DE69202088T2

DE69202088T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Stahl.

Info

Publication number: DE69202088T2
Application number: DE69202088T
Authority: DE
Inventors: Robert Franciscus Gadellaa; Frans Hollander; Rein Lukas Huisman; Pieter Job Kreijger; Leo Albert Kuhry
Original assignee: Hoogovens Groep BV
Current assignee: Tata Steel Ijmuiden BV
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2012-03-18
Also published as: US5303766A; DK0504999T3; ATE121323T1; CA2063679A1; MX9201246A; JPH05104104A; CA2063679C; BR9201000A; TR28003A; EP0504999A2; DE69202088D1; EP0504999B1; ES2071416T3; EP0504999A3; NL9100911A; AU650328B2; JP2830962B2; AU1304392A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zur Herstellung von Stahlbändern. Die Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Stahlbändern gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-A-3 714 432 bekannt. Diese Veröffentlichung offenbart, ein heißgerolltes Stahlband aus einer kontinuierlich gegossenen Bramme herzustellen, wobei die Bramme nach der Verfestigung aufgewickelt wird, wonach die erhaltene Spule zeitweilig gelagert und danach in ein Heißbandwalzwerk eingeführt wird. Vor der Einführung in das Heißbandwalzwerk wird die aufgewickelte Bramme in Linie mit dem Heißbandwalzwerk abgespult, auf Heißrolltemperatur homogenisiert und bis zum Heißrollen auf dieser Temperatur gehalten. Vor dem Abspulen kann die Bramme in einem Duo-Gerüst in der Dicke reduziert werden.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Stahlbandes oder einer Stahlplatte sind aus der Veröffentlichung DE-A-3 840 812 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist eine kontinuierliche Gußmaschine zum Gießen von dünnen Brammen und Reduziermittel in der Form eines Quarto-Gerüsts mit vier Rollen auf. Die kontinuierliche Gußmaschine gießt eine Bramme mit einer Dicke in dem Bereich von 50 mm bis 100 mm, die die Reduziermittel auf eine Dicke von ungefähr 25 mm reduzieren. Um die gewünschte Reduzierung erhalten, werden gewöhnlich vier Quarto-Gerüste direkt hintereinander angeordnet. Die Eintrittstemperatur der Bramme in dem ersten Quarto-Gerüst liegt in der Größenordnung von 1100ºC.
Eine Anzahl von Nachteilen ist mit der Verwendung von mehreren Quarto-Gerüsten verbunden:
- komplizierte Anordnungen werden zum Harmonisieren der Rollgeschwindigkeit zwischen jedem der zahlreichen Walzwerke und bei der Gießgeschwindigkeit der kontinuierlichen Gußmaschine benötigt;
- es gibt eine hohe thermische Belastung der Arbeitsrollen jedes Quarto-Gerüsts;
- Temperaturverluste des Werkstücks auf den verschiedenen Walzwerken sind relativ hoch;
- es gibt eine hohe Abnutzung und einen hohen Verschleiß auf Rollen als Ergebnis der Anzahl der Rollen (verschiedene Arbeitsrollen);
- die lange Verweilzeit in der Rolleinheit verursacht eine erhöhte Zunderschichtbildung;
- die Länge des Rollabschnitts von einem Ende zum anderen ist groß;
- das eingesetzte Kapital ist groß.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von heißgerolltem Stahl bereitzustellen, das diese Nachteile zumindest teilweise verhindert oder vermindert.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Vorzugsweise ist besagtes Duo-Gerüst in Linie mit besagter kontinuierlicher Gußmaschine angeordnet, um besagte Bramme kontinuierlich zu rollen, und besagter einziger Durchgang durch besagtes Duo-Gerüst ist die einzige Reduzierung der besagten Bramme nach ihrer vollen Verfestigung und vor dem Wiedererwärmen des Bandes in einem Wiedererwärmmittel.
Dieses Verfahren kann ein Band herstellen, dessen Eigenschaften zumindest mit den Eigenschaften, die mit dem bekannten Verfahren erhalten werden, äquivalent sind, während der thermische Verlust während des Rollens geringer ist als bei dem Verfahren, das aus der DE-A-3 840 812 bekannt ist.
Ein besonderer Vorteil wird erhalten, wenn die Bramme in dem Duo-Gerüst um mindestens 50% in der Dicke reduziert wird und insbesondere wenn die dünne Bramme um mindestens 60% in der Dicke reduziert wird. Der Reduzierungsprozentsatz ist die Dickenreduzierung bezüglich der Eingangsdicke der dünnen Bramme. Bei einer konventionellen kontinuierlichen Gußmaschine wird bei diesen Reduzierungen ein Band mit einer Dicke von ungefähr 20 mm erhalten.
