DE102004048443B3 - Method for rolling technical deformation of wire and rod-shaped starting material, apparatus for carrying out the method and produced by the method flat profile - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur walztechnischen Verformung von draht- und stabförmigem Vormaterial (17), insbesondere zum Walzen von Flachprofilen (18) aus Walzdraht, bei dem in einer Aufheizstation (5) die Erwärmung des Vormaterials (17) auf eine gewünschte Temperatur erfolgt, das Vormaterial (17) in mindestens einem Walzvorgang (7) verformt und anschließend abgekühlt wird. Hierbei wird vorgeschlagen, daß nach der Erwärmung des Vormaterials (17) in der Aufheizstation (5) das Vormaterial (17) in einer Kühlstation (14) auf eine vorgebbare Walztemperatur abgekühlt, bei dieser Walztemperatur endmaßnah walztechnisch in ein Flachprofil (18) verformt und anschließend entsprechend einzustellender Gefügeeigenschaften abgekühlt und/oder nachbehandelt wird. Hierdurch ist mit einer Anlage eine Reihe von unterschiedlichen Verfahrensführungen zum Walzen von Vormaterial mit einem Patentiergefüge, einem Austenitgefüge, einem Bainitgefüge oder einem unterkühlten Austenitgefüge möglich.The present invention relates to a method for rolling technical deformation of wire and rod-shaped starting material (17), in particular for rolling flat sections (18) of wire rod, in which the heating of the starting material (17) takes place in a heating station (5) to a desired temperature , the starting material (17) is deformed in at least one rolling process (7) and then cooled. It is proposed that after the heating of the starting material (17) in the heating station (5) the starting material (17) cooled in a cooling station (14) to a predetermined rolling temperature, at this rolling temperature near-net-shaped rolling technically deformed into a flat profile (18) and then cooled and / or post-treated according to set structural properties. As a result, with a plant, a number of different process guides for the rolling of starting material with a Patentiergefüge, austenite microstructure, a bainite microstructure or a supercooled austenite microstructure possible.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur walztechnischen Verformung von draht- und stabförmigem Vormaterial gemäß Oberbegriff des Anspruches 1, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie auf ein Flachprofil. The The present invention relates to a method for rolling technical Deformation of wire and rod Starting material according to the generic term of claim 1, an apparatus for carrying out the method and on a flat profile.

Die Herstellung von relativ schmalen und flachen Bändern aus Stahlmaterialien, im weiteren als Flachprofile bezeichnet, kann auf verschiedene Arten erfolgen, abhängig von den geforderten Werkstoffeigenschaften, den herzustellenden Abmessungen der Flachprofile und dem Einsatzzweck der Flachprofile. Unter Flachprofilen versteht man üblicherweise Profilformen, bei denen die Breite des Querschnittes nicht größer als 10–20 mal der Dicke ist. Derartige Flachprofile werden für funktionale Bauteile und vielfach auch Verschleißteile in technischen Einrichtungen, z.B. für Federn oder dgl. Bauteile in der Automobil-, Luftfahrzeug- und Raumfahrtindustrie, im Gerätebau und dem Landmaschinenbau verwendet. Auch werden derartige Flachprofile als Ausgangsmaterial z.B. für die Herstellung von Sägen, Sägeblättern, Buchsenketten für Motor- und Fahrräder, Rollen, Wälzlager, Skikanten oder auch für Kolbenringe verwendet. Häufig sind diese Flachprofile mechanisch hoch belastete Bauteile, deren Festigkeitseigenschaften neben der Einhaltung geforderter Querschnittsformen und -abmessungen von zentraler Bedeutung sind.The Production of relatively narrow and flat bands of steel materials, hereinafter referred to as flat profiles, can be done in various ways, dependent from the required material properties, to be produced Dimensions of the flat profiles and the purpose of the flat profiles. Under Flat profiles are usually understood Profiles in which the width of the cross-section is not greater than 10-20 times the thickness is. Such flat profiles are considered functional Components and often wearing parts in technical equipment, e.g. For Springs or the like. Components in the automotive, aircraft and aerospace industries, in device construction and used in agricultural machinery. Also, such flat profiles as starting material e.g. For the production of saws, Saw blades, bushing chains for engine and bicycles, Rollers, rolling bearings, Ski edges or for Used piston rings. Often These flat profiles are mechanically highly loaded components whose Strength properties in addition to compliance with required cross-sectional shapes and dimensions are of central importance.

Bei üblicherweise geforderten Eigenschaften werden derartige Flachprofile häufig aus breiteren Stahlbändern durch Längsteilung herausgeschnitten, wodurch handelsübliche Stahlbänder als Ausgangsmaterial herangezogen werden können, die durch bekannte Warm- und/oder Kaltwalzvorgänge auf die entsprechenden Abmessungen gebracht werden können. Auch das Einstellen der Werkstoffeigenschaften ist bei derartigen Stahlbändern in der Regel unproblematisch, verändert sich doch bei der Längsteilung der Werkstoff der Flachprofile nicht mehr im Vergleich zu demjenigen der Stahlbänder. Derartig hergestellte Flachprofile haben jedoch den Nachteil, bestimmte aufgrund der späteren Verwendungen der Flachprofile benötigte oder vorteilhafte Gestaltungen der Kanten der Flachprofile nicht aufzuweisen, die für die Gebrauchstüchtigkeit bzw. Lebensdauer daraus hergestellter Bauteile durchaus gewichtige Vorteile haben. So muß nach der Längsteilung von Stahlbändern aus breiten Stahlbändern eine Kantenformung durch zusätzliche Bearbeitungsverfahren nach dem Längsteilen extra angearbeitet werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen.At usually Required properties of such flat profiles are often from wider steel bands by longitudinal division cut out, making commercially available steel strips as Starting material can be used, which is known by known hot and / or cold rolling operations can be brought to the appropriate dimensions. Also the adjustment of the material properties is in such steel strips in usually unproblematic, changed but at the Längsteilung the material of the flat profiles no longer compared to that the steel bands. However, such flat profiles produced have the disadvantage of certain because of the later Uses of the flat profiles needed or advantageous designs of Edges of the flat profiles do not show, the for the usability or life of components made from it quite weighty Have advantages. So after the longitudinal division of steel bands made of wide steel bands an edge shaping by additional Processing method after slitting be worked on extra, resulting in additional costs.

Eine andere Möglichkeit zur Herstellung derartiger Flachprofile besteht im Ziehen der Werkstoffe als Draht durch entsprechend geformte Ziehmatrizen, die die benötigten Profilquerschnitte und deren Feingeometrie wie auch die Kantenausgestaltung automatisch herstellen. Problematisch am für die Drahtherstellung ansonsten weit verbreiteten Ziehen entsprechender Flachprofile sind zum Einen die relativ geringen erreichbaren Ziehgeschwindigkeiten aufgrund des sonst übermäßig ansteigenden Verschleißes der Ziehformen, zum anderen die beim Ziehen entsprechender Werkstoffe auftretende Kaltverfestigung der Werkstoffe aufgrund der Umformung, die nur durch aufwendige Zwischen-Wärmebehandlungen der gezogenen Drähte wieder rückgängig gemacht werden kann. Dadurch ist eine derartige Herstellung von Flachprofilen aufwendig und technisch nicht ohne Probleme.A different possibility for the production of such flat profiles consists in pulling the materials as Wire through correspondingly shaped drawing dies, the required profile cross sections and their fine geometry as well as the edge design automatically produce. Problematic on for the wire making otherwise widespread pulling corresponding Flat profiles are on the one hand the relatively low achievable pull speeds due to the otherwise overly rising wear the drawing forms, on the other hand when pulling appropriate materials occurring strain hardening of the materials due to forming, the only by elaborate intermediate heat treatments of the pulled wires Undone can be. As a result, such a production of flat profiles consuming and technically not without problems.

Es ist weiterhin bekannt, entsprechende Flachprofile durch Kaltwalzen herzustellen, indem durch relativ geringe Querschnittsabnahmen ein z.B. als Runddraht ausge führtes Ausgangsmaterial nach und nach und abhängig von der jeweiligen Verformung durch Kaltwalzen in ein Flachprofil umgeformt wird. Hierbei ist es auch möglich, durch entsprechende Technologieführung die Abmessungen und die geforderten Kantengestaltungen zu gewährleisten. Nachteilig ist hierbei aber wie bei allen Kaltwalzverfahren, daß die kalt gewalzten Materialien ähnlich wie beim Ziehen einer entsprechenden Kaltverfestigung unterliegen und daher analog zur notwendigen Wärmebehandlung beim Ziehen ebenfalls zwischenbehandelt werden müssen. Gerade bei starken Querschnittsveränderungen ist aber dadurch eine häufige Zwischenglühung der Werkstoffe im Verlauf des Kaltwalzens erforderlich.It is also known, corresponding flat profiles by cold rolling produce by a relatively small cross-sectional decreases e.g. designed as a round wire Starting material gradually and depending on the respective deformation is converted by cold rolling in a flat profile. Here is it also possible through appropriate technology management to ensure the dimensions and the required edge designs. adversely Here, however, as with all cold rolling, that the cold similar to rolled materials as when pulling a corresponding strain hardening subject and therefore also analogous to the necessary heat treatment during drawing must be treated in between. But especially with strong cross-sectional changes is characterized a frequent intermediate annealing of the Materials required during cold rolling.

Es ist daher ein Ansatz zur Weiterentwicklung des Walzens von Flachprofilen aus drahtartigem Ausgangsmaterial bekannt geworden, bei dem nach der EP 0 314 667 B2 statt des Kaltwalzens ein Warmwalzen ausgeführt wird, um die wesentlichen Querschnittsveränderung bei der Umformung des drahtartigen Ausgangsmaterials im wesentlich einfacher verformbaren warmen Zustand des Werkstoffes auszuführen. Hierzu wird das drahtartige Ausgangsmaterial durch konduktive Erhitzung auf eine Temperatur von höchstens A1 oder auf die Umwandlungstemperatur in das γ-Gebiet der Legierung erwärmt und dann in einem Mehrfachgerüst gewalzt. Anschließend kann das gewalzte Flachprofil dann abgekühlt werden. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, daß die Umformung zwar relativ endmaßhaltig ausführbar ist, die Kontrolle der Werkstoffeigenschaften des Werkstoffes bei einer derartige Prozeßführung aber alles andere als einfach ist. Auch ist die Verarbeitung von Stahlmaterialien nur auf bestimmte Werkstoffklassen beschränkt.It is therefore an approach to further develop the rolling of flat profiles of wire-like starting material has become known in which after EP 0 314 667 B2 hot rolling is carried out instead of cold rolling in order to carry out the substantial change in cross section during the forming of the wire-like starting material in the much easier deformable warm state of the material. For this purpose, the wire-like starting material is heated by conductive heating to a temperature of at most A 1 or the transition temperature in the γ-region of the alloy and then rolled in a multiple stand. Subsequently, the rolled flat profile can then be cooled. A disadvantage of this approach is that although the deformation is relatively final dimensional feasible, the control of the material properties of the material in such a process control but anything but easy. Also, the processing of steel materials is limited only to certain classes of materials.

