Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Anlage zur Herstellung von thermomechanisch
behandeltem Walzgut aus Stahl, wobei die Umformung des
Walzgutes in einem bestimmten Temperaturbereich
erfolgt.The invention relates to a method and a
Plant for the production of thermomechanical
treated rolled steel, the forming of the
Rolled goods in a certain temperature range
he follows.
Es sind auf dem Gebiet der Herstellung von
Walzprodukten aus Stahl verschiedene
Verfahrenstechniken bekannt, und zwar das
normalisierende Umformen des Walzgutes und das
thermomechanische Umformen des Walzgutes. Bei
normalisierendem Umformen des Walzgutes findet die
Endumformung im Bereich der Normalglühtemperatur mit
vollständiger Rekristallisation des Austenits statt,
während beim thermomechanischen Umformen des Walzgutes
Temperaturbereiche für eine gezielte Umformrate
eingehalten werden, bei denen der Austenit nicht oder
nicht wesentlich rekristallisiert. Bei den bisherigen
Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von
Walzgut aus Stahl wird als Gefügezustand der Zustand
des Austenitgefüges vorausgesetzt, der vor der
thermomechanischen Behandlung des Walzgutes vorgelegen
hat. Die Einstellung des Austenitgefüges kann daher
unmittelbar aus der Gießwärme erfolgen wie beim
Direktwalzen, oder in einem Vorwärmofen von
Raumtemperatur aus wie beim Kalteinsatz oder aber in
einem Ofen von einer Zwischentemperatur aus wie beim
Heißeinsatz. In jedem Fall liegt aber vor der
eigentlichen thermomechanischen Behandlung des
Walzgutes ein Austenitgefüge vor, das entweder keine
oder nur geringe Anteile von Keimen oder
Gefügeanteilen der bei niedrigerer Temperatur
beständigen Phase enthält.It is in the field of manufacturing
Rolled steel products various
Process techniques known, namely
normalizing forming of the rolling stock and that
thermomechanical forming of the rolling stock. At
normalizing forming of the rolling stock takes place
Final forming in the normalizing temperature range
complete recrystallization of austenite takes place,
while thermomechanical forming of the rolling stock
Temperature ranges for a targeted forming rate
are observed where the austenite is not or
not substantially recrystallized. With the previous ones
Process for the thermomechanical treatment of
Rolled steel is the state of the structure
of the austenite structure provided that before
thermomechanical treatment of the rolling stock
Has. The adjustment of the austenite structure can therefore
directly from the heat of casting as with
Direct rolling, or in a preheating furnace from
Room temperature like in cold use or in
an oven from an intermediate temperature as in
Hot use. In any case, however, lies before
actual thermomechanical treatment of the
Rolled goods an austenite structure that either none
or only a small proportion of germs or
Structural components of the at lower temperature
contains constant phase.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
thermomechanischen Behandlung von Walzgut aus Stahl
anzugeben, das die Herstellung von Walzprodukten mit
einer besonders günstigen Kombination von Festigkeits-
und Zähigkeitseigenschaften ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for
thermomechanical treatment of rolled steel
indicate that the manufacture of rolled products with
a particularly favorable combination of strength
and toughness properties.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Umformung
des Walzgutes aus Stahl in einem Temperaturbereich
beginnt, der unterhalb dem des stabilen Austenits
liegt und bis dicht oberhalb der Ac3- Temperatur
fortgesetzt wird.This object is achieved in that the forming of the steel rolling stock begins in a temperature range which is below that of the stable austenite and continues until just above the Ac 3 temperature.
Die Umwandlung des ferritischen oder ferritisch-
perlitischen Ausgangsgefüges in ein austenitisches
oder ferritisch-austenitisches Gefüge, das der
thermomechanischen Behandlung unterworfen wird,
geschieht unter dem Einfluß einer Umformung und der
damit verbundenen Aufwärmung des Walzgutes. Gegenüber
einer Fremderwärmung von außen stellt sich bei der
Umformung des Walzgutes gemäß der Erfindung eine
besonders gleichmäßige Durchwärmung über den gesamten
Querschnitt des Walzgutes ein. Der sich unter diesen
Bedingungen ausbildende Austenit ist reich an Keimen
der bei niedrigerer Temperatur beständigen Phase und
weist eine besonders feinkörnige Struktur auf. Die
nachfolgende Rückumwandlung des verformten Austenits
führt, wie die Praxis gezeigt hat, zu einer extrem
feinkörnigen Ausbildung des Gefüges mit vorteilhafter,
erheblicher Verbesserung der Festigkeits- und
Zähigkeitseigenschaften sowie der damit verbundenen,
wesentlichen Erhöhung der Streckgrenzwerte und
Kerbschlagzähigkeit des Walzproduktes.The conversion of the ferritic or ferritic
pearlitic initial structure in an austenitic
or ferritic-austenitic structure that the
is subjected to thermomechanical treatment,
happens under the influence of a reshaping and
associated heating of the rolling stock. Across from
external heating arises with the
Forming the rolling stock according to the invention
particularly uniform heating throughout
Cross section of the rolling stock. The one among these
Austenite, which forms conditions, is rich in germs
the phase stable at lower temperature and
has a particularly fine-grained structure. The
subsequent transformation of the deformed austenite
leads to an extreme, as practice has shown
fine-grained structure of the structure with advantageous,
significant improvement in strength and
Toughness properties and the associated
significant increase in yield strength and
Notched impact strength of the rolled product.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 38 10 261 ist ein
Verfahren zum Herstellen von Rohren, Stangen und
Bändern bekannt, bei dem ein Barren in solcher Weise
bearbeitet wird, daß die Temperatur des zu
verarbeitenden Werkstoffes aufgrund des Einflusses des
Widerstandes gegen die Verformung bis zum
Rekristallisationsbereich ansteigt. Dieses bekannte
Verfahren bezieht sich jedoch nicht auf die
thermomechanische Behandlung von Walzgut aus Stahl,
sondern auf die Herstellung von Rohren, Stangen und
Bändern aus Nichteisenmetall.From the German patent application 38 10 261 is a
Process for the production of pipes, rods and
Bands known to have an ingot in such a way
is edited that the temperature of the
processing material due to the influence of
Resistance to deformation up to
Recrystallization range increases. This well known
However, the procedure does not refer to the
thermomechanical treatment of steel rolling stock,
but on the production of pipes, rods and
Non-ferrous metal bands.