Bei einer Ausgangsdicke des Bands aus dem Duo-Gerüst von ungefähr 20 mm ist dieses Band einfach und schnell zu homogenisieren und es ist insbesondere geeignet, ferritisch in formbaren Stahl gerollt zu werden.
Vorzugsweise wird die dünne Bramme unter Betriebsbedingungen gerollt, bei denen der Rutschkoeffizient mit der Zunahme des Reduzierungsgrades zunimmt. Hier wird der Rutschkoeffizient als relativer Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem austretenden Band und dem Umfang der Rolle verglichen mit der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle angenommen. Abhängig von den Rollparametern, die den Reibkoeffizienten beinhalten, gibt es einen Bereich, in dem der Rutschkoeffizient mit der Zunahme des Reduzierungsgrades zunimmt. Um der Stabilität des Rollverfahrens willen ist es ein Vorteil, innerhalb dieses Bereichs zu arbeiten.
Um der Stabilität des Rollverfahrens willen ist es weiterhin ein Vorteil, wenn die dünne Bramme unter Betriebsbedingungen gerollt wird, bei denen die Rollkraft mit der Zunahme des Reduzierungsgrades zunimmt.
Die Forschung hat gezeigt, daß abhängig von dem Reibkoeffizienten der Rutschkoeffizient und die Rollkraft zunehmen, konstant bleiben oder mit der Zunahme des Reduzierungsgrades abnehmen. Um der Steuerbarkeit des Rollprozesses willen ist es wünschenswert, die Rollparameter so auszuwählen, daß das Rollen unter den oben festgelegten Betriebsbedingungen stattfindet.
Abhängig von der metallurgischen Zusammensetzung der dünnen Bramme beeinflußt der Zunder auf ihrer Oberfläche die Wirkung der Schmierung. Dies ist insbesondere der Fall bei Stellen mit geringem Kohlenstoffgehalt, die Titan beinhalten.
Um der Steuerbarkeit der sich ergebenden Rollkräfte willen ist es weiterhin wünschenswert, daß die Bramme eine Dicke von weniger als 100 mm hat.
Die interne Struktur des Bandes und die Oberfläche des Bandes werden weiterhin verbessert, wenn das Duo-Gerüst während des Rollens schmiert.
Die Struktur des hergestellten Bands ist insbesondere für nachfolgendes ferritisches Rollen geeignet, insbesondere wenn die Bramme gußgerollt wird, während ihr Kern noch geschmolzen ist.
Gemäß der Erfindung ist ebenso eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 vorgesehen.
Vorzugsweise hat die Vorrichtung Wiedererwärmmittel nach dem Duo-Gerüst und das Duo-Gerüst ist das einzige Reduzierungsmittel nach der vollen Verfestigung der Bramme und vor dem Eintritt des Bands in die Wiedererwärmmittel.
Überraschenderweise ist herausgefunden worden, daß ein einziges Duo-Gerüst mindestens die gleichen metallurgischen Ergebnisse wie mehrere Quarto-Gerüste erzeugt. Zusätzlich können durch die Verwendung eines Duo-Gerüsts unter anderem die folgenden Vorteile erreicht werden:
- einfache Kontrolle über die Rollgeschwindigkeit, wodurch die Eingangsgeschwindigkeit von 8-0,1 m/min oder langsamer angemessen innerhalb des Variationsbereiches der Rolle liegt;
- die geringe thermische Belastung der Arbeitsrollen wegen ihren großen Abmessungen;
- Temperaturverluste des Werkstückes sind geringer;
- weniger Abnutzung und Verschleiß der Rollen;
- die Zeit, in der die dünne Bramme der Atmosphäre ausgesetzt ist, ist geringer, so daß sich weniger Oxid bildet;
- bei einem einzigen Walzwerk ist es einfacher, den Zunder auf Grund des einfacheren Zugangs verglichen mit mehreren Quarto-Gerüsten zu entfernen;
- beim Entfernen von Zunder unter der Verwendung von Hochdruckwasserdüsen findet Kühlung nur einmal statt und nicht mehrere Male, wie es bei mehreren Quarto-Gerüsten der Fall ist.
Versuche mit Stahlsorten St 37, St 52 und mit einer IF-Sorte unter der Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigten, daß es möglich ist, in einer einzigen Stufe eine Reduzierung der Dicke von 60 mm bis weniger als 20 mm zu erreichen, wobei das Band überraschenderweise auch eine von Rissen freie Oberfläche zeigte.
Das R-H-Verhältnis, d.h. das Verhältnis des Radius jeder der Rollen des Duo-Gerüstes zu der Dicke der zu reduzierenden Bramme ist wenigstens drei und vorzugsweise ist das R-H-Verhältnis wenigstens sechs. In der Praxis werden bei Duo-Gerüsten bei niedigeren R-H-Werten als die hier genannten und bei einer Reduzierung, die beispielsweise 50% oder vorzugsweise über 60% überschreitet, die Rollenkräfte auf den Walzwerksrahmen zu groß oder die Arbeitsrolle biegt sich in einem derartigen Ausmaß, daß sich unsaubere Formdefekte ergeben.
