DE112020004461T5 - Warmgewalztes 30crmo-legiertes stahlblech/-band und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

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Abstract

Ein warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band und ein Verfahren zur Herstellung desselben, mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent: C 0,24% bis 0,34%, Si 0,1% bis 0,5%, Mn 0,6% bis 1,5%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr 0,80% bis 1,50%, Mo 0,10% bis 0,30%, N 0,004% bis 0,010%, optionales B: 0,001% bis 0,006%, Als < 0,001%, Gesamtsauerstoff [O]T: 0,007% bis 0,020%; wobei ein oder zwei Elemente von Cu 0,10% bis 0,60% und Sn 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250; wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist. Bei der vorliegenden Erfindung werden Restelemente wie Sn und Cu in Stahlschrott zum Schmelzen ausgenutzt, wobei Elemente wie Mo, Cr, N usw. wahlweise zugegeben werden. Dabei werden die Basizität der Schlacke, die Art und den Schmelzpunkt der Einschlüsse in Stahl, der Gehalt an freiem Sauerstoff in Stahlschmelze und der Gehalt an säurelöslichem Aluminium Als gesteuert. Das Gießband wird durch das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für Dünnbänder erhalten wird und dann einem Inline-Warmwalzen zu einem Bandstahl unterzogen. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein dünnwandiges warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band durch einmalige Erwärmung hergestellt, wobei die Produktionseffizienz erheblich verbessert wird und die Produktionskosten stark gesendet werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Stranggießverfahren und bezieht sich insbesondere auf ein warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Stand der Technik
  • In herkömmlichen Stahlherstellungsprozessen sind Zinn (Sn) und Kupfer (Cu) typische Restelemente bzw. schädliche Elemente im Stahl. Es ist sehr schwierig und teuer, Sn und Cu in den Stahlherstellungsprozessen ausreichend zu entfernen. Wenn der Stahl Sn und Cu enthält, können sie im Wesentlichen nicht vollständig eliminiert werden. Die Gehalte an Sn und Cu können nur durch Verdünnen der Stahlschmelze verringert werden, was zu einer Erhöhung der Schmelzkosten der Stahlprodukte führt.
  • In den letzten Jahren gibt es aufgrund der kontinuierlichen Wiederverwendung von Stahlschrott immer mehr Ressourcen aus dem Stahlschrott, und der Strompreis ist ebenfalls weiter gesunken. In China entwickelt sich die auf Stahlschrott basierende Stahlerzeugung im Elektroofen in kurzem Prozess zunehmend, was zu einer allmählichen Erhöhung der Gehalte an Restelementen wie Sn und Cu im Stahl führt. Sn und Cu in Stahl sind für Seigerung anfällige Elemente, die sich leicht an Korngrenzen ansammeln und Defekte wie Risse verursachen können. Daher werden in herkömmlichen Verfahren die Gehalte an Sn- und Cu-Elementen streng kontrolliert. In gewöhnlichem Baustahl werden klare Anforderungen an die Gehalte an Sn und Cu gestellt: Sn (Gew.-%) ≤ 0,005%; und Cu (Gew.-%) ≤ 0,2%.
  • Wenn also die Restelemente wie Sn und Cu in Stahl (insbesondere Stahlschrott) rational verwertet werden können d.h., ein „Verwandeln von Schaden in Nutzen“ erfolgen kann, wird sich dies positiv auf die gesamte metallurgische Industrie auswirken. Auf diese Weise kann eine effektive Nutzung von vorhandenem Stahlschrott oder minderwertigen Bodenschätzen (Erz mit hohem Zinngehalt, Erz mit hohem Kupfergehalt) realisiert werden und das Wiederverwendung von Stahl gefördert werden, wodurch die Produktionskosten reduziert werden können und die nachhaltige Entwicklung der Stahlindustrie realisiert werden kann.
  • Die meisten herkömmlichen dünnen Bandstahle werden durch ein mehrfaches kontinuierliches Walzen von Gussrohlingen mit einer Dicke von 200 mm bis 250 mm hergestellt. Der Ablauf eines herkömmlichen Warmwalzverfahrens ist wie folgt: Stranggießen + Wiedererhitzen und Warmhalten eines Gussrohlings + Vorwalzen + Fertigwalzen + Abkühlen + Aufwickeln; d.h., zunächst wird ein Gussrohling mit einer Dicke von etwa 200 mm durch Stranggießen erhalten, wobei, nachdem der Gussrohling wiedererhitzt und warm gehalten wurde, er einem Vorwalzen und Fertigwalzen unterzogen wird, um ein Stahlband mit einer Dicke von in der Regel mehr als 2 mm zu erhalten, wobei schließlich das Stahlband laminar abgekühlt und aufgewickelt wird, um den gesamten Produktionsprozess des Warmwalzens abzuschließen. Es ist relativ schwierig, ein Stahlband mit einer Dicke von weniger als 2,0 mm (einschließlich) herzustellen, was normalerweise durch anschließendes Kaltwalzen und Glühen des warmgewalzten Stahlbands erfolgt. Und der Ablauf dieses Verfahrens dauert lang, der Energieverbrauch ist hoch, die Anzahl von Aggregaten sowie Ausrüstungen ist groß, und die Infrastrukturkosten sind hoch, was zu höheren Produktionskosten führt.
  • Der Ablauf des Stranggieß- und Walzverfahrens für Dünnblechrohlinge: Stranggießen + Warmhalten und Durcherhitzen eines Gussrohlings + kontinuierliches Warmwalzen + Abkühlen + Aufwickeln. Dieses Verfahren unterscheidet sich hauptsächlich von einem herkömmlichen Verfahren dadurch: Die Gussrohlingsdicke des Stranggieß- und Walzverfahrens für Dünnblechrohlinge wird stark auf 50 mm bis 120 mm reduziert. Aufgrund des dünnen Gussrohlings muss der Gussrohling nur 1 bis 2 Mal vorgewalzt werden (bei einer Gussrohlingsdicke von 70 mm bis 90 mm) oder muss nicht vorgewalzt werden (bei einer Gussrohlingsdicke von 50 mm), während ein Stranggussrohling des herkömmlichen Verfahrens jedoch wiederholt in mehreren Durchgängen gewalzt werden muss, bevor er vor dem Fertigwalzen auf die gewünschte Spezifikation verdünnt werden kann; der Gussrohling des Stranggieß- und Walzverfahrens für Dünnblechrohlinge wird nicht abgekühlt und gelangt direkt in einen Tiefofen zum Durcherhitzen und zur Wärmeerhaltung oder einer geringen Temperaturergänzung. Daher verkürzt das Stranggieß- und Walzverfahren für Dünnblechrohlinge den Prozessablauf erheblich, reduziert den Energieverbrauch, verringert die Investitionen und senkt somit die Produktionskosten. Aufgrund der schnellen Abkühlgeschwindigkeit beim Stranggießen und kontinuierlichen Walzen von dünnen Blechrohlingen werden die Festigkeit des Stahls und das Streckgrenzenverhältnis erhöht, wodurch die Walzlast erhöht wird, so dass die Spezifikation der Dicke von warmgewalzten Produkten, die wirtschaftlich hergestellt werden können, nicht zu dünn sein kann, wobei die Dicke normalerweise ≥ 1,5 mm beträgt (siehe Patente CN200610123458.1, CN200610035800.2 und CN200710031548.2).
  • In den letzten Jahren ist ein vollständiges Endlos-Stranggieß- und - walzverfahren für Dünnblechrohlinge (Abkürzung: ESP) ein verbessertes Verfahren, das auf der Grundlage des oben erwähnten halbendlosen -Stranggieß- und - walzverfahren für Dünnblechrohlinge entwickelt wurde. Das ESP realisiert endloses Walzen beim Stranggießen von Blechrohlingen, verzichtet auf das Brennschneiden von Blechrohlingen und die Heizöfen, die der Wärmeerhaltung und des Durcherhitzens sowie Übergangs von Blechrohlingen dienen, wodurch die Länge der gesamten Produktionslinie stark auf etwa 190 Meter verkürzt wird. Die von der Stranggießmaschine gegossenen Blechrohlinge haben eine Dicke von 90 mm bis 110 mm und eine Breite von 1100 mm bis 1600 mm. Die stranggegossenen Blechrohlinge durchlaufen einen Abschnitt eines Induktionsheizrollgangs, der der Wärmeerhaltung und Durcherhitzung der Blechrohlinge dient, wonach die Blechrohlinge nacheinander einem Vorwalzen, einem Fertigwalzen, einer Schichtkühlung und einem Aufwickeln unterzogen werden, um warmgewalzte Bleche zu erhalten. Da dieses Verfahren Endloswalzen realisiert, können warmgewalzte Bleche mit der dünnsten Dicke von 0,8 mm erhalten werden, was den Spezifikationsbereich von warmgewalzten Blechen erweitert. Darüber hinaus kann die Leistung einer einzelnen Produktionslinie 2,2 Millionen Tonnen/Jahr erreichen. Gegenwärtig wird das Verfahren schnell entwickelt und gefördert. Derzeit sind weltweit viele ESP-Produktionslinien in Betrieb.
  • Das Stranggieß- und -walzverfahren für Dünnbänder weist einen kürzeren Prozessablauf als das Stranggieß- und -walzverfahren für Dünnbleche auf. Die Stranggusstechnologie für Dünnbänder ist eine Spitzentechnologie auf dem Gebiet der Metallurgie und Materialforschung. Ihr Aufkommen hat die Eisen- und Stahlindustrie revolutioniert. Sie hat den Produktionsprozess von Stahlbändern in der traditionellen metallurgischen Industrie verändert, integriert das Stranggießen, das Walzen und sogar die Wärmebehandlung, so dass ein hergestellter dünner Bandrohling durch einmaliges Inline-Warmwalzen auf einmal zu einem dünnen Bandstahl geformt wird und das Herstellen des dünnen Bandstahls durch einmalige Erwärmung ermöglicht wird, wodurch der Produktionsprozess erheblich vereinfacht wird, der Produktionszyklus verkürzt wird, wobei die Länge der Prozesslinie nur etwa 50 m beträgt. Entsprechend wird die Ausrüstungsinvestition ebenfalls reduziert, und die Produktkosten werden erheblich reduziert. Damit handelt es sich um ein kohlenstoffarmes und umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Dünnband. Das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für Dünnbänder stellt eine Hauptform des Stranggießverfahrens für Dünnbänder dar und ist auch das einzige Stranggießverfahren für Dünnbänder, das weltweit industrialisiert wird.
  • Der typische Prozessablauf des Doppelwalzen-Stranggießverfahrens für Dünnbänder ist in 1 dargestellt, wobei die geschmolzene Stahlschmelze in einer Pfanne 1 durch einen langen Pfannenausguss 2, einen Tundish 3, einen Tauchausguss 4 und einen Verteiler 5 direkt in ein Schmelzbad 7 gegossen wird, das von zwei relativ zueinander rotierenden und schnell abkühlbaren Kristallisationswalzen 8a, 8b und seitlichen Dichtvorrichtungen 6a, 6b umschlossen ist, wobei die Stahlschmelze an Umfangsflächen, an denen die Kristallisationswalzen 8a und 8b rotieren, zu einer Erstarrungsschale erstarrt und allmählich anwächst, wonach am kleinsten Spalt (Walzenspalt) zwischen den beiden Kristallisationswalzen ein Gießband 11 mit einer Dicke von 2 mm bis 5 mm gebildet wird, wobei das Gießband von einer Führungsplatte 9 zu einer Klemmwalze 12 geführt und zum Walzwerk 13 geschickt wird, um zu einem dünnen Band mit einer Dicke von 0,7 mm bis 2,5 mm gewalzt zu werden, wobei der dünne Bandstahl anschließend durch eine Kühlvorrichtung 14 abgekühlt wird, dann durch eine fliegende Schervorrichtung 16 geschnitten wird, und schließlich zum Aufwickeln in eine Haspel 19 eingeführt wird.