Aus der DE 199 62 801 A1 ist ein Verfahren zum Wärmebehandeln von Draht bekannt, bei dem das Walzgut direkt aus der Walzhitze heraus entsprechend einzustellender Gefügeeigenschaften abgekühlt und/oder nachbehandelt wird.From the DE 199 62 801 A1 a method of heat treating wire is known in which the rolling stock is cooled and / or aftertreated directly from the rolling heat according to structural properties to be set.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur walztechnischen Verformung von draht- und stabförmigem Vormaterial, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Flachprofil anzugeben, das die Vorteile der Warmformung von draht- und stabförmigem Vormaterial mit der Einhaltung der für die Werkstoffkennwerte relevanten Prozeßführung verbindet und dadurch eine Herstellung einer Vielzahl unterschiedlicher, gleichwohl aber sehr gleichbleibend einstellbarer Werkstoff- und Werkstückeigenschaften ermöglicht.task The present invention is therefore a method for rolling technical Deformation of wire and rod Starting material, an apparatus for carrying out the method and a Flat profile that demonstrates the advantages of thermoforming wire and rod-shaped Starting material with compliance with the material characteristics relevant Process control connects and thereby producing a variety of different, nonetheless but very consistent adjustable material and workpiece properties allows.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich des Verfahrens aus den Merkmalen des Anspruches 1, hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aus den Merkmalen des Anspruches 26 sowie hinsichtlich eines lachprofiles aus den Merkmalen des Anspruches 38. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution the task of the invention arises in terms of the method of the features of the claim 1, with regard to the device for carrying out the method from the features of claim 26 and in terms of a laugh profile from the Characteristics of claim 38. Further advantageous embodiments The invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung gemäß Anspruch 1 geht aus von einem Verfahren zur walztechnischen Verformung von draht- und stabförmigem Vormaterial, insbesondere zum Walzen von Flachprofilen aus Walzdraht, bei dem in einer Aufheizstation die Erwärmung des Vormaterials auf eine gewünschte Temperatur erfolgt, das Vormaterial in mindestens einem Walzvorgang verformt und anschließend abgekühlt wird. Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren wird dadurch weiter entwickelt, daß nach der Erwärmung des Vormaterials in der Aufheizstation das Vormaterial in einer Kühlstation auf eine Walztemperatur abgekühlt, bei dieser Walztemperatur endmaßnah walztechnisch in ein Flachprofil verformt und anschließend entsprechend einzustellender Gefügeeigenschaften abgekühlt und/oder nachbehandelt wird. Durch die gezielte Abkühlung des Werkstoffes auf die gewünschte Walztemperatur vor der Durchführung des Walzvorganges kann trotz der vorherigen Erhitzung des Werkstoffes auf eine zur Auslösung der gewünschten Gefügeumwandlungen benötigte, in der Regel höhere Temperatur erreicht werden, daß vor dem Walzen des Vormaterials genau das Ausgangsgefüge eingestellt werden kann, das zusammen mit der Veränderung des Werkstoffes aufgrund des Walzens und einer dem Walzen ggf. nachgeschalteten Nachbehandlung des Flachprofiles die gewünschten Gefügeeigenschaften des Flachprofiles gewährleistet. Hierbei ist durch die Erhitzung des Vormaterials auf z.B. eine Temperatur, die eine sichere Austenitiserung oberhalb der A3-Temperatur gewährleistet, eine entsprechende Gefügeumwandlung sicher gestellt, die dann durch die gezielte Abkühlung des Vormaterials auf die zum Walzen benötigte Temperatur einen Gefügezustand einstellt, der im wesentlichen die Ausgangsbasis zur Veränderung des Gefüges des Flachprofils hin zum fertigen, endmaßnahen Querschnitt erlaubt. Hier können sich noch weitere Nachbehandlungen wie Abkühlungen und Vergütungen anschließen, die eine weitere Veränderung der Gefügeeigenschaften erlauben. Damit ist eine Möglichkeit gefunden worden, eine endmaßnahe Verformung von aus Stahlwerkstoffen hergestellten Flachprofilen im war men Zustand mit einer gezielten Gefügeeinstellung im Hinblick auf einzustellende Werkstoffkennwerte zu kombinieren, die die Nachbehandlung derart erzeugter Flachprofile minimiert.The invention according to claim 1 is based on a method for rolling technical deformation of wire and rod-shaped starting material, in particular for rolling flat profiles of wire rod, in which the heating of the starting material takes place in a heating station to a desired temperature, the starting material deformed in at least one rolling operation and then cooled. Such a generic method is further developed in that after the heating of the starting material in the heating station, the starting material cooled in a cooling station to a rolling temperature, at this rolling temperature near-net-formed by rolling technically deformed into a flat profile and then cooled according to adjusting structure properties and / or post-treated. Due to the targeted cooling of the material to the desired rolling temperature before performing the rolling process can be achieved in spite of the previous heating of the material to a required to trigger the desired microstructural transformations, usually higher temperature that exactly the starting structure are set before rolling the Vormaterials can, which ensures the desired structural properties of the flat profile together with the change in the material due to the rolling and the rolling optionally downstream aftertreatment of the flat profile. In this case, by heating the starting material to eg a temperature that ensures safe Austenitiserung above the A 3 temperature ensures a corresponding microstructure transformation, which then sets by the targeted cooling of the starting material to the temperature required for rolling a microstructure state in the essentially the starting point for changing the microstructure of the flat profile to the finished, near-end cross section allowed. This can be followed by further post-treatments such as cooling and tempering, which allow a further change in the structural properties. Thus, a possibility has been found to combine a near net deformation of flat profiles produced from steel materials in the state of men with a specific microstructure adjustment with regard to material properties to be set, which minimizes the after-treatment of flat profiles produced in this way.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Erwärmung des Vormaterials in der Aufheizstation auf eine Temperatur oberhalb der A3-Temperatur des γ-Mischkristalls (Austenit) erfolgt. Hierdurch können aus einem austenitisierten Gefüge als Ausgangsgefüge vor dem Walzen des Vormaterials verschiedenste Gefüge erzeugt werden, die den verschiedenen für die typischen Anwendungen der Flachprofile benötigten Eigenschaften des Stahlwerkstoffes entsprechen und damit ein weites Einsatzgebiet entsprechend hergestellter Flachprofile ermöglichen.It is particularly advantageous if the heating of the starting material in the heating station is at a temperature above the A 3 temperature of the γ mixed crystal (austenite). As a result, a variety of microstructures can be produced from an austenitized structure as a starting structure before rolling the starting material, which correspond to the various properties of the steel material required for the typical applications of the flat profiles and thus enable a wide field of application of correspondingly produced flat profiles.

Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Erwärmung des Vormaterials in der Aufheizstation auf eine Temperatur im Bereich des α/γ-Mischkristalls (Ferrit/Austenit) erfolgt. Hierdurch kann gezielt insbesondere für kohlenstoffärmere Stähle ein vorteilhaftes Ausgangsgefüge für das anschließende Walzen eingestellt werden.A Another embodiment of the method according to the invention provides that the heating of the Starting material in the heating station to a temperature in the range of the α / γ mixed crystal (Ferrite / austenite). This can specifically targeted especially for low-carbon steels advantageous starting structure for the subsequent Rolls are adjusted.

Denkbar ist es in einer anderen Ausgestaltung auch, daß die Erwärmung des Vormaterials in der Aufheizstation auf eine Temperatur dicht unter den A1-Punkt erfolgt. Hierdurch können wieder andere Prozesse der Gefügeumwandlung bei der Walzung des Vormaterials ausgelöst werden, die zu einem weiteren Spektrum der Gefügeausbildung des gewalzten und ggf. nachbehandelten Flachprofils führt.It is also conceivable in another embodiment that the heating of the starting material takes place in the heating station to a temperature close to the A 1 point. As a result, other processes of structural transformation during the rolling of the starting material can be triggered again, which leads to a further spectrum of structural formation of the rolled and possibly post-treated flat profile.

Von wesentlichem Vorteil für die Durchführung des Verfahrens ist es, wenn als Vormaterial Runddraht oder Ovaldraht verwendet wird. Unter Runddraht sei in diesem Zusammenhang nicht nur Draht mit einem kreisrunden Querschnitt verstanden, der z.B. walztechnisch oder ziehtechnisch hergestellt werden kann, sondern allgemein Draht jeglichen Querschnittes, der zur Verformung durch walztechnische Mittel hin zu einem Flachprofil geeignet ist. Entsprechende Ovaldrähte weisen hierbei einen ovalen Querschnitt auf. Hierbei wird in der Regel die freie Breitung des Runddrahtes oder Ovaldrahtes bei einer Walzbearbeitung ausgenutzt, um einerseits geforderte Eigenschaftsänderungen hinsichtlich der Geometrie des Flachprofiles hervorzuen und andererseits die geforderten Gefügeeigenschaften und damit die Werkstoffeigenschaften des fertigen Flachprofiles hervorzurufen. Derartiger Runddraht oder Ovaldraht ist ein handelsübliches Vormaterial und kann in vielfältigen Zusammensetzungen und Legierungen handelsüblich bezogen werden, wodurch die Kosten für derartigen Runddraht oder Ovaldraht relativ günstig sind.Of significant advantage for carrying out the method is when used as a starting material round or oval wire. Under round wire in this context, not only wire with a circular cross-section understood, for example, can be made by rolling or drawing technology, but generally wire any cross-section, which is suitable for deformation by rolling technical means towards a flat profile. Corresponding Ovaldrähte here have an oval cross-section. In this case, the free expansion of the round wire or oval wire is usually utilized in a rolling process, on the one hand hervorzuen required property changes in terms of the geometry of the flat profile and others on the other hand, the required structural properties and thus to cause the material properties of the finished flat profile. Such round wire or oval wire is a commercially available starting material and can be obtained commercially in a variety of compositions and alloys, whereby the cost of such round wire or Ovaldraht are relatively cheap.

Denkbar ist es hierbei, daß der Runddraht oder Ovaldraht als aufwickelbares Vormaterial das Verfahren durchläuft. Hierdurch ist eine quasi kontinuierliche Verarbeitung des üblicherweise auf Ringen angelieferten Runddrahtes oder Ovaldrahtes möglich, der als aufgewickeltes Coil des fertigen Flachprofils ebenfalls als aufwickelbares Fertigmaterial wieder weiter verarbeitet werden kann. Es ist in einer anderen Ausgestaltung aber auch denkbar, daß der Runddraht oder Ovaldraht als stangenartiges Vormaterial das Verfahren durchläuft, wobei das stangenartige Vormaterial entsprechend ebenfalls stangenartige Flachprofile ergibt.Conceivable it is here that the Round wire or oval wire as windable starting material the process passes. This is a quasi-continuous processing of the usual possible on rings supplied round wire or Ovaldrahtes, the as a wound coil of the finished flat profile also as aufwickelbares finished material can be processed again. It is also conceivable in another embodiment that the round wire or Ovaldraht as rod-like starting material undergoes the process, wherein the rod-like starting material also rod-like Flat profiles results.

Von Vorteil ist es, wenn als Vormaterial unlegierte oder niedriglegierte Kohlenstoffstähle verwendet werden. Derartige unlegierte oder niedriglegierte Kohlenstoffstähle bilden das Ausgangsmaterial zur Herstellung vieler verschiedener Bauteile und Komponenten und bieten für den Einsatz erfindungsgemäß hergestellter Flachprofile eine breite Palette von Anwendungsbereichen.From It is advantageous if unalloyed or low-alloyed as the starting material Carbon steels be used. Such unalloyed or low-alloyed carbon steels form the starting material for the production of many different components and components and provide for the use according to the invention Flat profiles a wide range of applications.