Es ist zu bemerken, daß auf Grund von Berücksichtigungen der Walzwerkstechnologie ein Maximum des R-H-Verhältnisses angebracht ist. Entsprechend ist zum Warmrollen ein maximales R-H-Verhältnis von ungefähr 115 anzuwenden, zum Heißrollen ungefähr 135 und zum Kaltrollen Werte, die zwischen 400 und 2100 variieren. Bei größeren R-H-Verhältnissen wird das Rollverfahren als Ergebnis der Verschiebung der neutralen Phase unstabil. Es ist dann nicht sicher, daß der zu rollende Stahl durch die Rollücke geführt wird. Darüber hinaus ergibt sich ein derartig hoher Deformationsgrad der Rollen, daß das gerollte Erzeugnis nicht akzeptierbare Formdefekte hat.
Bekannte Rollverfahren werden mit einer Vorrichtung durchgeführt, bei der das R-H-Verhältnis nahe den oberen Grenzwerten liegt. Es ist herausgefunden worden, daß die obengenannten Vorteile ebenso mit viel geringeren R-H-Werten der vorliegenden Erfindung erreicht werden können.
Ein Band, das mit der Hilfe einer derartigen Vorrichtung gerollt wird, ist insbesondere geeignet, nachfolgend ferritisch in ein dünnes Band mit guten Deformationseigenschaften ausgerollt zu werden.
Eine stabile Zuführung des zu rollenden Bands wird erhalten, wenn die Quadratwurzel aus dem Verhältnis der Dickenreduzierung der dünnen Bramme und dem Radius einer jeden Rolle des Duo-Gerüstes geringer ist als 1,1 mal dem Arcustangens des Reibkoeffizienten zwischen der Bramme und der Rolle, d.h. (J t/R) > 1,1 tan &supmin;¹f, wobei Δt = die Menge der Dickenreduzierung R ist der Rollradius und f ist der Reibkoeffizient. Dieses Verhältnis wird auch der Bißwinkel genannt (in Radiant). Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ist der Bißwinkel zwischen der Rolle und der Bramme bezüglich der Reibung so klein, daß eine stabile Zufuhr der Bramme sichergestellt ist.
Das Verhältnis zwischen dem Radius jeder Rolle der Duo-Gerüste und der Höhe der Rollenlücke ist vorzugsweise wenigstens 10. Je größer der Radius der Rolle bezüglich der Höhe der Rollenlücke ist, um so größer ist der Rutschbetrag, der sich während des Rollens in der Rollenlücke ergibt. Innerhalb gewisser Grenzen hat ein größeres Rutschen eine vorteilhafte Auswirkung auf die Stabilität des Rollverfahrens. Jedoch ergibt sich ein Effekt in der Rollücke, der durch den Namen stick" bekannt ist. Dies wird verwendet, um anzugeben, daß es eine Zone in der Rollücke gibt, in welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle und die Geschwindigkeit der dünnen Bramme ungefähr gleich sind. Wenn der Stick-Wert zu groß ist, hat dies einen nachteiligen Effekt auf die Oberflächenqualität und auf die Isotropie der gerollten dünnen Bramme. Ebenso ist herausgefunden, daß innerhalb gewisser Grenzen die relative Größe der Zone, in der sich Stick ergibt, weniger schnell mit der Höhe der Rollücke zunimmt als das Rutschen.
Der Radius jeder der Rollen ist weiterhin vorzugsweise wenigstens 400 mm. Es ist herausgefunden worden, daß bei großen Reduzierungen, wie zuvor angemerkt, innerhalb der Lastgrenzen des Walzwerks die Kräfte auf dieses dann während des Rollens einer normalen dünnen Bramme unverändert bleiben und daß sich keine nicht annehmbaren Rollenverformungen ergeben.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit Mitteln zum Gußrollen zum Reduzieren der Dicke der Bramme vor ihrer vollen Verfestigung versehen sein, d.h. wenn ihr Kern sich noch nicht verfestigt hat. Gußrollen beeinflußt die innere Struktur der Bramme und des durch sie hergestellten Bandes derart, daß sich beim nachfolgenden ferritischen Rollen eine Struktur ergibt, die das Material insbesondere geeignet für formbaren Stahl macht.
Vorzugsweise wird zwischen der kontinuierlichen Gußmaschine und den Duo-Gerüsten eine Hochdruckflüssigkeitsdüse angeordnet, um eine Oxidschicht auf der Bramme zu entfernen, und insbesondere werden mehrere Flüssigkeitsdüsen über die Breite nebeneinander angeordnet. Diese Düsen können unabhängig voneinander gesteuert werden, um den Betrag des lokal entfernten Oxids zu beeinflussen. Dies erlaubt es, den auf der Bramme gebildeten Zunder zu entfernen, und verhindert, daß Teile des Zunders eingerollt werden.