  • 30CrMo-legierter Stahl hat eine hohe Festigkeit sowie Zähigkeit und eine gute Härtbarkeit. Er weist nach dem Abschrecken und dem Anlassen bei niedriger Temperatur sowie nach dem Abschrecken und dem Anlassen bei hoher Temperatur immer noch die Vorteile hervorragender umfassender mechanischer Eigenschaften usw. auf. Nach dem Abschrecken und Anlassen hat derartiger Stahl eine hohe Festigkeit bei einer Temperatur unter 550°C, eine gute Zähigkeit bei niedriger Temperatur, keine Anlasssprödigkeit, und eine gute Schweißbarkeit, Schneidbarkeit und Bearbeitbarkeit. Der 30CrMo-legierte Stahl ist im Maschinenbau, in der petrochemischen Industrie, der Kesselherstellungsindustrie und der Sägeblatt- und Messerformindustrie usw. weit verbreitet. Laut Marktstatistik beträgt der Marktverbrauch von dünnem 30CrMo-legiertem Stahl 100.000 bis 150.000 Tonnen pro Jahr, und dessen Marktverbrauch und zukünftiges Potenzial sind enorm. Die vernünftige Kombination von Cr- und Mo-Elementen in 30CrMo-legiertem Stahl verleiht dem Stahl eine gute Leistung bei Raumtemperatur und hoher Temperatur. Er kann eine dichte Struktur und hohe Festigkeit erhalten, ohne die Plastizität wesentlich zu verringern. Gleichzeitig weist der Stahl eine verbesserte Härtbarkeit und eine erhöhte Stabilität beim Anlassen auf, wobei die Anlasssprödigkeit und die Tendenz des Kornwachstums bei hoher Temperatur beseitigt werden.
  • Gegenwärtig lautet der Hauptproduktionsprozess für 30CrMo-legierte Stahlbleche/-bänder wie folgt: Konverter/Elektroofen - Raffinieren - konventionelles Stranggießen für dicke Blechrohlinge - Hubbalkenofen - Vorwalzen - mehrgerüstiges Fertigwalzen - laminares Kühlen - Aufwickeln. Bei dem durch herkömmliche Produktionsverfahren hergestellten 30CrMo-legierten Stahlblech/-band besteht hauptsächlich die folgenden Probleme: (1) Seigerung der Zusammensetzung und lockere Innenstruktur: Aufgrund eines hohen Legierungsgehalts im Stahl, einer niedrigen Ziehgeschwindigkeit beim Stranggießen für dicke Blechrohlinge und einer langsamen Erstarrung der Stahlschmelze ist es leicht, eine ernsthafte Seigerung der Zusammensetzung und lockere Innenstruktur zu verursachen, was schließlich zu einer ungleichmäßigen Produktqualität und -leistung führt. (2) Oberflächenentkohlung: Aufgrund eines hohen Kohlenstoffgehalts im Stahl wird der Blechrohling durch einen Hubbalkenofen erhitzt, der eine lange Heizzeit und eine hohe Temperatur aufweist, was zu einer ernsthaften Entkohlung an der Oberfläche des Gussrohlings führt, die sich direkt auf die Oberflächenhärte, die Verschleißfestigkeit und die thermische Stabilität des Produkts auswirkt. (3) Starke Rissbildung an der Oberfläche und Kante des Gussrohlings: Da die Liquidustemperatur vom 30CrMo-legierten Stahl niedrig ist und die Geschwindigkeit des Gießstrangens für dicke Blechrohlinge langsam ist, ist die Temperatur des Gussrohlings niedrig. Nachdem der Gussrohling in die Hochtemperatur-Sprödzone eintrat, können Risse leicht an der Oberfläche und Kante des Gussrohlings bilden, was sich direkt auf die Produktqualität auswirkt.
  • Produktspezifikationen für dünnwandige, warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlbleche/-bänder zeichnen sich durch eine Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm aus. Aufgrund der dünnen Produktdicke ist es schwierig, für ein solches Produkt die herkömmliche Produktionslinie für Stranggießen in Verbindung mit kontinuierlichem Warmwalzen zu verwenden. Auch wenn das Stranggieß- und Walzverfahren für Dünnbleche verwendet ist, kann das Problem der Seigerung von Elementen nicht grundsätzlich gelöst werden, weil die Dicke des Blechrohlings ebenfalls 70 mm bis 120 mm erreichen sollte und es keine Größenordnung und keinen wesentlichen Unterschied zwischen der Dicke des hergestellten Gussrohlings und der Dicke eines dicken Blechrohlings (mit einer Gussrohlingsdicke von 200 mm bis 250 mm), das durch das herkömmliche Stranggießen hergestellt wird, gibt. Gleichzeitig muss der stranggegossene Blechrohling immer noch einen Tunnelheizofen oder einem elektromagnetische Induktionsheizabschnitt durchlaufen, und das Problem der Entkohlung an der Materialoberfläche kann nicht vollständig beseitigt werden; ferner führen die dünneren Spezifikationen zu einem höheren Walzenverbrauch der Walzen. Daher können die Probleme bei der Herstellung von 30CrMo-legiertem Stahl nicht vollständig gelöst werden, unabhängig davon, ob das herkömmliche Stranggießen für dicke Blechrohlinge oder das Stranggießen für Dünnblechrohlinge verwendet wird. Zudem sind die Produktionskosten des derart hergestellten dünnwandigen warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands sehr hoch.
  • Ferner ist anzugeben, dass bei der Verwendung warmgewalzten Bandstahls als warmgewalztes Dünnblechprodukt hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität des Bandstahls gestellt werden. Als allgemeine Anforderung gilt, je dünner der Zunder auf der Oberfläche des Bandstahls, desto besser; dies erfordert die Kontrolle der Zunderbildung in den nachfolgenden Stufen zum Geißen des Bandes. Beispielsweise wird beim Stranggießverfahren für Dünnbänder eine Vorrichtung mit geschlossener Kammer von der Kristallisationswalze bis zum Eingang des Walzwerks verwendet, um die Oxidation des Gießbandes zu verhindern. In der Vorrichtung mit geschlossener Kammer wird beispielsweise Wasserstoff zugegeben (siehe US-Patent US 6920912 ) oder das Sauerstoffgehalt auf weniger als 5% geregelt (siehe US-Patent US 20060182989 ); beide Maßnahmen können die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Gießbandes steuern. Die Steuerung der Dicke des Zunders im Förderprozess vom Walzwerk zum Aufwickeln ist jedoch selten Gegenstand von Patenten. Insbesondere beim Prozess des Abkühlens des Bandstahls durch laminares Kühlen oder Sprühkühlen kommt der Hochtemperaturbandstahl in Kontakt mit dem Kühlwasser, wobei die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Gießbandes schnell anwächst. Gleichzeitig bringt der Kontakt von Hochtemperaturbandstahl mit Kühlwasser viele Probleme mit sich: Erstens bilden sich auf der Oberfläche des Bandstahls Wasserflecken (Rostflecken), die die Oberflächenqualität beeinträchtigen; Zweitens verursacht das für das laminare Kühlen oder Sprühkühlen verwendete Kühlwasser leicht eine ungleichmäßige lokale Abkühlung der Oberfläche des Bandstahls und somit eine ungleichmäßige Mikrostruktur innerhalb des Bandstahls, was zu einer ungleichmäßigen Bandleistung des Bandstahls führt und die Produktqualität beeinträchtigt; Drittens verursacht die ungleichmäßige Abkühlung der Oberfläche des Bandstahls eine Verschlechterung der Blechform und beeinträchtigt die Qualität der Blechform.
  • Es ist wahr, dass die durch Stranggießen für dünne Bänder hergestellten Produkte aufgrund ihrer eigenen Prozesseigenschaft schneller Erstarrung im Allgemeinen Mängel wie ungleichmäßige Struktur, geringe Dehnung und ungleichmäßige Leistung aufweisen. Dies ist auf die offensichtliche Inhomogenität der Austenitkörner innerhalb des Gießbandes zurückzuführen, was zu einer ungleichmäßigen Struktur des nach der Austenitumwandlung erhaltenen Endprodukts führt und somit instabile Produkteigenschaften, insbesondere Dehnung und Formbarkeit, des Produkts verursacht. Bei der Herstellung von einem Stahl mit höherem Kohlenstoffgehalt durch Stranggießen für dünne Bänder ist es gleichzeitig aufgrund der Erstarrungsschrumpfung und des Zeitmangels zum Zuführen der Stahlschmelze leicht möglich, Probleme interner Schrumpfporosität/Kraterbildung in der Nähe des zentralen Bereichs des Gießbandes auftreten.
  • Daher ist es auch schwierig und herausfordernd, das Stranggussverfahren für dünne Bänder zu verwenden, um dünnwandige warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlbleche/-bänder herzustellen, wobei ein Durchbruch in der Zusammensetzung und im Verfahren erforderlich ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band und ein Verfahren zur Herstellung desselben bereitzustellen, wobei durch Zugabe einer geeigneten Menge an N-Element in Kombination mit einem angemessenen Inline-Warmwalzprozess sowie angemessenen Kühlmaßnahmen nach dem Walzen die Gleichmäßigkeit der Struktur effektiv verbessert wird und die Probleme interner Schrumpfporosität und Kraterbildung gelöst werden, wodurch die Produktqualität und -leistung verbessert wird und ein dünnwandiges warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band durch einmalige Erwärmung hergestellt wird. Das dünnwandige warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band, das durch die vorliegende Erfindung hergestellt wird, ist ein ideales Material für dünnen Stahl im Maschinenbau, in der petrochemischen Industrie, der Kesselherstellungsindustrie und der Sägeblatt- und Messerformindustrie usw.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, wird in der vorliegenden Erfindung die folgende technische Lösung verwendet:
    • Bei der vorliegenden Erfindung werden Restelemente wie Sn und Cu in Stahlschrott zum Schmelzen einer Stahlschmelze ausgenutzt, wobei wahlweise Mikrolegierungselemente wie Mo und Cr und Elemente wie B und N in der Stahlschmelze eingegeben werden; während des Schmelzprozesses werden die Basizität der Schlacke, die Art und den Schmelzpunkt von Einschlüssen in Stahl, der Gehalt an freiem Sauerstoff in Stahlschmelze und der Gehalt an säurelöslichem Aluminium Als gesteuert; dann wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder durchgeführt, um ein Gießband mit einer Dicke von 2,0 mm bis 5,0 mm zu gießen, wobei, nachdem das Gießband die Kristallisationswalze verlassen hat, es direkt in eine untere geschlossene Kammer mit einer nicht oxidierenden Atmosphäre eintritt und dann unter geschlossenen Bedingungen in ein Inline-Walzwerk zum Warmwalzen gelangt, um dort zu einem Bandstrahl mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm warmgewalzt zu werden; nach dem Walzen wird der Bandstahl durch eine Gaszerstäubung-Kühlung abgekühlt, wobei die Gaszerstäubung-Kühlung die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls effektiv verringern, die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessern und die Gleichmäßigkeit der Leitung und die Qualität der Oberfläche des Bandstahls erhöhen kann. Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte dünnwandige warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band hat eine gleichmäßige Struktur und gleichmäßige Eigenschaften, keine Schrumpfporosität/Kraterbildung in seinem Inneren, weniger Entkohlungsschicht, gute Härtbarkeit, gute Schneidbarkeit und Bearbeitbarkeit. Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird ein dünnwandiges warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band durch einmalige Erwärmung hergestellt, wobei die Produktionseffizienz erheblich verbessert wird und die Produktionskosten stark gesendet werden. Das so hergestellte Produkt ist kohlenstoffarm und umweltfreundlich.
  • Insbesondere weist das erfindungsgemäße warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent auf: C: 0,24% bis 0,34%, Si: 0,1% bis 0,5%, Mn: 0,6% bis 1,5%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,80% bis 1,50%, Mo: 0,10% bis 0,30%, N: 0,004% bis 0,010%, Als: < 0,001%, optionales B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden müssen:
    • ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn / S ≥ 250.
      Figure DE112020004461T5_0001
  • Es handelt sich bei der Mikrostruktur des erfindungsgemäßen warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands um eine Mikrostruktur aus nadelförmigem Ferrit (AF), klumpigem Ferrit (PF) und Perlit (P), wobei das Verhältnis von AF 60% bis 80% beträgt, wobei das Verhältnis von PF 10% bis 25% beträgt, wobei das Verhältnis von P 5% bis 20% beträgt, wobei das Vorhandensein eines angemessenen Anteils an P für die anschließende Bearbeitbarkeit des 30CrMo-Produkts vorteilhaft ist, wobei gleichzeitig aufgrund der Prozesseigenschaften des Stranggießens für Dünnbänder ein großer Anteil an AF in der Struktur vorliegt, was für die Verbesserung der umfassenden Leistung des 30CrMo-Produkts vorteilhaft ist.