Denkbar ist es hierbei, daß die Erwärmung des Vormaterials in der Aufheizstation auf eine Temperatur oberhalb des A3-Punktes erfolgt. Eine derartige Temperatur des Vormaterials liegt für die üblicherweise hierbei benutzten Stähle deutlich im Bereich des Austenits, so daß die bei der Austenitisierung ablaufenden Gefügeveränderungen die Basis für eine Reihe von üblichen Änderungen der Werkstoffeigenschaften im Hinblick auf die zu erzielenden Werkstoffeigenschaften der Flachprofile bilden.It is conceivable here that the heating of the starting material takes place in the heating station to a temperature above the A 3 point. Such a temperature of the starting material is clearly in the range of austenite for the steels usually used in this case, so that the austenitizing occurring structural changes form the basis for a number of conventional changes in material properties with respect to the material properties of the flat profiles to be achieved.

Eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, wenn die Abkühlung in der Kühlstation das Vormaterial vor dem Walzen auf eine Temperatur zur Einstellung eines Austenitgefüges nur wenig oberhalb der A3-Temperatur von etwa 800°C abkühlt. Hierdurch wird der Walzvorgang selbst noch in der Ausprägung des Gefüges des Vormaterials als Austenitgefüge vorgenommen, wodurch noch entsprechend einfach Diffusionsvorgänge ablaufen können und die Beeinflussung der beabsichtigten Gefügeänderungen kontrolliert vorgenommen werden kann.A first embodiment of the method according to the invention can be seen therein, when the cooling in the cooling station cools the starting material before rolling to a temperature for setting an austenite microstructure only slightly above the A 3 temperature of about 800 ° C. As a result, the rolling process itself is made in the form of austenite microstructure even in the expression of the microstructure of the starting material, which can still proceed correspondingly simple diffusion processes and the influence of the intended microstructural changes can be made controlled.

Hierzu wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung dieser Ausprägung des Verfahrens nach dem Walzen des Flachprofiles im Temperaturbereich des Austenitgefüges direkt anschließend eine Abkühlung des Austenitgefüges zur Umwandlung in ein Sorbitgefüge durchgeführt. Dieses Sorbitgefüge ist sehr feinlamellar ausgebildet und bietet die besten Voraussetzungen für bestimmte Einsatzbereiche derartiger Flachprofile.For this is in a further advantageous embodiment of this expression of Method after rolling the flat profile in the temperature range of austenite directly afterwards a cool down of austenitic structure for conversion into a sorbitol structure carried out. This sorbitol structure is very fine lamellar and offers the best conditions for certain Fields of application of such flat profiles.

Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, wenn die Abkühlung in der Kühlstation das Vormaterial vor dem Walzen auf eine Temperatur zur Einstellung eines Patentiergefüges, z.B. für einen Stahl C75 zwischen 400–550°C abkühlt. Ein derartiges Patentiergefüge wird gebildet aus einem feinstreifigen Perlit und eignet sich besonders gut z.B. zum weiteren Kaltziehen entsprechender Flachprofile oder auch für Einsatzbereiche der Flachprofile, bei denen hohe Zugfestigkeiten mit guter Zähigkeit der Werkstoffe kombiniert werden müssen. Eine entsprechend langsame Abkühlung des Patentiergefüges aus der Perlitstufe schließt sich dabei üblicherweise dem Walzen an. Die Ausbildung eines Patentiergefüges (entsprechendes gilt auch für die nachfolgend angeführten Bainitgefüge und Austenitgefüge) erfolgt bei jedem hier relevanten Werkstoff aufgrund seiner Zusammensetzung bei einer anderen Temperatur, diese ist jedoch für jeden Werkstoff bekannt und charakteristisch. Die Zusammenhänge zwischen den Gefügeausprägungen und den jeweiligen Temperaturen und Prozeßführungen der unterschiedlichen Werkstoffe lassen sich dabei aus sog. Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubildern ablesen (sog. ZTU-Schaubilder). Daher wird im folgenden unter der Temperatur zur Einstellung eines Patentiergefüges (respektive eines Bainitgefüges oder eines Austenitgefüges) eine zwar für jeden hier relevanten Werkstoff unterschiedliche, bei Vorgabe eines entsprechenden Werkstoffes aber eindeutige Temperatur verstanden, für die nur rein beispielhaft für einen Stahl C75 auch konkrete Werte angegeben sind. Ansonsten weiß der Fachmann für jeden hier relevanten Werkstoff, welche Temperaturen er für die Einstellung eines Patentiergefüges respektive eines Bainitgefüges oder eines Austenitgefüges einstellen muß.A Another embodiment of the method according to the invention can be seen therein be when the cooling in the cooling station the starting material before rolling to a temperature for adjustment a patented structure, e.g. For a steel C75 between 400-550 ° C cools. One such Patentiergefüge is formed from a fine-grained pearlite and is particularly suitable good e.g. for further cold drawing corresponding flat profiles or also for applications the flat profiles, where high tensile strength with good toughness the materials must be combined. A correspondingly slow one Cooling of the patented structure from the perlite stage closes usually to the rollers. The formation of a Patentiergefüges (the same applies for the bainite structure and austenitic structure given below) for each relevant material due to its composition at a different temperature, but this is known for each material and characteristic. Contexts between the structure expressions and the respective temperatures and process control of the different Materials can be derived from so-called time-temperature conversion diagrams read off (so-called ZTU diagrams). Therefore, below is below the temperature for setting a patenting structure (respectively a bainite structure or an austenite microstructure) one for though each material relevant here different, with specification of a corresponding material but understood as a definite temperature, for the just for example a steel C75 also specified specific values. Otherwise, the expert knows for each material relevant here, what temperatures he uses for the adjustment a Patentiergefüges respectively a bainite structure or an austenite microstructure must set.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, wenn die Abkühlung in der Kühlstation das Vormaterial vor dem Walzen auf eine Temperatur zur Einstellung eines Bainitgefüges, z.B. für einen Stahl C75 zwi schen 275–370°C abkühlt. Hierbei wird das Vormaterial im Gegensatz zur Einstellung eines Patentiergefüges noch weiter abgekühlt, bis das Walzen des Vormaterials in einem Gefügezustand des Zwischenstufengefüges Bainit ausgeführt wird, in dem aufgrund der niedrigen Temperatur Diffusionsvorgänge weitgehend unterbunden sind und sich durch das Umklappen von Austenitbereichen im Werkstoff α-Gitterbereiche bilden. Hieran scheidet sich dann feinkörniger Zementit mit den vorteilhaften Wirkungen für die Gefügeeigenschaften aus.A Further embodiment of the method according to the invention can be seen therein be when the cooling in the cooling station the starting material before rolling to a temperature for adjustment a bainite structure, e.g. For a steel C75 between 275-370 ° C cools. in this connection the starting material is still in contrast to the setting of a Patentiergefüges further cooled, until the rolling of the starting material in a structural state of the intermediate structure bainite accomplished in which due to the low temperature diffusion processes largely are prevented and by folding Austenitbereichen form α-grid areas in the material. This then separates fine-grained Cementite with the beneficial effects on the structural properties.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, wenn die Abkühlung in der Kühlstation das Vormaterial vor dem Walzen auf eine Temperatur zur Einstellung eines unterkühlten Austenitgefüges, z.B. für einen Stahl C75 zwischen 220–280°C abkühlt. Durch entsprechend schnelle Abkühlung des Gefüges aus dem Austenit werden sonst ablaufende Umwandlungsvorgänge verzögert oder können erst gar nicht oder nicht wesentlich auftreten, so daß das Walzen eines derart schnell abgekühlten, unterkühlten Austenitgefüges die Möglichkeit bietet, die Umwandlung weitgehend oder ausschließlich zu einem Martensitgefüge mit dem bekannten nadeligen Härtungsgefüge vorzunehmen, wodurch entsprechend hochfeste Werkstoffe erzeugt werden, können, mit denen in weiterer Ausgestaltung z.B. auch direkt anschließend eine Anlaßbehandlung mit einer Abkühlung des Flachprofiles vor dem Aufwickeln durchgeführt werden kann. Durch die Anlaßbehandlung wird der Werkstoff hinsichtlich Härte und Zähigkeit noch einmal verändert und erreicht damit hohe Härte bei gleichwohl guten mechanischen Festigkeitseigenschaften.A Alternative embodiment of the method according to the invention can be seen therein be when the cooling in the cooling station the starting material before rolling to a temperature for adjustment a supercooled one austenite, e.g. For a steel C75 between 220-280 ° C cools. By correspondingly fast cooling of the structure austenite will be delayed or otherwise running conversion processes can not at all or not materially occur, so that the rolling of such a fast-cooled, supercooled austenite microstructure possibility offers, the transformation largely or exclusively to a Martensitgefüge with the make known needle-like hardening structure, which accordingly high-strength materials are produced, can, with in another embodiment, e.g. also directly afterwards one tempering treatment with a cool down of the flat profile can be performed before winding. By the tempering treatment the material is changed again in terms of hardness and toughness and thus achieves high hardness with nevertheless good mechanical strength properties.

Denkbar ist jedoch bei einem Walzen des Vormaterials als unterkühlter Austenit, daß nach dem Walzen des Flachprofiles direkt anschließend eine Vergütungsbehandlung ohne Abschreckung des unterkühlten Austenitgefüges, aber mit einer Anlaßbehandlung möglicherweise zur Bildung eines Bainitgefüges und eine Anlaßbehandlung mit einer Abkühlung des Flachprofils vor dem Aufwickeln durchgeführt wird. Hierbei wird statt der vorstehend beschriebenen Martensitbildung das Zwischenstufengefüge Bainit erzeugt, das die ebenfalls schon vorstehend vorteilhaften Eigenschaften aufweist.Conceivable is however when rolling the starting material as undercooled austenite, that after the rolling of the flat profile directly followed by a tempering treatment without deterring the supercooled austenite, but with a tempering treatment possibly to form a bainite structure and a tempering treatment with a cool down of the flat profile is carried out before winding. This is taking place the martensite formation described above, the intermediate structure bainite produces, which also already advantageous properties having.

Weiterhin wäre es auch denkbar, ohne Erzeugung von unterkühltem Austenit direkt wie schon vorstehend beschrieben in der Austenitphase zu walzen, nach dem Wal zen des Flachprofiles im Temperaturbereich des Austenitgefüges zur Martensitbildung abzuschrecken, aber direkt anschließend eine Anlaßbehandlung und eine Abkühlung des Flachprofiles vor dem Aufwickeln durchzuführen. Hiermit wird ein angelassenes Martensitgefüge hergestellt, das ebenfalls die schon genannten Vorteile aufweist.Farther would it be also conceivable, without producing undercooled austenite directly as already above described in the austenite phase to roll, after the Wal zen of Flat profiles in the temperature range of the austenite microstructure Discourage martensite formation but immediately followed by a tempering treatment and a cool down of the flat profile before winding to perform. This is a tempered martensite produced, which also has the advantages already mentioned.