Um die Reduzierungskräfte niedrig zu halten und um eine gute Oberflächenqualität zu erreichen, ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einem Schmiermittelzuführsystem dem zum Aufbringen eines Schmiermittels zwischen der Bramme und den Rollen auf dem Duo-Gerüst versehen. Dies kann ebenso eine verbesserte Struktur erzeugen.
Was die Kapazität angeht, wird eine gute Verbindung zwischen einer kontinuierlichen Gußmaschine und einem Duo-Gerüst erhalten, wenn die Rollgeschwindigkeit des Duo-Gerüstes zwischen 0,01 und 30 m/min vorzugsweise zwischen 0,1 und 20 m/min liegt.
Eine gute Harmonisierung des Durchsatzes der kontinuierlichen Gußmaschine mit dem Durchsatz des Duo-Gerüstes kann insbesondere einen zusätzlichen Vorteil bewirken, wenn nach dem Duo-Gerüst Verfahrensmittel angeordnet werden, um das Band ferritisch zu rollen. Diese Vorrichtung ist zur Herstellung von formbarem Stahl mit Eigenschaften eines kalten Bands geeignet.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eines nicht-einschränkenden Beispiels beschrieben werden. Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1 ist eine schematische Wiedergabe einer Vorrichtung, die die Erfindung verkörpert,
Figur 2 ist eine grafische Wiedergabe des Temperaturgradienten eines Punktes der dünnen Bramme als Funktion der Zeit in dem Fall eines typischen Verfahrens des Standes der Technik und in dem Fall eines Verfahrens gemäß der Erfindung,
Figur 3 ist eine grafische Wiedergabe der Beziehung zwischen dem Bißwinkel und dem Rollendurchmesser,
Figur 4 ist eine grafische Wiedergabe der Rollkraft als Funktion des Rollendurchmessers,
Figur 5 zeigt den Trend der Rollkraft als Funktion der Ausgangsdicke der gerollten dünnen Bramme,
Figur 6 zeigt den Trend des Rutschkoeffizienten und des Stick-Prozentsatzes als Funktion der Ausgangsdicke der gerollten dünnen Bramme,
Figur 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Rutschkoeffizienten und der Ausgangsdicke für verschiedene Reibkoeffizientenwerte,
Figur 8 zeigt die Beziehung zwischen der spezifischen Rollkraft und der Ausgangsdicke für verschiedene Reibkoeffizientenwerte.
Figur 1 zeigt den Zwischenbehälter 1 einer kontinuierlichen Gußmaschine zum Gießen von dünnen Brammen. Der flüssige Stahl aus dem Zwischenbehälter fließt in die Gießform 2. Die Bramme. die die Gießform verläßt, hat eine Dicke von beispielsweise 60 mm bei einer Austrittsgeschwindigkeit von 5 m/min. In der Rollenbahn 3 gibt es eine Vorrichtung (nicht in der Zeichnung gezeigt) zum Gußrollen der nicht voll verfestigten Bramme (dies ist als Quetschen während des Verfestigens bekannt). Die Bramme verläßt folglich die Rollenbahn 3 mit einer Dicke von 45 mm und mit einer Geschwindigkeit von 6,6 m/min und mit einer Temperatur von ungefähr 1100ºC. Diese Bramme tritt in das Duo-Gerüst 4 ein, für welches beispielsweise Blockwalzen aus einem Blockwalzwerk verwendet werden können. Das aus dem Duo-Gerüst 4 austretende Band hat eine Dicke von ungefähr 15 mm und eine Austrittsgeschwindigkeit von ungefähr 20 m/min und eine Temperatur von ungefähr 1050ºC. Vor dem Duo-Gerüst 4 kann ein Hochdruckdüsensystem (nicht gezeigt), um eine Zunderablagerung von der Bramme zu entfernen und ein Zuführsystem für ein Schmiermittel (ebenso nicht gezeigt) angeordnet sein.
Falls es gewünscht wird, können Scheren 5 verwendet werden, um den Kopf und den Schwanz des durch das Walzgerüst 4 gerollten Bandes abzuschneiden. Falls es notwendig ist, kann das Band in einem Induktionsofen 6, der direkt an das Gerüst 4 gekoppelt ist, zum kontinuierlichen Verarbeiten des Bandes bis auf ungefähr 1120ºC erwärmt werden. Falls ein Induktionsofen wirklich notwendig ist, kann er kleiner sein als im Stand der Technik, weil der Temperaturabfall der dünnen Bramme in der Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels geringer ist. Ein sogenannter Spulenkasten 7 kann nach dem Induktionsofen angeordnet sein, um jegliche, möglicherweise zeitweilige Durchsatzdiskrepanz bei der nachfolgenden Verarbeitungsanlage auszugleichen. Nach dem Spulenkasten 7 liegt der Beginn von Vorrichtungen zum weiteren Rollen des Bandes. Der einzige Durchgang durch das Duo-Gerüst 4 kann die einzige Reduzierung des vollständig verfestigten Stahls im austenitischen Bereich sein, oder es können nachfolgende austenitische Reduzierungen stattfinden, bevor das ferritische Rollen beginnt. Das ferritische Rollen umfaßt eine Reduzierung des Bandes im ferritischen Temperaturbereich und oberhalb 200ºC. Ein Ablagerungsbrecher 8 in der Form einer Hochdruckdüse entfernt Zunder. Drei Quarto-Gerüste 9, 10 und 11 reduzieren das Band von 15 mm bei 0,33 m/sek und 1020ºC auf 1,5 mm bei 3,3 m/sek und 880ºC. Das Band wird in der Kühlvorrichtung 12 auf den gewünschten Temperaturbereich zum ferritischen Rollen im Walzwerksgerüst 13 abgekühlt. Die Ausgangsgeschwindigkeit des Walzswerkgerüst 13 ist 7,0 m/sek bei einer Banddicke von 0,7 mm. Auf jegliches Kühlen in einer weiteren Kühleinheit 14 hin wird das aufgerollte dünne Band auf eine der Spulen 15 oder 16 aufgerollt.