  • Das erfindungsgemäße warmgewalzte Stahlblech/-band weist eine Zugfestigkeit von ≤ 900 MPa und eine Härte von ≤ HRC25 auf. In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/- band eine Zugfestigkeit von 780 MPa bis 900 MPa, eine Streckgrenze von 590 MPa bis 750 MPa, eine Dehnung von 11% bis 23%, und ein Streckgrenzenverhältnis von 0,75 bis 0,83 aufweist.
  • In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,24% bis 0,34%, Si: 0,1% bis 0,5%, Mn: 0,6% bis 1,5%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,80% bis 1,50%, Mo: 0,10% bis 0,30%, N: 0,004% bis 0,010%, Als: < 0,001%, B: 0,001% bis 0,006%, Gesamtsauerstoff [O]T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden müssen: ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn/S ≥ 250. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass es sich bei der Mikrostruktur des erfindungsgemäßen warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands um eine Mikrostruktur aus nadelförmigem Ferrit (AF), klumpigem Ferrit (PF) und Perlit (P) handelt, wobei das Verhältnis von AF 60% bis 80% beträgt, wobei das Verhältnis von PF 10% bis 25% beträgt, wobei das Verhältnis von P 5% bis 20%.
  • In einigen Ausführungen ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist: C: 0,24% bis 0,34%, Si: 0,1% bis 0,5%, Mn: 0,6% bis 1,5%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,80% bis 1,50%, Mo: 0,10% bis 0,30%, N: 0,004% bis 0,010%, Als: < 0,001%, Gesamtsauerstoff [O]T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden müssen: ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; und Mn/S ≥ 250.
  • Insbesondere gilt beim erfindungsgemäßen warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblech/-band die Gleichung Mn/S > 250.
  • Beim Design der Zusammensetzung des warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands der vorliegenden Erfindung: C: C ist das wirtschaftlichste und grundlegendste Verstärkungselement in Stahl, das die Festigkeit von Stahl durch Mischkristallverfestigung und Ausscheidungshärtung verbessert und ein wichtiges Element zur Gewährleistung der Abschreckhärte und Härtbarkeit darstellt. C ist ein wesentliches Element für die Ausscheidung von Zementit während der Austenitumwandlung, weswegen die Höhe des C-Gehalts weitgehend die Festigkeit des Stahls bestimmt, d. h. dass ein höherer C-Gehalt einer höheren Festigkeit entspricht. Jedoch kann der C-Gehalt nicht zu hoch sein. Ein zu hoher C-Gehalt führt zu einem hohen Verformungswiderstand während des Walzens, einer verringerten Zähigkeit nach der Abschreck- und Anlasswärmebehandlung und beeinträchtigt auch die Schweißleistung. Gleichzeitig bilden sich beim herkömmlichen Blechrohlings-Stranggießen durch das Gießen in der peritektischen Reaktionszone Oberflächenrisse auf dem Gussrohling leicht, und in schweren Fällen kann es zu Durchbruchsunfällen kommen. Dasselbe gilt für das Stranggießen für Dünnbänder, wobei beim Gießen in der peritektischen Reaktionszone Oberflächenrisse leicht am Rohling des Gießbands gebildet werden, wobei in schweren Fällen das Gießband brechen kann. Daher muss das Stranggießen für Dünnbänder einer Fe-C-Legierung auch die peritektische Reaktionszone vermeiden. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des C-Gehalts 0,24% bis 0,34%.
  • Si: Si dient der Feststofflösungsverstärkung in Stahl. Und die Zugabe von Si zu Stahl kann die Desoxidation zur Bildung von Silikat unterstützen, was zu einer Verbesserung der Schneidbarkeit sowie Bearbeitbarkeit und einer Erhöhung der Reinheit des Stahls beiträgt. Ein zu hoher Si-Gehalt beeinträchtigt jedoch die Schweißbarkeit und erhöht die Sprödigkeit des Stahls. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des Si-Gehalts 0,1% bis 0,5%.
  • Mn: Mn ist eines der billigsten Legierungselemente. Es kann die Härtbarkeit und Abschreckhärte von Stahl verbessern und hat eine beträchtliche Feststofflöslichkeit in Stahl. Es verbessert die Festigkeit von Stahl durch Mischkristallverfestigung, während es die Plastizität und Zähigkeit von Stahl in Wesentlichen nicht beeinträchtigt. Es ist das wichtigste Verstärkungselement zur Verbesserung der Festigkeit von Stahl und kann in Kombination mit Si auch eine Rolle bei der Desoxidation von Stahl spielen. Ein zu hoher Mn-Gehalt führt jedoch zu einer Zunahme der thermischen Spannung sowie der strukturellen Spannung des Gießbands und verursacht leicht ein Brechen des Bands. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des Mn-Gehalts 0,6% bis 1,5%.
  • P: Ein hoher P-Gehalt scheidet sich leicht an der Korngrenze aus, was die Kaltsprödigkeit des Stahls erhöht, die Schweißleistung verschlechtert, die Plastizität verringert und die Kaltbiegeleistung verschlechtert. Beim Stranggießverfahren für Dünnbänder sind die Erstarrungs- und Abkühlgeschwindigkeiten des Gießbandes extrem schnell, was die Seigerung von P effektiv unterdrücken kann, wodurch die Nachteile von P effektiv vermieden und die Vorteile von P voll zur Geltung gebracht werden können. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung ein P-Gehalt höher als der des herkömmlichen Herstellungsverfahrens verwendet, wobei der Gehalt des P-Elements in geeigneter Weise vergrößert wird, wobei die Entphosphorung im Stahlherstellungsprozess gespart wird. Im realen Betrieb muss die Entphosphorung nicht absichtlich durchgeführt werden, und es muss auch kein zusätzlicher Phosphor zugegeben werden. Der P-Gehalt liegt im Bereich von ≤ 0,03%.
  • S: Unter normalen Umständen ist S ein schädliches Element im Stahl, das eine Heißsprödigkeit von Stahl verursacht, die Duktilität und Zähigkeit des Stahls verringert und beim Walzen Risse verursacht. S verringert auch die Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung S als Verunreinigungselement kontrolliert und sein Gehaltsbereich beträgt ≤ 0,007%. In einigen Ausführungen beträgt der S-Gehalt < 0,006%. Und Mn/S ≥ 250. In einigen Ausführungen gilt Mn/S > 250.
  • Als: Um die Einschlüsse im Stahl zu kontrollieren, erfordert die vorliegende Erfindung, dass Al nicht zur Desoxidation verwendet werden kann. Bei der Verwendung des feuerfesten Materials soll die zusätzliche Einführung von A1 so weit wie möglich vermieden werden, und der Gehalt an säurelöslichem Aluminium Als soll streng darauf geregelt werden: < 0,001%;
  • N: Analog zum C-Element kann das N-Element die Festigkeit von Stahl durch interstitielle feste Lösung verbessern. Falls bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Ausscheidungsphase von BN durch die Wirkung von N und B im Stahl erzeugt wird, ist ein gewisser N-Gehalt im Stahl erforderlich. Gleichzeitig kann eine geeignete Menge an N die Ausscheidung von Carbonitriden während der Abschreck- und Anlasswärmebehandlung fördern und die Rothärte des Stahls beim Schneiden und mechanischen Bearbeiten verbessern; Ein zu hoher N-Gehalt beeinträchtigt jedoch die Zähigkeit des Stahls, erhöht auch die Sprödigkeit des Gießbandes und verringert die Herstellbarkeit. Daher beträgt der in der vorliegenden Erfindung gewählte Bereich des N-Gehalts 0,004% bis 0,010%.
  • Cr: Es verbessert nicht nur die Härtbarkeit von Stahl verbessert, sondern kann auch die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit von Stahl wirksam verbessern. Die Zugabe von Cr zu dünnwandigem warmgewalztem 30CrMo-legierten Stahl wird verwendet, um einerseits die Härtbarkeit, Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit des Stahls zu verbessern, und um andererseits eine Sekundärhärtung zu ermöglichen, was die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls verbessern kann, ohne den Stahl spröde zu machen; Cr kann auch in Kombination mit Cu in Stahlschrott die Korrosionsbeständigkeit von Stahl verbessern. Ein zu hoher Cr-Gehalt führt jedoch zu einem hohen Verformungswiderstand während des Walzens und zu einer verringerten Zähigkeit nach der Abschreck- und Anlasswärmebehandlung, was die schneidende Bearbeitung des Benutzers beeinträchtigt. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Cr-Gehalt auf 0,80% bis 1,50% begrenzt.
  • Mo: Mo kann Körner verfeinern und Festigkeit sowie Zähigkeit verbessern. Ein Teil von Mo ist in Ferrit fest gelöst und verstärkt die Ferritmatrix, und der andere Teil liegt im Stahl als Carbiddispersion vor, so dass der Mo-haltige Stahl gleichzeitig die Wirkung einer Mischkristallverfestigung und einer Carbiddispersionsverfestigung hat. Aufgrund der langsamen Diffusionsrate von Mo in Ferrit bei hoher Temperatur kann es auch die Hochtemperaturfestigkeit und Anlassstabilität von Stahl erheblich verbessern. Ein zu hoher Mo-Gehalt wird jedoch die Schmelzkosten für Rohstoffe von Stahl erheblich erhöhen. Daher ist in der vorliegenden Erfindung der Mo-Gehalt auf 0,10% bis 0,30% begrenzt.
  • Cu: Cu spielt hauptsächlich eine Rolle bei der Mischkristall- und Ausscheidungshärtung in Stahl. Cu kann in Kombination mit Cr auch die Korrosionsbeständigkeit von 30CrMo-legiertem Stahl verbessern, so dass der erfindungsgemäße Stahl für einige korrosive Gelegenheiten geeignet ist und aufgrund seiner Witterungsbeständigkeit nicht leicht rostet. Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden Erfindung der Stahlschrott als Rohmaterial verwendet wird und kein zusätzliches Cu während des Schmelzens zugegeben werden muss. Da Cu ein leicht trennbares Element ist, wird der Cu-Gehalt im herkömmlichen Verfahren im der Regel streng kontrolliert. Mit dem schnellen Erstarrungseffekt des Stranggießens für Dünnbänder wird bei der vorliegenden Erfindung die Obergrenze von Cu auf 0,60% erhöht. Durch die Erhöhung des Cu-Gehalts kann der Stahlschrott in gewissem Sinne vollständig verwertet werden, wobei bei der Aufbereitung von Schrottrohstoffen kein Sieben erfolgen kann, was die Schmelzbetriebsrate erhöht und die Kosten senkt, das Recycling von Stahl fördert, wodurch das Ziel einer nachhaltigen Entwicklung erreicht wird. Ferner kann die effektive Nutzung von Kupfer in minderwertigen Mineralressourcen (wie Erzen mit hohem Kupfergehalt) realisiert werden. Wenn Cu enthalten ist, kann in einigen Ausführungen die Menge seiner Zugabe im Bereich von 0,1% bis 0,6% liegen.
  • Sn: Sn ist auch eines der wesentlichen Restelemente in Stahlschrott. Im Allgemeinen gilt es als schädliches Element in Stahl. Da Sn ein leicht trennbares Element ist, reichert sich eine kleine Menge Sn an der Korngrenze an, was zum Auftreten von Defekten wie Rissen führt. Daher wird der Sn-Gehalt im herkömmlichen Verfahren streng kontrolliert. Aufgrund der Eigenschaften der schnellen Erstarrung des Stranggießens für Dünnbänder wird die Segregation von Elementen zwischen Dendriten stark reduziert, was die feste Lösung von Elementen stark erhöhen kann. Daher kann unter den Bedingungen des Stranggießens für Dünnbänder der Bereich von Sn-Elementen erweitert werden, so dass die Kosten der Stahlherstellung erheblich gesenkt werden können. 2 zeigt eine Beziehung zwischen dem Sn-Element und der durchschnittlichen Wärmestromdichte. Aus 2 ist ersichtlich, dass, wenn die zugesetzte Sn-Menge weniger als 0,04% beträgt, dies wenig Einfluss auf die Wärmestromdichte hat, das heißt, dass dies keinen Einfluss auf den Erstarrungsprozess der Dünnbänder übt. 3 zeigt eine Beziehung zwischen einem Sn-Gehalt und einer Oberflächenrauhigkeit. Da die Risse auf der Oberfläche des Gießbandes üblicherweise an ungleichmäßigen Falten auf der Oberfläche des Gießbandes erzeugt werden, wird die Rauhigkeit der Oberfläche verwendet, um das Auftreten von Oberflächenrissen zu charakterisieren. Falls die Rauheit Rauhigkeit ist, ist die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Rissen hoch. Aus 3 ist ersichtlich, dass die Erhöhung des Sn-Gehaltes unter der Bedingung schneller Erstarrung keine nachteilige Auswirkung auf die Oberflächenqualität des Gießbandes aufweist. Aus den Ergebnissen der 2 und 3 ist ersichtlich, dass Sn die Erstarrung und Oberflächenqualität des Gießbandes nicht beeinträchtigt. Daher können in der vorliegenden Erfindung die Anforderungen an den Sn-Gehalt weiter reduziert werden, wobei beim Vorliegen von Sn der Sn-Gehalt so ausgelegt wird, dass er im Bereich von 0,005% bis 0,04% liegt.
