P=0,01%, S=0,001%, N=0,005%, Cr=0,058%, Cu=0,09%, Ni=0,055%, Mo=0,040%, AI=0,03%, B=0,0003%, Nb=0,063%, Ti=0,025%, V=0,002%, Sn=0,002%, Ca=0,001%, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen und eine zweite Schmelze (vgl. Beispiele 3 bis 5) mit den Elementen in Gew.-%, C=0,050%, Si=0,38%, Mn=l,6%, P=0,006%, S=0,001%, N=0,005%, Cr=0,29%, Cu=0,06%, Ni=0,09%, Mo=0,145%, AI=0,035%, B=0,0003%, Nb=0,069%, Ti=0,024%, V=0,002%, Sn=0,002%, Ca=0,001%, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen wurden jeweils zu Brammen (Vorprodukt) in einer Stranggießanlage vergossen. Die erzeugten Brammen sind in einem Vorwärmofen mit einer Temperatur von ca. 1240 °C vor-/durcherwärmt worden. Anschließend sind die vorerwärmten Brammen in einem zweigerüstigen Vorgerüst auf eine Dicke von 60 mm vorgewalzt und anschließend in einer fünfgerüstigen Fertigwalzstaffel zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt (Warmband) warmgewalzt worden. Das jeweils erhaltene warmgewalzte Stahlband ist in die Fertigwalzstaffel mit einer Vorprodukttemperatur („VT“) eingelaufen und hat die Fertigwalzstaffel mit einer Warmwalzendtemperatur („WET“) verlassen und nach dem Austritt aus der Fertigwalzstaffel mit einer ersten mittleren Abkühlrate („ KR1 “) auf eine Temperatur von 600 °C, welche unterhalb Ar3 liegt, und anschließend mit einer zweiten mittleren Abkühlrate („KR2) auf eine Haspeltemperatur („HT“) abgekühlt worden, bei der es jeweils zu einem Coil gehaspelt worden ist. Auch die Rekristallisationsgrade („I“) bis („IV“) nach den ersten vier Walzgerüsten sind ermittelt worden. Die Produktionsvorgaben mit Bezug auf das Warmwalzen sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 2 zeigt die mechanisch-technologischen Eigenschaften als auch Gefügecharakteristika der Ausführungsbeispiele.
Figure imgf000012_0001
Tabelle 1: Ausführungsbeispiele - Produktionsvorgaben
Figure imgf000012_0002
Tabelle 2: Ausführungsbeispiele - mechanisch-technologischen Eigenschaften und Gefügecharakteristika
Zu erkennen ist, dass sich die Unterschiede zwischen den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen 2, 4 und 5 im Vergleich zu den Referenzbeispielen 1 und 3 nicht gravierend in den mechanischen Eigenschaften niederschlagen, es konnte jedoch aufgrund der höheren Temperaturen der Vorprodukte in die Fertigwalzstaffel eine Leistungssteigerung um bis zu 40% erreicht werden. Auch eine schonende Fahrweise zumindest der ersten drei Walzgerüste konnte aufgrund der hohen Temperaturen und Rekristallisationsgrade durch Reduktion der Walzkräfte um mindestens 20% reduziert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines warmgewalzten Stahlflachproduktes zum Einsatz in der
Rohrfertigung umfassend die Schritte: a) Erschmelzen eines Stahls enthaltend in Gew.-%:
C: 0,0010 bis 0,18%,
Si: 0,010 bis 1,50%,
Mn: 0,10 bis 2,50%,
P: < 0,10%,
S: < 0,030%,
N: < 0,020%,
Cr: < 0,50%,
Cu: < 0,50%,
Ni: < 0,50%,
Mo: < 0,50%,
AI: < 2,0%,
Nb: < 0,15%,
Ti: < 0,10%,