Solange es nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Figuren 2 bis 8 durchwegs auf ein Rollverfahren, bei dem eine dünne Stahlbramme gemäß der Erfindung im austenitischen Temperaturbereich von einer Eingangsdicke von 60 mm und einer Breite von 1000 mm zu einem Band mit einer Endstärke von 15 mm gerollt wird, wobei ein Duo-Gerüst verwendet wird, bei dem jede Rolle einen Radius von 670 mm hat und bei dem die Ausgangsgeschwindigkeit des Bands 0,5 m/sek ist.
Figur 2a zeigt den Temperaturgradienten eines Punktes der dünnen Bramme als Funktion der Zeit in einem Rollverfahren gemäß einem typischen Verfahren des Standes der Technik, bei dem die dünne Bramme in drei Reduzierungsstufen zu einem Band reduziert wird. Die Reduzierungsstufen sind aufeinanderfolgend 60-45-25-15 mm und der Radius einer jeden Arbeitsrolle eines jeden Quarto-Gerüsts ist 350 mm. Der Abstand zwischen jedem der vier Quarto-Gerüste ist 5 m. Die horizontale Achse in der Figur gibt die Zeit in Sekunden an; entlang der vertikalen Achse ist die Temperatur eines Punktes der dünnen Bramme angegeben. Die Figur zeigt, daß sich insgesamt ein Temperaturabfall von ungefähr 190ºC ergibt.
Figur 2b zeigt die Temperatur eines Punktes der dünnen Bramme, wenn sie mit einem einzigen Duo-Gerüst gemäß dieser Erfindung gerollt ist. Diese Figur zeigt, daß der Temperaturabfall nun nur ungefähr 90ºC ist. Darüber hinaus zeigt ein Vergleich der beiden Diagramme in den Figuren 2a und 2b, daß bei der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik das Rollverfahren ungefähr 92 Sekunden und bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nur 45 Sekunden dauert. Demzufolge vermindert dies in wesentlichem Maß die Zeit, in der sich Oxidbildung ergibt.
Figur 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Bißwinkel (vertikale Achse) und dem Rollendurchmesser (horizontale Achse). Hier ist der Bißwinkel in Grad gegeben. Der Bißwinkel (in Radiant) ist als Quadratwurzel des Verhältnisses zwischen der Dickenreduzierung während des Rollens und dem Radius der Rollen festgelegt. Die horizontale Linie a in der Figur gibt ebenso den Arcustangens des Reibkoeffizienten an, der hier bei 0,27 liegt.
Figur 3 zeigt, daß für einen Radius der Rolle, der größer als 620 mm ist, der Bißwinkel kleiner als der Arcustangens des Reibkoeffizienten ist, so daß eine stabile Zufuhr der dünnen Bramme in das Duo-Gerüst erreicht wird.
Figur 4 stellt die Rollkraft während des Rollens ausgedrückt in MN über dem Radius der Rolle bei einem Reibkoeffizienten von 0,27 dar. Diese Figur zeigt, daß die Rollkraft während des Rollens einer Rolle mit einem Radius von über 620 mm 37 MN übersteigen wird.
Figur 5 zeigt den Trend der Rollkraft, ausgedrückt in MN, als Funktion der Ausgangsdicke der dünnen Bramme, die in ein Band mit einer Eingangsdicke von 60 mm gerollt wird. Diese Figur zeigt, daß unter diesen Bedingungen die Rollkräfte bis zu einer Ausgangsdicke von ungefähr 6 mm innerhalb der Grenzen eines in der Praxis verfügbaren Duo-Gerüst liegen. Für geringere Ausgangsdicken nehmen die Rollkräfte schnell zu.
Figur 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Stick-Prozentsatz und der Ausgangsdicke der dünnen, in ein Band gerollten Bramme, Kurve A. Hier wird "Stick" als Erscheinen einer Zone auf der Oberfläche der dünnen Bramme in der Rollücke angenommen, die die gleiche Geschwindigkeit wie der Umfang der Rolle hat. Der Stick-Prozentsatz ist die Komponente des Kontaktbogens an der Rollenlücke, bei welchem sich Stick, ausgedrückt in Prozent, ergibt.