  • B: Die bedeutende Wirkung von B in Stahl besteht darin: Eine sehr kleine Menge Bor kann die Härtbarkeit von Stahl verdoppeln. Mit Hilfe von B kann die Ausscheidung von groben BN-Partikel aus dem Hochtemperatur-Austenit priorisiert werden, wodurch die Ausscheidung von feinem A1N gehemmt wird, so dass der Pinning-Effekt von feinem A1N an Korngrenzen abgeschwächt wird und die Wachstumsfähigkeit von Körnern verbessert wird, wodurch die Austenitkörner vergröbert und homogenisiert werden, was der Verbesserung der Bearbeitbarkeit von Stahlspulenprodukten und dem anschließenden Schneiden oder Bearbeiten durch Benutzer förderlich ist. Ferner kann die Kombination von B und N das Auftreten der Phase B2O3 mit niedrigem Schmelzpunkt an der Korngrenze wirksam verhindern, wodurch die Heißversprödung vermieden wird.
  • B ist ein lebhaftes und leicht trennbares Element, das sich leicht an der Korngrenze segregiert. Wenn der B-haltige Stahl beim herkömmlichen Verfahren hergestellt wird, wird der B-Gehalt in der Regel sehr streng kontrolliert, im Allgemeinen bei etwa 0,001% bis 0,003%. Beim Stranggussverfahren für Dünnbänder sind die Erstarrungs- und Abkühlgeschwindigkeiten schneller, was die Segregation von B wirksam hemmen und mehr B-Gehalt auflösen kann, sodass der B-Gehalt angemessen erhöht werden kann. Ferner können durch angemessene Prozesssteuerung grobe BN-Partikel erzeugt werden, wobei die Ausschneidung von feinem A1N gehemmt wird und der Stickstoff fixiert wird. Weitere Studien haben gezeigt, dass, wenn B in Kombination mit Mo zugegeben wird, bessere Ergebnisse erzielt werden, wobei die Segregationstendenz von C-Atomen verringert wird und die Ausscheidung von Fe23(C,B)6 an der Korngrenze vermieden wird. Daher kann mehr B zugegeben werden. Daher wird bei einigen Ausführungen der vorliegenden Erfindung ein höherer B-Gehalt als beim herkömmlichen Verfahren verwendet, und sein Bereich bei 0,001% bis 0,006% liegt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands umfasst folgende Schritte:
    1. 1) Schmelzen und Stranggießen das Schmelzen wird gemäß der vorstehenden Zusammensetzung durchgeführt, wobei die Basizität a = CaO/SiO2 (Massenverhältnis) einer Schlacke im Stahlherstellungsprozess darauf geregelt wird: a < 1,5, vorzugsweise a < 1,2, oder a = 0,7 bis 1,0; wobei MnO/SiO2 (Massenverhältnis) in einem ternären Einschluss MnO-SiO2-Al2O3 in der Stahlschmelze mit niedrigem Schmelzpunkt auf 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,8 geregelt wird; wobei der Gehalt an freiem Sauerstoff [O]Free in der Stahlschmelze beträgt: 0,0005% bis 0,005%; Mn/S > 250; beim Stranggießen wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder verwendet, um ein Gießband mit einer Dicke von 2,0 mm bis 5,0 mm zu bilden, wobei vorzugsweise am kleinsten Spalt zwischen beiden Kristallisationswalzen ein Gießband mit solcher Dicke gebildet wird; der Durchmesser der Kristallisationswalze liegt zwischen 500 mm bis 1500 mm und beträgt vorzugsweise 800 mm, wobei die Kristallisationswalze durch Wasser innerhalb derselben gekühlt werden; die Gießgeschwindigkeit der Gießmaschine beträgt 40 m/min bis 100 m/min; der Temperatur, bei der das Gießen der Pfannen beginnt, wird auf den Bereich von 1580°C bis 1610°C geregelt; wobei bei einer Stranggussverteilung ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze verwendet wird, das aus einem Tundish und einem Verteiler besteht;
    2. 2) Schützen in einer unteren geschlossenen Kammer:
      • nachdem ein Gießband aus den Kristallisationswalzen austrat, liegt seine Temperatur im Bereich von 1360°C bis 1430°C, wonach das Gießband direkt in die untere geschlossene Kammer eintritt, die mit einem nicht oxidierenden Gas gefüllt ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer auf < 5% geregelt wird, und wobei die Temperatur des Gießbandes am Auslass der unteren geschlossenen Kammer 1150°C bis 1280°C beträgt;
    3. 3) Inline-Warmwalzen das Gießband wird durch eine Klemmwalze in der unteren geschlossenen Kammer zu einem Walzwerk gefördert und zu einem Bandstahl mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm gewalzt, wobei die Walztemperatur 1100°C bis 1250°C beträgt, wobei das Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen 10% bis 50%, vorzugsweise 30% bis 50%, beträgt;
    4. 4) Abkühlen nach dem Walzen der Inline-warmgewalzte Bandstahl wird abgekühlt, wobei das Abkühlen unter Verwendung einer Gaszerstäubung-Kühlung erfolgt, und wobei die Abkühlgeschwindigkeit der Gaszerstäubung-Kühlung 10°C/s bis 100°C/s beträgt;
    5. 5) Aufwickeln der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl wird zur Spule aufgewickelt, wobei die Aufwickeltemperatur des warmgewalzten Bandstahls wird auf 700°C bis 760°C geregelt wird.
  • Weiterhin wird ein Schritt 6) „Abschreck- und Anlasswärmebehandlung“ bereitgestellt, der umfasst: Ölabschrecken bei 840°C bis 880°C, Anlassen bei 400°C bis 440°C. Vorzugsweise führt der Benutzer vor der Abschreck- und Anlasswärmebehandlung und nach dem Glätten sowie Abschneiden des Stahlblechs/-bands ein Schneiden sowie ein mechanisches Bearbeiten entsprechend der Größe des Endprodukts durch und wendet schließlich eine Abschreck- und Anlasswärmebehandlung an. Die Abschreck- und Anlasswärmebehandlung kann sicherstellen, dass das Material eine gleichmäßige Sorbitstruktur und Härteverteilung erhält, und kann die Verformung des Blechkörpers verringern. Die erforderliche Materialhärte kann nach der Abschreck- und Anlasswärmebehandlung erreicht werden: HRC35 ± 2.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt 1) der Rohstoff zum Schmelzen zu 100% aus Stahlschrott ohne Vorsieben bestehen kann, wobei das Schmelzen der Stahlschmelze in einem Elektroofen erfolgt, wodurch die Kosten für Rohstoffe erheblich reduziert werden; alternativ ist vorgesehen, dass, wenn das Schmelzen in einem Konverter erfolgt, dem Konverter der Stahlschrott ohne Vorsieben in einem Anteil von mehr als 20% des Rohstoffs zum Schmelzen hinzugefügt wird, wodurch der Schrottanteil im Konverter maximiert wird und die Schmelzkosten sowie der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden; danach wird der Rohstoff in einen LF-Ofen, einen VD/VOD-Ofen oder einen RH-Ofen zum Raffinieren eingegeben.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt 2) das nicht oxidierende Gas Inertgas, N2, durch Sublimation von Trockeneis erhaltenes CO2-Gas, und ein Mischgas aus N2 und H2 umfasst.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt 4) das Gas-Wasser-Verhältnis bei der Gaszerstäubung-Kühlung 15 : 1 bis 10 : 1, wobei der Luftdruck 0,5 MPa bis 0,8 MPa beträgt, wobei der Wasserdruck 1,0 MPa bis 1,5 MPa beträgt. Hierin bezieht sich das Luft-Wasser-Verhältnis auf das Durchflussverhältnis von Druckluft zu Wasser, wobei die Durchflusseinheit m3/h ist.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt 5) das Aufwickeln durch eine Doppelhaspel oder durch eine Karussellhaspel erfolgt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt 5) nachdem der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl durch eine Schopfschere geschnitten wurde, um einen Kopf schlechter Qualität zu entfernen, er direkt zu einer Spule aufgewickelt wird, wobei die Aufwickeltemperatur des warmgewalzten Bandstahls auf 700°C bis 760°C geregelt wird.
  • Bei dem Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Stahl gilt es,
    dass zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen die Basizität a = CaO/SiO2 einer Schlacke im Stahlherstellungsprozess darauf geregelt wird: a < 1,5, vorzugsweise a < 1,2, oder a = 0,7 bis 1,0.
  • Zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen müssen ein ternärer Einschluss mit einem niedrigen Schmelzpunkt, MnO-SiO2-Al2O3, erhalten werden, wie im schattierten Bereich der 4 gezeigt. Das Verhältnis MnO/SiO2 im ternären Einschluss MnO-SiO2-Al2O3 wird auf 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,8 geregelt.
  • Zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen ist Sauerstoff (O) in Stahl ein wesentliches Element zur Bildung von Oxideinschlüssen. Für das Bilden des ternären Einschlusses mit niedrigem Schmelzpunkt, MnO-SiO2-Al2O3, bei der vorliegenden Erfindung soll der Bereich von freiem Sauerstoff [O]Free in der Stahlschmelze sein: 0,0005% bis 0,005%.
  • Zur Verbesserung der Gießbarkeit der Strahlschmelze für Dünnband-Stranggießen muss unter den obigen Komponenten die Steuerung von Mn und S die folgende Beziehung erfüllen: Mn/S ≥ 250.
  • Bei der vorliegenden Erfindung liegt der Durchmesser der Kristallisationswalze zwischen 500 mm bis 1500 mm liegt und beträgt vorzugsweise 800 mm, wobei die Kristallisationswalze durch Wasser innerhalb derselben gekühlt wird. Je nach Dicke des Gießbands liegt Gießgeschwindigkeit der Gießmaschine im Bereich von 40 m/min bis 100 m/min.
  • Die Liquidustemperatur des erfindungsgemäßen 30CrMo-legierten Stahls beträgt etwa 1500°C, wobei der Temperatur, bei der das Gießen der Pfannen beginnt, auf einen Bereich von 1580°C bis 1610°C geregelt wird.
  • Nachdem das Gießband die Kristallisationswalzen verlassen hat, weist das Gießband eine Temperatur von 1360°C bis 1430°C und gelangt direkt in die untere geschlossene Kammer, wobei die untere geschlossene Kammer mit einem dem nicht oxidierenden Gas zum Schützen des Gießbands kommuniziert, um einen Antioxidationsschutz des Gießbands zu realisieren, wobei die Atmosphäre für den Antioxidationsschutz N2, Ar oder andere nicht oxidierende Gase sein kann, wie beispielsweise CO2-Gas, das durch Sublimation von Trockeneis erhalten ist, und ein Gasgemisch aus N2 und H2, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer auf < 5% geregelt wird. Die untere geschlossene Kammer schützt das Gießband vor Oxidation bis zum Eingang des Walzwerks 13. Die Temperatur des Gießbandes am Ausgang der unteren geschlossenen Kammer beträgt 1150°C bis 1280°C.
