[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten Stahls
gemäß Patentanspruch 1, einen mikrolegierten Stahl gemäß Patentanspruch 12 sowie eine
Gieß-Walz-Verbundanlage gemäß Patentanspruch 13.
[0002] Aus
WO 2019/020492 A1 ist ein Walzgerüst mit einem Gerüstkühler zum Abkühlen eines Stahlbands bekannt.
[0003] Ferner ist aus
WO 2020/126473 A1 eine Kühlung von einem Metallband in einem Walzgerüst bekannt.
[0004] Aus
AT 512 399 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines mikrolegierten Röhrenstahls in einer Gieß-Walz-Verbundanlage
bekannt.
[0005] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten
Stahls in einer Gieß-Walz-Verbundanlage, einen verbesserten mikrolegierten Stahl und
eine verbesserte Gieß-Walz-Verbundanlage bereitzustellen.
[0006] Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1, mittels eines
mikrolegierten Stahls, insbesondere eines mikrolegierten Röhrenstahls, gemäß Patentanspruch
12 und einer Gieß-Walz-Verbundanlage gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0007] Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines mikrolegierten
Stahls in einer Gieß-Walz-Verbundanlage dadurch bereitgestellt werden kann, dass die
Gieß-Walz-Verbundanlage eine Stranggießmaschine mit einer Kokille, eine ein- oder
mehrgerüstige Vorwalzstraße, eine Fertigwalzstraße mit einer ersten Gerüstgruppe mit
wenigstens einem ersten Fertigwalzgerüst und einer zweiten Gerüstgruppe mit wenigstens
einem zu einem Gerüstkühler umgebauten zweiten Fertigwalzgerüst aufweist. Eine metallische
Schmelze wird in der Kokille zu einem teilerstarrten Dünnbrammenstrang vergossen.
In dieser Anmeldung werden stranggegossene Stränge mit einer Dicke ≤ 130 mm als Dünnbrammenstränge
bezeichnet. Der teilerstarrte Dünnbrammenstrang wird gestützt, umgelenkt und abgekühlt.
Der Dünnbrammenstrang wird zu einem Vorwalzband in der Vorwalzstraße gewalzt. Die
erste Gerüstgruppe der Fertigwalzstraße walzt das Vorwalzband zu dem Fertigwalzband
fertig. Unmittelbar anschließend an das Fertigwalzen wird das fertiggewalzte Fertigwalzband
der zweiten Gerüstgruppe zugeführt und in der zweiten Gerüstgruppe wird das Fertigwalzband
unter Beibehaltung einer Dicke des Fertigwalzbands derartig zwangsgekühlt, dass eine
Abkühlgeschwindigkeit eines Kerns des Fertigwalzbands in der zweiten Gerüstgruppe
größer 20°C/s und kleiner 200°C/s ist.
[0008] Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass - vorzugsweise in einem Endlosbetrieb -
der mikrolegierte Stahl auf einfache Art und Weise hergestellt werden kann. Insbesondere
kann beispielsweise dadurch auch mit einer metallischen Schmelze mit 10 % weniger
Mikrolegierungselementen (beispielsweise Titan, Niob und/oder Vanadium), die beispielsweise
einem X60- bis X120-Stahl gemäß dem Standard API 5L/IS03183:2007 entspricht, ein mikrolegierter
Stahl hergestellt werden, der die mechanischen Anforderungen für die Stahlgüten gemäß
dem genannten Standard erfüllt. Durch das Verfahren kann somit besonders einfach und
kostengünstig der mikrolegierte Stahl hergestellt werden.
[0009] Im Endlosbetrieb der Gieß-Walz-Verbundanlage wird ein endlos produzierter Dünnbrammenstrang
ungeschnitten vor- und fertiggewalzt und der mikrolegierte Stahl erstmals nach dem
Durchlaufen der Kühlstrecke auf Bundlänge abgeschnitten.
[0010] In einer weiteren Ausführungsform wird eine dritte Oberflächentemperatur, mit der
das Fertigwalzband die zweite Gerüstgruppe verlässt, ermittelt. Die Zwangskühlung
in der zweiten Gerüstgruppe wird in Abhängigkeit der dritten Oberflächentemperatur
und einer dritten Solltemperatur derart gesteuert bzw. geregelt, dass die dritte Oberflächentemperatur
im Wesentlichen der dritten Solltemperatur entspricht. Die dritte Solltemperatur ist
dabei kleiner als eine Ferrit-Perlit-Umwandlungstemperatur, vorzugsweise kleiner als
eine Bainitstarttemperatur, insbesondere kleiner als eine Martensitstarttempertur.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein besonders kostengünstiger und mechanisch
hochwertiger mikrolegierter Stahl hergestellt werden kann, der besonders wenig Mikrolegierungselemente
aufweist.
[0011] In einer weiteren Ausführungsform wird eine zweite Oberflächentemperatur, mit der
das Fertigwalzband die erste Gerüstgruppe verlässt, ermittelt. Die zweite Oberflächentemperatur
wird bei Steuerung der Zwangskühlung des Fertigwalzbands in der zweiten Gerüstgruppe
mitberücksichtigt. Dadurch kann besonders genau die Abkühlgeschwindigkeit des Kerns
des Fertigwalzbands mittels der Zwangskühlung eingestellt werden.
[0012] In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Abkühlgeschwindigkeit des Kerns des
Fertigwalzbands 20°C/s bis 80°C/s, insbesondere 45°C/s bis 55°C/s. Dadurch wird sichergestellt,
dass ein hochfester z.B. bainitischer und/oder martensitischer mikrolegierter Stahl
hergestellt werden kann.
[0013] In einer weiteren Ausführungsform wird der Kern des fertiggewalzten Fertigwalzbands
mit einer ersten Austrittstemperatur von 830 °C bis 950 °C, insbesondere von 880 °C
bis 920 °C, in die zweite Gerüstgruppe der Fertigwalzstraße transportiert. Bei Austritt
des Fertigwalzbands aus der zweiten Gerüstgruppe weist der Kern des Fertigwalzbands
eine zweite Austrittstemperatur kleiner 700 °C, insbesondere von 350 °C bis 700 °C,
vorzugsweise von 400 °C bis 460 °C, auf.
[0014] In einer weiteren Ausführungsform wird der Kern des Fertigwalzbands in einem Zeitintervall
von 2 Sekunden bis 40 Sekunden von der ersten Austrittstemperatur auf die zweite Austrittstemperatur,
vorzugsweise kontinuierlich, abgekühlt. Dadurch können ungewollte Gefügeänderungen
durch die kontinuierliche Abkühlung in dem Fertigwalzband vermieden werden.
[0015] In einer weiteren Ausführungsform tritt innerhalb eines Zeitintervalls von 1 Sekunde
bis 15 Sekunden nach dem Fertigwalzen des Fertigwalzbands in der ersten Gerüstgruppe
das Fertigwalzband in die zweite Gerüstgruppe ein. Durch das kurze Zeitintervall wird
das Fertigwalzband von einer besonders hohen ersten Austrittstemperatur abgekühlt.
Ferner wird eine ungewollte Abkühlung des Fertigwalzbands zwischen der ersten Gerüstgruppe
und der zweiten Gerüstgruppe besonders gering gehalten.
[0016] In einer weiteren Ausführungsform weist die Gieß-Walz-Verbundanlage eine der Fertigwalzstraße
bezogen auf eine Förderrichtung des Fertigwalzbands nachgeordnete Kühlstrecke und
eine der Kühlstrecke nachgeordnete Haspeleinrichtung auf. Eine Zwangskühlung des Fertigwalzbands
in der Kühlstrecke ist deaktiviert und das Fertigwalzband wird durch die Kühlstrecke
von der zweiten Gerüstgruppe zu der Haspeleinrichtung transportiert. Dadurch kann
das Fertigwalzband in der Kühlstraße abtrocknen, sodass das Fertigwalzband trocken
zu einem Coil aufgehaspelt wird. Ferner ist ein Verschleiß der Kühlstraße reduziert
und dadurch ist ein Wartungsaufwand für die Kühlstrecke minimiert.
[0017] In einer weiteren Ausführungsform beträgt eine Korngröße des Vorwalzbands bei Verlassen
der Vorwalzstraße 10 µm bis 30 µm. Die Korngröße des Vorwalzbands zwischen der Vorwalzstraße
und dem Eintritt in die erste Gerüstgruppe wächst auf 20 µm bis 60 µm an oder die
Korngröße bleibt erhalten. Die Korngröße des Fertigwalzbands beim Walzen in der ersten
Gerüstgruppe auf 2 µm bis 20 µm reduziert wird. Insbesondere weist das Gefüge eine
"Pancake-Struktur" auf, wenn das Fertigwalzband aus der ersten Gerüstgruppe austritt.
[0018] In einer weiteren Ausführungsform beträgt eine Dicke des Vorwalzbands beim Eintritt
in die erste Gerüstgruppe 40 mm bis 62 mm, insbesondere 45 mm. Die erste Gerüstgruppe
reduziert die Dicke des Vorwalzbands auf 10 mm bis 25 mm, insbesondere 16 mm bis 20
mm. Diese Dicke eignet sich insbesondere zur Herstellung von Röhren aus dem mikrolegierten
Stahl.
[0019] In einer weiteren Ausführungsform weist die metallische Schmelze für einen X60- oder
einen X70-Stahl eine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent von C 0,025-0,05
%; Si 0,1-0,3 %; Mn 0,07-1,5 %, Cr <0,15 %; Mo <0,2 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %;
V <0,08 %; N <0,008 %; Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen auf. Im Vergleich
zum beispielsweise zur AT 512 399 B1 sind durch das Verfahren die Grenzen von Kohlenstoff,
Silizium und Chrom herabgesetzt. Molybdän kann hinzugefügt werden, um die Festigkeit
zu erhöhen.