Von Vorteil bei allen diesen unterschiedlichen Verfahrensführungen ist es, wenn das Vormaterial während des Walzvorganges zumindest auf der nach dem Abkühlen des Vormaterials in der Kühlstation eingestellten Temperatur gehalten wird. Hierdurch verändert sich das Gefüge während des Walzens nicht oder nicht zu stark, so daß das Walzen allein keine Gefügeänderungen auslöst. Hierfür muß ggf. je nach Ausgestaltung des Walzvorganges im Hinblick auf die in das Vormaterial dabei eingebrachte Umformungsarbeit und die dadurch auftretende Temperaturveränderung des Vormaterials entweder Wärme aus der Walzzone abgeführt werden, z.B. bei hohe Umformungsgraden, oder z.B. bei geringen Umformungen das Vormaterial z.B. durch Temperieren der Walzen auf der gewünschten Temperatur durch Wärmezufuhr gehalten werden.From Advantage for all these different process guides is it when the input material during the rolling process at least on the after cooling of the starting material in the cooling station set temperature is maintained. This is changing the structure while rolling not or not too strong, so that the rolling alone no structural changes triggers. Therefor must possibly depending on the design of the rolling process with respect to the in the Starting material thereby introduced forming work and thereby occurring temperature change of the starting material either heat discharged from the rolling zone be, e.g. at high degrees of transformation, or e.g. at low deformations the starting material e.g. by tempering the rollers on the desired Temperature due to heat being held.

Weiterhin ist es denkbar, daß abhängig von der Wahl der durchzuführenden Verfahrensführung das Vormaterial nach dem walztechnischen Umformen zum endmaßnahen Flachprofil einer weiteren Kühlung, insbesondere einer Schnellkühlung unterworfen wird. Hierzu kann der dann schon als Flachprofil vorliegende Werkstoff z.B. einer Wasserkühlung oder dgl. bekannten Kühlverfahren unterworfen werden.Farther It is conceivable that depending on the Choice of the to be performed Process management the Starting material after the rolling technical forming to near-net edge flat profile another cooling, in particular a rapid cooling is subjected. This can then already present as a flat profile Material e.g. a water cooling or the like. Known cooling method be subjected.

Sinnvoll kann es weiterhin sein, wenn die Schnellkühlung das gewalzte Flachprofil zumindest unter die Temperaturgrenze für das Ablaufen von Oxidationsvorgängen an der Oberfläche des Flachprofile abkühlt und damit dafür sorgt, daß Verzunderungsvorgänge oder dgl. nicht mehr oder nicht mehr in unzulässigem Maße ablaufen können.meaningful It may still be when the rapid cooling of the rolled flat profile at least below the temperature limit for the course of oxidation processes the surface of the flat profile cools and for that ensures that scaling operations or Like. No more or no longer can proceed to an inadmissible extent.

Von Vorteil ist es, wenn die Abkühlung des Vormaterials nach dem Durchlaufen der Aufheizstation und vor dem Walzen in einem temperierten Metallbad erfolgt. Derartige temperierte Metallbäder sind grundsätzlich bekannt und erprobt und bieten die Möglichkeit, durchlaufende Metallbänder gezielt und genau zu temperieren und auch auf einer einmal vorgegebenen Temperatur zu halten, um entsprechende Aus gleichsvorgänge ablaufen zu lassen, ohne daß die Oberflächen der Metallbänder einer unzulässigen Oxidation ausgesetzt werden.From Advantage is when the cooling of the starting material after passing through the heating station and before rolling in a tempered metal bath. Such tempered metal baths are basically known and tested and offer the possibility of targeted metal bands targeted and to temper exactly and on a once given Keep temperature to run appropriate compensatory operations to let without the surfaces the metal bands an inadmissible oxidation get abandoned.

Hier kann in weiterer Ausgestaltung auch daran gedacht werden, daß das Vormaterial zur Abkühlung des Vormaterials nach dem Durchlaufen der Aufheizstation eine vorgebbare Zeit in dem temperierten Metallbad verbleibt, insbesondere das temperierte Metallbad eine vorgebbare Zeit durchläuft, um die schon angesprochenen Ausgleichsvorgänge zur Temperierung des ganzen Querschnittes des Vormaterials ablaufen zu lassen.Here can also be thought in a further embodiment that the starting material to cool down of the starting material after passing through the heating station a predetermined Time remains in the tempered metal bath, especially the tempered Metal bath goes through a predetermined time to the already mentioned transients proceed to the temperature of the entire cross section of the starting material allow.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Aufheizung des Vormaterials mittels induktiver Erwärmung und/oder konduktiver Erwärmung und/oder mittels flüssiger Metallbäder erfolgt. Selbstverständlich sind auch andere, hier nicht näher angesprochene Aufheizungsmethoden denkbar, die in der Metallurgie bekannt und üblich sind.Advantageous It is also when the heating of the starting material by means of inductive Warming and / or Conductive heating and / or by means of liquid metal baths he follows. Of course are also others, not closer here addressed heating methods conceivable in metallurgy known and usual are.

Eine Verbesserung der Oberfläche des Flachprofiles läßt sich erreichen, wenn die Aufheizung des Vormaterials unter Schutzgaseinfluß durchgeführt wird. Hierdurch werden schon bei der Aufheizung des Vormaterials auftretende Oxidationsvorgänge unterbunden, die sich dann natürlich auch nicht durch die ganze Prozeßführung fortpflanzen und damit auch keine späteren Maßabweichungen oder Oberflächendefekte hervorrufen können.An improvement in the surface of the flat profile can be achieved if the heating of the starting material is carried out under protective gas. As a result, already occurring during the heating of the starting material Oxidationsvor course, which then, of course, does not propagate through the entire process and thus can not cause any later dimensional deviations or surface defects.

Denkbar ist es weiterhin, daß zwischen Aufheizstation und Kühlstation eine Vergleichmäßigungseinrichtung für einen Temperaturausgleich innerhalb des aufgeheizten Vormaterials durchlaufen wird, wobei in weiterer Ausgestaltung die Vergleichmäßigung der Temperatur innerhalb des aufgeheizten Vormaterials nach dem Durchlaufen der Aufheizstation unter Schutzgaseinfluß durchgeführt werden kann.Conceivable is it still that between Heating station and cooling station a homogenizer for one Temperature compensation is carried out within the heated starting material, wherein in a further embodiment, the homogenization of the temperature within of the heated starting material after passing through the heating station can be carried out under protective gas.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 26 weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1, bei der die Vorrichtung in Durchlaufrichtung des Vormaterials eine Wickel-/Abzugseinrichtung für das Abwickeln des aufwickelbaren Vormaterials oder eine Zuführeinrichtung für das stangenförmige Vormaterial, eine Aufheizstation, eine Kühlstation zur Einstellung einer Walztemperatur, eine Walzstation, eine Kühlstrecke und eine Wickel-/Abzugseinrichtung zum Aufwickeln des aufwickelbaren Flachprofils oder eine Abführeinrichtung für das stangenförmige Flachprofil aufweist. Diese Grundkonfiguration der Vorrichtung ermöglicht die Durch führung der grundlegenden Verfahrensvarianten, bei denen nach dem Aufheizen eine gezielte Abkühlung des Vormaterials auf eine Temperatur vorgenommen wird, die ein Walzen des Vormaterials mit einem Gefüge entweder als Austenitgefüge, als Patentiergefüge, als Bainitgefüge oder als unterkühlter Austenit zuläßt. Hierbei kann abhängig von dem Gradienten der Abkühlung und der Abkühlzeit das entsprechende Gefüge eingestellt werden. Weitere Nachbehandlungen oder auch Zwischenvorgänge können sich durch Zwischenschaltung oder Nachschaltung entsprechender zusätzlicher Vorrichtungskomponenten durchgeführt werden wie z.B. dem Walzen nachfolgende Wärmebehandlungsvorgänge wie etwa beim Vergüten oder auch Temperiervorgänge wie etwa das Halten des Vormaterials bei bestimmter Temperatur über eine definierte Zeitspanne, um Ausgleichsvorgänge innerhalb des Materials ablaufen lassen zu können.The Invention relates according to claim 26 also shows an apparatus for carrying out a method according to claim 1, in which the device in the direction of passage of the starting material a winding / withdrawal device for the unwinding of the windable starting material or a feed device for the rod-shaped starting material, a heating station, a cooling station for setting a rolling temperature, a rolling station, a cooling section and a winding / withdrawal device for winding the windable Flat profile or a discharge device for the rod-shaped flat profile having. This basic configuration of the device enables the implementation of the basic process variants in which after heating a targeted cooling of the raw material is made to a temperature which is a rolling of the starting material with a structure either as austenitic structure, as a patented structure, as a bainite structure or as supercooled austenite allows. in this connection can be dependent from the gradient of cooling and the cooling time the corresponding structure be set. Further aftertreatments or intermediate processes may occur by interposition or subsequent additional appropriate Device components performed be like subsequent heat treatment operations such as for example when tempering or also tempering processes such as holding the primary material at a certain temperature over a defined time span, to compensation processes within the material to be able to drain.

Von Vorteil ist es, wenn die Walzstation mindestens eine Walzeinrichtung, vorzugsweise mehrere hintereinander geschaltete Walzeinrichtungen aufweist. Hierdurch kann durch gezielte Gestaltung und auch Hintereinanderordnung mehrerer Walzeinrichtungen eine schonende Umformung des Vormaterials beim Walzen erzielt werden.From It is an advantage if the rolling station has at least one rolling device, preferably a plurality of rolling devices connected in series having. As a result, through targeted design and also succession order several rolling a gentle transformation of the starting material be achieved when rolling.

Denkbar ist es weiterhin, daß im Bereich der mindestens einen Walzeinrichtung eine Temperaturüberwachung zur Erfassung der Temperatur des Vormaterials vor/und oder nach dem Walzen angeordnet ist, mit der z.B. in Bezug auf die Gefügeausbildung unzulässige Temperaturveränderungen während des Walzens erkannt und z.B. durch gezielte Wärmeeinbringung in die Walzen etwa durch Temperieren der Walzen abgestellt werden können.Conceivable is it still that in the Area of the at least one rolling device temperature monitoring for detecting the temperature of the starting material before / and / or after the rolling is arranged, with the e.g. in relation to the structure formation impermissible temperature changes while of rolling, and e.g. through targeted heat input into the rollers can be turned off by tempering the rollers.

Für die gezielte Erwärmung des Vormaterials ist es von Vorteil, wenn zur Aufheizung des Vormaterials mittels konduktiver Erwärmung stromdurchflossene Kontaktrollen im Einlaufbereich der Vorrichtung für das Vormaterial angeordnet sind. Eine derartige, grundsätzlich bekannte konduktive Erwärmung des Vormaterials erlaubt eine gut steuerbare Erwärmung und damit Gefügeumwandlung des Vormaterials.For the targeted warming of the starting material, it is advantageous if for heating the starting material by means of conductive heating Current-carrying contact rollers in the inlet region of the device for the starting material are arranged. Such, basically known conductive warming of the starting material allows a well controllable heating and thus structural transformation of the starting material.

