Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Dickenreduktion bei schmelztauchbeschichtetem (=schmelztauchveredeltem) warmgewalzten Stahlband sowie die entsprechende Anlage, wie nachfolgend näher erläutert.
Derzeit existieren drei Möglichkeiten für die Erzeugung schmelztauchbeschichteter Produkte.
Bei höheren Anforderungen an die Oberflächenqualität und an die Maßhaltigkeit wird ein kaltgewalztes Band rekristallisierend geglüht, anschließend schmelztauchbeschichtet und dann dressiert und/oder streckbiegegerichtet.
Bei vergleichbarer Anforderung wird ein Warmband, das vorher schmelztauchbeschichtet wurde, auf einem separaten Kaltwalzwerk auf Maßhaltigkeit reduziert.
Als dritte Möglichkeit und bei geringeren Anforderungen an die Oberflächenqualität und die Maßhaltigkeit wird ein Warmband nach Beseitigung des Zunderns schmelztauchbeschichtet und dressiert und / oder streckbiegegerichtet.
Unter "Dressieren" versteht man
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Erzeugung derartiger schmelztauchveredelter Warmbänder das Band direkt in der Prozesslinie weiterzuverarbeiten und dort einer speziellen Dickenreduktion zu unterwerfen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Schmelztauchbeschichten von warmgewalztem Stahlband, wobei das Stahlband eine Beizstation, eine Spülstation, eine Trockenstation, einen Erwärmungsofen und dann ein Schmelzbad durchläuft, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fertigdicke und die Dickentoleranz des schmelztauchbeschichteten Stahlbandes durch eine kontrollierte Dickenreduktion in einem Walzgerüst in der Prozesslinie erreicht wird, bei der durch mindestens ein Dickenmessgerät im Auslauf des Walzgerüstes das Erreichen der Fertigdicke kontrolliert wird und Abweichungen von dieser nach oben oder unten als Stellsignal auf die Anstellung des Walzgerüstes zurückgeführt werden, um die Dickenreduktion entsprechend zu erhöhen oder zu reduzieren.
Beim Dressieren gemäß Stand der Technik wird das schmelztauchveredelte Band in der Linie einer Verlängerung und damit einer Dickenreduktion in einem Dressiergerüst unterworfen, bei der das Ziel einer gleichmäßigen Verlängerung des Bandquerschnitts über die Bandlänge verfolgt wird. Hierzu werden die Einlauf- und Auslaufgeschwindigkeit als Messgröße einer gleichmäßigen Verlängerung bzw. Dickenreduktion zu Kontrollzwecken gemessen und ausgewertet.
Im Gegensatz dazu liegt der technologische Schwerpunkt im erfindungsgemäßen Verfahren im gezielten und kontrollierten Einstellen der Fertigdicke und der Toleranz im Walzgerüst in der Linie nach dem Schmelztauchveredeln.
Der Unterschied zum Dressieren liegt in der Tatsache, dass z.B. bei einer Vergrößerung der Einlaufdicke die Dickenreduktion im Walzgerüst größer wird, um die Fertigdicke zu halten und dabei die Auslaufgeschwindigkeit (bei konstanter Einlaufgeschwindigkeit) größer wird. Entsprechendes gilt bei dünnerer Einlaufdicke. Damit braucht ein Dressiergerüst kein Dickenmessgerät zur Regelung, das erfindungsgemäße Verfahren dagegen auf jeden Fall.
Auch erhält man bei bei Anwendung der unterschiedlichen Dickenreduktionsverfahren Verfahrenserzeugnisse, die sich von einander deutlich unterscheiden, wie sich aus den Dickenschrieben über die Bandlänge von Warmbandcoils im dressierten Zustand einerseits (Stand der Technik) und in dem erfindungsgemäßen Verfahren andererseits ergibt.
Das vorgenannte Dickenmessgerät wird beispielsweise von der Thermo Electron (Erlangen) GmbH in Erlangen unter der Bezeichnung Radiometrie RM 200 EM zusammen mit der entsprechenden Soft- und Hardware vertrieben. Diese Messgeräte werden in Linie bevorzugt direkt hinter und insbesondere auch vor dem Warmwalzgerüst eingesetzt, um die Walzkraft für das dickenreduzierte schmelztauchveredelte Warmband zu regeln.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vor dem Walzgerüst ein Dickenmessgerät angeordnet, das die Eingangsdicke des Stahlbandes misst und der Dickenregelung des Walzgerüsts meldet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens liegt die Dickenreduktion in einem Bereich von mehr als 2 % bis 30 %, vorzugsweise 4 % bis 10 %. Bei derartigen Dickenreduktionen beträgt die Dickentoleranz bezogen auf die Bandmitte +/-0,01mm, oder besser.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Dickenreduktion nach Abkühlung des Stahlbandes auf 25 °C - 55 °C, insbesondere 30 ° C - 50 °C.
Unter einem Stahlband im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man z.B. warmgewalzte Weichstähle zum Kaltumformen, wie sie in der DIN EN 10 111 unter den Bezeichnungen DD11 - DD14 eingesetzt sind, sowie warmgewalzte unlegierte Baustähle, wie sie in der DIN EN 10025 beschrieben sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind vor und / oder nach dem Walzgerüst Bandspeicher vorgesehen, um Geschwindigkeitsschwankungen durch die Dickenregelung aufzufangen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Minibandspeicher, bei denen die entsprechenden Geschwindigkeitsschwankungen besonders gut aufgefangen werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine der Arbeitswalzen im Walzgerüst glatt oder hat eine strukturierte Oberfläche mit speziellem Schliff und l oder stochastischer / deterministischer Struktur.