  • Das Gießband betrifft beim unteren Siegelprozess die theoretischen Grundlagen der BN-Ausscheidungsphase, die besagen:
  • Die thermodynamischen Gleichungen von Bor und Stickstoff, Aluminium und Stickstoff in γ-Fe in Stahl lauten wie folgt: BN = B + N ; Log [ B ] [ N ] = − 13970 / T + 5,24
    Figure DE112020004461T5_0002
     AlN = Al + N ; Log [ Al ] [ N ] = − 6770 / T + 1,03
    Figure DE112020004461T5_0003
  • Wie in 5 gezeigt, liegt die anfängliche Ausscheidungstemperatur von BN im Stahl bei etwa 1280°C, wobei die Ausscheidung von BN dazu tendiert, sich bei 980°C auszugleichen, wobei nun die Ausscheidung von A1N gerade beginnt (die Ausscheidungstemperatur von A1N liegt bei ca. 980°C). Thermodynamisch hat die Ausscheidung von BN Vorrang vor A1N. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Kombination von B und N in der unteren geschlossenen Kammer durchgeführt, um grobe BN-Partikel zu erzeugen, wodurch die Ausscheidung von feinem AlN gehemmt wird, so dass der Pinning-Effekt von feinem AlN an Korngrenzen abgeschwächt wird und die Wachstumsfähigkeit von Körnern verbessert wird, wodurch die Austenitkörner vergröbert und die Austenitkörner gleichmäßiger werden. was vorteilhaft ist, um die Schneidleistung und Bearbeitbarkeit des Materials zu verbessern. Ferner kann die Kombination von B und N das Auftreten der Phase B2O3 mit niedrigem Schmelzpunkt an der Korngrenze wirksam verhindern.
  • Das Gießband wird durch eine Klemmwalze in der unteren geschlossenen Kammer zu einem Walzwerk gefördert und zu einem dünnen Band mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm gewalzt. Die Walztemperatur beträgt 1100°C bis 1250°C, wobei eine höhere Walztemperatur das Problem der Kantenrisse, die bei herkömmlichen Verfahren leicht auftreten, effektiv lösen kann. Das Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen beträgt 10% bis 50%, vorzugsweise 30% bis 50%. Ein größeres Reduktionsverhältnis bei einem einzelnen Gerüsts kann das durch den hohen C-Gehalt verursachte Problem interner Schrumpfporosität/Kraterbildung nahe des Mittelbereichs des Gießbandes vollständig lösen.
  • Der Bandstahl, der einem Inline-Warmwalzen unterzogen ist, wird nach dem Walzen abgekühlt. Die Abkühlung erfolgt durch eine Gaszerstäubung-Kühlung, wobei die Gaszerstäubung-Kühlung die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls effektiv verringern, die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessern und die Leistung sowie die Qualität der Oberfläche des Bandstahls erhöhen kann. Das Gas-Wasser-Verhältnis bei der Gaszerstäubung-Kühlung beträgt 15 : 1 bis 10 : 1, wobei der Luftdruck 0,5 MPa bis 0,8 MPa beträgt, wobei der Wasserdruck 1,0 MPa bis 1,5 MPa beträgt. Nach der Gaszerstäubung wird ein Hochdruck-Wassernebel gebildet und auf die Oberfläche des Bandstahls gesprüht. Dadurch wird einerseits die Temperatur des Bandstahles reduziert, und andererseits bildet der Wassernebel einen dichten Gasfilm, der die Oberfläche des Bandstahls bedeckt, um die Oxidation des Bandstahls zu verhindern, wodurch das Wachstum von Zunder r auf der Oberfläche des warmgewalzten Bandstahls wirksam kontrolliert wird. Dieses Kühlverfahren kann die durch herkömmliche Sprüh- oder Laminarkühlung verursachten Probleme vermeiden, die Oberflächentemperatur des Bandstahls gleichmäßig abfallen lassen und die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessern, wodurch die Effekte der Homogenisierung der inneren Mikrostruktur und erreicht werden; gleichzeitig ist das Abkühlen gleichmäßig, was die Formqualität und Leistungsstabilität von Bandstahl verbessern kann; die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls wird effektiv verringert. Der Abkühlgeschwindigkeit der Gaszerstäubung-Kühlung liegt im Bereich von 10°C/s bis 100°C/s.
  • Der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl wird nach einem Abtrennen seines Kopfs schlechter Qualität durch eine Schopfschere direkt zu einer Spule aufgewickelt. Die Aufwickeltemperatur des armgewalzten Bandes wird auf 700°C bis 760°C geregelt. Die hohe Aufwickeltemperatur kann sicherstellen, dass der erfindungsgemäße Stahl die geringstmögliche Zugfestigkeit (weniger als 900 MPa) und Härte (unter HRC25) erhält, so dass er reibungslos aufgewickelt werden kann; Verschiedene Schneid- und Bearbeitungsvorgänge sind auch für nachgeschaltete Fertigungsanwender einfacher.
  • Das Aufwickeln erfolgt durch eine Doppelhaspel und kann auch durch eine Karussellhaspel erfolgen, um die kontinuierliche Produktion von Bandstahl sicherzustellen. Vorzugsweise erfolgt das Aufwickeln durch die Karussellhaspel, wodurch die Länge der Produktionslinie verkürzt werden und kompakter sein kann.
  • Vergleich der vorliegenden Erfindung mit dem Stand der Technik:
    • Das offensichtlichste Merkmal der vorliegenden Erfindung, das sich von der bestehenden Stranggießtechnologie für Dünnbänder unterscheidet, ist der Durchmesser der Kristallisationswalze und der entsprechende Strömungsverteilungsmodus. Die technischen Merkmale von EUROSTRIP sind Kristallisationswalzen mit einem großen Durchmesser von Φ1500 mm, wobei die Kristallisationswalzen groß sind, die Schmelzbadkapazität groß ist, die Strömungsverteilung einfach ist und die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten der Kristallisationswalzen hoch sind. Die technischen Merkmale von CASTRIP sind Kristallisationswalzen mit einem kleinen Durchmesser von Φ500 mm, wobei die Kristallisationswalzen klein sind, die Schmelzbadkapazität klein ist, die Strömungsverteilung sehr schwierig ist und die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten der Kristallisationswalzen niedrig sind. Um das Problem der gleichmäßigen Strömungsverteilung in kleinen Schmelzbad zu lösen, verwendet CASTRIP ein dreistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze, das aus einem Tundish, einer Übergangspfanne und einem Verteiler besteht. Die Verwendung des dreistufigen Verteilungssystems führt direkt zu einer Erhöhung der Kosten für feuerfeste Materialien; noch wichtiger ist, dass das dreistufige Verteilungssystem den Strömungsweg der Stahlschmelze länger macht und der Temperaturabfall des Stahlschmelze ebenfalls größer ist. Um die Temperatur der Stahlschmelze im Schmelzbad zu erfüllen, muss die Abstichtemperatur stark erhöht werden. Die Erhöhung der Abstichtemperatur führt zu Problemen wie erhöhten Stahlherstellungskosten, erhöhtem Energieverbrauch und verkürzter Lebensdauer von feuerfesten Materialien.
  • Der Durchmesser der Kristallisationswalze der vorliegenden Erfindung beträgt 500 mm bis 1500 mm. Eine Kristallisationswalze mit einem Durchmesser von 800 mm wird bevorzugt. Ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze, das aus einem Tundish und einem Verteiler besteht, wird verwendet. Die aus dem Verteiler fließen Stahlschmelze bildet unterschiedliche Verteilungsmodi entlang der Walzenoberfläche und zwei Endoberflächen und fließt auf zwei Wegen, ohne sich gegenseitig zu stören. Aufgrund der Verwendung eines zweistufigen Verteilungssystems werden die Kosten für feuerfeste Materialien im Vergleich zum dreistufigen Verteilungssystem stark reduziert; der Strömungsweg der Stahlschmelze wird verkürzt, so dass der Temperaturabfall der Stahlschmelze verringert wird, wobei die Abstichtemperatur reduziert werden kann, die im Vergleich zu der im dreistufigen Verteilungssystem um 30°C bis 50°C reduziert werden kann. Die Reduzierung der Abstichtemperatur kann die Kosten der Stahlherstellung effektiv senken, Energie sparen und die Lebensdauer von feuerfesten Materialien verlängern. Die vorliegende Erfindung wirkt mit einer Kristallisationswalze mit einem bevorzugten Durchmesser von Φ800 mm zusammen und verwendet ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze. Dies ermöglicht nicht nur Erfordernis einer stabilen Verteilung der Stahlschmelze, sondern auch die Ziele einer einfachen Struktur und eines bequemen Betriebs und niedriger Verarbeitungskosten.
  • Die chinesische Patentveröffentlichung Nr. CN 101773929 B offenbart ein Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem 30CrMo-legierten Stahlblech, das auf einem Stranggieß- und Walzverfahren für Dünnblechrohlinge basiert und hauptsächlich umfasst: Schmelzen, Raffinieren, Stranggießen für Dünnblechrohlinge, Durcherhitzen, Entzunderung mit Hochdruckwasser, kontinuierliches Warmwalzen, Abkühlen, Aufwickeln und andere Schritte. Die Zusammensetzung lautet: C: 0,26% bis 0,34%, Si: 0,17% bis 0,37%, Mn: 0,40% bis 0,70%, P: ≤ 0,035%, S ≤ 0,035%, Cr: 0,80-1,10, Mo: 0,15% bis 0,25%; wobei der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Das durch dieses Patent hergestellte warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech zeichnet sich durch eine gleichmäßige Struktur, eine hohe thermische Stabilität und eine hohe Festigkeit aus, und seine Qualität wird ebenfalls erheblich verbessert. Der 30CrMo-legierte Stahl und das Verfahren zur Herstellung desselben gemäß diesem Patent unterscheiden sich wesentlich von denen gemäß der vorliegenden Erfindung durch unterschiedliche verwendete Herstellungsprozesse. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für dünne Bänder verwendet. Ferner sind die ausgelegten Komponenten unterschiedlich. Durch die vorliegende Erfindung kann ein Produkt ohne Seigerung, ohne Oberflächenentkohlungsschicht und mit besserer Qualität und Leistung erhalten werden.
  • Die chinesische Patentveröffentlichung Nr. CN 107419192 A offenbart ein 30CrMo-legiertes Bandstahl und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Diese Erfindung basiert auch auf das Stranggieß- und Walzverfahren für Dünnblechrohlinge und umfasst hauptsächlich: Konverterschmelzen, LF-Raffination, Stranggießen für Dünnblechrohlinge, Erwärmen, kontinuierliches Warmwalzen, und Aufwickeln. Die Zusammensetzung lautet: C: 0,26% bis 0,34%, Si: 0,17% bis 0,30%, Mn: 0,40% bis 0,70%, P: ≤ 0,025%, S ≤ 0,025%, Als ≥ 0,010%, Cr: 0,80% bis 1,10%, Mo: 0,15% bis 0,25%, Ni ≤ 0,30%, Cu ≤ 0,30%, wobei der Rest aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Aus der Perspektive des gesamten Prozessablaufs beseitigt die Erfindung die zentrale Seigerung und Schrumpfung des Stranggussrohlings, reduziert die Oberflächenentkohlung und kann warmgewalzte dünnwandige Stahlbänder mit einer Dicke von 2,5 mm bis 4,0 mm produzieren, wodurch eine kostengünstige Produktion von 30CrMo-legiertem Stahl erreicht wird. Der 30CrMo-legierte Stahl und das Verfahren zur Herstellung desselben gemäß diesem Patent unterscheiden sich wesentlich von denen gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch die Herstellungsprozesse. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für dünne Bänder verwendet, was den Produktionsprozess weiter vereinfacht. Ferner sind die ausgelegten Komponenten unterschiedlich. Durch die vorliegende Erfindung kann ein Produkt ohne Seigerung, ohne Oberflächenentkohlungsschicht und mit besserer Qualität und Leistung erhalten werden.