Die metallische Schmelze für X80- bis X120-Stähle hat vorzugsweise eine chemische
Zusammensetzung in Gewichtsprozent von C 0,025-0,09 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0.07-2,0 %,
Cr <0,5 %; Mo <0,5 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %; V <0,08 %; Ni <0,5%; Cu <0,4%; N
<0,01 %; Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen.
[0020] Ein verbesserter und kostengünstiger mikrolegierter Stahl kann mittels des oben beschriebenen
Verfahrens hergestellt werden. Der mikrolegierte Stahl für einen X60- oder einen X70-Stahl
weist vorzugsweise eine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent von C 0,025-0,05
%; Si 0,1-0,3 %; Mn 0,07-1,5 %, Cr <0,15 %; Mo <0,2 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %;
V <0,08 %; N <0,008 %; Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen auf. Der mikrolegierte
Stahl für X80- bis X120-Stähle hat vorzugsweise eine chemische Zusammensetzung in
Gewichtsprozent von C 0,025-0,09 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0.07-2,0 %, Cr <0,5 %; Mo <0,5
%; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %; V <0,08 %; Ni <0,5%; Cu <0,4%; N <0,01 %; Rest Fe und
unvermeidliche Verunreinigungen. Der mikrolegierte Stahl weist bei Raumtemperatur
wenigstens eine der folgenden Ausscheidungen auf: Ti(C, N), Nb(C,N) und/oder V(C,N).
Eine Ausscheidungsdichte der Ausscheidungen beträgt 10
15-10
25 1/m
3. Die Ausscheidungen weisen eine durchschnittliche Größe von 1 nm bis 20 nm auf.
[0021] Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Gieß-Walz-Verbundanlage zur Herstellung eines
mikrolegierten Stahls dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Gieß-Walz-Verbundanlage
eine Stranggießmaschine mit einer Kokille, eine ein- oder mehrgerüstige Vorwalzstraße
und eine Fertigwalzstraße mit wenigstens einer ersten Gerüstgruppe und einer zweiten
Gerüstgruppe aufweist. Eine metallische Schmelze ist in der Kokille zu einem teilerstarrten
Dünnbrammenstrang vergießbar und der Vorwalzstraße ist der Dünnbrammenstrang zuführbar.
Die Vorwalzstraße ist ausgebildet, den vollständig erstarrten Dünnbrammenstrang zu
einem Vorwalzband zu walzen, wobei der Fertigwalzstraße das Vorwalzband zuführbar
ist. Die erste Gerüstgruppe ist ausgebildet, das Vorwalzband zu einem Fertigwalzband
fertigzuwalzen. Bezogen auf eine Förderrichtung des Fertigwalzbands ist die zweite
Gerüstgruppe der ersten Gerüstgruppe nachgeordnet und weist wenigstens ein zu einem
Gerüstkühler umgebautes zweites Fertigwalzgerüst auf. Die zweite Gerüstgruppe ist
ausgebildet, unter Beibehaltung einer Dicke des Fertigwalzbands das Fertigwalzband
derartig zwangszukühlen, dass eine Abkühlgeschwindigkeit eines Kerns des Fertigwalzbands
in der zweiten Gerüstgruppe größer 20°C/s und kleiner 200°C/s ist. Dadurch kann mit
einer Gieß-Walz-Verbundanlage, die im Endlosbetrieb arbeitet und üblicherweise herkömmliche
Stahlfertigbänder herstellt, auf einfache Art und Weise genutzt werden, um Fertigwalzbänder
mit mikrolegiertem Stahl, insbesondere mit mikrolegiertem Röhrenstahl, herzustellen.
Dadurch kann die Gieß-Walz-Verbundanlage flexibel dazu genutzt werden, um dünne Bleche
mit einer Dicke von 0,8 mm bis 2,5 mm und um das Fertigwalzband aus dem mikrolegierten
Stahl mit der oben genannte Dicke von 8 mm bis 25 mm herzustellen.
[0022] In einer weiteren Ausführungsform weist die Gieß-Walz-Verbundanlage eine der zweiten
Gerüstgruppe bezogen auf die Förderrichtung des Fertigwalzbands nachgeordnete Kühlstrecke
und eine der Kühlstrecke nachgeordnete Haspeleinrichtung auf. Bei Zwangskühlung des
Fertigwalzbands in der zweiten Gerüstgruppe ist eine Zwangskühlung des Fertigwalzbands
in der Kühlstrecke deaktiviert. Die Kühlstrecke ist ausschließlich ausgebildet, das
Fertigwalzband zu der Haspeleinrichtung zu transportieren und das Fertigwalzband vorzugsweise
zu trocknen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Gieß-Walz-Verbundanlage
besonders energieeffizient betrieben werden kann. Ferner kann das Fertigwalzband trocken
aufgehaspelt werden, so dass eine Korrosion des Fertigwalzbands vermieden wird.
[0023] In einer weiteren Ausführungsform weist Gieß-Walz-Verbundanlage eine dritte Temperaturmesseinrichtung
und ein Steuergerät auf, wobei die dritte Temperaturmesseinrichtung und die zweite
Gerüstgruppe datentechnisch mit dem Steuergerät verbunden sind. Die dritte Temperaturmesseinrichtung
ist bezogen auf die Förderrichtung des Fertigwalzbands zwischen der zweiten Gerüstgruppe
und der Kühlstrecke angeordnet und ist ausgebildet, eine dritte Oberflächentemperatur
des Fertigwalzbands zu ermitteln. Das Steuergerät ist ausgebildet, auf Grundlage der
ermittelten dritten Oberflächentemperatur des Fertigwalzbands und einer vordefinierten
dritten Solltemperatur die Zwangskühlung der zweiten Gerüstgruppe zu steuern. Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein Regelkreis zur Verfügung gestellt werden kann,
um die Abkühlung des Fertigwalzbands in der zweiten Gerüstgruppe zu regeln.
[0024] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- FIG 1
- eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage gemäß einer ersten Ausführungsform;
- FIG 2
- ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der in FIG 1 gezeigten Gieß-Walz-Verbundanlage;
- FIG 3
- ein erstes Diagramm einer Kerntemperatur in der Herstellung eines Fertigwalzbands
aufgetragen über der Zeit;
- FIG 4
- einen ersten in FIG 3 markierten Ausschnitt A des in FIG 3 gezeigten ersten Diagramms;
- FIG 5
- einen zweiten in FIG 3 markierten Ausschnitt B des in FIG 3 gezeigten ersten Diagramms;
- FIG 6
- ein zweites Diagramm eines Verlaufs einer Korngröße in der Herstellung des Fertigwalzbands
aufgetragen über der Zeit;
- FIG 7
- ein ZTU-Diagramm für eine X60-Stahlschmelze; und
- FIG 8
- eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform.
[0025] FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage 10 gemäß
einer ersten Ausführungsform.
[0026] Die Gieß-Walz-Verbundanlage 10 weist beispielsweise eine Stranggießmaschine 15, eine
Vorwalzstraße 20, eine erste bis dritte Trenneinrichtung 25, 30, 35, eine Zwischenheizung
40, vorzugsweise einen Entzunderer 45, eine Fertigwalzstraße 50, eine Kühlstrecke
55, eine Haspeleinrichtung 60 und ein Steuergerät 65 auf. Zusätzlich kann die Gieß-Walz-Verbundanlage
10 eine erste bis dritte Temperaturmesseinrichtung 70, 75, 80, beispielsweise ein
Pyrometer, aufweisen.
[0027] Die Stranggießmaschine 15 ist beispielhaft als Bogenstrangmaschine ausgebildet. Die
Stranggießmaschine 15 weist eine Pfanne 85, einen Verteiler 86 und eine Kokille 90
auf. Im Betrieb der Gieß-Walz-Verbundanlage 10 wird der Verteiler 86 mittels der Pfanne
85 mit einer metallischen Schmelze 95 befüllt. Die metallische Schmelze 95 kann beispielsweise
mittels eines Konverters, beispielsweise in einem Linz-Donawitz-Verfahren hergestellt
werden. Die metallische Schmelze 95 ist eine Stahlschmelze. Vom Verteiler 86 strömt
die metallische Schmelze 95 in die Kokille 90. In der Kokille 90 wird die metallische
Schmelze 95 zu einem Dünnbrammenstrang 100 vergossen. Der teilerstarrte Dünnbrammenstrang
100 wird aus der Kokille 90 gezogen und durch die Ausgestaltung der Stranggießmaschine
15 als Bogenstranggießmaschine bogenförmig in eine Horizontale umgelenkt, dabei gestützt
und erstarrt. Der Dünnbrammenstrang 100 wird in Förderrichtung von der Kokille 90
weggefördert.
[0028] Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die Stranggießmaschine 15 einen endlosen
Dünnbrammenstrang 100 gießt und diesen einer in Förderrichtung des Dünnbrammenstrangs
100 nachgeordneten Vorwalzstraße 20 zuführt. Dabei folgt in der Ausführungsform die
Vorwalzstraße 20 direkt der Stranggießmaschine 15.