Eine besonders günstige Abkühlung des Vormaterials läßt sich realisieren, wenn die Kühlstation zur Einstellung einer Walztemperatur ein temperiertes Metallbad aufweist. Ein derartiges temperiertes, etwa ein Metallbad aus einer Blei-Wismut- Legierung, wird schon vielfach benutzt und ist daher hinsichtlich seines Verhaltens bekannt und erprobt. Damit läßt sich aber auch bei relativ längeren Durchlaufzeiten des Vormaterials durch ein derartiges Metallbad eine sichere Temperierung des Vormaterials bei gleichzeitiger Verhinderung von Oxidationsvorgängen auf der Oberfläche des Vormaterials gewährleisten.A especially cheap Cooling of the starting material can be realize when the cooling station for setting a rolling temperature a tempered metal bath having. Such tempered, about a metal bath of a Lead-bismuth alloy, is already widely used and is therefore in terms of behavior known and tested. This can be but also at relatively longer Throughput times of the starting material through such a metal bath a safe temperature control of the starting material while preventing it of oxidation processes on the surface of the starting material.

Denkbar ist es hierbei, daß das temperierte Metallbad vor und/oder nach der Walzstation angeordnet ist. Je nach Verfahrensführung kann bei entsprechender Abstimmung der Aufheiztemperatur in der Aufheizstation direkt aus der Austenitphase heraus gewalzt werden, so daß das Metallbad dann die Temperierung des gewalzten Flachprofils für die Bildung von bainitischem Zwischenstufengefüge übernimmt. In anderen Fällen wird das Metallbad zur gezielten Abkühlung des Vormaterials auf die Walztemperatur genutzt und muß naturgemäß dann vor der Walzstation angeordnet werden. Hierbei kann in weiterer Ausgestaltung das temperierte Metallbad eine Wickel- und/oder Umlenkeinrichtung aufweisen, über die das Vormaterial während der Verweildauer im temperierten Metallbad geführt wird. Die Wickel- bzw. Umlenkeinrichtung kann dabei auch Pufferfunktion für nachgelagerte Vorrichtungsstationen übernehmen.Conceivable it is here that the tempered metal bath before and / or arranged after the rolling station is. Depending on the procedure can with appropriate tuning of the heating in the Heating station are rolled out directly from the austenite phase, so that Metal bath then the tempering of the rolled flat profile for the formation of bainitic interstitial structure. In other cases will the metal bath for targeted cooling of the raw material used to the rolling temperature and must of course then before the rolling station can be arranged. Here, in a further embodiment the tempered metal bath a winding and / or deflection have over the the starting material during the residence time in the tempered metal bath is performed. The winding or deflection can also buffer function for take over downstream device stations.

Für bestimmte Varianten der Verfahrensführung ist es von Vorteil, wenn in der Kühlstrecke eine Wasserkühlung das Flachprofil mit hohem Temperaturgradienten abkühlt. Hierdurch werden nach dem Walzen erzielte Gefügestrukturen durch die schnelle Abkühlung quasi eingefroren und bleiben auch bei tieferen Temperaturen erhalten.For certain Variants of the procedure It is advantageous if in the cooling section a water cooling the Cools flat profile with high temperature gradient. This will after the structures achieved by rolling through the fast cooling virtually frozen and preserved even at lower temperatures.

Im Rahmen der Nachbehandlung von gewalzten Flachprofilen ist es von Vorteil, wenn zur Erwärmung des Flachprofiles für ein nach dem Walzen sich anschließendes Vergüten eine weitere konduktive Aufheizstation vorgesehen ist, in der dann z.B. die Erwärmung wieder unter Schutzgaseinfluß erfolgen kann. Auch kann beispielsweise zur Abkühlung des Flachprofiles im Rahmen eines nach dem Walzen sich anschließendes Vergüten eine weitere Kühlstrecke vorgesehen werden.In the context of the aftertreatment of rolled flat profiles, it is advantageous if for heating the flat profile for a after rolling subsequent tempering a further conductive heating station is provided in which then, for example, the heating can be done again under protective gas. Also, for example, for cooling the flat profile in the context of a subsequent rolling subsequent annealing a further cooling section can be provided.

Die Erfindung beschriebt weiterhin gemäß Anspruch 38 ein Flachprofil, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1. Ein derartige Flachprofil weist vorteilhaft im wesentlichen einen Rechteckquerschnitt oder einen rechtecknahen Querschnitt auf, wobei unterschiedlichste Ausgestaltungen des Kantenbereiches je nach späterer Verwendung des Flachprofils eingestellt werden können.The The invention further describes a flat profile according to claim 38, manufactured according to the method according to claim 1. Such Flat profile advantageously has a substantially rectangular cross-section or a rectangular cross-section on, with most diverse Embodiments of the edge region depending on subsequent use of the flat profile can be adjusted.

Vorteilhaft ist es, wenn als Vormaterial typische Kohlenstoffstähle, insbesondere Kohlenstoffstähle mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,10 und 1,35 %, insbesondere auch C 10 bis Ck 101/125 Cr1, verarbeitbar sind. Derartige Flachprofil sind dabei vorzugsweise in Abmessungen zwischen einer Dicke von 0,5 – 5 mm und einer Breite von 4 – 25 mm verarbeitbar.Advantageous it is when as starting material typical carbon steels, in particular Carbon steels with a carbon content between 0.10 and 1.35%, in particular also C 10 to Ck 101/125 Cr1, are processable. Such flat profile are preferably in dimensions between a thickness of 0.5 - 5 mm and a width of 4 - 25 mm processable.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 zeigt die Zeichnung.A particularly preferred embodiment the device according to the invention to carry out the method according to claim 1 shows the drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 – eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Warmwalzen von Walzdrähten mit den wichtigsten Vorrichtungsbestandteilen, 1 A schematic representation of the basic structure of an apparatus for carrying out a method for hot rolling of wire rods with the main device components,

2 – ein kontinuierliches Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild für die Durchführung des Verfahrens gemäß 1, 2 A continuous time-temperature conversion diagram for carrying out the method according to FIG 1 .

3 – eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer Vorrichtung gemäß Anspruch 26 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Abkühlung des Vormaterials vor dem walzen zur Herstellung von Patentiergefüge, Bainitgefüge oder einem unterkühlten Austenitgefüge, 3 A schematic representation of the basic structure of a device according to claim 26 for carrying out the method according to the invention with a cooling of the starting material before rolling for the production of Patentiergefüge, bainite or a supercooled austenite microstructure,

4 – ein isothermes Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild für die Durchführung des Verfahrens gemäß 3 mit der Angabe der jeweiligen Verfahrensführung zur Herstellung von Patentiergefüge, Bainitgefüge oder einem unterkühlten Austenitgefüge, 4 An isothermal time-temperature conversion diagram for carrying out the method according to FIG 3 indicating the respective procedure for the production of patented structure, bainite structure or a supercooled austenitic structure,

5 – eine modifizierte Vorrichtung gemäß 3 zur nach dem Walzen durchgeführten Wärmebehandlung eines unterkühlten Austenitgefüges, 5 A modified device according to 3 for the heat treatment of a supercooled austenite structure after rolling,

6 – eine modifizierte Vorrichtung gemäß 3 zur nach dem Walzen durchgeführten Wärmebehandlung eines Austenitgefüges ohne Kühleinrichtung vor dem Walzen, 6 A modified device according to 3 for the heat treatment of an austenitic structure without a cooling device before rolling, after rolling,

7 – eine modifizierte Vorrichtung gemäß 3 mit Kühleinrichtung vor der Walzstation und Einrichtungen zur nach dem Walzen durchgeführten Wärmebehandlung, 7 A modified device according to 3 with cooling equipment in front of the rolling mill and means for post-rolling heat treatment,

8 – eine modifizierte Vorrichtung gemäß 7 mit Kühleinrichtung nach der Walzstation und Einrichtungen zur nach dem Walzen durchgeführten Wärmebehandlung. 8th A modified device according to 7 with cooling device after the rolling station and means for after-rolling heat treatment.

In der 1 ist in einer sehr schematischen Darstellung der Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Warmwalzen von Walzdraht zu Flachprofilen dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens ohne spezielle Einrichtung zur Abkühlung des Vormaterials vor dem Walzen.In the 1 is shown in a very schematic representation of the structure of an apparatus for performing a method for hot rolling of wire rod to flat profiles. This is a device for carrying out a process without special means for cooling the starting material before rolling.

Unter einem Flachprofil 18 soll hierbei Stahlmaterial verstanden werden, dessen Breite maximal 10 bis 20 mal seiner Dicke entspricht und das üblicherweise als konstruktive Basis für hauptsächlich mechanisch belastete Bauteile wie etwa Federn, Kolbenringe oder dergleichen sowie etwa auch Sägeblätter oder sonstige hochbelastete Werkstücke Verwendung findet. Die Abmessungen derartiger Flachprofile sind im Gegensatz zu sonst hergestelltem Walzband eher gering und liegt typischerweise im Bereich von bis zu 30 Millimetern in der Breite und 5 Millimetern in der Dicke. Das Vormaterial 17 wird üblicherweise als runder Walzdraht der Anlage 1 zugeführt, kann aber natürlich auch andere Querschnitte als Ausgangsmaterial für das Walzen in einer Walzeinrichtung 7 aufweisen.Under a flat profile 18 this steel material is to be understood, the width of which corresponds to a maximum of 10 to 20 times its thickness and which is usually used as a structural basis for mainly mechanically loaded components such as springs, piston rings or the like as well as saw blades or other highly stressed workpieces use. The dimensions of such flat profiles, in contrast to otherwise produced rolled strip rather low, and is typically in the range of up to 30 millimeters in width and 5 millimeters in thickness. The starting material 17 is usually called round wire rod of the plant 1 fed, but of course, other cross-sections as a starting material for rolling in a rolling device 7 exhibit.