Als spezieller Schliff, der erfindungsgemäß hier eine Rolle spielt und der je nach Kundenwunsch eingesetzt wird, kann sowohl ein zylindrischer Schliff, als auch ein balliger Schliff Verwendung finden.
Für die Erzeugung rauer Oberflächen auf dem Stahlband können einerseits stochastische Strukturen Verwendung finden, die durch die Verfahren Shot-Blast-Texturing (SBT), Electro-Discharge-Texturing (EDT), Electro-Chemical-Texturing (ECT) und Precision Texturing (PRETEX®-verfahren der Salzgitter AG. Darüber hinaus können über Laser-Texturing (LT) und Electron-Beam-Texturing (EBT) deterministische kraterartige Strukturen auf derartigen Arbeitswalzen erzeugt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Dickenreduktion in Gegenwart einer Walzflüssigkeit. Bei einer derartigen Walzflüssigkeit handelt es sich entweder um ein verflüchtigendes Metallbearbeitungsmittel, demineralisiertes Wasser, synthetisches Walzöl, aber auch um eine Walzemulsion, die die Reibeigenschaften im Walzspalt (Reibverhältnisse zwischen Walzgut und Walzen) verbessern.
Derartige Schmierungen erfolgen üblicherweise durch einen Mengenauftrag von etwa 0,2 g/m2 - 5 g/m2.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Schmelztauchbeschichtung um eine Beschichtung mit einer Zink- oder Aluminiumlegierung. Beispielhaft sind genannt Zink, Zink-Eisen, Zink-Aluminium, Aluminium-Zink oder Aluminium-Silicium, wobei Zink und Zinklegierungen bevorzugt sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Durchlaufen der Beizstation, Spülstation, Trockenstation und des Schmelzbades unter Abschirmung gegen Luft und Sauerstoff. Wir verweisen hierzu - um Wiederholungen zu vermeiden - auf die Europäische Patentschrift
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiter die Bereitstellung einer Anlage zur Erzeugung eines speziellen schmelztauchbeschichteten warmgewalzten Stahlbandes.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Anlage zur Erzeugung von schmelztauchbeschichtetem warmgewalztem Stahlband der vorbeschriebenen Art, enthaltend eine Beizstation, eine Spülstation, einen Trockner, einen Erwärmungsofen und ein Schmelzbad, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Prozesslinie ein Walzgerüst mit mindestens einem Dickenmessgerät im Auslauf für eine kontrollierte Dickenreduktion vorgesehen ist, um vorzugsweise eine Dickenreduktion von mehr als 2 % bis 30 %, insbesondere 4 % bis 10 %, ggf. in Verbindung mit einer Prägung mit speziellem Schliff und / oder stochastischer / deterministischer Struktur des Stahlbands vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Ein warmgewalzter weicher Stahl zum Kaltumformen unter der Bezeichnung Band EN 10111-DD 11 wurde im Anschluss an eine Schmelztauchbeschichtung der vorgenannten erfindungsgemäßen Art in Linie einer kontrollierten Dickenabnahme von ca. 6,5 % unterzogen. Hierbei kam es zu einem Anstieg der Streckgrenze (Rp0,2) um bis zu 80 N/mm2, einer Steigerung der Zugfestigkeit (Rm) um bis zu 30 N/mm2 wohingegen die Dehnung des Stahlbandes (A80, Gleichmaßdehnung) um 10 %, d.h. von 30 % auf 20 % reduziert worden ist.
Hiermit wird aus dem weichen Produkt Band EN 10111-DD11 ein Stahl der verzinkten Güte, beispielsweise DX51D der EN 10327 oder S320GD der EN 10326 mit den gleichen Werkstoffeigenschaften wie ein verzinktes Stahlband gleicher Bezeichnung gemäß EN-Norm erhalten. Während der kontrollierten Dickenreduktion wurden die Dickenschrieben über die Bandlänge von Warmbandcoils aufgezeichnet.
So wurde auf einer Länge von 1.548 m bei einer kontrollierten Dickenreduktion eine mittlere Dicke von 1,5 mm Blechdicke bei einem einmaligen Maximalwert von 1,588 mm und einem Minimalwert von 1,497 mm bei einer 2-Sigma Toleranz von 0,014 mm erreicht.
Beispiel 1 wurde wiederholt, allerdings anstelle einer kontrollierten Dickenreduktion eine Dressierung um 1 % durchgeführt. Ebenso wie bei Beispiel 1 wurden die Dickenschrieben über die Bandlänge von Warmbandcoils aufgezeichnet.
So wurde auf einer Länge von 1.455 m bereits bei einer Dressierung von 1 % eine mittlere Dicke von 1,704 mm bei einem Sollwert von 1,700 mm erhalten bei einem Maximalwert von 1,809 mm und einem Minimalwert von 1,664 mm und einer 2-Sigma Toleranz von 0,032 mm. Bereits hieraus kann man erkennen, dass eine Dressierung deutlich nachteiliger gegenüber der erfindungsgemäßen kontrollierten Dickenreduktion ist.
Ein Vergleich der Charakteristika zeigt, dass sich die Dickenschrieben über die Bandlänge von Warmbandcoils im dressierten Zustand einerseits (Stand der Technik) und in dem erfindungsgemäßen Verfahren andererseits deutlich voneinander unterscheiden und das erfindungsgemäße Verfahrenserzeugnis bei nahezu 6,5 fach höherer Dickenreduktion ein Warmbandcoil mit deutlich geringerer Dickentoleranzen erzeugt wird.
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