[0029] Die Vorwalzstraße 20 kann ein oder mehrere Vorwalzgerüste 105 aufweisen, die in der
Förderrichtung des Dünnbrammenstrangs 100 hintereinander angeordnet sind. Die Anzahl
von der Vorwalzgerüste 105 ist im Wesentlichen frei wählbar und ist im Wesentlichen
abhängig von einem Format des Dünnbrammenstrangs 100 und von einer gewünschten Dicke
des Vorwalzbands 110. Dabei sind in der Ausführungsform beispielhaft drei Vorwalzgerüste
105 für die in FIG 1 gezeigte Vorwalzstraße 20 vorgesehen. Die Vorwalzstraße 20 ist
ausgebildet, den bei Zuführung in die Vorwalzstraße 20 heißen Dünnbrammenstrang 100
zu einem Vorwalzband 110 zu walzen.
[0030] Die erste und zweite Trenneinrichtung 25, 30 sind der Vorwalzstraße 20 nachgeordnet
bezogen auf die Förderrichtung des Vorwalzbands 110 angeordnet. Die zweite Trenneinrichtung
30 ist bezogen auf die Förderrichtung des Vorwalzbands 110 beabstandet zu der Vorwalzstraße
20 angeordnet. Zwischen der ersten Trenneinrichtung 25 und der zweiten Trenneinrichtung
30 kann eine Ausfördereinrichtung angeordnet sein. Auf die zweite Trenneinrichtung
30 kann auch verzichtet werden. Die erste und/oder zweite Trenneinrichtung 25, 30
kann beispielsweise als Trommelschere oder Pendelschere ausgebildet sein.
[0031] Bei der Herstellung des mikrolegierten Stahls bzw. des mikrolegierten Röhrenstahls
wird die Gieß-Walz-Verbundanlage im Endlosbetrieb betrieben, d.h. dass der Dünnbrammenstrang
ungeschnitten in die Vorwalzstraße 105 eintritt, das Vorwalzband ungeschnitten die
erste und/oder zweite Trenneinrichtung durchläuft und das Vorwalzband ungeschnitten
in der Fertigwalzstraße 50 fertiggewalzt wird und erst nach dem Durchlaufen der Kühlstrecke
55 auf Bundlänge abgeschnitten wird.
[0032] Bezogen auf die Fördereinrichtung des Vorwalzbands 110 folgt in der Ausführungsform
beispielhaft auf die zweite Trenneinrichtung 30 die Zwischenheizung 40. Die Zwischenheizung
40 ist beispielsweise als Induktionsofen ausgebildet. Auch eine andere Ausgestaltung
der Zwischenheizung 40 wäre möglich. Die Zwischenheizung 40 ist bezogen auf die Förderrichtung
des Vorwalzbands 110 der Fertigwalzstraße 50 und dem Entzunderer 45 vorgeordnet. Der
Entzunderer 45 ist der Fertigwalzstraße 50 direkt vorgeordnet und der Zwischenheizung
40 nachgeordnet.
[0033] Die Fertigwalzstraße 50 weist in der Ausführungsform eine erste Gerüstgruppe 115
und eine zweite Gerüstgruppe 120 auf. Die erste Gerüstgruppe 115 ist bezogen auf die
Förderrichtung des Vorwalzbands 110 der zweiten Gerüstgruppe 120 vorgeordnet. Die
erste Gerüstgruppe 115 kann beispielsweise zwei bis vier erste Fertigwalzgerüste 125
aufweisen. Die ersten Fertigwalzgerüste 125 sind bezogen auf die Förderrichtung des
Vorwalzbands 110 hintereinander angeordnet. Dabei schließt sich die erste Gerüstgruppe
115 direkt bezogen auf die Förderrichtung des Vorwalzbands 110 an den Entzunderer
45 an, sofern der Entzunderer 45 vorgesehen ist. Wird auf den Entzunderer 45 verzichtet,
so schließt sich die erste Gerüstgruppe 115 direkt an die Zwischenheizung 40 an.
[0034] Die zweite Gerüstgruppe 120 weist wenigstens ein, vorzugsweise zwei zweite Fertigwalzgerüste
130 auf, wobei das erste Fertigwalzgerüst 125 und das zweite Fertigwalzgerüst 130
identisch aufgebaut sein können. In der Ausführungsform weist jedoch zusätzlich das
zweite Fertigwalzgerüst 130 eine Umbaumöglichkeit zu einem Gerüstkühler 135 auf. In
der Ausführungsform sind die beiden zweiten Fertigwalzgerüste 130 zu jeweils einem
Gerüstkühler 135 umgebaut. In der Funktion des Gerüstkühlers 135 führt das zweite
Fertigwalzgerüst 130 kein Walzverfahren mehr durch.
[0035] Zusätzlich kann die zweite Gerüstgruppe 120 wenigstens einen Zwischenkühler 140 aufweisen.
Der Zwischenkühler 140 kann zwischen zwei Fertigwalzgerüsten 125, 130 jeweils angeordnet
sein. In der Ausführungsform weist die zweite Gerüstgruppe 120 beispielhaft zwei Zwischenkühler
140 auf, wobei ein erster der beiden Zwischenkühler 140 beispielhaft zwischen dem
in Förderrichtung letzten ersten Fertigwalzgerüst 125 der ersten Gerüstgruppe 115
und dem in Förderrichtung zuvorderst angeordneten zweiten Fertigwalzgerüst 130 angeordnet
ist. Auch kann zwischen den beiden zweiten Fertigwalzgerüsten 130 ein weiterer Zwischenkühler
140 angeordnet sein. Auch kann auf die Zwischenkühler 140 verzichtet werden oder nur
einer der beiden Zwischenkühler 140 vorgesehen sein.
[0036] Der Gerüstkühler 135 und der Zwischenkühler 140 weisen jeweils wenigstens einen Kühlbalken
auf. Die Kühlbalken der Gerüstkühler 135 und/oder des Zwischenkühlers 140 sind jeweils
vorzugsweise sowohl oberseitig als auch unterseitig zu dem Fertigwalzband 145 angeordnet,
um beidseitig das Fertigwalzband 145 besonders schnell und effektiv abzukühlen.
[0037] Dabei können durch die in FIG 1 gezeigte Ausgestaltung mittels zweier Zwischenkühler
140 und zweier Gerüstkühler 135 insgesamt beispielsweise 16 Kühlbalken vorgesehen
sein. Dabei kann beispielsweise jeder Gerüstkühler 135 jeweils zwei oberseitig angeordnete
Kühlbalken und zwei unterseitig zu dem Fertigwalzband 145 angeordnete Kühlbalken aufweisen.
[0038] Im Betrieb der Gieß-Walz-Verbundanlage 10 walzen die ersten Fertigwalzgerüste 125
das in die erste Gerüstgruppe 115 zugeführte Vorwalzband 110 zu einem Fertigwalzband
145 fertig. Die Kühlstrecke 55 ist bezogen auf eine Förderrichtung des Fertigwalzbands
145 der Fertigwalzstraße 50 nachgeordnet. In Förderrichtung des Fertigwalzbands 145
ist die dritte Trenneinrichtung 35 der Kühlstrecke 55 nachgeordnet. Dabei ist die
dritte Trenneinrichtung 35 zwischen der Haspeleinrichtung 60 und der Kühlstrecke 55
angeordnet. Die dritte Trenneinrichtung 35 kann beispielsweise als Trommelschere oder
Pendelschere ausgebildet sein.
[0039] Das Steuergerät 65 weist eine Steuereinrichtung 150, einen Datenspeicher 155 und
eine Schnittstelle 160 auf. Der Datenspeicher 155 ist mittels einer ersten Datenverbindung
165 mit der Steuereinrichtung 150 datentechnisch verbunden. Ebenso ist die Schnittstelle
160 mittels einer zweiten Datenverbindung 170 datentechnisch mit der Steuereinrichtung
150 verbunden.
[0040] In dem Datenspeicher 155 sind eine vordefinierte erste Solltemperatur, eine vordefinierte
zweite Solltemperatur und eine vordefinierte dritte Solltemperatur TS3 abgespeichert.
Ferner ist in dem Datenspeicher 155 ein Verfahren zur Herstellung des mikrolegierten
Stahls abgespeichert, auf dessen Grundlage die Steuereinrichtung 150 die Komponenten
der Gieß-Walz-Verbundanlage 10 steuert.
[0041] Die Schnittstelle 160 ist datentechnisch mittels einer dritten Datenverbindung 175
mit der Zwischenheizung 40 verbunden. Eine vierte Datenverbindung 180 verbindet datentechnisch
die Fertigwalzstraße 50 mit der Schnittstelle 160. Eine fünfte Datenverbindung 185
verbindet die Kühlstrecke 55 mit der Schnittstelle 160. Die Temperaturmesseinrichtung
70, 75, 80 ist jeweils über eine zugeordnete sechste bis achte Datenverbindung 190,
195, 200 mit der Schnittstelle 160 datentechnisch verbunden. Ferner können weitere
Datenverbindungen (in FIG 1 nicht dargestellt) zu den weiteren Komponenten der Gieß-Walz-Verbundanlage
10 zusätzlich vorgesehen sein, sodass ein Informationsaustausch zwischen den verschiedenen
Komponenten der Gieß-Walz-Verbundanlage 10 und dem Steuergerät 65 möglich ist. Die
dritte bis achte Datenverbindung 175, 180, 185, 190, 195, 200 kann beispielsweise
Teil eines Industrienetzwerkes sein.
[0042] FIG 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der in FIG 1 gezeigten
Gieß-Walz-Verbundanlage 10.
[0043] Bevor das im Folgenden beschriebene Verfahren durchgeführt wird, werden die zweiten
Fertigwalzgerüste 130 oder das zweite Fertigwalzgerüst 130 der zweiten Gerüstgruppe
120 auf die Ausgestaltung als Gerüstkühler 135 umgebaut. Dazu können Arbeitswalzen
aus dem zweiten Fertigwalzgerüst 130 entnommen und durch die Kühlbalken ersetzt werden.