Der Stick-Effekt hat eine negative Auswirkung auf die Eigenschaften des gerollten Materials. In dem Fall von geringen Reduzierungen, zum Beispiel mit einer Ausgangsdicke von über 35 mm bei einem Reibkoeffizienten von 0,27 ergibt sich kein Stick. Wenn sich Stick ergibt, finden plastische Deformationen durch Scherung statt. Dieses Scheren kann eine negative Auswirkung auf die Qualität der Oberfläche haben. Weiterhin bedeutet diese Art von Deformationen, daß über die Dicke gesehen die plastische Deformation nicht überall dieselbe ist. Diese setzt sich in Abhängigkeit der Größe der Spannungen von reiner Scherung zu reiner Normalverformung des Materials fort. Der r-Wert des Stahls wird durch große Spannungen negativ beeinflußt. Die Kurve a bewegt sich mit der Zunahme des Reibkoeffizienten nach oben.
Figur 6 gibt ebenso die Beziehung zwischen dem Rutschkoeffizienten (Kurve b) und der Ausgangsdicke. Hier ist der Rutschkoeffizient als das Verhältnis des Unterschieds zwischen der Geschwindigkeit des Ausgangsstreifens und dem Umfang der Rolle ausgedrückt als Prozentsatz der Rollenumfangsgeschwindigkeit festgelegt. Gemäß Figur 6 nimmt der Rutschkoeffizient, hier für einen Reibkoeffizienten von 0,27 dargestellt, mit der Verminderung der Ausgangsdicke und folglich ebenso mit einem zunehmenden Reduzierungsgrad der Bramme zu. Die Kurve b endet an der Oberseite bei einem Maximalwert, der durch die maximal zulässige Verformung der Rolle bestimmt ist. Für zunehmende Reibkoeffizienten bewegt sich die Kurve b nach oben rechts.
Überraschenderweise ist herausgefunden worden, daß bei der Verwendung eines Duo-Gerüsts zum Reduzieren einer dünnen Stahlbramme Bedingungen bestehen, bei denen der Reibkoeffizient mit zunehmender Reduzierung zunimmt. Bei einem Rollverfahren ist dies nur unter präzise ausgewählten Bedingungen der Fall. Die Figuren 7 und 8 dienen zur Erklärung.
Figur 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Rutschkoeffizienten und der Ausgangsdicke für verschiedene Reibkoeffizienten und einen Radius der Rolle von 620 mm.
Die Kurvenserien zeigen, daß das unter den gegebenen Bedingungen für einen Reibkoeffizienten von 0,18 der Rutschkoeffizient unabhängig von der Reduzierung ist. Für höhere Reibkoeffizientenwerte nimmt der Rutschkoeffizient mit abnehmender Reduzierung ab. Im letzteren Fall kann der Rutschkoeffizient für die Größe der Reduzierung ein beschränkender Faktor sein. Für einen stabilen Rollprozeß sollte dieser Faktor nicht Null werden und muß vorzugsweise beachtlich größer sein. Die Situation einer geringen Reibung kann sich ergeben, wenn in dem Fall von ferritischem Rollen die Reibung durch Schmierung niedrig gehalten werden muß.
Figur 8 zeigt den Trend der spezifischen Rollkraft als Funktion der Ausgangsdicke in dem Fall von drei unterschiedlichen Reibkoeffizientenwerten. Hier wurde ebenfalls bei einem Reibkoeffizienten von 0,18 eine sich ergebende Verhaltensänderung gefunden. Bei einem höheren Reibkoeffizienten als 0,18 nimmt die Rollkraft mit der Zunahme der Reduzierung zu. In der umgekehrten Situation können große Reduzierungen eine Instabilität im Rollverfahren verursachen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Stahlbandes, das die Schritte des kontinuierlichen Stahlgießens in eine Bramme in einer kontinuierlichen Gußmaschine (1, 2), das Bewirken einer Reduzierung der besagten Bramme durch Heißrollen wenigstens im austenitischen Bereich, bei dem die Heißrollreduzierung der Bramme einen Reduzierungsschritt in einem Durchgang durch ein Duo-Gerüst (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung beim Reduzierungsschritt in einem Durchgang bei einer Temperatur über 1100ºC und nach der Verfestigung der Bramme wenigstens 50% ist und dadurch, daß eine weitere Reduzierung in formbare Stahlbänder mit Eigenschaften von kalten Bändern im ferritischen Bereich durchgeführt wird und wobei das Verfahren als kontinuierliches Herstellungsverfahren ausgeführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem besagte Bramme in besagter Heißrollreduzierung in der Dicke um wenigstens 60% reduziert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem besagtes Duo-Gerüst (4) in Reihe mit besagter kontinuierlicher Gußmaschine (1, 2) zum kontinuierlichen Rollen der besagten Bramme angeordnet ist, und besagter einziger Durchgang durch besagtes Duo-Gerüst ist die einzige Reduzierung der besagten Bramme nach ihrer vollen Verfestigung und vor dem Wiedererwärmen des Bandes in Wiedererwärmungsmitteln (6).

