DE69632025T2

DE69632025T2 - Verfahren zur herstellung von heissgewalztem stahlblech

Info

Publication number: DE69632025T2
Application number: DE69632025T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Chuo-ku SETO; Kei Chuo-ku SAKATA; Osamu Chuo-ku FURUKIMI; Takashi Chuo-ku OBARA
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: WO1997008355A1; CA2203996C; KR970707312A; EP0789090A1; US5853503A; CN1067444C; EP0789090A4; JPH0967649A; CN1164875A; CA2203996A1; DE69632025D1; KR100259403B1; EP0789090B1; JP3390584B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von heißgewalzten Stahlblechen, insbesondere von Stahlblechen im gewalzten Zustand allein oder des Weiteren kaltgewalzt, und insbesondere die Herstellung von heißgewalzten Stahlblechen, die eine so dünne Walzhaut aufweisen, dass das Wälzschälen einen geringeren Anteil an der Bearbeitung als ein Walzensinter (im gewalzten Zustand) aufweist, während die Beizwirkung in Anwendungen nach dem Abbeizen gut ist, und eine Oberflächenrauigkeit Ra nicht mehr als 0,8 μm beträgt, und eine durchschnittliche Walzhautdicke nicht mehr als 0,4 μm beträgt, sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben.
STAND DER TECHNIK
Im Allgemeinen werden heißgewalzte Stahlbleche durch Heißwalzen einer Stahlplatte erzeugt, die durch ein kontinuierliches Formverfahren oder ein Vorwalzverfahren erhalten wird. In einer Oberflächenschicht des auf diese Weise erhaltenen heißgewalzten Stahlblechs wird eine so genannte sekundäre Walzhaut erzeugt, die während des Heißwalzens erzeugt wird und drei Schichten von FeO-Fe₃O₄-Fe₂O₃ mit einer Dicke von etwa 5 μm bis 15 μm umfasst.
Wenn die auf der Oberfläche des heißgewalzten Stahlblechs erzeugte sekundäre Walzhaut einer Formgebungsbearbeitung in einem Walzensinterzustand (in einem Zustand, in dem der Walzensinter auf der Oberfläche des heißgewalzten Stahlblechs gehalten wird) unterzogen wird, wird ein Teil der Walzhaut abgeschält und kontaminiert die Walzenstraße, oder die abgeschälte Walzhaut führt nach der Bearbeitung zu einem Oberflächendefekt eines Produkts in Form eines Einkerbungsfehlers. Zu diesem Zweck wurde bisher ein etwas leichter Bearbeitungsgrad auf das heißgewalzte Stahlblech angewendet, das den Walzensinter aufwies.
Unter den oben genannten Umständen, wenn das derartige heißgewalzte Stahlblech einer Bearbeitung unter großer Belastung unterzogen oder als Ausgangsmaterial für kaltgewalzte Stahlbleche verwendet wird, ist es erforderlich, zu versuchen, die Walzhaut durch einen Abbeizschritt zu beseitigen. Selbst in diesem Fall, wenn eine Aufwickeltemperatur (coiling temperature) nach dem Heißwalzen auf eine hohe Temperatur über 550 °C gebracht wird aus Gründen der Materialeigenschaften für die herkömmliche Technik, gibt es Probleme damit, dass die an der Kante des Stahlblechs vorhandene Walzhaut dick anwächst, und dass die Umwandlung von FeO in Fe₃O₄ + Fe verursacht, dass die Walzhaut sich verdichtet und daher die Beizwirkung so gemindert wird, dass sich die Belastung der Walzenstraße in beträchtlichem Maße erhöht.
Um die vorher genannten Probleme abzumildern, die durch die Walzhaut entstehen, wurden daher einige Anstrengungen unternommen, um die Walzhaut dünner zu machen.
Beispielsweise offenbart JP-B-6-104853 ein Verfahren, in dem Stahl, der Si: 0,02–0,2 % und CR: 0,02–0,2% enthält, auf einer Temperatur von 1150°C gehalten wird, und der Walzvorgang bei einer Walzreduzierung von nicht weniger als 90% bei nicht mehr als 1000°C begonnen und bei nicht mehr als 860°C beendet wird, und anschließend das Aufwickeln (coiling) bei nicht mehr als 500°C ausgeführt wird.