Ferner kann der Kühlbalken so ausgerichtet sein, dass er direkt in Richtung einer
Durchführung, durch die das Fertigwalzband 145 durchgeführt wird, gerichtet ist.
[0044] Durch den Vorbereitungsschritt entspricht der Aufbau der in FIG 1 gezeigten Gieß-Walz-Verbundanlage
10 nicht mehr dem herkömmlichen Aufbau einer Endlosstranggießanlage, sondern weicht
von deren Aufbau ab. Durch den Umbau ist die Gieß-Walz-Verbundanlage 10 nicht mehr
geeignet, um ein dünnes Fertigwalzband 145 mit einer Dicke von 0,8 mm bis 8 mm herzustellen.
[0045] FIG 3 zeigt ein erstes Diagramm einer Kerntemperatur eines Kerns des Fertigwalzbands
145 in der Herstellung des Fertigwalzbands 145 aufgetragen über einer Zeit t. FIG
4 zeigt einen ersten in FIG 3 markierten Ausschnitt A des in FIG 3 gezeigten ersten
Diagramms. FIG 5 zeigt einen zweiten in FIG 3 markierten Ausschnitt B des in FIG 3
gezeigten ersten Diagramms. FIG 6 zeigt ein zweites Diagramm eines Verlaufs einer
Korngröße K in der Herstellung des Fertigwalzbands 145 aufgetragen über der Zeit t.
Im Folgenden werden die FIGN 2 bis 6 gemeinsam erläutert. Um einzelne Verfahrensschritte
in den FIGN 3 bis 7 zu markieren, ist das jeweilige Bezugszeichen des zugeordneten
Verfahrensschritts in den FIGN 3 bis 7 angegeben.
[0046] In FIG 4 sind ein erster Graph 400 und ein zweiter Graph 405 aufgetragen. Der erste
Graph 400 zeigt den Temperaturverlauf des Kerns bei Durchführung des im Folgenden
zu FIG 2 beschriebenen Verfahrens. Der zweite Graph 405 zeigt einen Temperaturverlauf
des Kerns, wenn mittels der in FIG 1 gezeigten Gieß-Walz-Verbundanlage 10 und drei
walzenden Fertigwalzgerüsten 125, 130 und der Kühlstrecke 55 das Fertigwalzband 145
mit der oben angegebenen Dicke von 10 mm bis 25 mm hergestellt wird.
[0047] Im Betrieb der Gieß-Walz-Verbundanlage 10 wird in einem ersten Verfahrensschritt
305 die Kokille 90 (in FIG 1 dargestellt) der Stranggießmaschine 15 mit einem Kaltstrangkopf
(nicht dargestellt in FIG 1) verschlossen und durch zusätzliches Dichtmaterial abgedichtet.
Mit der Pfanne 85 wird die metallische Schmelze 95 in einen Verteiler der Stranggießmaschine
15 eingefüllt. Um den Strangguss zu beginnen, wird ein Stopfen von einem Gießrohr
der Stranggießmaschine 15 entfernt. Die metallische Schmelze 95 weist für einen X60-
oder einen X70-Stahl eine chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent von C 0,025-0,05
%; Si 0,1-0,3 %; Mn 0,07-1,5 %, Cr <0,15 %; Mo <0,2 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %;
V <0,08 %; N <0,008 %; Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen auf. Die metallische
Schmelze 95 kann für X80- bis X120-Stähle vorzugsweise eine chemische Zusammensetzung
in Gewichtsprozent von C 0,025-0,09 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0.07-2,0 %, Cr <0,5 %; Mo
<0,5 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %; V <0,08 %; Ni <0,5%; Cu <0,4%; N <0,01 %; Rest
Fe und unvermeidliche Verunreinigungen aufweisen. Die Angabe des Stahls bezieht sich
auf den Standard API 5L/IS03183:2007. Auch kann die metallische Schmelze 95 eine andere
chemische Zusammensetzung aufweisen.
[0048] Die im Folgenden angegebenen Temperaturen und Verfahrensschritte beziehen sich auf
die in der Ausführungsform bevorzugten Zusammensetzungen des Stahls, um mittels der
Gieß-Walz-Verbundanlage 10 einen mikrolegierten Stahl, insbesondere einen mikrolegierten
Röhrenstahl mit einer Stahlgüte X60 bis X120 gemäß dem Standard API 5L/IS03183:2007
herzustellen.
[0049] Zu Beginn des Stranggusses umfließt die metallische Schmelze 95 in der Kokille 90
den Kaltstrangkopf und verfestigt sich durch Abkühlung im Kaltstrangkopf. Der Kaltstrangkopf
wird langsam aus der Kokille 90 der Stranggießmaschine 15 in Richtung der Vorwalzstraße
20 gezogen. In Förderrichtung hinter dem Kaltstrangkopf kühlt die metallische Schmelze
95 in der Kokille 90 an ihren Kontaktflächen zu der Kokille 90 ab und bildet eine
Schale des Dünnbrammenstrangs 100 aus. Die Schale umschließt einen noch flüssigen
Kern und hält den flüssigen Kern. Am Kokillenausgang kann der Dünnbrammenstrang 100
beispielsweise eine Dicke von 100 mm bis 150 mm betragen.
[0050] In der Stranggießmaschine 15 wird der Dünnbrammenstrang 100 umgelenkt und auf dem
Weg zur Vorwalzstraße 20 weiter abgekühlt, sodass sich der Dünnbrammenstrang 100 von
außen nach hin verfestigt. In der Ausführungsform ist beispielhaft die Stranggießmaschine
15 als Bogenstranggießmaschine ausgebildet, sodass durch die Umlenkung des Dünnbrammenstrangs
100 um im Wesentlichen 90° aus der Senkrechten der Dünnbrammenstrang 100 in die Vorwalzstraße
20 im Wesentlichen horizontal verlaufend zugeführt wird.
[0051] In einem zweiten Verfahrensschritt 310 wird der Dünnbrammenstrang 100, wie bereits
oben erläutert, in der Vorwalzstraße 20 durch die Vorwalzgerüste 105 zu dem Vorwalzband
110 gewalzt. Beim Eintritt in die Vorwalzstraße 20 weist ein Gefüge des Dünnbrammenstrangs
100 etwa eine Korngröße K von etwa 800 µm bis 1000 µm auf. An den Vorwalzgerüsten
105 wird jeweils die Dicke sukzessive auf beispielsweise 40 mm bis 62 mm, insbesondere
45 mm reduziert. Ferner rekristallisiert das Gefüge des Dünnbrammenstrangs 100 beim
Warmwalzen zu dem Vorwalzband 110, sodass das Gefüge des Vorwalzbands 110, wenn es
aus der Vorwalzstraße 20 geführt wird, vorzugsweise vollständig rekristallisiert ist.
Durch die einzelnen Warmwalzschritte in den Vorwalzgerüsten 105, wird das Gefüge des
Dünnbrammenstrangs 100 zu dem Vorwalzband 110 hin homogenisiert. Die Korngröße K kann
beim Verlassen der Vorwalzstraße 10 µm bis 30 µm betragen.
[0052] Eine Kerntemperatur T des Kerns des Dünnbrammenstrangs 100 beim Eintritt in die Vorwalzstraße
20 bei den oben genannten chemischen Zusammensetzungen beträgt etwa 1300 bis 1450
°C. Bei jedem Walzschritt in der Vorwalzstraße 20 wird die Kerntemperatur des Kerns
reduziert, sodass beim Austritt das Vorwalzband 110 eine Kerntemperatur von etwa 980
bis 1150 °C aufweist.
[0053] In einem dritten Verfahrensschritt 315 wird das Vorwalzband 110 durch die erste und
zweite Trenneinrichtung 25, 30 geführt, wobei ein Abtrennen des Vorwalzbands 110 nicht
durchgeführt wird. Die erste und zweite Trenneinrichtung 25, 30 wird somit nur durchlaufen.
Durch Konvektion kühlt dabei das Vorwalzband 110 weiter ab, wobei durch eine Schutzabdeckung
die Abkühlung reduziert werden kann. Während des Transports des Vorwalzbands 110 zu
der Zwischenheizung 40 und der damit einhergehenden Abkühlung kann die Korngröße K
im Vorwalzband 110 auf 20 µm bis zu 60 µm anwachsen. Auch kann die Korngröße K, insbesondere
bei den oben genannten chemischen Zusammensetzungen der Schmelze 95 erhalten bleiben
und nicht anwachsen.
[0054] In dem vierten Verfahrensschritt 320 aktiviert die Steuereinrichtung 150 die Zwischenheizung
40, sodass die Zwischenheizung 40, die beispielsweise als Induktionsofen ausgebildet
ist, die Kerntemperatur des Vorwalzbands 110 von etwa 870 °C bis 980 °C beim Eintritt
in die Zwischenheizung 40 auf etwa 1050 °C bis 1100 °C erwärmt (vgl. FIG 3). Die Korngröße
K kann in dem Gefüge beim Erwärmen im Wesentlichen konstant gehalten werden (vgl.
FIG 6).
[0055] In einem fünften Verfahrensschritt 325 ermittelt die erste Temperaturmesseinrichtung
70, die beispielsweise als erstes Pyrometer ausgebildet ist, eine erste Oberflächentemperatur
des aus der Zwischenheizung 40 geführten Vorwalzbands 110. Die erste Temperaturmesseinrichtung
70 stellt eine erste Information über die erste Oberflächentemperatur des Vorwalzbands
110 zwischen der Zwischenheizung 40 und dem Entzunderer 45 über die sechste Datenverbindung
190 der Schnittstelle 160 bereit, die die erste Information der Steuereinrichtung
150 bereitstellt.