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die dünne Bramme unter Betriebsbedingungen des besagten Walzgerüsts (4) derart im besagten Duo-Gerüst (4) gerollt wird, das der Rutschkoeffizient mit der Zunahme des Reduzierungsgrades in dem Walzgerüst zunimmt.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Bramme unter Betriebsbedingungen des besagten Walzgerüsts (4) in besagtem Walzgerüst derart gerollt wird, daß die Rollkraft mit der Zunahme des Reduzierungsgrades zunimmt.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Verhältnis des Radius jeder der besagten Rollen des besagten Duo-Gerüsts (4) zu der Dicke der Bramme vor der Reduzierung durch besagte Rollen (R-H-Verhältnis) wenigstens drei ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem besagtes R-H-Verhältnis wenigstens sechs ist.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem in dem Duo-Gerüst (4) während des Rollens Schmierung bewirkt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 8, bei dem die Rollgeschwindigkeit des besagten Duo-Gerüsts (4) im Bereich von 0,1 bis 20 m/min liegt.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Brammendicke als Guß weniger als 100 mm ist.

11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bramme in ihrer Dicke reduziert wird, bevor ihr Kern vor besagter Heißrollenreduzierung vollständig verfestigt wird.

12. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von formbaren Stahlbändern mit kaltgerollten Eigenschaften gemäß Anspruch 1, die folgende Merkmale aufweist:

a) eine kontinuierliche Gußmaschine (1, 2) zum Gießen einer Bramme,

b) ein Duo-Gerüst zur Reduzierung der Dicke der Bramme in einem Durchgang im austenitischen Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß das Duo-Gerüst ein Rollenpaar hat, das zur Reduzierung der Dicke in der Bramme um mindestens 50% angepaßt ist und das weiterhin die folgenden Merkmale aufweist:

c) Kühlmittel zum Kühlen der gerollten Bramme auf eine Temperatur im ferritischen Bereich und

d) Kaltrollmittel zur weiteren Reduzierung der gerollten Bramme in dem ferritischen Bereich in ein Band,

bei der die genannten Merkmale in der obengenannten Reihenfolge angeordnet sind, so daß ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt wird.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der das Wiedererwärmmittel (6) zum Wiedererwärmen der gerollten Bramme nach seinem Rollen im besagten Duo-Gerüst (4) hat, und bei der besagtes Duo-Gerüst (4) das einzige Mittel zum Reduzieren der Dicke der besagten Bramme nach einer vollen Verfestigung der Bramme und vor dem Eintritt der Bramme in besagtes Wiedererwärmmittel ist.

14. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, bei der das Verhältnis zwischen dem Radius jeder Rolle des besagten Duo-Gerüsts (4) und der Höhe der Rollenlücke des besagten Duo-Gerüsts (4) wenigstens zehn ist.

15. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der der Radius jeder Rolle des besagten Duo-Gerüsts (4) wenigstens 400 mm ist.

16. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der die Vorrichtung mit Mitteln zum Reduzieren der Dicke der Bramme vor der vollständigen Verfestigung der Bramme und vor besagtem Heißrollen in besagtem Duo-Gerüst (4) versehen ist.

17. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, bei der zwischen der kontinuierlichen Gußmaschine (1, 2) und dem Duo-Gerüst (4) ein Hochdruckflüssigkeitsdüsenmittel angeordnet ist, um eine Oxidschicht auf der Bramme zu entfernen.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, bei der eine Vielzahl von besagten Flüssigkeitsdüsen nebeneinander über die Breite der Bramme angeordnet ist, wobei die Düsen unabhängig voneinander steuerbar sind, um die Menge des lokal entfernten Oxids zu beeinflussen.

19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, die mit einem Schmiermittelzuführsystem zum Aufbringen eines Schmiermittels zwischen der Bramme und den Rollen des Zweihochrollenstandes (4) versehen ist.