  • Die chinesische Patentveröffentlichung Nr. CN 100366779 C offenbart ein Sägeblattstahl zum Schneiden von Stein und ein Verfahren zur Herstellung desselben, mit folgender chemischen Zusammensetzung in Gewichtsprozent: C: 0,45% bis 0,60%, Si: 0,1% bis 0,6%, Mn: 1,3% bis 1,8%, P ≤ 0,02%, S ≤ 0,01%, V: 0,05% bis 0,20%, Cr: 0,15% bis 0,30%, N: 0,005% bis 0,020%, Ca: 0% bis 0,0050%, Al: 0,005% bis 0,040%, wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen ist. Das Verfahren umfasst: Beim Schmelzen, Gießen und Stranggießen werden Heißlade- und Heißlieferprozess für Rohlinge verwendet, um sicherzustellen, dass die Temperatur eines Brechrohlings vor dem Erhitzen bei einer Temperatur über 300°C liegt, wobei die Heiztemperatur des Brechrohlings über 1150°C liegt, wobei die Endwalztemperatur während des Warmwalzens auf über 900°C geregelt wird, wobei nach dem Walzen die Luftkühlung sowie das Aufwickeln durchgeführt wird, wobei die Aufwickeltemperatur über 700°C liegt. Der durch diese Erfindung hergestellte Stahl weist eine hohe Härtbarkeit auf und eignet sich besonders zur Herstellung von Sägeblättern zum Schneiden von Steinen mit einem Durchmesser von mehr als 1000 mm. Dieses Patent unterscheidet sich von der vorliegenden Erfindung durch die Stahlart. Der Kohlenstoffgehalt dieses Patents beträgt 0,45% bis 0,60%, während der Kohlenstoffgehalt der vorliegenden Erfindung 0,24% bis 0,34% beträgt. Darüber hinaus gibt es wesentliche Unterschiede im Herstellungsprozess. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Doppelwalzen-Stranggießverfahren für dünne Bänder verwendet, was den Produktionsprozess weiter vereinfacht.
  • Die chinesische Patentveröffentlichung Nr. CN 102345071 B offenbart ein Stahlblech aus 30CrMo-legiertem Baustahl mit Zusatz von B und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Das Blech enthält die folgenden chemischen Komponenten in Massenprozent: C: 0,28% bis 0,33%, Si: 0,20% bis 0,35%, Mn: 0,60% bis 0,80%, P: ≤ 0,018%, S: ≤ 0,005%, Cr: 0,90% bis 1,10%, Mo: 0,15% bis 0,25%, Als: 0,20% bis 0,40%, B: 0,0008% bis 0,0015%, wobei der Rest Fe und Restelemente ist. Das verwendete Herstellungsverfahren umfasst: Konverterschmelzen, LF-Raffination, Vakuumraffinierung, Gießen, Erhitzen von Gussrohlingen/Stahlbarren, Walzen, langsames Abkühlen, Wärmebehandlung, erfolgreich Entwickeln eines hochfesten 30CrMo-legierten Stahl mit Zusatz von B, deren Dicke ≤ 100 mm ist, und der folgende physikalisch-mechanische Eigenschaften aufweist: seine Streckgrenze, Zugfestigkeit, Brinellhärte beim Hochtemperaturanlassen sind höher als bei gewöhnlichem 30CrMo-legiertem Stahl. Obwohl in dieser Erfindung auch eine kleine Menge von B zugegeben wird, lässt sich B leicht ausschneiden, da das traditionellste und rückwärtsgerichtete Druckgussverfahren verwendet und dabei die Erstarrungsgeschwindigkeit sehr langsam ist. Ferner tritt an der Korngrenze eine B2O3-Phase mit niedrigem Schmelzpunkt leicht auf, die Heißrisse verursacht, so dass die Zugabemenge von B sehr gering ist, nur 0,0008% bis 0,0015% beträgt, wobei die Wirkung sehr gering ist. Darüber hinaus ist in den Ausführungsbeispielen zu sehen, dass die Dicke der hergestellten Produkte auch dicker ist und im Bereich von 50 mm bis 100 mm liegt. Bei der vorliegenden Erfindung wird das fortschrittliche Doppelwalzen-Stranggießverfahren für dünne Bänder verwendet, um ein Stahlblech/-band mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm direkt herzustellen, wobei die Zugabemenge von B 0,006% erreichen kann, so dass die Qualitätsleistung ausgezeichneter wird. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich vom diesem Patent durch sowohl die Zusammensetzung also auch das Herstellungsverfahren.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst folgende Hauptvorteile:
    • Bei der vorliegenden Erfindung wird die Stranggusstechnologie für Dünnbänder verwendet, um einen dünnwandigen 30CrMo-legierten Stahl, der Zinn (Sn), Kupfer (Cu)/Zinn (Sn), Kupfer (Cu), Stickstoff (N) und optional Bor (B) enthält, herzustellen. Darüber wird bisher kein Bericht gemeldet. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind wie folgt zusammengefasst:
      1. 1. Bei der vorliegenden Erfindung werden komplizierte Prozesse wie Erwärmung von Blechrohlingen und wiederholtes Warmwalzen in mehreren Durchgängen gespart. Die vorliegende Erfindung erfolgt durch ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder und einen einmaligen Inline-Warmwalzprozess, wobei der Produktionsprozess kürzer und effizienter ist, wobei die Investitionskosten und Produktionskosten der Produktionslinie erheblich reduziert werden.
      2. 2. Bei der vorliegenden Erfindung sind viele komplizierte Zwischenschritte bei der Herstellung des herkömmlichen Verfahrens gespart. Im Vergleich zum herkömmlichen Herstellungsverfahren werden der Energieverbrauch und die CO2-Emission bei der erfindungsgemäßen Herstellung stark reduziert, und es handelt sich um ein grünes und umweltfreundliches Produkt.
      3. 3. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Stranggießverfahren für dünne Bänder verwendet, um einen dünnwandigen warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahl herzustellen. Aufgrund der fortschrittlichen Natur des Verfahrens selbst kann die vorliegende Erfindung die Probleme der Oberflächenentkohlung, der Segregation von Elementen, der Kantenrissbildung und dergleichen vollständig lösen, die bei herkömmlichen Verfahren vorhanden sind.
  • Die Geschwindigkeit des Stranggießens für dünne Bänder erreicht 80 m/min bis 150 m/min. Die Erstarrungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze erreicht 102℃/s bis 104°C/s. Die Dicke des stranggegossenen Produkts beträgt nur 2 mm bis 5 mm. Und die Legierungselemente im 30CrMo-legierten Stahl sind in sehr kurzer Zeit (0,1 s bis 0,2 s) vor der Segregation vollständig erstarrt, und dieser schnelle Erstarrungseffekt beseitigt effektiv die Segregation von Elementen.
  • Aufgrund der hohen Ziehgeschwindigkeit gelangt der stranggegossene Bandstahl schnell in die untere geschlossene Kammer mit einer Schutzatmosphäre und dann direkt in das Inline-Warmwalzwerk zum Warmwalzen. Während dieses gesamten Prozesses wird die Oberfläche des Bandstahls durch schützendes Gießen und Walzen nahezu frei von Entkohlung gehalten.
  • Auch wenn die Liquidustemperatur vom 30CrMo-legierten Stahl niedrig ist, ist die Temperatur des stranggegossenen Bandstahls aufgrund der hohen Ziehgeschwindigkeit ebenfalls hoch, wobei die Walztemperatur des in das Walzwerk eintretenden Bandstahls entsprechend hoch ist, wodurch effektiv verhindert wird, dass der Bandstahl in die Hochtemperatur-Sprödzone zum Walzen eintritt, und das Auftreten von Rissen an der Oberfläche und Kante der Bandstahls effektiv vermieden wird.
  • Das Stranggieß- und Walzverfahren für dünne Bänder integriert organisch das herkömmliche Stranggießen, Erhitzen, kontinuierliches Warmwalzen und andere unabhängige Vorgänge, wodurch der Produktionszyklus erheblich verkürzt, die Produktionseffizienz erheblich verbessert, der Energieverbrauch erheblich gesenkt wird und die Produktqualität und -leistung erheblich verbessert werden.
    1. 4. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine kleine Menge von N-Element zugegeben, das die Ausschneidung von Carbonitriden des erfindungsgemäßen Stahls im Prozess der Abschreck- und Anlasswärmebehandlung fördern, die Rothärte vom 30CrMo-legierten Stahl im Prozess des Schneidens und mechanischen Bearbeitens effektiv verbessern kann und vorteilhaft ist, um die Lebensdauer des Endprodukts zu verlängern.
    2. 5. Wenn bei der vorliegenden Erfindung der Elektroofen für die Stahlherstellung verwendet wird, wird der Rohstoff zu 100% aus Stahlschrott ohne Vorsieben bestehen. Durch die Verwendung von Stahlschrott, der Cu und Sn enthält, in Kombination mit dem subschnellen Erstarrungseffekt des Stranggießens für Dünnbänder werden die Restelemente legiert, was die Schmelzkosten stark reduziert. Die Elemente Cu und Sn im Stahl werden „in Nutzen umgewandelt“, wobei eine vollständige Nutzung von vorhandenem Stahlschrott oder minderwertigen Bodenschätzen (Erz mit hohem Zinngehalt, Erz mit hohem Kupfergehalt) realisiert wird und das Recycling von Stahl gefördert wird, wodurch die Produktionskosten reduziert werden und die nachhaltige Entwicklung der Stahlindustrie realisiert wird.
  • Beim Schmelzen der vorliegenden Erfindung erfolgt die Stahlherstellung durch einen Elektroofen, wobei die Rohstoffe zum Schmelzen im wirklichen Sinne 100% Stahlschrott sein, ohne eine Vorsiebung durchzuführen, was die Rohstoffkosten stark senkt; wenn das Schmelzen in einem Konverter erfolgt, wird dem Konverter der Stahlschrott ohne Vorsieben in einem Anteil von mehr als 20% des Rohstoffs zum Schmelzen hinzugefügt, wodurch der Schrottanteil im Konverter maximiert wird und die Schmelzkosten sowie der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden.
    1. 6. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Bandstahl nach dem Walzen durch eine Gaszerstäubung-Kühlung abgekühlt, wobei die durch herkömmliche Sprüh- oder Laminarkühlung verursachten Probleme vermieden werden können, so dass die Oberflächentemperatur des Bandstahls gleichmäßig abgefallen wird und die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessert wird, wodurch der Effekt der Homogenisierung der inneren Mikrostruktur erreicht wird; gleichzeitig ist das Abkühlen gleichmäßig, was die Formqualität und Leistungsstabilität von Bandstahl verbessern kann; die Dicke des Zunders auf der Oberfläche des Bandstahls wird effektiv verringert.
    2. 7. Beim herkömmlichen Verfahren werden während des Abkühlens des Blechrohlings die Legierungselemente ausgeschieden. Wenn der Blechrohling wiedererhitzt wird, wird die Ausnutzungsrate von Legierungselementen oft aufgrund einer unzureichenden Resolubilisierung von Legierungselementen reduziert. Beim Stranggießverfahren für Dünnbänder der vorliegenden Erfindung wird das bei hoher Temperatur gegossene Band direkt warmgewalzt, wobei die zugegebenen Legierungselemente hauptsächlich im Zustand einer festen Lösung vorliegen, was die Ausnutzungsrate der Legierung verbessern kann.
    3. 8. Bei der vorliegenden Erfindung wird für warmgewalztes Stahlband die Karussellhaspel ausgewählt, wodurch die Länge der Produktionslinie effektiv verkürzt wird; gleichzeitig kann Co-Coiling die Regelgenauigkeit der Aufrolltemperatur erheblich verbessern und die Stabilität der Produktleistung verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Anordnungsansicht eines Doppelwalzen-Stranggießverfahrens für Dünnbänder;
    • 2 zeigt ein schematisches Diagramm der Beziehung zwischen einem Sn-Gehalt und einer durchschnittlichen Wärmestromdichte;
    • 3 zeigt ein schematisches Diagramm der Beziehung zwischen einem Sn-Gehalt und einer Oberflächenrauhigkeit eines Gießbands;
    • 4 zeigt ein ternäre Phasendiagramm von MnO-SiO2-Al2O3 (schattierter Bereich: Bereich mit niedrigem Schmelzpunkt);
    • 5 zeigt ein schematisches Diagramm einer thermodynamischen Kurve der BN-, AlN-Ausscheidung.