[0056] In einem sechsten Verfahrensschritt 330 regelt die Steuereinrichtung 150 eine Heizleistung
der Zwischenheizung 40 derart, dass die ermittelte erste Oberflächentemperatur des
Vorwalzbands 110 zwischen der Zwischenheizung 40 und dem Entzunderer 45 im Wesentlichen
der ersten Solltemperatur entspricht. Dabei kann die Steuereinrichtung 150 den fünften
und sechsten Verfahrensschritt 325, 330 in einer Schleife in einem vordefinierten
Zeitintervall regelmäßig wiederholen.
[0057] In einem siebten Verfahrensschritt 335 aktiviert die Steuereinrichtung 150 den Entzunderer
45 (sofern vorhanden). Der Entzunderer 45 entzundert das Vorwalzband 110. Dabei kühlt
das Vorwalzband 110 beispielsweise um etwa 80 C bis 100 C bezogen auf den Kern des
Vorwalzbands 110 ab.
[0058] Mit der ersten Eintrittstemperatur TE1 wird das Vorwalzband 110 in einem achten Verfahrensschritt
340 zu der ersten Gerüstgruppe 115 der Fertigwalzstraße 50 transportiert. Die erste
Eintrittstemperatur TE1 bezogen auf den Kern des Vorwalzbands 110, mit der das Vorwalzband
110 nach dem Entzunderer 45 in die erste Gerüstgruppe 115 eintritt, kann zwischen
850 °C und 1060 °C, insbesondere zwischen 920 °C und 980 °C betragen. Beim Eintritt
in die erste Gerüstgruppe 115 ist vorzugsweise das Gefüge des Vorwalzbands 110 homogen
austenitisch und rekristallisiert.
[0059] In einem neunten Verfahrensschritt 345 wird das Vorwalzband 110 beispielsweise mittels
drei erster Fertigwalzgerüste 125 zu dem Fertigwalzband 145 fertiggewalzt. Dabei kühlt
bei jedem Walzschritt in der ersten Gerüstgruppe 115 das zu dem Fertigwalzband 145
zu walzende Vorwalzband 110 um etwa 50 °C ab. Über die drei ersten Fertigwalzgerüste
125 wird dabei die Dicke des Vorwalzbands 110 von beispielsweise 40 mm bis 62 mm,
insbesondere 45 mm, auf eine Dicke von 10 mm bis 25 mm, insbesondere auf 16 mm bis
20 mm, reduziert.
[0060] Durch die drei Walzschritte in den jeweils ersten Fertigwalzgerüsten 125 bildet sich
ein "Pancake" oder ein rekristallisiertes austenitisches Gefüge in dem zum Fertigwalzband
145 gewalzten Vorwalzband 110 aus (vgl. FIG 5). Dabei beträgt vorzugsweise nach dem
neunten Verfahrensschritt 345 die Korngröße K beim Austritt aus der ersten Gerüstgruppe
115 2 µm bis 20 µm. Eine erste Austrittstemperatur TA1 des Fertigwalzbands 145 nach
Durchlaufen der ersten Gerüstgruppe 115 beträgt vorzugsweise 830 °C bis 950 °C. Insbesondere
beträgt die erste Austrittstemperatur TA1 880 °C bis 920 °C. Die erste Austrittstemperatur
TA1 ist auf den Kern des Fertigwalzbands 145 bezogen.
[0061] Mit der ersten Austrittstemperatur TA1 wird das fertiggewalzte Fertigwalzband 145
in einem zehnten Verfahrensschritt 350 weiter in Richtung der zweiten Gerüstgruppe
120 transportiert. Dadurch dass sich die zweite Gerüstgruppe 120 unmittelbar an die
erste Gerüstgruppe 115 anschließt, ist eine Zeitdauer vom Austritt aus der ersten
Gerüstgruppe 115 in die zweite Gerüstgruppe 120 minimal. Insbesondere kann die Zeitdauer,
beispielsweise bei einer Fördergeschwindigkeit von 0,4 m/s bis 1 m/s durch die unmittelbare
Anordnung der zweiten Gerüstgruppe 120 stromabwärtsseitig der ersten Gerüstgruppe
115 nur 1 Sekunde bis 15 Sekunden betragen. Insbesondere kann sich der an die erste
Gerüstgruppe 115 anschließende Zwischenkühler 140 räumlich bis auf wenige Meter (kleiner
10 m) bis hin zu etwa 0,5 Meter an die erste Gerüstgruppe 115 anschließen.
[0062] Durch den räumlich geringen Abstand zwischen der ersten Gerüstgruppe 115 und der
zweiten Gerüstgruppe 120 entspricht die erste Austrittstemperatur TA1 im Wesentlichen
einer zweiten Eintrittstemperatur TE2, mit der das fertiggewalzte Fertigwalzband 145
in die zweite Gerüstgruppe 120 eintritt.
[0063] Ferner wird in dem zehnten Verfahrensschritt 350 mittels der zweiten Temperaturmesseinrichtung
75 eine zweite Oberflächentemperatur des aus der ersten Gerüstgruppe 115 kommenden
Fertigwalzbands 145 ermittelt. Die zweite Temperaturmesseinrichtung 75 stellt eine
zweite Information mit der ersten Austrittstemperatur TA1 über die siebte Datenverbindung
195 und die Schnittstelle 160 der Steuereinrichtung 150 bereit. Die Steuereinrichtung
150 kann die zweite Oberflächentemperatur bei der Steuerung der Zwischenheizung 40
mitberücksichtigen. Die zweite Oberflächentemperatur korreliert mit der ersten Austrittstemperatur
TA1, wobei die zweite Oberflächentemperatur im Wert von der ersten Austrittstemperatur
TA1 abweicht. Die Regelung der Zwischenheizung 40 erfolgt dabei derartig, dass die
zweite Oberflächentemperatur einer zweiten Solltemperatur im Wesentlichen entspricht.
Auf die zweite Temperaturmesseinrichtung 75 und den zehnten Verfahrensschritt 350
kann auch verzichtet werden.
[0064] In einem elften Verfahrensschritt 355 aktiviert die Steuereinrichtung 150 den Zwischenkühler
140 sowie den Gerüstkühler 135. Der Zwischenkühler 140 und der Gerüstkühler 135 sprühen
ein Kühlmedium, beispielsweise Wasser ggf. mit einem Additiv, auf das Fertigwalzband
145, sodass das Fertigwalzband 145 in der zweiten Gerüstgruppe 120 zwangsgekühlt wird.
Dabei ist die Fördermenge des Kühlmediums derart gewählt, dass innerhalb der zweiten
Gerüstgruppe 120 das Fertigwalzband 145 von der zweiten Eintrittstemperatur TE2 auf
eine zweite Austrittstemperatur TA2 kleiner 700 °C, insbesondere von 350 °C bis 700
°C, insbesondere von 400 °C bis 460 °C, innerhalb von 2 bis 40 Sekunden abgekühlt
wird. Dabei steuert die Steuereinrichtung 150 die Fördermenge des Kühlmediums derart,
dass eine Kühlleistung der zweiten Gerüstgruppe 120 eine Abkühlgeschwindigkeit des
Kerns des Fertigwalzbands 145 von wenigstens 20°C/s bis 200°C/s sicherstellt. Vorzugsweise
beträgt die Abkühlgeschwindigkeit 20°C/s bis 80°C/s, insbesondere 45°C/s bis 55°C/s,
wobei die Abkühlung im Kern über die zweite Gerüstgruppe 120 vorzugsweise kontinuierlich
erfolgt.
[0065] Diese Abkühlgeschwindigkeit wird in der Ausführungsform dadurch sichergestellt, dass
vorzugsweise zwei Zwischenkühler 140 und zwei Gerüstkühler 135 vorgesehen sind. Dabei
können beispielsweise pro Kühlbalken des Gerüstkühlers 135 etwa 100 m
3/h bis 300 m
3/h des Kühlmediums bei einem Druck von 2 bar bis 4 bar auf das Fertigwalzband 145
aufgebracht werden. Dies stellt sicher, dass innerhalb der kurzen Durchlaufzeit des
Fertigwalzbands 145 durch die zweite Gerüstgruppe 120 der Kern des Fertigwalzbands
145 von der zweiten Eintrittstemperatur TE2 von beispielsweise 870 °C bis 910 °C auf
die zweite Austrittstemperatur TA2, beispielsweise 400 °C bis 460 °C, abgekühlt wird.
[0066] Dabei kann jeder Gerüstkühler 135 derart ausgebildet sein, dass für jeden Kühlbalken
jeweils ein durch die Steuereinrichtung 150 steuerbares Steuerventil vorgesehen ist,
um vorzugsweise stufenlos und getrennt von dem jeweils anderen Kühlbalken des Zwischenkühlers
140 oder des anderen Gerüstkühlers 135 diese getrennt voneinander anzusteuern. Dadurch
ist ein Volumenstrom des Kühlmediums stufenlos zwischen 0 % bis 100 % durch die Steuereinrichtung
150 für jeden Kühlbalken regelbar.
[0067] Durch die rasche und sehr frühe Abkühlung des Fertigwalzbands 145 direkt unmittelbar
nach der ersten Gerüstgruppe 115 kann sichergestellt werden, dass die maximal mögliche
Abkühlgeschwindigkeit mit der hohen zweiten Austrittstemperatur TE2 begonnen wird.