Das Vormaterial 17 wird bei Anlage 1 von einem Haspel mit einem Spulenablauf 2 über einen Raupenabzug 3 und eine Richteinrichtung 4 in eine Einrichtung 5 zur konduktiven Erwärmung des Vormaterials 17 eingefördert, wobei die konduktive Einrichtung 5 stromdurchflossene Kontaktrollen 16 aufweist, die über die Einkopplung des Stromes in das Vormaterial 17 entlang der konduktiven Einrichtung 5 eine Erwärmung des Vormaterials 17 bewirken. Diese Erwärmung erfolgt überwiegend in einem Schutzgaskanal 6, der verhindert, daß bei der Erwärmung Oxidationsprodukte auf der Oberfläche des Vormaterials 17 entstehen. Im Anschluß an das zweite Paar Kontaktrollen 16 ist ein ebenfalls kanalartiger und möglicherweise mit Schutzgas gefluteter Kanal 12 als Ausgleichszone vorgesehen, innerhalb dessen sich das Vormaterial 17 durch Ausgleichsvorgänge gleichmäßig auch im Innenbereich erwärmt und sich damit vor dem Eintreten in die Walzeinrichtung 7 eine gleichmäßiger Temperaturverlauf innerhalb des Vormaterials 17 eingestellt hat. Innerhalb dieser Ausgleichszone 12 fällt die Temperatur des Vormaterials 17 von der beispielsweise bei der Erhitzung zwischen den Kontaktrollen 16 anfallenden Endtemperatur von z. B. 1020° Celsius auf eine niedrigere Temperatur, so daß innerhalb der Ausgleichszone 12 eine Abkühlung des Vormaterials 17 auf eine Temperatur z.B. knapp oberhalb der A3-Temperatur eintritt. Mit dieser Temperatur, die beispielsweise vor bzw. nach der Walzeinrichtung 7 durch eine etwa per Strahlungspyrometer realisierte Temperaturmessung 8 überwacht wird, tritt das Vormaterial 17 in die Walzeinrichtung 7 ein und wird dort in einem oder mehreren Stichen (dargestellt ist vereinfacht nur eine Walzeinrichtung 7, es können aber auch mehrere derartige Walzeinrichtungen 7 hintereinander geschaltet werden) zu dem Flachprofil 18 gewalzt, das dann mittels einer Kühlstrecke 9 mit hier z.B. zwei Schnellkühlern 10 abgekühlt und über einen Raupenabzug 3 einer Aufhaspel 11 aufgegeben und dort zu einem Coil gewickelt wird. Das Vormaterial 17 durchläuft somit die Anlage 1 in Durchlaufrichtung 19 und wird der Anlage 1 als aufgewickeltes Coil zum Beispiel eines runden Walzdrahtes zugeführt und als Coil eines Flachprofils 18 aufgewickelt fertiggestellt.The starting material 17 is at plant 1 from a reel with a spool outlet 2 via a caterpillar take-off 3 and a straightener 4 in a facility 5 for conductive heating of the starting material 17 promoted, whereby the conductive institution 5 current-carrying contact rollers 16 that is about the coupling of the current in the starting material 17 along the conductive device 5 a heating of the starting material 17 cause. This heating takes place predominantly in a protective gas channel 6 which prevents oxidation products on the surface of the starting material when heated 17 arise. Following the second pair of contact rolls 16 is also a channel-like channel, possibly filled with protective gas 12 provided as a compensation zone, within which the starting material 17 uniformly heated by balancing processes even indoors and thus before entering the rolling device 7 a uniform temperature profile within the starting material 17 has set. Within this compensation zone 12 falls the temperature of the starting material 17 from the example when heating between the contact rollers 16 resulting end temperature of z. B. 1020 ° C to a lower temperature, so that within the compensation zone 12 a cooling of the starting material 17 to a temperature eg just above the A 3 temperature occurs. With this temperature, for example, before or after the rolling device 7 by a temperature measurement realized by means of a radiation pyrometer, for example 8th is monitored, the starting material occurs 17 in the rolling device 7 and is there in one or more stitches (shown is simplified only a rolling device 7 , but it can also be several such rolling devices 7 be connected in series) to the flat profile 18 rolled, then by means of a cooling section 9 with here for example two blast chillers 10 cooled and a caterpillar takeoff 3 a reel 11 abandoned and wrapped there to a coil. The starting material 17 thus goes through the plant 1 in the direction of passage 19 and becomes the plant 1 supplied as a wound coil, for example, a round wire rod and as a coil of a flat profile 18 wound up finished.

Eine derartige Walzlinie 1 führt ein Verfahren aus, daß gemäß der 2 in einer Darstellung in einem kontinuierlichen Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild für einen Stahl C 75 veranschaulicht zur Herstellung von Bainit gemäß der Temperaturführung entlang der Linie 13 verläuft. Hierbei wird bei einer Temperatur von knapp unterhalb von 800° Celsius das Vormaterial 17 gewalzt und dann entlang der Linie 13 abgekühlt. Das hierbei entstehende Sorbitgefüge sorgt für die entsprechenden Eigenschaften des derart hergestellten Flachprofils 18. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist es, daß durch die Abkühlung nur in der Ausgleichszone 12 die Temperatur des Vormaterials 17 relativ aufwendig einzuregeln ist, zudem läßt sich die Temperatur nicht auf Werte reduzieren, die für andere Verfahrensführungen sinnvoll wären.Such a rolling line 1 performs a method that according to the 2 in an illustration in a continuous time-temperature conversion graph for a steel C 75 illustrated for producing bainite according to temperature control along the line 13 runs. Here, at a temperature of just below 800 ° Celsius, the starting material 17 rolled and then along the line 13 cooled. The resulting sorbitol structure provides the corresponding properties of the flat profile produced in this way 18 , The disadvantage of this approach is that by the cooling only in the compensation zone 12 the temperature of the starting material 17 In addition, the temperature can not be reduced to values that would be useful for other process management.

Es wird daher eine Weiterentwicklung der in der 1 aufgezeigten Anlage 1 insofern vorgeschlagen, daß gemäß 3 die Anlage 1 insofern modifiziert wird, daß vor der Walzeinrichtung 7 eine Kühleinrichtung 14 z. B. bestehend aus einem Metallbad, etwa einem Blei-Wismut-Metallbad, vorgeschaltet wird, in dem eine gezielte Abkühlung des Vormaterials 17 vor dem Eintreten in die Walzeinrichtung 7 vorgenommen wird, so daß das Gefüge des Vormaterials 17 beim Eintreten in die Walzeinrichtung 7 genau definierten Bedingungen entspricht und daher die Verformung des Vormaterials 17 zum Flachprofil 18, ggf. in Verbindung mit noch später weiter beschriebenen nachfolgenden Behandlungsvorgängen, das gewünschte Gefüge des Flachprofils 18 sowie die erforderlichen Querschnittsabmessungen und Querschnittsformen ergibt. Ansonsten entspricht die Anlage 1 der 3 im wesentlichen der Anlage 1 der 1, so daß im weiteren nur auf die bestehenden Unterschiede näher eingegangen werden soll.It will therefore be an evolution of the in the 1 indicated plant 1 insofar suggested that according to 3 the attachment 1 is modified in that before the rolling device 7 a cooling device 14 z. B. consisting of a metal bath, such as a lead-bismuth metal bath, is connected upstream, in which a targeted cooling of the starting material 17 before entering the rolling device 7 is made so that the structure of the starting material 17 when entering the rolling device 7 exactly defined conditions and therefore the deformation of the starting material 17 to the flat profile 18 , optionally in conjunction with subsequent treatment operations described further below, the desired microstructure of the flat profile 18 as well as the required cross-sectional dimensions and cross-sectional shapes. Otherwise corresponds to the plant 1 of the 3 essentially the plant 1 of the 1 , so that only the existing differences should be discussed further.

Die Erwärmung in der konduktiven Einrichtung 5 kann hierbei zwei- oder mehrstufig erfolgen, wobei eine Anzahl von Kontaktrollen 16 hintereinander angeordnet sind, so daß die Erwärmung mehrstufig, möglicherweise sogar unter Anwendung verschiedener Stromstärken und damit unterschiedlicher Temperaturgradienten bei der Erwärmung vorgenommen werden kann. Dies bewirkt in aller Regel eine wesentlich besser steuerbare Erwärmung des Vormaterials 17, darüber hinaus treten schon während des Durchlaufes durch die konduktive Einrichtung 5 entsprechende Ausgleichsvorgänge auf, so daß das Vormaterial 17 am Ende des Durchlaufes durch die konduktive Einrichtung 5 sehr gleichmäßig etwa auf der angegebenen Temperatur von 1020° Celsius vorliegt.Heating in the conductive device 5 This can be done in two or more stages, with a number of contact roles 16 are arranged one behind the other, so that the heating can be made in several stages, possibly even using different currents and thus different temperature gradients in the heating. This usually causes a much better controllable heating of the starting material 17 Moreover, already pass through the conductive device during the run 5 appropriate compensation operations, so that the starting material 17 at the end of the pass through the conductive device 5 is very uniform about the specified temperature of 1020 ° Celsius.

Das Metallbad 14 weist für den Durchlauf des Vormaterials 17 eine Wickelvorrichtung 15 in Form von Rollen von z. B. einem Meter Durchmesser auf, auf die das Vormaterial 17 mehrfach umwickelt wird und damit über eine vorgebbare Zeit innerhalb des Metallbades 14 beim Durchlauf durch das Metallbad 14 verbleibt. Das Metallbad 14 ist dabei so temperiert, daß die gewünschte Ausgangstemperatur für das Walzen des Vormaterials 17 in der Walzeinrichtung 7 sich innerhalb des Vormaterials 17 einstellt und damit sich innerhalb des Vormaterials 17 genau das Gefüge ausbilden kann, daß zum Walzen innerhalb der Walzeinrichtung 7 für die Erzielung des späteren Endgefüges benötigt wird. Um unzulässige Oberflächenveränderungen des Vormaterials 17 nach dem Austritt aus der konduktiven Einrichtung 5 und beim Durchtritt durch das Metallbad 14 zu verhindern, sind vor und nach dem Metallbad ebenfalls Schutzgaskanäle 6 angeordnet, so daß das Vormaterial 17 nahezu vollständig unter Schutzgasatmosphäre erwärmt und temperiert wird.The metal bath 14 indicates the passage of the starting material 17 a winding device 15 in the form of roles of z. B. one meter in diameter, on which the starting material 17 is wrapped several times and thus over a predetermined time within the metal bath 14 while passing through the metal bath 14 remains. The metal bath 14 is so tempered that the desired starting temperature for rolling the Vormaterials 17 in the rolling device 7 within the primary material 17 and thus within the input material 17 can form the exact structure that for rolling within the rolling device 7 is needed for the achievement of the later final structure. To impermissible surface changes of the starting material 17 after exiting the conductive device 5 and when passing through the metal bath 14 To prevent, are also before and after the metal bath protective gas channels 6 arranged so that the starting material 17 is heated and tempered almost completely under a protective gas atmosphere.

Nach dem Walzen in der Walzeinrichtung 7 wird das Flachprofil 18 über einen Schnellkühler 10 mittels einer Wasserkühlung oder dergleichen abgekühlt und wie schon zur 1 beschrieben aufgewickelt.After rolling in the rolling device 7 becomes the flat profile 18 over a quick cooler 10 cooled by a water cooling or the like and as already for 1 described wrapped.

In der 4 sind verschiedene denkbare Verfahrensabläufe entlang der Linie 13', 13'', 13''' in einem isothermen Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild für einen Stahl C 75 aufgezeichnet, die die unterschiedlichen einzustellenden Endgefüge des Flachprofils 18 nach dem Walzen in der Walzeinrichtung 7 angeben. Wird beispielsweise innerhalb der Kühleinrichtung 14 die Temperatur des Vormaterials auf einen Wert um etwa 500° Celsius reduziert und dann gewalzt, so läßt sich bei diesem Stahl gemäß der Linie 13' ein sogenanntes Patentiergefüge einstellen, das eine besonders hohe Zähigkeit bei sehr hohen Zugfestigkeitswerten ermöglicht. Wird in der Kühleinrichtung 14 hingegen noch weiter auf Werte um ca. 350° Celsius abgekühlt, so ergibt sich beim Walzen ein sogenanntes Zwischenstufengefüge in Form eines Bainitgefüges gemäß der Linie 13''. Eine besonders interessante Möglichkeit zur Herstellung von Flachprofilen 18 besteht darin, die Abkühlung in der Kühleinrichtung 14 derart schnell auszuführen, daß man gemäß der Linie 13'' in den Bereich unter 300 Grad Celsius des unterkühlten Austenits für das Walzen in der Walzeinrichtung 7 kommt und dann durch entsprechende Nachbehandlung eine Martensithärtung dieses unterkühlten Austenites durchführen kann.In the 4 are various conceivable procedures along the line 13 ' . 13 '' . 13 ''' in an isothermal time-temperature conversion diagram for a steel C 75, which records the different final configurations of the flat profile 18 after rolling in the rolling mill tung 7 specify. For example, within the cooling device 14 the temperature of the starting material is reduced to a value of about 500 ° Celsius and then rolled, can be in this steel according to the line 13 ' set a so-called patented structure, which allows a particularly high toughness at very high tensile strength values. Is in the cooling device 14 On the other hand, when still cooled down to values of about 350 ° Celsius, the rolling results in a so-called intermediate structure in the form of a bainite structure according to the line 13 '' , A particularly interesting option for the production of flat profiles 18 is the cooling in the cooler 14 To execute so fast, that according to the line 13 '' in the range below 300 degrees Celsius of supercooled austenite for rolling in the rolling mill 7 and then by appropriate post-treatment can perform a martensite hardening of this supercooled austenite.