Ferner kann durch den Anstich von kaltem oder von
nicht höher als bis zur Ac1- Temperatur (Fe-C-
Diagramm) erwärmten Vormaterial eine Verzunderung in
so starkem Maße unterdrückt werden, daß beispielsweise
bei der Walzung von Stahlrohren die Rohrinnenfläche
frei von ansonsten durch Zunder hervorgerufenen
Fehlern ist. Insbesondere ergeben sich dadurch auch
Verbesserungen in bezug auf die Oberflächenrauhigkeit
des Walzproduktes. Im übrigen wird auch durch die
geringere Vorwärmtemperatur und die kürzere
Verweilzeit bei erhöhten Temperaturen die Entkohlung
gegenüber herkömmlich gewalztem Material aus Stahl
wesentlich reduziert. Die gegebenenfalls vorzunehmende
Erwärmung des Vormaterials kann hierbei fallweise auf
das Kopfstück des Walzgutes beschränkt bleiben und in
gasbeheizten Vorwärmöfen oder auch induktiv erfolgen.
Um bei der Endumformung des Walzgutes in den für die
thermomechanische Walzung günstigsten
Temperaturbereich zu kommen, muß jedoch die Anstich-
Temperatur des Walzgutes in Abhängigkeit vom
gewünschten Umformgrad festgelegt werden.Furthermore, scaling can be suppressed to such an extent by tapping cold or not heated material up to the Ac 1 temperature (Fe-C diagram) that, for example, when rolling steel pipes, the inner surface of the pipe is free of scale otherwise caused errors. In particular, this also results in improvements with regard to the surface roughness of the rolled product. Moreover, the lower preheating temperature and the shorter dwell time at elevated temperatures significantly reduce decarburization compared to conventionally rolled steel material. The heating of the primary material which may have to be carried out can in this case remain limited to the head of the rolling stock and can take place in gas-heated preheating furnaces or also inductively. In order to reach the most favorable temperature range for the thermomechanical rolling during the final forming of the rolling stock, however, the piercing temperature of the rolling stock must be determined as a function of the desired degree of forming.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist eine in der Zeichnung schematisch dargestellte
Anlage vorgesehen.To carry out the method according to the invention
is shown schematically in the drawing
Facility provided.
Diese Anlage besteht aus einer Vorwärmeinheit (I) für
das Walzgut, einer Hochumformeinheit (II) mit
nachgeschalteter Kühleinrichtung (III) und einem
Nachwalzwerk bzw. Maßwalzwerk (IV). In der
Hochumformeinheit (II) erfolgt die Umformung des
Walzgutes gemäß der Erfindung. Hierdurch wird eine
wesentliche Erhöhung der Streckgrenzwerte und der
Kerbschlagzähigkeit des Walzproduktes erreicht. Bei
der Herstellung von Produkten mit kreis- oder
kreisringförmigem Querschnitt aus Stahl kommt als
Hochumformeinheit bevorzugt ein Planetenschrägwalzwerk
zur Anwendung. Zur weiteren Verbesserung der
Werkstoffeigenschaften kann in der der
Hochumformeinheit (II) nachgeschalteten
Kühleinrichtung (III) eine beschleunigte Kühlung des
Walzgutes mit Hilfe von Kühlmedien wie Wasser, Luft
oder Wasser-/Luftgemisch vorgenommen werden.This system consists of a preheating unit (I) for
the rolling stock, a high forming unit (II) with
downstream cooling device (III) and one
Roughing mill or sizing mill (IV). In the
High forming unit (II) is used to form the
Rolling stock according to the invention. This will create a
substantial increase in the yield strength and the
Notched impact strength of the rolled product reached. At
the manufacture of products with circular or
circular cross section made of steel comes as
High forming unit prefers a planetary cross roll mill
to use. To further improve the
Material properties can in the
Downstream forming unit (II)
Cooling device (III) accelerated cooling of the
Rolled goods with the help of cooling media such as water, air
or water / air mixture.