Ein Abkühlen des Fertigwalzbands 145 bei einem reinen Durchlaufen der zweiten Gerüstgruppe
120 und deaktivierter Förderung des Kühlmediums durch die zweiten Gerüstgruppen 120
und eine erst in der Kühlstrecke 55 begonnene Abkühlung wird dadurch vermieden.
[0068] In einem zwölften Verfahrensschritt 360 ermittelt die dritte Temperaturmesseinrichtung
80, die beispielsweise als drittes Pyrometer ausgebildet ist, eine dritte Oberflächentemperatur,
die mit der zweiten Austrittstemperatur TA2 korreliert, nach Austritt des Fertigwalzbands
145 aus der zweiten Gerüstgruppe 120. Die dritte Temperaturmesseinrichtung 80 stellt
eine dritte Information über die dritte Oberflächentemperatur über die achte Datenverbindung
200 der Schnittstelle 160 und über die Schnittstelle 160 der Steuereinrichtung 150
bereit. Die Steuereinrichtung 150 kann bei Regelung des Volumenstroms des Kühlmediums
in der zweiten Gerüstgruppe 120 im elften Verfahrensschritt 355 die Information über
die dritte Oberflächentemperatur mitberücksichtigen und den Volumenstrom des Kühlmediums
derart regeln, dass die dritte Oberflächentemperatur im Wesentlichen der dritten Solltemperatur
TS3 entspricht. Ferner kann bei der Regelung des Volumenstroms zusätzlich die zweite
Oberflächentemperatur mitberücksichtigt werden, um eine gleichmäßige hohe Abkühlrate
in der zweiten Gerüstgruppe 120 sicherzustellen. Dabei kann die Steuereinrichtung
150 den elften und zwölften Verfahrensschritt 355, 360 in einer Schleife in einem
vordefinierten Zeitintervall regelmäßig wiederholen.
[0069] In einem dreizehnten Verfahrensschritt 365 wird das Fertigwalzband 145 in abgekühltem
Zustand in die Kühlstrecke 55 transportiert. Im dreizehnten Verfahrensschritt 365
deaktiviert oder hält die Steuereinrichtung 150 die Kühlstrecke 55 in deaktiviertem
Zustand, sodass beim Durchlaufen des Fertigwalzbands 145 durch die Kühlstrecke 55
kein weiteres Kühlmedium auf das Fertigwalzband 145 zum weiteren Zwangskühlen des
Fertigwalzbands 145 gebracht wird. Dies ist zum einen aufgrund der hohen Kühlleistung
der zweiten Gerüstgruppe 120 nicht notwendig, zum anderen genügt die konvektive Kühlung
beim Durchlaufen der Kühlstrecke 55 zur weiteren Abkühlung des Fertigwalzbands 145
von der zweiten Austrittstemperatur TA2 auf eine unterhalb der zweiten Austrittstemperatur
TA2 liegende dritte Austrittstemperatur TA3. Ferner trocknet das auf dem Fertigband
verbliebende Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, in der Kühlstrecke 55 ab. Dadurch
kühlt das Fertigwalzband 145 in der Kühlstrecke 55 weiter ab.
[0070] Selbstverständlich kann im dreizehnten Verfahrensschritt 365 auch die Steuereinrichtung
150 die Kühlstrecke 55 aktivieren, um das Fertigwalzband 145 von der zweiten Austrittstemperatur
TA2 auf die dritte Austrittstemperatur TA3 zwangszukühlen.
[0071] In einem vierzehnten Verfahrensschritt 370 wird das in der Kühlstrecke 55 weiter
abgekühlte Fertigwalzband 145 durch die dritte Trenneinrichtung 35 hin zu der Haspeleinrichtung
60 geführt. In der Haspeleinrichtung 60 wird das fertiggewalzte, getrocknete und abgekühlte
Fertigwalzband 145 zu einem Coil aufgewickelt. Nach Aufwickeln des Coils kann die
Steuereinrichtung 150 die dritte Trenneinrichtung 35 aktivieren, sodass das kontinuierlich
aus der Kühlstrecke 55 geförderte Fertigwalzband 145 vom Coil abgetrennt wird und
das Coil entfernt werden kann. Das weitere, durch die Kühlstrecke 55 transportierte
Fertigwalzband 145 kann auf einem neuen Coil aufgewickelt werden.
[0072] Die oben beschriebene Gieß-Walz-Verbundanlage 10 und das in FIG 2 beschriebene Verfahren
haben den Vorteil, dass mit der chemischen Zusammensetzung, beispielsweise mit einer
chemischen Zusammensetzung für einen X60-Stahl, die mechanischen Bedingungen für einen
X70 bis X120 mikrolegierten Stahl erfüllt werden können. Der mikrolegierte Stahl eignet
sich insbesondere als mikrolegierter Röhrenstahl zur Herstellung von Röhren, Pipelines
oder Drucktanks. Durch die unmittelbar an die erste Gerüstgruppe 115 folgende Abkühlung
mittels der zu Gerüstkühlern 135 umgebauten zweiten Fertigwalzgerüsten 130 und den
Zwischenkühlern 140 können besonders gute Materialeigenschaften für den mikrolegierten
Stahl sichergestellt werden. Dadurch ist der mikrolegierte Stahl besonders zäh und
fest. Ferner weist die Gieß-Walz-Verbundanlage 10 eine besonders exakte Temperaturführung
auf.
[0073] Dadurch dass ausschließlich die beiden Gerüstkühler 135 bzw. die zweiten Fertigwalzgerüste
130 zu Gerüstkühlern 135 umzubauen sind, um das oben beschriebene Verfahren durchführen,
kann, sofern kein mikrolegierter Stahl, insbesondere kein mikrolegierter Röhrenstahl
herzustellen ist, die Gieß-Walz-Verbundanlage 10 konventionell betrieben werden, wobei
in konventionellem Betrieb die Gerüstkühler 135 wieder zu zweiten Fertigwalzgerüsten
130 umgebaut sind. Ferner sind im konventionellen Betrieb die Zwischenkühler 140 deaktiviert
und die Kühlstrecke 55 aktiviert. Im konventionellen Betrieb, beispielsweise, um dünne
Bleche mit einer Dicke von 0,8 mm bis 8 mm herzustellen, wird das Fertigwalzband 145
dann von allen fünf Fertigwalzgerüsten 125, 130 gewalzt und die Abkühlung des Fertigwalzbandes
145 erfolgt im Wesentlichen in der Kühlstrecke 55 anstatt in der zweiten Gerüstgruppe
120 auf die zweite Austrittstemperatur TA2.
[0074] Der zweite Graph 405 (vgl. FIG 4) zeigt anschaulich wie das Fertigwalzband 145 langsam
von der ersten Austrittstemperatur TA1 bis hin zur zweiten Austrittstemperatur TA2
abkühlt. Beim konventionellen Betrieb der in FIG 1 gezeigten Gieß-Walz-Verbundanlage
10 beträgt die erste Austrittstemperatur TA1 etwa 800 °C bis 950 °C. Erst in der Kühlstrecke
55 wird das Fertigwalzband 145 abgekühlt und eine Kerntemperatur sinkt dort dann rapide
ab. Dadurch dass das Fertigwalzband 145 langsam um etwa 50 °C bis 100 °C über etwa
eine Zeitdauer von etwa 15 bis 50 Sekunden abkühlt, kann der mittels des in FIG 2
beschriebenen Verfahrens herstellbare mikrolegierte Stahl nicht hergestellt werden.
Um einen gewünschten mikrolegierten Stahl mit diesen Eigenschaften herzustellen, sind
zusätzliche Legierungszusätze beim konventionellen Betrieb der in FIG 1 gezeigten
Gieß-Walz-Verbundanlage 10 notwendig.
[0075] Der erste Graph 400, der den Temperaturverlauf des in FIG 2 gezeigten Verfahrens
darstellt, zeigt anschaulich, wie schnell der Kern des Fertigwalzbands 145 von der
ersten Austrittstemperatur TA1 auf die zweite Austrittstemperatur TA2 abgekühlt wird.
Dadurch können mittels beispielsweise einer chemischen Legierung, die einem X60-Stahl
entspricht, die mechanischen Eigenschaften eines höher legierten, beispielsweise eines
X70- bis X120-Stahls zu geringeren Kosten erreicht werden.
[0076] FIG 7 zeigt ein schematisches ZTU-Diagramm für eine X60-Stahlschmelze.
[0077] In FIG 7 ist die dritte Solltemperatur TS3 in Abhängigkeit eines herzustellenden
gewünschten mikrolegierten Stahls angegeben. Die dritte Solltemperatur TS3 ist zumindest
niedriger als eine Ferrit-Perlit-Umwandlungstemperatur Ar
1, vorzugsweise niedriger als eine Bainitstarttemperatur, insbesondere niedriger als
eine Martensitstarttemperatur M
s, gewählt.
[0078] In Abhängigkeit der dritten Solltemperatur TS3 kann ausgehend von der zweiten Eintrittstemperatur
TE2 bzw. der ersten Austrittstemperatur TA1 das Fertigwalzband 145 in der zweiten
Gerüstgruppe 120 im zwölften Verfahrensschritt 360 abgekühlt werden. Je nach Wahl
der vordefinierten dritten Solltemperatur TS3 steuert die Steuereinrichtung 150 den
Volumenstrom des an das Fertigwalzband 145 geführten Kühlmediums und somit die Abkühlgeschwindigkeit.
Ist die dritte Solltemperatur TS3 besonders niedrig gewählt, steuert die Steuereinrichtung
150 die zweite Gerüstgruppe 120 derart an, dass diese mit einer besonders großen Menge
von Kühlmedium das Fertigwalzband 145 abkühlt. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise
mittels der oben angegebenen chemischen Zusammensetzung, die beispielsweise im Wesentlichen
einem X60-Stahl entspricht, ein mikrolegierter Stahl mit den mechanischen Eigenschaften
eines X120-Stahls hergestellt werden kann.