  • Ausführliche Ausführungsformen
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert, aber diese Ausführungsbeispiele schränken die vorliegende Erfindung keineswegs ein. Jegliche Änderungen an Ausführungen der vorliegenden Erfindung, die vom Fachmann unter der Lehre der vorliegenden Beschreibung vorgenommen werden, fallen in den Schutzumfang der Ansprüche der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird die Stahlschmelze, die dem Design der chemischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung entspricht, über eine Pfanne 1 durch einen langen Pfannenausguss 2, einen Tundish 3, einen Tauchausguss 4 und einen Verteiler 5 gegossen direkt in ein Schmelzbad 7 gegossen, das von zwei relativ zueinander rotierenden und schnell abkühlbaren Kristallisationswalzen 8a, 8b und seitlichen Dichtungsplattenvorrichtungen 6a, 6b geschlossen ist, wobei die Stahlschmelze an Umfangsflächen, an denen die Kristallisationswalzen 8a und 8b rotieren, zu einer Erstarrungsschale erstarrt und allmählich anwächst, wonach am kleinsten Spalt (Walzenspalt) zwischen den beiden Kristallisationswalzen ein Gießband 11 mit einer Dicke von 2,0 mm bis 5,0 mm gebildet wird. Nachdem das Gießband 11 die Kristallisationswalzen 8a und 8b verlassen hat, weist das Gießband eine Temperatur von 1360°C bis 1430°C und gelangt direkt in die untere geschlossene Kammer 10, wobei die untere geschlossene Kammer 10 mit einem Inertgas zum Schützen des Bandstahls kommuniziert, um einen Antioxidationsschutz des Bandstahls zu realisieren, wobei die Atmosphäre für den Antioxidationsschutz N2, Ar oder andere nicht oxidierende Gase sein kann, wie beispielsweise Mischgas aus N2 und H2, CO2-Gas, das durch Sublimation von Trockeneis erhalten ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer 10 auf < 5% geregelt wird. Die untere geschlossene Kammer 10 schützt das Gießband 11 vor Oxidation bis zum Eingang des Walzwerks 13. Die Temperatur des Gießbandes am Ausgang der unteren geschlossenen Kammer 10 beträgt 1150°C bis 1280°C. Dann wird das Gießband durch eine schwenkbare Führungsplatte 9, eine Klemmrolle 12 und einen Rollgang 15 zum Warmwalzwerk 13 gefördert und nach einem Warmwalzen zu einem warmgewalzten Bandstahl mit einer Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm geworden ist, wobei eine Gaszerstäubungs-Schnellkühlvorrichtung 14 verwendet ist, um den warmgewalzten Bandstahl durch die Gaszerstäubung-Kühlung abzukühlen, so dass die Gleichmäßigkeit der Temperatur des Bandstahls verbessert wird. Nachdem der Bandstahl durch eine fliegende Schervorrichtung 16 geschnitten wurde, fällt der geschnittene Kopf in eine fliegende Schergrube 18 entlang der Führungsplatte 17 der fliegenden Schere, wobei das warmgewalzte Band nach dem Schneiden in die Karussellhaspel 19 zum Aufwickeln eintritt. Nachdem die Spule von der Haspel genommen wurde, wird es natürlich auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass der Benutzer nach dem Glätten sowie Abschneiden des Stahlblechs/-bands ein Schneiden sowie ein mechanisches Bearbeiten entsprechend der Größe des Endprodukts durchführt und schließlich eine Abschreck- und Anlasswärmebehandlung anwendet: Ölabschrecken bei 840°C bis 880°C, Anlassen bei 400°C bis 440°C. Die Härte des nach dem Abschrecken und Anlassen erhaltenen Materials liegt im Bereich von HRC35 ± 2, was die erforderliche Härteverteilung des Materials gewährleistet und die Verformung des Blechkörpers verringern kann, wodurch die Leistungsanforderungen von herkömmlichem warmgewalztem 30CrMolegiertem -Stahl mit dünner Dicke erfüllt und übertroffen werden.
  • Die chemische Zusammensetzung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist in Tabelle 1 gezeigt, wobei der Rest der Zusammensetzung aus Fe und anderen unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Beim vorliegenden Verfahren sind die Prozessparameter in Tabelle 2 gezeigt, während die mechanischen Eigenschaften des schließlich erhaltenen warmgewalzten Bandes in Tabelle 3 gezeigt sind.
  • Zusammenfassend wird bei der vorliegenden Erfindung die Stranggusstechnologie für Dünnbänder verwendet, wobei der Stahlschrott vollständig ausgenutzt wird. Das warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band, das gemäß dem ausgelegten Bereich der Zusammensetzung des Stahls in der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, weist eine Zugfestigkeit von weniger als 900 MPa und eine Härte unter HRC 25 auf. Damit kann das warmgewalzte Stahlblech/-band reibungslos aufgewickelt werden. Verschiedene Schneid- und Bearbeitungsvorgänge sind auch für nachgeschaltete Fertigungsanwender einfacher.
  • Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte dünnwandige warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band hat eine gleichmäßige Struktur und gleichmäßige Eigenschaften, keine Schrumpfporosität/Kraterbildung in seinem Inneren, weniger Entkohlungsschicht, gute Härtbarkeit, gute Schneidbarkeit und Bearbeitbarkeit. Es ist ein ideales Material für dünnen Stahl im Maschinenbau, in der petrochemischen Industrie, der Kesselherstellungsindustrie und der Sägeblatt- und Messerformindustrie usw. Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von Stahl in Ausführungsbeispiel (Gew.-%)
    C Si Mn P S N O Als Cr Mo Cu Sn
    Ausführungsbeispiel 1 0,24 0,34 1,45 0,018 0,005 0,0087 0,0093 0,0009 1,25 0,23 0,36
    Ausführungsbeispiel 2 0,26 0,15 0,95 0,023 0,003 0,0073 0,0110 0,0006 1,13 0,21 0,005
    Ausführungsbeispiel 3 0,28 0,10 1,38 0,005 0,004 0,0066 0,0150 0,0004 1,05 0,19 0,10 0,013
    Ausführungsbeispiel 4 0,30 0,27 1,20 0,016 0,004 0,0055 0,0130 0,0008 1,14 0,28 0,26 0,040
    Ausführungsbeispiel 5 0,32 0,48 0,66 0,008 0,002 0,0054 0,0120 0,0007 0,93 0,18 0,48
    Ausführungsbeispiel 6 0,28 0,46 0,69 0,015 0,002 0,0048 0,0070 0,0008 0,86 0,15 0,55
    Ausführungsbeispiel 7 0,27 0,19 0,86 0,016 0,003 0,0040 0,0100 0,0005 1,02 0,10 0,12 0,025
    Ausführungsbeispiel 8 0,26 0,36 1,10 0,027 0,004 0,0100 0,0085 0,0006 1,13 0,26 0,60
    Ausführungsbeispiel 9 0,25 0,38 0,88 0,028 0,0035 0,0048 0,0200 0,0003 1,26 0,30 0,35 0,038
    Ausführungsbeispiel 10 0,29 0,48 0,60 0,030 0,001 0,0095 0,0125 0,0004 1,50 0,27 0,016
    Ausführungsbeispiel 11 0,30 0,50 0,75 0,010 0,002 0,0083 0,0090 0,0005 1,47 0,28 0,53
    Ausführungsbeispiel 12 0,32 0,28 1,50 0,022 0,006 0,0078 0,0118 0,0003 0,80 0,21 0,38 0,018
    Ausführungsbeispiel 13 0,29 0,47 1,39 0,018 0,004 0,0057 0,0132 0,0006 1,42 0,26 0,027
    Ausführungsbeispiel 14 0,28 0,29 1,46 0,016 0,003 0,0068 0,0075 0,0005 0,98 0,19 0,27
    Tabelle 2: Prozessparameter der Ausführungsbeispiele
    Dicke eines Gießbands mm untere geschlossene Kammer Atmosphäre Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer/% Warmw alztemperatur °C Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen % warmgewalzte Banddicke mm Abkühlen nach dem Walzen Geschwindigkeit/°C/s Aufwickeltemperatur °C
    Ausführungs beispiel 1 2,30 N2 3,5 1180 28 1,65 85 705
    Ausführungs beispiel 2 2,70 Ar 4,2 1220 31 1,85 10 700
    Ausführungs beispiel 3 3,20 N2 2,5 1200 38 2,00 79 760
    Ausführungs beispiel 4 2,00 CO2 2,7 1150 25 1,50 20 750
    Ausführungs beispiel 5 4,40 Ar 3,5 1185 30 3,08 92 730
    Ausführungs beispiel 6 2,80 Ar 2,8 1100 29 2,00 72 720
    Ausführungs beispiel 7 4,50 N2 1,5 1190 39 2,75 65 700
    Ausführungs beispiel 8 5,00 CO2 0,8 1220 50 2,50 50 720
    Ausführungs beispiel 9 3,90 N2 1,5 1250 41 2,30 22 720
    Ausführungs beispiel 10 4,10 N2 1,9 1170 32 2,80 75 730
    Ausführungs beispiel 11 2,50 Ar 1,8 1240 32 1,70 100 745
    Ausführungs beispiel 12 3,30 N2 2,6 1170 41 1,95 60 725
    Ausführungs beispiel 13 4,15 CO2 2,4 1180 42 2,40 30 730
    Ausführungs beispiel 14 2,20 Ar 2,5 1160 32 1,50 25 720
    Tabelle 3: Mechanische Eigenschaften von Stahlprodukten in Ausführungsbeispielen
    Dicke eines Gießbands mm Dicke eines Fertigprodukts mm Streckgrenze MPa Zugfestigkeit MPa Dehnung % Streckgrenzenverhältnis Härte des warmgewalzten Stahlblechs/-bands HRC Härte HRC und ihre Schwankung nach einem einer mechanischen Bearbeitung folgenden Abschrecken und Anlassen
    Ausführungsbeispiel 1 2,30 1,65 598 790 21 0,76 23 35 ± 1,9
    Ausführungsbeispiel 2 2,70 1,85 635 830 16 0,77 21 35 ± 1,7
    Ausführungsbeispiel 3 3,20 2,00 638 835 16 0,76 22 35 ± 1,6
    Ausführungsbeispiel 4 2,00 1,50 686 852 18 0,81 24 35 ± 1,7
    Ausführungsbeispiel 5 4,40 3,08 665 834 19 0,80 23 35 ± 2,0
    Ausführungsbeispiel 6 2,80 2,00 642 816 21 0,79 22 35 ± 1,8
    Ausführungsbeispiel 7 4,50 2,75 658 835 20 0,79 22 35 ± 1,7
    Ausführungsbeispiel 8 5,00 2,50 637 824 16 0,77 21 35 ± 1,7
    Ausführungsbeispiel 9 3,90 2,30 685 849 15 0,81 23 35 ± 1,6
    Ausführungsbeispiel 10 4,10 2,80 638 813 13 0,78 24 35 ± 1,5
    Ausführungsbeispiel 11 2,50 1,70 717 890 18 0,81 23 35 ±2,0
    Ausführungsbeispiel 12 3,30 1,95 746 897 16 0,83 22 35 ± 1,9
    Ausführungsbeispiel 13 4,15 2,40 656 835 20 0,79 21 35 ± 1,8
    Ausführungsbeispiel 14 2,20 1,50 615 790 17 0,78 22 35 ± 1,6
  • Die chemische Zusammensetzung der Ausführungsbeispiele des B-haltigen Stahls der vorliegenden Erfindung ist in Tabelle 3 gezeigt, wobei der Rest der Zusammensetzung aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Beim vorliegenden Verfahren sind die Prozessparameter in Tabelle 4 gezeigt, während die mechanischen Eigenschaften des schließlich erhaltenen warmgewalzten Bandes in Tabelle 5 gezeigt sind.
  • Aus der Tabelle 5 ist ersichtlich, dass das warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band, das durch die Stranggusstechnologie für Dünnbänder und gemäß dem ausgelegten Bereich der Zusammensetzung des Stahls in der vorliegenden Erfindung und hergestellt wird, eine Zugfestigkeit von weniger als 900 MPa und eine Härte unter HRC 25 aufweist und reibungslos aufgewickelt werden kann, wobei verschiedene Schneid- und Bearbeitungsvorgänge für nachgeschaltete Fertigungsanwender einfacher sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Benutzer nach dem Glätten sowie Abschneiden des Stahlblechs/-bands ein Schneiden sowie ein mechanisches Bearbeiten entsprechend der Größe des Endprodukts durchführt und schließlich eine Abschreck- und Anlasswärmebehandlung anwendet: Ölabschrecken bei 840°C bis 880°C, Anlassen bei 400°C bis 440°C. Die Härte des nach dem Abschrecken und Anlassen erhaltenen Materials liegt im Bereich von HRC35 ± 2, was die erforderliche Härteverteilung des Materials gewährleistet und die Verformung des Blechkörpers verringern kann, wodurch die Leistungsanforderungen von herkömmlichem warmgewalztem 30CrMolegiertem -Stahl mit dünner Dicke erfüllt und übertroffen werden.
  • Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte dünnwandige warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band hat eine gleichmäßige Struktur und gleichmäßige Eigenschaften, keine Schrumpfporosität/Kraterbildung in seinem Inneren, weniger Entkohlungsschicht, gute Härtbarkeit, gute Schneidbarkeit und Bearbeitbarkeit. Es ist ein ideales Material für dünnen Stahl im Maschinenbau, in der petrochemischen Industrie, der Kesselherstellungsindustrie und der Sägeblatt- und Messerformindustrie usw. Durch die vorliegende Erfindung wird ein dünnwandiges warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band durch einmalige Erwärmung hergestellt, wobei die Produktionskosten stark gesendet werden. Das so hergestellte Produkt ist kohlenstoffarm und umweltfreundlich. Tabelle 3: Chemische Zusammensetzung von Stahl in Ausführungsbeispiel (Gew.-%)
    Ausführungsbeispiele C Si Mn P S N O Als Cr Mo Cu Sn B
    15 0,28 0,25 1,35 0,008 0,005 0,0077 0,0093 0,0009 1,15 0,20 0,37 0,003
    16 0,24 0,10 0,90 0,013 0,003 0,0063 0,0110 0,0006 1,11 0,25 0,005 0,001
    17 0,25 0,37 1,28 0,015 0,004 0,0056 0,0150 0,0004 1,02 0,18 0,10 0,023 0,004
    18 0,32 0,28 1,10 0,013 0,004 0,0085 0,0130 0,0008 1,13 0,27 0,22 0,040 0,006
    19 0,30 0,47 0,65 0,009 0,002 0,0054 0,0120 0,0007 0,90 0,17 0,45 0,003
    20 0,26 0,45 0,67 0,012 0,002 0,0048 0,0070 0,0008 0,85 0,14 0,57 0,005
    21 0,25 0,18 0,85 0,015 0,003 0,0040 0,0100 0,0005 1,00 0,10 0,16 0,035 0,003
    22 0,27 0,37 1,00 0,024 0,004 0,0100 0,0085 0,0006 1,15 0,24 0,60 0,002
    23 0,28 0,36 0,84 0,018 0,0035 0,0058 0,0200 0,0003 1,24 0,30 0,33 0,028 0,004
    24 0,26 0,47 0,60 0,030 0,001 0,0075 0,0125 0,0004 1,50 0,24 0,015 0,006
    25 0,30 0,50 0,65 0,010 0,002 0,0093 0,0090 0,0005 1,44 0,25 0,43 0,003
    26 0,34 0,26 1,50 0,012 0,006 0,0088 0,0118 0,0003 0,80 0,22 0,33 0,013 0,002
    27 0,28 0,44 1,37 0,008 0,004 0,0047 0,0132 0,0006 1,48 0,25 0,037 0,005
    28 0,27 0,26 1,40 0,017 0,003 0,0066 0,0075 0,0005 0,94 0,18 0,25 0,004
    Tabelle 4: Prozessparameter der Ausführungsbeispiele
    Ausführungsbeispiele Dicke eines Gießbands mm untere geschlossene Kammer Atmosphäre untere geschlossene Kammer Sauerstoffkonzentration/% Warmwalztemperatur °C Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen/% warmgewalzte Banddicke, mm Abkühlgeschwindigkeit nach dem Walzen, °C/s Aufwickeltemperatur °C
    15 2,30 N2 3,5 1180 30 1,60 85 705
    16 2,80 Ar 4,2 1220 32 1,90 10 700
    17 3,20 N2 2,5 1200 38 2,00 79 760
    18 2,00 CO2 2,7 1150 25 1,50 20 750
    19 4,30 Ar 3,5 1185 30 3,00 92 730
    20 2,70 Ar 2,8 1100 26 2,00 72 720
    21 4,50 N2 1,5 1190 39 2,75 65 700
    22 5,00 CO2 0,8 1220 50 2,50 50 720
    23 3,80 N2 1,5 1250 42 2,20 22 720
    24 4,10 N2 1,9 1170 32 2,80 75 730
    25 2,40 Ar 1,8 1240 33 1,60 100 745
    26 3,20 N2 2,6 1170 41 1,90 60 725
    27 4,10 CO2 2,4 1180 41 2,40 30 730
    28 2,20 Ar 2,5 1160 32 1,50 25 720
    Tabelle 5: Mechanische Eigenschaften von Stahlprodukten in Ausführungsbeispielen
    Ausführungsbeispiele Dicke eines Gießbands mm Dicke eines Fertigprodukts mm Streckgrenze MPa Zugfestigkeit/ MPa Dehnung % Streckgrenzenverhältnis Härte des warmgewalzten Stahlblechs/-bands HRC Härte HRC und ihre Schwankung nach einem einer mechanischen Bearbeitung folgenden Abschrecken und Anlassen
    15 2,30 1,60 650 860 23 0,76 23 35 ± 1,8
    16 2,80 1,90 675 880 17 0,77 22 35 ± 1,5
    17 3,20 2,00 666 835 18 0,80 24 35 ±2,0
    18 2,00 1,50 648 812 16 0,80 23 35 ± 1,7
    19 4,30 3,00 660 823 16 0,80 22 35 ± 1,8
    20 2,70 2,00 647 798 20 0,81 21 35 ± 1,7
    21 4,50 2,75 654 815 21 0,80 23 35 ± 1,9
    22 5,00 2,50 665 805 15 0,83 22 35 ± 1,6
    23 3,80 2,20 660 814 17 0,81 24 35 ± 1,5
    24 4,10 2,80 654 823 15 0,79 22 35 ± 1,3
    25 2,40 1,60 737 896 11 0,82 21 35 ±2,0
    26 3,20 1,90 666 808 20 0,82 23 35 ± 1,7
    27 4,10 2,40 656 827 21 0,79 22 35 ± 1,6
    28 2,20 1,50 648 780 19 0,83 23 35 ± 1,5
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Claims (7)

  1. Warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band, mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent: C: 0,24% bis 0,34%, Si: 0,1% bis 0,5%, Mn: 0,6% bis 1,5%, P ≤ 0,03%, S ≤ 0,007%, Cr: 0,80% bis 1,50%, Mo: 0,10% bis 0,30%, N: 0,004% bis 0,010%, optionales B: 0,001% bis 0,006%, Als: < 0,001%, Gesamtsauerstoff [O]T: 0,007% bis 0,020%; wobei der Rest Fe und andere unvermeidliche Verunreinigungen ist, und die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden müssen: ein oder zwei Elemente von Cu: 0,10% bis 0,60% und Sn: 0,005% bis 0,04% enthalten ist oder sind; Mn / S ≥ 250.
    Figure DE112020004461T5_0004
  2. Warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das warmgewalzte Stahlblech/-band eine Zugfestigkeit von ≤ 900 MPa und eine Härte von ≤ HRC25 aufweist.
  3. Warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Mikrostruktur des warmgewalzten Stahlblechs/-bands um eine Mikrostruktur aus nadelförmigem Ferrit, klumpigem Ferrit und Perlit handelt.
  4. Warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mikrostruktur des warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands der Volumenanteil von nadelförmigem Ferrit 60% bis 80%, der Volumenanteil von klumpigem Ferrit 10% bis 25%, und der Volumenanteil von Perlit 5% bis 20% beträgt.
  5. Warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band eine Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm aufweist.
  6. Warmgewalztes 30CrMo-legiertes Stahlblech/-band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das warmgewalzte 30CrMo-legierte Stahlblech/-band eine Zugfestigkeit von 780 MPa bis 900 MPa, eine Streckgrenze von 590 MPa bis 750 MPa, eine Dehnung von 11% bis 23%, und ein Streckgrenzenverhältnis von 0,75 bis 0,83 aufweist.
  7. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch: 1) Schmelzen und Stranggießen das Schmelzen wird gemäß der Zusammensetzung nach Anspruch 1 durchgeführt, wobei die Basizität a = CaO/SiO2 der Schlacke im Stahlherstellungsprozess so geregelt wird, dass a < 1,5, vorzugsweise a < 1,2, oder a = 0,7 bis 1,0 gilt; wobei MnO/SiO2 in einem ternären Einschluss MnO-SiO2-Al2O3 in der Stahlschmelze auf 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,8 geregelt wird; wobei der Bereich von freiem Sauerstoff [O]Free in der Stahlschmelze beträgt: 0,0005% bis 0,005%; beim Stranggießen wird ein Doppelwalzen-Stranggießen für Dünnbänder verwendet, wobei ein Gießband mit einer Dicke von 2,0 mm bis 5,0 mm gebildet wird; der Durchmesser der Kristallisationswalze liegt zwischen 500 mm bis 1500 mm und beträgt vorzugsweise 800 mm, wobei die Kristallisationswalze durch Wasser innerhalb derselben gekühlt werden; die Gießgeschwindigkeit beträgt 40 m/min bis 100 m/min; der Temperatur, bei der das Gießen der Pfannen beginnt, wird auf einen Bereich von 1580°C bis 1610°C geregelt; bei einer Stranggussverteilung wird ein zweistufiges Verteilungssystem für Stahlschmelze verwendet, das aus einem Tundish und einem Verteiler besteht: 2) Schützen in einer unteren geschlossenen Kammer: nachdem ein Gießband aus den Kristallisationswalzen austrat, liegt seine Temperatur im Bereich von 1360°C bis 1430°C, wonach das Gießband direkt in die untere geschlossene Kammer eintritt, die mit einem nicht oxidierenden Gas gefüllt ist, wobei die Sauerstoffkonzentration in der unteren geschlossenen Kammer auf < 5% geregelt wird, und wobei die Temperatur des Gießbandes am Auslass der unteren geschlossenen Kammer 1150°C bis 1280°C beträgt; 3) Inline-Warmwalzen das Gießband wird durch eine Klemmwalze in der unteren geschlossenen Kammer zu einem Walzwerk gefördert und zu einem Stahlband mit einer Dicke von 1,5 bis 3,0 mm gewalzt, wobei die Walztemperatur 1100°C bis 1250°C beträgt, wobei das Reduktionsverhältnis beim Warmwalzen 10% bis 50%, vorzugsweise 30% bis 50%, beträgt; 4) Abkühlen nach dem Walzen der Inline-warmgewalzte Stahlband wird abgekühlt, wobei das Abkühlen unter Verwendung einer Gaszerstäubung-Kühlung erfolgt, und wobei die Abkühlgeschwindigkeit der Gaszerstäubung-Kühlung 10°C/s bis 100°C/s beträgt; 5) Aufwickeln der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl wird zur Spule aufgewickelt, wobei die Aufwickeltemperatur des warmgewalzten Bandstahls wird auf 700°C bis 760°C geregelt wird. 8. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt 6) Abschreck- und Anlasswärmebehandlung, umfassend: Ölabschrecken bei 840°C bis 880°C, Anlassen bei 400°C bis 440°C. 9. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach Anspruch 7 unter Verwendung von Stahlschrott, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 1) der Rohstoff zum Schmelzen zu 100% aus Stahlschrott ohne Vorsieben besteht, wobei das Schmelzen der Stahlschmelze in einem Elektroofen erfolgt; oder dass das Schmelzen in einem Konverter erfolgt, wobei der Stahlschrott ohne Vorsieben in einem Anteil von mehr als 20% des Rohstoffs zum Schmelzen in den Konverter zugegeben wird; und wonach der Rohstoff in einen LF-Ofen, einen VD/VOD-Ofen oder einen RH-Ofen zum Raffinieren eingegeben wird. 10. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 2) das nicht oxidierende Gas Inertgas, N2, durch Sublimation von Trockeneis erhaltenes CO2-Gas, und ein Mischgas aus N2 und H2 umfasst. 11. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 4) das Gas-Wasser-Verhältnis bei der Gaszerstäubung-Kühlung 15 : 1 bis 10 : 1, wobei der Luftdruck 0,5 MPa bis 0,8 MPa beträgt, und wobei der Wasserdruck 1,0 MPa bis 1,5 MPa beträgt. 12. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 5) das Aufwickeln durch eine Doppelhaspel oder durch eine Karussellhaspel erfolgt. 13. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten 30CrMo-legierten Stahlblechs/-bands nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt 5) der abgekühlte warmgewalzte Bandstahl nach einem Abtrennen seines Kopfs schlechter Qualität durch eine Schopfschere direkt zu einer Spule aufgewickelt wird.
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