Somit ist durch die Einschaltung einer Kühleinrichtung 14 vor dem Walzen in der Walzeinrichtung 7 die Möglichkeit geschaffen, auf einer Anlage 1 eine sehr unterschiedliche Art von Werkstoffen zu Flachprofilen 18 zu verarbeiten und dabei jeweils die optimale Verfahrensführung gemäß den Linien 13', 13'', 13'' in der 4 fahren zu können.Thus, by the involvement of a cooling device 14 before rolling in the rolling device 7 created the opportunity on a plant 1 a very different kind of materials to flat profiles 18 to process and thereby each optimal process management according to the lines 13 ' . 13 '' . 13 '' in the 4 to be able to drive.

Eine Modifikation der für die 3 beschriebenen Anlage zum Walzen von unterkühltem Austenit als Gefüge des Vormaterials 18 zeigt die 5, bei der bis zum Walzen in der Walzeinrichtung 7 das für die 3 Ausgesagte wie vorstehend gilt.A modification of the for the 3 described plant for rolling supercooled austenite as a structure of the starting material 18 show the 5 in which until rolling in the rolling device 7 that for the 3 As stated above.

Nach der Schnellkühlung 10 nach dem Walzen in der Walzeinrichtung 7 ist eine weitere konduktive Einrichtung 5' angeordnet, die zum erneuten Erhitzen des Flachprofils 18 für eine Vergütung des Gefüges des Flachprofils 18 dient, wobei ebenfalls wieder konduktiv erwärmt und in einer nachfolgenden Schnellkühlung 10 abgekühlt wird. Hierdurch läßt sich eine weite Steuerung der Eigenschaften des als unterkühlter Austenit gewalzten Vormaterials 17 erzielen.After the quick cooling 10 after rolling in the rolling device 7 is another conductive device 5 ' arranged to reheat the flat profile 18 for a compensation of the structure of the flat profile 18 serves, where again heated conductively and in a subsequent rapid cooling 10 is cooled. This allows a broad control of the properties of the pre-material rolled as a supercooled austenite 17 achieve.

In der 6 ist eine weitere Modifikation der Anlage 1 dargestellt, bei der gemäß Linie 3 in der 4 das Walzen ohne gesonderte Kühleinrichtung und nur nach einer gewissen Abkühlung in der Ausgleichszone 12 erfolgt und damit das Walzen in der Walzeinrichtung 7 im Austenitbereich des Gefüges des Vormaterial 17 ausgeführt wird. Dieses derart gewalzte und in der Kühleinrichtung 10 abgekühlte Flachprofil 18 wird dann wie schon vorstehend zur 5 beschrieben durch Vergüteoperationen in einer konduktiven Einrichtung 5' angelassen und damit noch einmal in seinen Eigenschaften geändert.In the 6 is another modification of the plant 1 represented, according to the line 3 in the 4 the rolling without a separate cooling device and only after a certain cooling in the compensation zone 12 takes place and thus the rolling in the rolling device 7 in the austenite area of the microstructure of the starting material 17 is performed. This rolled and in the cooling device 10 cooled flat profile 18 then becomes as above 5 described by tempering operations in a conductive device 5 ' tempered and changed once again in its properties.

Gemäß den 7 und 8 sind noch einmal zwei Varianten der Anlage 1 gemäß der 5 dargestellt, bei denen die Kühleinrichtung 14 einmal vor und einmal nach der Walzeinrichtung 7 angeordnet ist, so daß die Temperaturführung des Vormaterials 17 im Bereich der Walzeinrichtung 7 gezielt auch beispielsweise nach dem Walzen in der Walzeinrichtung 7 durch Temperieren des entstanden Flachprofiles 18 weiter verändert werden kann. Die Kühleinrichtung 14 gemäß der 8 kann dabei etwa zum entsprechend langsamen oder gezielten Temperieren des Flachprofiles 18 nach dem Walzen dienen, um die nach dem Walzen vorliegenden Gefüge des Flachprofils 18 einer gezielten Veränderung zuzuführen, ohne direkt eine zu schnelle Kühlung des Flachprofils 18 durchzuführen.According to the 7 and 8th are again two variants of the system 1 according to the 5 shown in which the cooling device 14 once before and once after rolling 7 is arranged so that the temperature control of the starting material 17 in the area of the rolling device 7 specifically also for example after rolling in the rolling device 7 by tempering the resulting flat profile 18 can be further changed. The cooling device 14 according to the 8th can be about the correspondingly slow or targeted tempering of the flat profile 18 after rolling serve to the present after rolling structure of the flat profile 18 to supply a targeted change, without directly too fast cooling of the flat profile 18 perform.

11
Walzlinie/AnlageRolling line / system
22
Spulenablaufpackage unwinding
33
RaupenabzugRaupenabzug
44
Richteinrichtungleveler
5, 5'5, 5 '
konduktive Erwärmungconductive warming
66
SchutzgaskanalInert gas channel
77
Walzeinrichtungrolling device
88th
Temperaturmessungtemperature measurement
99
Kühlstreckecooling section
1010
Wasserkühlungwater cooling
1111
Aufhaspelcoiler
1212
Ausgleichszoneequalization zone
13–13'''13-13 '' '
Temperaturführung für VerfahrensvariantenTemperature control for process variants
1414
Kühlstation/MetallbadCooling station / metal
1515
Wickelvorrichtungwinder
1616
Kontaktrollencontact rollers
1717
VormaterialRaw material
1818
Flachprofillow profile
1919
Durchlaufrichtung VormaterialThroughput direction Raw material

Claims (41)