[0079] Ist die dritte Solltemperatur TS3 oberhalb einer Martensitstarttemperatur M
s angesetzt, so kann mittels der oben genannten X60-Stahlschmelze 95 ein mikrolegierter
Stahl mit den mechanischen Eigenschaften eines X80-Stahls hergestellt werden. Ebenso
kann, sollte die dritte Solltemperatur TS3 höher als eben beschrieben angesetzt werden,
mit der X60-Stahlschmelze mikrolegierter Stahl mit den mechanischen Eigenschaften
eines X70-Stahls hergestellt werden. Der X70- und der X80- mikrolegierte Stahl weisen
jeweils überwiegend einen bainitische Phasenanteil B auf, während hingegen der X120-mikrolegierte
Stahl im Wesentlichen einen Phasenanteil von 25-65 % Martensit M aufweist.
[0080] Ebenso kann mit dem in FIG 2 beschriebenen Verfahren ein typischer X60- oder X70-
mikrolegierter Stahl mit einem perlitischen Phasenanteil P in Höhe von 5-50 Volumenprozent
auf einfache Weise hergestellt werden.
[0081] Der mikrolegierte Stahl kann wenigstens eine der folgenden Ausscheidungen aufweisen:
Ti (C, N), Nb (C, N) und/oder V (C, N). Eine Ausscheidungsdichte der Ausscheidung(en)
beträgt 10
15 bis 10
25 1/m
3. Die Ausscheidung weist eine durchschnittliche Größe von 1 nm bis 20 nm auf.
[0082] FIG 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage 10 gemäß
einer zweiten Ausführungsform.
[0083] Die Gieß-Walz-Verbundanlage 10 ist im Wesentlichen identisch zu der in FIG 1 gezeigten
Gieß-Walz-Verbundanlage 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede
der in FIG 8 gezeigten Gieß-Walz-Verbundanlage 10 gegenüber der ersten Ausführungsform
der Gieß-Walz-Verbundanlage 10, die in FIG 1 gezeigt ist, eingegangen.
[0084] Abweichend von FIG 1 ist in FIG 8 nur das letzte zweite Fertigwalzgerüst 130 der
zweiten Gerüstgruppe 120 zu dem Gerüstkühler 135 umgebaut. Das in Förderrichtung bezogen
auf das Fertigwalzband 145 vorgeordnete zweite Fertigwalzgerüst 130 ist nicht umgebaut
und ist als Fertigwalzgerüst 130 zum Walzen ausgebildet. Die beiden in FIG 1 gezeigten
Zwischenkühler 140 sind in FIG 8 ebenso vorgesehen.
[0085] Die in FIG 8 gezeigte Ausgestaltung hat gegenüber FIG 1 den Vorteil, dass in Förderrichtung
nur das letzte zweite Fertigwalzgerüst 130 in der Vorbereitung der Gieß-Walz-Verbundanlage
10 zum Gerüstkühler 135 umgebaut werden muss, um das in FIG 2 beschriebene Verfahren
durchzuführen. Dadurch ist ein Umbauaufwand einer konventionellen Gieß-Walz-Verbundanlage
10 besonders gering gehalten. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere dann, wenn
nur kleine Mengen des mikrolegierten Stahls im Rahmen eines ESP-Prozesses hergestellt
werden sollen. Dadurch dass nur eines der beiden zweiten Fertigwalzgerüste 130 zum
Gerüstkühler 135 umgerüstet ist, ist auch eine Umrüstzeit zurück zum konventionellen
Aufbau, das heißt mit fünf ersten und zweiten Fertigwalzgerüsten 125, 130, die walzfähig
sind, besonders kurz.
[0086] Das in FIG 2 beschriebene Verfahren wird ebenso mit der in FIG 8 gezeigten Gieß-Walz-Verbundanlage
10 beschrieben durchgeführt, wobei jedoch bei Durchführung des Fertigwalzbands 145
durch das in Förderrichtung vordere zweite Fertigwalzgerüst 130 der zweiten Gerüstgruppe
120 kein Walzen des Fertigwalzbands 145 durchgeführt wird, sondern das zweite Fertigwalzgerüst
130 ausschließlich zum Transport des Fertigwalzbands 145 dient. Dies bedeutet, dass
das Fertigwalzband 145 im Wesentlichen unter Aufrechterhaltung seiner Dicke durch
das nicht-umgebaute zweite Fertigwalzgerüst 130 geführt wird. Die in FIG 8 gezeigte
Ausgestaltung der Gieß-Walz-Verbundanlage 10 hat den Vorteil, dass mittels geringer
Umbauzeiten beispielsweise auf Basis einer chemischen Zusammensetzung eines mikrolegierten
Stahls für einen X60-Stahl kostengünstig ein mechanisch höherwertiger mikrolegierter
Stahl beispielsweise X70-Stahl herstellbar ist.
Bezugszeichenliste
[0087]
- 10
- Gieß-Walz-Verbundanlage
- 15
- Stranggießmaschine
- 20
- Vorwalzstraße
- 25
- erste Trenneinrichtung
- 30
- zweite Trenneinrichtung
- 35
- dritte Trenneinrichtung
- 40
- Zwischenheizung
- 45
- Entzunderer
- 50
- Fertigwalzstraße
- 55
- Kühlstrecke
- 60
- Haspeleinrichtung
- 65
- Steuergerät
- 70
- erste Temperaturmesseinrichtung
- 75
- zweite Temperaturmesseinrichtung
- 80
- dritte Temperaturmesseinrichtung
- 85
- Pfanne
- 86
- Verteiler
- 90
- Kokille
- 95
- metallische Schmelze
- 100
- Dünnbrammenstrang
- 105
- Vorwalzgerüst
- 110
- Vorwalzband
- 115
- erste Gerüstgruppe
- 120
- zweite Gerüstgruppe
- 125
- erstes Fertigwalzgerüst
- 130
- zweites Fertigwalzgerüst
- 135
- Gerüstkühler
- 140
- Zwischenkühler
- 145
- Fertigwalzband
- 150
- Steuereinrichtung
- 155
- Datenspeicher
- 160
- Schnittstelle
- 165
- erste Datenverbindung
- 170
- zweite Datenverbindung
- 175
- dritte Datenverbindung
- 180
- vierte Datenverbindung
- 185
- fünfte Datenverbindung
- 190
- sechste Datenverbindung
- 195
- siebte Datenverbindung
- 200
- achte Datenverbindung
- 305
- erster Verfahrensschritt
- 310
- zweiter Verfahrensschritt
- 315
- dritter Verfahrensschritt
- 320
- vierter Verfahrensschritt
- 325
- fünfter Verfahrensschritt
- 330
- sechster Verfahrensschritt
- 335
- siebter Verfahrensschritt
- 340
- achter Verfahrensschritt
- 345
- neunter Verfahrensschritt
- 350
- zehnter Verfahrensschritt
- 355
- elfter Verfahrensschritt
- 360
- zwölfter Verfahrensschritt
- 365
- dreizehnter Verfahrensschritt
- 370
- vierzehnter Verfahrensschritt
- 400
- erster Graph
- 405
- zweiter Graph
- K
- Korngröße
- M1
- Martensitumwandlungstemperatur
- Ms
- Martensitstarttemperatur
- Ar1
- Ferrit-Perlit-Umwandlungstemperatur
- TS3
- dritte Solltemperatur
- TA1
- erste Austrittstemperatur
- TA2
- zweite Austrittstemperatur
- TA3
- dritte Austrittstemperatur
- TE1
- erste Eintrittstemperatur
- TE2
- zweite Eintrittstemperatur
1. Verfahren zum Herstellen eines mikrolegierten Stahls in einer Gieß-Walz-Verbundanlage
(10), vorzugsweise im Endlosbetrieb,
- wobei die Gieß-Walz-Verbundanlage (10) eine Stranggießmaschine (15) mit einer Kokille
(90), eine einoder mehrgerüstige Vorwalzstraße (20), eine Fertigwalzstraße (50) mit
einer ersten Gerüstgruppe (115) mit wenigstens einem ersten Fertigwalzgerüst (125)
und einer zweiten Gerüstgruppe (120) mit wenigstens einem zu einem Gerüstkühler (135)
umgebauten zweiten Fertigwalzgerüst (130) aufweist,
- wobei eine metallische Schmelze (95) in der Kokille (90) zu einem teilerstarrten
Dünnbrammenstrang (100) vergossen wird,
- wobei der teilerstarrte Dünnbrammenstrang (100) gestützt, umgelenkt und abgekühlt
wird,
- wobei die Vorwalzstraße (20) den vollständig erstarrten Dünnbrammenstrang (100)
zu einem Vorwalzband (110) walzt,
- wobei die erste Gerüstgruppe (115) der Fertigwalzstraße (20) das Vorwalzband (110)
zu dem Fertigwalzband (145) fertigwalzt,
- wobei unmittelbar anschließend an das Fertigwalzen das Fertigwalzband (145) der
zweiten Gerüstgruppe (120) zugeführt wird und in der zweiten Gerüstgruppe (120) das
Fertigwalzband (145) unter Beibehaltung einer Dicke des Fertigwalzbands (145) derartig
zwangsgekühlt wird, dass eine Abkühlgeschwindigkeit eines Kerns des Fertigwalzbands
(145) in der zweiten Gerüstgruppe (120) größer 20°C/s und kleiner 200°C/s ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
- wobei eine dritte Oberflächentemperatur, mit der das Fertigwalzband (145) die zweite
Gerüstgruppe (120) verlässt, ermittelt wird,
- wobei die Zwangskühlung in der zweiten Gerüstgruppe (120) in Abhängigkeit der dritten
Oberflächentemperatur und einer dritten Solltemperatur (TS3) derart gesteuert bzw.