Ca: < 0,010% bis insgesamt 0,2% in Summe von einem oder mehreren der Elemente B, V, Sn, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen; b) Vergießen der Schmelze zu einem Vorprodukt; c) Vorwärmen des Vorprodukts auf eine Temperatur und/oder Halten des Vorprodukts bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1350 °C; d) Warmwalzen des Vorprodukts zu einem warmgewalzten Stahlflachprodukt in einer Fertigwalzstaffel umfassend mindestens vier und höchstens neun Walzgerüste mit einer in die Fertigwalzstaffel eintretenden Vorprodukttemperatur zwischen 1000 und 1100 °C und einer aus der Fertigwalzstaffel austretenden warmgewalzten Stahlflachtemperatur zwischen 750 und 950 °C; e) Abkühlen des erhaltenen warmgewalzten Stahlflachprodukts auf eine zwischen 360 und 600 °C betragende Haspeltemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in den ersten drei Walzgerüsten einer Fertigwalzstaffel das Warmwalzen im rekristallisierenden Temperaturbereich bei einem Rekristallisationsgrad der austenitischen Mikrostruktur von mindestens 40% durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem ersten Walzgerüst einer Fertigwalzstaffel das Warmwalzen im rekristallisierenden Temperaturbereich bei einem Rekristallisationsgrad der austenitischen Mikrostruktur von mindestens 50% durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das warmgewalzte Stahlflachprodukt nach dem Austritt aus der Fertigwalzstaffel mit einer ersten mittleren Abkühlrate auf eine Temperatur unterhalb von Ar3 und optional anschließend auf die Haspeltemperatur mit einer mittleren zweiten Abkühlrate, welche niedriger ist als die erste mittlere Abkühlrate, abgekühlt wird. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste mittlere Abkühlrate mindestens 10 K/s und die optionale zweite mittlere Abkühlrate höchstens 10 K/s betragen. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das warmgewalzte Stahlflachprodukt nach Schritt e) gebeizt wird. Warmgewalztes Stahlflachprodukt zum Einsatz in der Rohrfertigung enthaltend in Gew.- % oder bestehend aus in Gew.-%:
C: 0,040 bis 0,090%,
Si: 0,25 bis 0,50%,
Mn: 1,40 bis 2,10%,
P: < 0,050%,
S: < 0,010%,
N: < 0,010%,
Cr: < 0,20%,
Cu: < 0,20%,
Ni: < 0,20%,
Mo: < 0,20%,
AI: < 0,10%,
Nb: < 0,15%,
Ti: < 0,10%,
Ca: < 0,010%, optional eines oder mehrerer der Elemente (Bi, V, Sn): B: < 0,0050%,
V: < 0,010%,
Sn: < 0,020%,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen, mit einer ferritisch-perlitischen Mikrostruktur aufweisend einen Anteil von mindestens 90% Ferrit und Perlit. Warmgewalztes Stahlflachprodukt zum Einsatz in der Rohrfertigung enthaltend in Gew.- % oder bestehend aus in Gew.-%:
C: 0,030 bis 0,072%,
Si: 0,31 bis 0,60%,
Mn: 1,40 bis 1,90%,
P: < 0,050%,
S: < 0,010%,
N: < 0,010%,
Cr: < 0,50%,
Cu: < 0,30%,
Ni: < 0,20%,
Mo: < 0,30%,
AI: < 0,10%,
Nb: < 0,15%,
Ti: < 0,10%,
Ca: < 0,010%, optional eines oder mehrerer der Elemente (B, V, Sn):
B: < 0,0050%,
V: < 0,010%,
Sn: < 0,020%,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen, mit einer bainitischen Mikrostruktur aufweisend einen Anteil von mindestens 90% Bainit. Verwendung eines warmgewalzten Stahlflachprodukts nach Anspruch 6 oder 7 für die Fertigung von Rohren. Spiralnaht- oder längsnahtgeschweißtes Rohr gefertigt aus einem warmgewalzten Stahlflachprodukt nach Anspruch 6 oder 7.
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