DE3926459A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von thermomechanisch behandeltem walzgut aus stahl - Google Patents
Verfahren und anlage zur herstellung von thermomechanisch behandeltem walzgut aus stahlInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Anlage zur Herstellung von thermomechanisch
behandeltem Walzgut aus Stahl, wobei die Umformung des
Walzgutes in einem bestimmten Temperaturbereich
erfolgt.
Es sind auf dem Gebiet der Herstellung von
Walzprodukten aus Stahl verschiedene
Verfahrenstechniken bekannt, und zwar das
normalisierende Umformen des Walzgutes und das
thermomechanische Umformen des Walzgutes. Bei
normalisierendem Umformen des Walzgutes findet die
Endumformung im Bereich der Normalglühtemperatur mit
vollständiger Rekristallisation des Austenits statt,
während beim thermomechanischen Umformen des Walzgutes
Temperaturbereiche für eine gezielte Umformrate
eingehalten werden, bei denen der Austenit nicht oder
nicht wesentlich rekristallisiert. Bei den bisherigen
Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von
Walzgut aus Stahl wird als Gefügezustand der Zustand
des Austenitgefüges vorausgesetzt, der vor der
thermomechanischen Behandlung des Walzgutes vorgelegen
hat. Die Einstellung des Austenitgefüges kann daher
unmittelbar aus der Gießwärme erfolgen wie beim
Direktwalzen, oder in einem Vorwärmofen von
Raumtemperatur aus wie beim Kalteinsatz oder aber in
einem Ofen von einer Zwischentemperatur aus wie beim
Heißeinsatz. In jedem Fall liegt aber vor der
eigentlichen thermomechanischen Behandlung des
Walzgutes ein Austenitgefüge vor, das entweder keine
oder nur geringe Anteile von Keimen oder
Gefügeanteilen der bei niedrigerer Temperatur
beständigen Phase enthält.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur
thermomechanischen Behandlung von Walzgut aus Stahl
anzugeben, das die Herstellung von Walzprodukten mit
einer besonders günstigen Kombination von Festigkeits-
und Zähigkeitseigenschaften ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Umformung
des Walzgutes aus Stahl in einem Temperaturbereich
beginnt, der unterhalb dem des stabilen Austenits
liegt und bis dicht oberhalb der Ac3- Temperatur
fortgesetzt wird.
Die Umwandlung des ferritischen oder ferritisch-
perlitischen Ausgangsgefüges in ein austenitisches
oder ferritisch-austenitisches Gefüge, das der
thermomechanischen Behandlung unterworfen wird,
geschieht unter dem Einfluß einer Umformung und der
damit verbundenen Aufwärmung des Walzgutes. Gegenüber
einer Fremderwärmung von außen stellt sich bei der
Umformung des Walzgutes gemäß der Erfindung eine
besonders gleichmäßige Durchwärmung über den gesamten
Querschnitt des Walzgutes ein. Der sich unter diesen
Bedingungen ausbildende Austenit ist reich an Keimen
der bei niedrigerer Temperatur beständigen Phase und
weist eine besonders feinkörnige Struktur auf. Die
nachfolgende Rückumwandlung des verformten Austenits
führt, wie die Praxis gezeigt hat, zu einer extrem
feinkörnigen Ausbildung des Gefüges mit vorteilhafter,
erheblicher Verbesserung der Festigkeits- und
Zähigkeitseigenschaften sowie der damit verbundenen,
wesentlichen Erhöhung der Streckgrenzwerte und
Kerbschlagzähigkeit des Walzproduktes.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 38 10 261 ist ein
Verfahren zum Herstellen von Rohren, Stangen und
Bändern bekannt, bei dem ein Barren in solcher Weise
bearbeitet wird, daß die Temperatur des zu
verarbeitenden Werkstoffes aufgrund des Einflusses des
Widerstandes gegen die Verformung bis zum
Rekristallisationsbereich ansteigt. Dieses bekannte
Verfahren bezieht sich jedoch nicht auf die
thermomechanische Behandlung von Walzgut aus Stahl,
sondern auf die Herstellung von Rohren, Stangen und
Bändern aus Nichteisenmetall.
Ferner kann durch den Anstich von kaltem oder von
nicht höher als bis zur Ac1- Temperatur (Fe-C-
Diagramm) erwärmten Vormaterial eine Verzunderung in
so starkem Maße unterdrückt werden, daß beispielsweise
bei der Walzung von Stahlrohren die Rohrinnenfläche
frei von ansonsten durch Zunder hervorgerufenen
Fehlern ist. Insbesondere ergeben sich dadurch auch
Verbesserungen in bezug auf die Oberflächenrauhigkeit
des Walzproduktes. Im übrigen wird auch durch die
geringere Vorwärmtemperatur und die kürzere
Verweilzeit bei erhöhten Temperaturen die Entkohlung
gegenüber herkömmlich gewalztem Material aus Stahl
wesentlich reduziert. Die gegebenenfalls vorzunehmende
Erwärmung des Vormaterials kann hierbei fallweise auf
das Kopfstück des Walzgutes beschränkt bleiben und in
gasbeheizten Vorwärmöfen oder auch induktiv erfolgen.
Um bei der Endumformung des Walzgutes in den für die
thermomechanische Walzung günstigsten
Temperaturbereich zu kommen, muß jedoch die Anstich-
Temperatur des Walzgutes in Abhängigkeit vom
gewünschten Umformgrad festgelegt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist eine in der Zeichnung schematisch dargestellte
Anlage vorgesehen.
Diese Anlage besteht aus einer Vorwärmeinheit (I) für
das Walzgut, einer Hochumformeinheit (II) mit
nachgeschalteter Kühleinrichtung (III) und einem
Nachwalzwerk bzw. Maßwalzwerk (IV). In der
Hochumformeinheit (II) erfolgt die Umformung des
Walzgutes gemäß der Erfindung. Hierdurch wird eine
wesentliche Erhöhung der Streckgrenzwerte und der
Kerbschlagzähigkeit des Walzproduktes erreicht. Bei
der Herstellung von Produkten mit kreis- oder
kreisringförmigem Querschnitt aus Stahl kommt als
Hochumformeinheit bevorzugt ein Planetenschrägwalzwerk
zur Anwendung. Zur weiteren Verbesserung der
Werkstoffeigenschaften kann in der der
Hochumformeinheit (II) nachgeschalteten
Kühleinrichtung (III) eine beschleunigte Kühlung des
Walzgutes mit Hilfe von Kühlmedien wie Wasser, Luft
oder Wasser-/Luftgemisch vorgenommen werden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von thermomechanisch
behandeltem Walzgut aus Stahl, wobei die Umformung des
Walzgutes in einem bestimmten Temperaturbereich
erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung des
Walzgutes in einem Temperaturbereich beginnt, der
unterhalb dem des stabilen Austenits liegt und bis
dicht oberhalb der Ac3- Temperatur fortgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformung des Walzgutes bei einer Temperatur
erfolgt, die zwischen Raumtemperatur und 930 Grad C
liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Endumformung des
Walzgutes im Bereich der an sich bekannten Ac3-
Temperatur oder dicht oberhalb dieser Temperatur
erfolgt.
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch eine Walzgut-Vorwärmeeinheit (I) ,
Hochumformeinheit (II) mit nachgeschalteter
Kühleinrichtung (III) und Nachwalzwerk (IV).
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