geregelt wird, dass die dritte Oberflächentemperatur im Wesentlichen der dritten Solltemperatur
(TS3) entspricht,
- wobei die dritte Solltemperatur (TS3) kleiner als eine Ferrit-Perlit-Umwandlungstemperatur
(Ar1), vorzugsweise kleiner als eine Bainitstarttemperatur, insbesondere kleiner als eine
Martensitstarttemperatur (Ms) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
- wobei eine zweite Oberflächentemperatur, mit der das Fertigwalzband (145) die erste
Gerüstgruppe (120) verlässt, ermittelt wird,
- wobei die zweite Oberflächentemperatur bei der Steuerung der Zwangskühlung des Fertigwalzbands
(145) in der zweiten Gerüstgruppe (125) mitberücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die Abkühlgeschwindigkeit des Kerns des Fertigwalzbands (145) 20°C/s bis 80°C/s,
insbesondere 45°C/s bis 55°C/s, beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei der Kern des fertiggewalzten Fertigwalzbands (145) mit einer ersten Austrittstemperatur
(TA1) von 830 °C bis 950 °C, insbesondere von 880 °C bis 920 °C, in die zweite Gerüstgruppe
(120) der Fertigwalzstraße (50) transportiert wird,
- wobei bei Austritt des Fertigwalzbands (145) aus der zweiten Gerüstgruppe (120)
der Kern des Fertigwalzbands (145) eine zweite Austrittstemperatur (TA2) von kleiner
700 °C, insbesondere 350 °C bis 700 °C, vorzugsweise von 400 °C bis 460 °C, aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
- wobei der Kern des Fertigwalzbands (145) in einem Zeitintervall von 2 Sekunden bis
40 Sekunden von der ersten Austrittstemperatur (TA1) auf die zweite Austrittstemperatur
(TA2), vorzugsweise kontinuierlich, abgekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei innerhalb eines Zeitintervalls von 1 Sekunden bis 15 Sekunden nach dem Fertigwalzen
des Fertigwalzbands (145) in der ersten Gerüstgruppe (115) das Fertigwalzband (145)
in die zweite Gerüstgruppe (120) eintritt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die Gieß-Walz-Verbundanlage (10) eine der Fertigwalzstraße (50) bezogen auf
eine Förderrichtung des Fertigwalzbands (145) nachgeordnete Kühlstrecke (55) und eine
der Kühlstrecke (55) nachgeordnete Haspeleinrichtung (60) aufweist,
- wobei eine Zwangskühlung des Fertigwalzbands (145) in der Kühlstrecke (55) deaktiviert
ist und das Fertigwalzband (145) durch die Kühlstrecke (55) von der zweiten Gerüstgruppe
(120) zu der Haspeleinrichtung (60) transportiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei eine Korngröße (K) des Vorwalzbands (110) bei Verlassen der Vorwalzstraße
(20) 10 µm bis 30 µm beträgt,
- wobei die Korngröße (K) des Vorwalzbands (110) zwischen der Vorwalzstraße (20) und
dem Eintritt in die erste Gerüstgruppe (115) auf 20 µm bis 60 µm anwächst oder die
Korngröße (K) erhalten bleibt,
- wobei die Korngröße (K) des Fertigwalzbands (145) beim Walzen in der ersten Gerüstgruppe
(115) auf 2 µm bis 20 µm reduziert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei eine Dicke des Vorwalzbands (110) beim Eintritt in die erste Gerüstgruppe
(115) 40 mm bis 62 mm, insbesondere 45 mm, beträgt,
- wobei die erste Gerüstgruppe (115) die Dicke des Vorwalzbands (110) zu dem Fertigwalzband
(145) auf 10 mm bis 25 mm, insbesondere 16 mm bis 20 mm, reduziert.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die metallische Schmelze (95) für einen X60- oder einen X70-Stahl eine chemische
Zusammensetzung in Gewichtsprozent von C 0,025-0,05 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0,07-1,5 %,
Cr <0,15 %; Mo <0,2 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %; V <0,08 %; N <0,008 %; Rest Fe
und unvermeidliche Verunreinigungen aufweist, oder
- wobei die metallische Schmelze (95) für X80- bis X120- Stähle eine chemische Zusammensetzung
in Gewichtsprozent von C 0,025-0,09 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0.07-2,0 %, Cr <0,5 %; Mo
<0,5 %; Nb 0,02-0,08 %; Ti <0,05 %; V <0,08 %; Ni <0,5%; Cu <0,4%; N <0,01 %; Rest
Fe und unvermeidliche Verunreinigungen aufweist.
12. Mikrolegierter Stahl, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
- mit einer chemischen Zusammensetzung für einen X60-oder einen X70-Stahl in Gewichtsprozent
von C 0,025-0,05 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0,07-1,5 %, Cr <0,15 %; Mo <0,2 %; Nb 0,02-0,08
%; Ti <0,05 %; V <0,08 %; N <0,008 %; Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen
- oder
- mit einer chemischen Zusammensetzung in Gewichtsprozent für einen X80- bis X120-Stahl
von C 0,025-0,09 %; Si 0,1-0,3 %; Mn 0.07-2,0 %, Cr <0,5 %; Mo <0,5 %; Nb 0,02-0,08
%; Ti <0,05 %; V <0,08 %; Ni <0,5%; Cu <0,4%; N <0,01 %; Rest Fe und unvermeidliche
Verunreinigungen,
- wobei der mikrolegierte Stahl bei Raumtemperatur wenigstens eine der folgenden Ausscheidungen
aufweist: Ti(C,N), Nb(C,N) und/oder V(C,N),
- wobei eine Ausscheidungsdichte der Ausscheidungen 1015-1025 1/m3 beträgt,
- wobei die Ausscheidungen eine durchschnittliche Größe von 1 nm bis 20 nm aufweisen.
13. Gieß-Walz-Verbundanlage (10) zur Herstellung eines mikrolegierten Stahls mittels eines
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
- aufweisend eine Stranggießmaschine (15) mit einer Kokille (90), eine ein- oder mehrgerüstige
Vorwalzstraße (20) und eine Fertigwalzstraße (50) mit wenigstens einer ersten Gerüstgruppe
(115) und einer zweiten Gerüstgruppe (120),
- wobei eine metallische Schmelze (95) in der Kokille (90) zu einem teilerstarrten
Dünnbrammenstrang (100) vergießbar ist und der Dünnbrammenstrang (100) der Vorwalzstraße
(20) zuführbar ist,
- wobei die Vorwalzstraße (20) ausgebildet ist, den vollständig erstarrten Dünnbrammenstrang
(100) zu einem Vorwalzband (110) zu walzen,
- wobei der Fertigwalzstraße (50) das Vorwalzband (110) zuführbar ist und die erste
Gerüstgruppe (115) ausgebildet ist, das Vorwalzband (110) zu einem Fertigwalzband
(145) fertigzuwalzen,
- wobei bezogen auf eine Förderrichtung des Fertigwalzbands (145) die zweite Gerüstgruppe
(120) der ersten Gerüstgruppe (115) nachgeordnet ist und wenigstens ein zu einem Gerüstkühler
(135) umgebautes zweites Fertigwalzgerüst (130) aufweist,
- wobei die zweite Gerüstgruppe (120) ausgebildet ist, unter Beibehaltung einer Dicke
des Fertigwalzbands (145) das Fertigwalzband (145) derartig zwangszukühlen, dass eine
Abkühlgeschwindigkeit eines Kerns des Fertigwalzbands (145) in der zweiten Gerüstgruppe
(120) größer 20°C/s und kleiner 200°C/s.
14. Gieß-Walz-Verbundanlage (10) nach Anspruch 13,
- aufweisend eine der zweiten Gerüstgruppe (120) bezogen auf die Förderrichtung des
Fertigwalzbands (145) nachgeordnete Kühlstrecke (55) und eine der Kühlstrecke (55)
nachgeordnete Haspeleinrichtung (60),
- wobei bei Zwangskühlung des Fertigwalzbands (145) in der zweiten Gerüstgruppe (120)
eine Zwangskühlung des Fertigwalzbands (145) in der Kühlstrecke (55) deaktiviert ist
und die Kühlstrecke (55) ausschließlich ausgebildet ist, das Fertigwalzband (145)
zu der Haspeleinrichtung (60) zu transportieren.
15. Gieß-Walz-Verbundanlage (10) nach Anspruch 14,
- aufweisend eine dritte Temperaturmesseinrichtung (80) und ein Steuergerät (65),
- wobei die dritte Temperaturmesseinrichtung (80) und die zweite Gerüstgruppe (120)
datentechnisch mit dem Steuergerät (65) verbunden sind,
- wobei die dritte Temperaturmesseinrichtung (80) bezogen auf die Förderrichtung des
Fertigwalzbands (145) zwischen der zweiten Gerüstgruppe (120) und der Kühlstrecke
(55) angeordnet und ausgebildet ist, eine dritte Oberflächentemperatur des Fertigwalzbands
(145) zu ermitteln,
- wobei das Steuergerät (65) ausgebildet ist, auf Grundlage der ermittelten dritten
Oberflächentemperatur des Fertigwalzbands (145) und einer vordefinierten dritten Solltemperatur
(TS3) die Zwangskühlung der zweiten Gerüstgruppe (120) zu steuern.