Verfahren zur walztechnischen Verformung von draht- und stabförmigem Vormaterial (17), insbesondere zum Walzen von Flachprofilen (18) aus Walzdraht, bei dem in einer Aufheizstation (5) die Erwärmung des Vormaterials (17) auf eine gewünschte Temperatur erfolgt, das Vormaterial (17) in mindestens einem Walzvorgang (7) verformt und anschließend abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erwärmung des Vormaterials (17) in der Aufheizstation (5) das Vormaterial (17) in einer Kühlstation (14) auf eine vorgebbare Walztemperatur abgekühlt, bei dieser Walztemperatur endmaßnah walztechnisch in ein Flachprofil (18) verformt und anschließend entsprechend einzustellender Gefügeeigenschaften abgekühlt und/oder nachbehandelt wird.Process for the rolling technical deformation of wire and bar stock ( 17 ), in particular for rolling flat profiles ( 18 ) of wire rod, in which in a heating station ( 5 ) the heating of the starting material ( 17 ) to a desired temperature, the starting material ( 17 ) in at least one rolling operation ( 7 ) is deformed and then cooled, characterized in that after the heating of the starting material ( 17 ) in the heating station ( 5 ) the starting material ( 17 ) in a cooling station ( 14 ) cooled to a predeterminable rolling temperature, at this rolling temperature endmaßnah by rolling technically in a flat profile ( 18 ) is deformed and then cooled and / or post-treated according to the structure properties to be adjusted. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Vormaterials (17) in der Aufheizstation (5) auf eine Temperatur oberhalb der A3-Temperatur des γ-Mischkristalls (Austenit) erfolgt.Process according to claim 1, characterized in that the heating of the starting material ( 17 ) in the heating station ( 5 ) to a temperature above the A 3 temperature of the γ-mixed crystal (austenite) takes place. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Vormaterials (17) in der Aufheizstation (5) auf eine Temperatur im Bereich des α/γ-Mischkristalls (Ferrit/Austenit) erfolgt.Process according to claim 1, characterized in that the heating of the starting material ( 17 ) in the heating station ( 5 ) takes place at a temperature in the region of the α / γ mixed crystal (ferrite / austenite). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Vormaterials (17) in der Aufheizstation (5) auf eine Temperatur im Bereich dicht unter den A1-Punkt erfolgt.Process according to claim 1, characterized in that the heating of the starting material ( 17 ) in the heating station ( 5 ) to a temperature in the range close to the A 1 point. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Vormaterial (17) Runddraht oder Ovaldraht verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as starting material ( 17 ) Round wire or oval wire is used. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Runddraht oder Ovaldraht als aufwickelbares Vormaterial (17) das Verfahren durchläuft.Method according to claim 5, characterized in that the round wire or oval wire is used as a windable starting material ( 17 ) goes through the process. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Runddraht oder Ovaldraht als stangenartiges Vormaterial (17) das Verfahren durchläuft.Method according to claim 5, characterized in that the round wire or oval wire is used as rod-like starting material ( 17 ) goes through the process. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Vormaterial (17) unlegierte oder niedriglegierte Kohlenstoffstähle verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as starting material ( 17 ) unalloyed or low-alloyed carbon steels are used. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung in der Kühlstation (14) das Vormaterial (17) vor dem Walzen (7) auf eine Temperatur zur Einstellung eines Austenitgefüges nur wenig oberhalb der A3-Temperatur, für C 75 auf eine Temperatur von etwa 800°C abkühlt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling in the cooling station ( 14 ) the starting material ( 17 ) before rolling ( 7 ) is cooled to a temperature for adjusting an austenitic structure only slightly above the A 3 temperature, for C 75 to a temperature of about 800 ° C. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung in der Kühlstation (14) das Vormaterial (17) vor dem Walzen (7) auf eine Temperatur zur Einstellung eines Patentiergefüges, für C 75 auf eine Temperatur zwischen 400–550°C abkühlt.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling in the cooling station ( 14 ) the starting material ( 17 ) before rolling ( 7 ) is cooled to a temperature for setting a Patentiergefüges, for C 75 to a temperature between 400-550 ° C. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung in der Kühlstation (14) das Vormaterial (17) vor dem Walzen (7) auf eine Temperatur zur Einstellung eines Bainitgefüges, für C 75 auf eine Temperatur zwischen 275–370°C abkühlt.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling in the cooling station ( 14 ) the starting material ( 17 ) before rolling ( 7 ) to a temperature to adjust a bainite microstructure, for C75 to a temperature between 275-370 ° C. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung in der Kühlstation (14) das Vormaterial (17) vor dem Walzen (7) auf eine Temperatur zur Einstellung eines unterkühlten Austenitgefüges, für C 75 auf eine Temperatur zwischen 220–280°C abkühlt.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling in the cooling station ( 14 ) the starting material ( 17 ) before rolling ( 7 ) to a temperature for setting a supercooled austenite microstructure, for C 75 to a temperature between 220-280 ° C cools. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormaterial (17) während des Walzvorganges (7) zumindest auf der nach dem Abkühlen des Vormaterials (17) in der Kühlstation (14) eingestellten Temperatur gehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the starting material ( 17 ) during the rolling process ( 7 ) at least on the after cooling of the starting material ( 17 ) in the cooling station ( 14 ) temperature is maintained. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormaterial (17) nach dem walztechnischen Umformen (7) zum endmaßnahen Flachprofil (18) einer weiteren Kühlung (9, 10), insbesondere einer Schnellkühlung (10) unterworfen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the starting material ( 17 ) after the roll forming ( 7 ) to the near net flat profile ( 18 ) another cooling ( 9 . 10 ), in particular a rapid cooling ( 10 ) is subjected. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkühlung (10) das gewalzte Flachprofil (18) zumindest unter die Temperaturgrenze für das Ablaufen von Oxidationsvorgängen an der Oberfläche des Flachprofile (18) abkühlt.Process according to claim 14, characterized in that the rapid cooling ( 10 ) the rolled flat profile ( 18 ) at least below the temperature limit for the passage of oxidation processes on the surface of the flat profile ( 18 ) cools down. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Walzen (7) des Flachprofiles (17) im Temperaturbereich des Austenitgefüges direkt anschließend eine Abkühlung des Austenitgefüges zur Umwandlung in ein Sorbitgefüge durchgeführt wird.Process according to claim 9, characterized in that after rolling ( 7 ) of the flat profile ( 17 ) is then carried out in the temperature range of Austenitgefüges directly followed by a cooling of Austenitgefüges for conversion into a sorbitol structure. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Walzen (7) des Flachprofiles (17) im Temperaturbereich des unterkühlten Austenitgefüges und dem Abkühlen in einer Kühlstrecke (9, 10) mit einer Abschreckung des unterkühlten Austenitgefüges zur Umwandlung in ein Martensitgefüge direkt anschließend eine Anlaßbehandlung mit einer Abkühlung des Flachprofiles (18) vor dem Aufwickeln durchgeführt wird.Process according to claim 12, characterized in that after rolling ( 7 ) of the flat profile ( 17 ) in the temperature range of the supercooled austenite microstructure and the cooling in a cooling section ( 9 . 10 ) with a quenching of the supercooled austenite microstructure for transformation into a martensite microstructure, followed immediately by a tempering treatment with a cooling of the flat profile ( 18 ) is carried out before winding. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Walzen (7) des Flachprofiles (18) im Temperaturbereich des unterkühlten Austenitgefüges direkt anschließend eine Vergütungsbehandlung ohne Abschreckung des unterkühlten Austenitgefüges, aber mit einer Anlaßbehandlung zur Bildung eines Bainitgefüges und eine Anlaßbehandlung mit einer Abkühlung des Flachprofils (18) vor dem Aufwickeln (11) durchgeführt wird.Process according to claim 12, characterized in that after rolling ( 7 ) of the flat profile ( 18 ) in the temperature range of the supercooled austenite microstructure directly followed by a tempering treatment without quenching of the supercooled austenite microstructure, but with a tempering treatment to form a bainite structure and a tempering treatment with a cooling of the flat profile ( 18 ) before winding ( 11 ) is carried out. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Walzen (7) des Flachprofiles (18) im Temperaturbereich des Austenitgefüges eine Abschreckung des Austenitgefüges zur Umwandlung in ein Martensitgefüge durchgeführt und anschließend eine Anlaßbehandlung mit einer Abkühlung des Flachprofiles (18) vor dem Aufwickeln (11) durchgeführt wird.Process according to claim 12, characterized in that after rolling ( 7 ) of the flat profile ( 18 ) in the temperature range of the austenite microstructure, a quenching of austenite microstructure for conversion into a Martensitgefüge performed and then a tempering treatment with a cooling of the flat profile ( 18 ) before winding ( 11 ) is carried out. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des Vormaterials (17) nach dem Durchlaufen der Aufheizstation (5) und vor dem Walzen (7) in einem temperierten Metallbad (14) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Abküh of the starting material ( 17 ) after passing through the heating station ( 5 ) and before rolling ( 7 ) in a tempered metal bath ( 14 ) he follows. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des Vormaterials (17) nach dem Durchlaufen der Aufheizstation (5) das Vormaterial (17) eine vorgebbare Zeit in dem temperierten Metallbad (14) verbleibt.Process according to Claim 20, characterized in that, for cooling the starting material ( 17 ) after passing through the heating station ( 5 ) the starting material ( 17 ) a predetermined time in the tempered metal bath ( 14 ) remains. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung (5) des Vormaterials (15) mittels induktiver Erwärmung und/oder konduktiver Erwärmung (16) und/oder mittels flüssiger Metallbäder erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heating ( 5 ) of the starting material ( 15 ) by means of inductive heating and / or conductive heating ( 16 ) and / or by means of liquid metal baths. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung (5) des Vormaterials (1) unter Schutzgaseinfluß (6) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heating ( 5 ) of the starting material ( 1 ) under protective gas influence ( 6 ) is carried out. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aufheizstation (5) und Kühlstation (14) eine Vergleichmäßigungserinrichtung (12) für einen Temperaturausgleich innerhalb des aufgeheizten Vormaterials (17) durchlaufen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that between heating station ( 5 ) and cooling station ( 14 ) a uniformity direction ( 12 ) for temperature compensation within the heated starting material ( 17 ). Verfahren gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichmäßigung der Temperatur innerhalb des aufgeheizten Vormaterials (17) nach dem Durchlaufen der Aufheizstation (5) unter Schutzgaseinfluß (12) durchgeführt wird.Process according to Claim 24, characterized in that the equalization of the temperature within the heated starting material ( 17 ) after passing through the heating station ( 5 ) under protective gas influence ( 12 ) is carried out. Vorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) in Durchlaufrichtung des Vormaterials (17) eine Wickel-/Abzugseinrichtung (2, 3) für das Abwickeln des aufwickelbaren Vormaterials (17) oder eine Zuführeinrichtung für das stangen förmige Vormaterial, eine Aufheizstation (5), eine Kühlstation (14) zur Einstellung einer Walztemperatur, eine Walzstation (7), eine Kühlstrecke (9, 10) und eine Wickel-/Abzugseinrichtung (11) zum Aufwickeln des aufwickelbaren Flachprofils (18) oder eine Abführeinrichtung für das stangenförmige Flachprofil aufweist.Contraption ( 1 ) for carrying out a method according to claim 1, characterized in that the device ( 1 ) in the direction of passage of the starting material ( 17 ) a winding / extraction device ( 2 . 3 ) for unwinding the windable starting material ( 17 ) or a feeder for the rod-shaped starting material, a heating station ( 5 ), a cooling station ( 14 ) for setting a rolling temperature, a rolling station ( 7 ), a cooling line ( 9 . 10 ) and a winding / extraction device ( 11 ) for winding up the windable flat profile ( 18 ) or a discharge device for the rod-shaped flat profile. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzstation (7) mindestens eine Walzeinrichtung, vorzugsweise mehrere hintereinander geschaltete Walzeinrichtungen aufweist.Contraption ( 1 ) according to claim 26, characterized in that the rolling station ( 7 ) has at least one rolling device, preferably a plurality of rolling devices connected in series. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der mindestens einen Walzeinrichtung (7) eine Temperaturüberwachung (8) zur Erfassung der Temperatur des Vormaterials (17) vor/und oder nach dem Walzen angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 26 or 27, characterized in that in the region of the at least one rolling device ( 7 ) a temperature monitor ( 8th ) for recording the temperature of the starting material ( 17 ) is arranged before / and or after rolling. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufheizung des Vormaterials (17) mittels konduktiver Erwärmung stromdurchflossene Kontaktrollen (16) im Einlaufbereich der Vorrichtung (1) für das Vormaterial (17) angeordnet sind.Contraption ( 1 ) according to one of claims 26 to 28, characterized in that for heating the starting material ( 17 ) by means of conductive heating current-carrying contact rollers ( 16 ) in the inlet region of the device ( 1 ) for the starting material ( 17 ) are arranged. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstation (14) zur Einstellung einer Walztemperatur ein temperiertes Metallbad aufweist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 26 to 29, characterized in that the cooling station ( 14 ) has a tempered metal bath for setting a rolling temperature. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das temperierte Metallbad (14) ein Metallbad aus einer Blei-Wismut-Legierung ist.Contraption ( 1 ) according to claim 30, characterized in that the tempered metal bath ( 14 ) is a metal bath of a lead-bismuth alloy. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß das temperierte Metallbad (14) vor und/oder nach der Walzstation (7) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 30 or 31, characterized in that the tempered metal bath ( 14 ) before and / or after the rolling station ( 7 ) is arranged. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das temperierte Metallbad (14) eine Wickel- und/oder Umlenkeinrichtung (15) aufweist, über die das Vormaterial (17) während der Verweildauer im temperierten Metallbad (14) führbar ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 30 to 32, characterized in that the tempered metal bath ( 14 ) a winding and / or deflection device ( 15 ), over which the primary material ( 17 ) during the residence time in the tempered metal bath ( 14 ) is feasible. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlstrecke (9, 10) eine Wasserkühlung (10) vorgesehen ist, die das Flachprofil (18) mit hohem Temperaturgradienten abkühlt.Contraption ( 1 ) according to one of claims 27 to 33, characterized in that in the cooling section ( 9 . 10 ) a water cooling ( 10 ) is provided, which the flat profile ( 18 ) cools with a high temperature gradient. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 27 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung des Flachprofiles (18) für ein nach dem Walzen (7) sich anschließendes Vergüten eine weitere konduktive Aufheizstation (5') vorgesehen ist.Contraption ( 1 ) according to any one of claims 27 to 34, characterized in that for heating the flat profile ( 18 ) for one after rolling ( 7 ) subsequent tempering a further conductive heating station ( 5 ' ) is provided. Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erwärmung des Flachprofiles (18) für das Vergüten unter Schutzgaseinfluß (6) vorgesehen ist.Contraption ( 1 ) according to claim 35, characterized in that heating of the flat profile ( 18 ) for tempering under protective gas influence ( 6 ) is provided. Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 27 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des Flachprofiles (18) im Rahmen eines nach dem Walzen sich anschließendes Vergüten eine weitere Kühlstrecke (10) vorgesehen ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 27 to 36, characterized in that for cooling the flat profile ( 18 ) in the context of a subsequent cooling after tempering a further cooling section ( 10 ) is provided. Flachprofil (18), hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.Flat profile ( 18 ), prepared by the method according to claim 1. Flachprofil (18) gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachprofil (18) einen Rechteckquerschnitt oder einen rechtecknahen Querschnitt aufweist.Flat profile ( 18 ) according to claim 38, characterized in that the flat profile ( 18 ) has a rectangular cross section or a rectangular cross section. Flachprofil (18) gemäß einem der Ansprüche 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß als Vormaterial (17) typische Kohlenstoffstähle, insbesondere Kohlenstoffstähle mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,10 und 1,35 %, insbesondere auch C 10 bis Ck 101/125 Cr1, verarbeitbar sind.Flat profile ( 18 ) according to one of the claims 38 or 39, characterized in that as starting material ( 17 ), in particular carbon steels having a carbon content between 0.10 and 1.35%, in particular also C 10 to Ck 101/125 Cr1, are processable. Flachprofil (18) gemäß einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachprofil (18) in Abmessungen zwischen 0,5 – 5 mm Dicke und 4 – 25 mm Breite verarbeitbar ist.Flat profile ( 18 ) according to one of claims 38 to 40, characterized in that the flat profile ( 18 ) in dimensions between 0.5 - 5 mm thickness and 4 - 25 mm width is processable.
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