Als ein Verfahren zum Beseitigen von Walzhaut im Verlauf des Heißwalzens offenbart JP-A-4-238620 beispielsweise eine Verfahren, bei dem, wenn heißgewalzte Stahlbleche hergestellt werden, indem eine Art von Stählen, die eine kaum abschälbare Walzhaut erzeugen, einem Heißwalzen unterzogen wird, das Entzundern durch Aufspritzen eines Hochdruck-Wasserstrahls auf die Oberfläche der Stahlblechs mit einem Strahldruck pro Flächeneinheit von 20–40 g/mm² und einer Fließmenge von 0,1–0,2 Liter/Minute·mm² vor einem Fertigwalzen ausgeführt wird.
Es besteht jedoch das Problem, dass das oben genannte Verfahren aus JP-B-6-104853 nicht auf eine Art von Stahl anwendbar ist, die eine höhere Aufwickeltemperatur als 500 °C erfordert in Bezug auf das Material, weil die Aufwickeltemperatur nach dem Heißwalzen auf nicht mehr als 500°C beschränkt ist.
In dem Verfahren von JP-A-4-238620 wird ein größerer Teil von Walzhaut entfernt, doch besteht das Problem, dass im Falle eines Stahls, der eine große Menge an Si enthält, eine Walzhaut mit einer Struktur erzeugt wird, die in die Matrix eingeht und nicht entfernt werden kann, und daher wird nach dem Walzen ein Walzhautfehler verursacht, der als rote Walzhaut (red scale) bezeichnet wird. Außerdem weist dieses Verfahren auch das Problem auf, dass es nicht notwendigerweise ausreichend ist, um die dünne Walzhaut bereitzustellen.
Aus JP-A-7070649 ist ein heißgewalzter Stahl bekannt, dessen Herstellungsschritte folgende Behandlungen umfassen: nach dem Vorwalzen wird der Stahl einem Entzundervorgang unterzogen, wobei ein Druck im Bereich von 5–30 kg/cm² verwendet wird. Das Fertigwalzen wird bei einer Temperatur ausgeführt, die höher ist als der Ar₃-Wert, und das Aufwickeln wird im Bereich von 400–600°C ausgeführt. Ein ähnliches Verfahren und eine ähnliche Stahlzusammensetzung ist in JP-A-7207339 offenbart, wobei die letztgenannten Dokumente des Stands der Technik den Stahl beschreiben, der 0,005– 0,1 Gew.-% Al enthält.
Außerdem werden nur die Stahlbleche, die eine Oberflächenrauigkeit Ra von etwa 1–3 μm aufweisen, durch diese herkömmlichen Techniken erhalten, so dass, wenn sie in dem Walzensinterzustand einer Formgebungsbearbeitung unterzogen werden, keine ausreichende Formbarkeit (Gleitfähigkeit) (slidability) und Haftungseigenschaft erzielt werden, wobei, wenn sie nach dem Abbeizen verwendet werden, damit ein Problem besteht, dass die Abbeizeigenschaft geblockt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von heißgewalzten Stahlblechen bereitzustellen ohne die oben beschriebenen Probleme, die im Zusammenhang mit heißgewalzten Stahlblechen auftreten.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum vorteilhaften Herstellen eines heißgewalzten Stahlblechs mit dünner Walzhaut bereitzustellen, in dem ein Entzundern unter Superhochdruck angewendet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Endung, ein Verfahren zum Herstellen von heißgewälzten Stahlblechen bereitzustellen, die eine dünne Walzhaut mit einer durchschnittli chen Walzhautdicke von nicht mehr als 4 μm und eine Oberflächenrauigkeit (Ra) von nicht mehr als 0,8 μm aufweisen, ohne Probleme hinsichtlich der Bearbeitbarkeit und Beizwirkung wie ein Walzensinterzustand zu verursachen, selbst wenn die Aufwickeltemperatur hoch ist, oder wenn eine größere Menge von Si enthalten ist.
OFFENBARUNG DER ERFINGUNG
Die Erfinder beobachteten vor allem die Entzunderungsbedingungen vor dem Fertigwalzen, um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, und führten verschiedene Untersuchungen durch und ermittelten, dass die Walzhauteigenschaften der Stahlblechoberfläche in hohem Maße durch Anwenden eines Entzunderns unter Superhochdruck verbessert werden können, das bei der herkömmlichen Technik nie verwendet worden war, um die Aufgaben zu erfüllen, und infolgedessen wurde die Erfindung vorgenommen.
Die oben genannten Aufgaben werden durch den Gegenstand der Ansprüche 1 und 2 erfüllt. Anspruch 1 lehrt das Erwärmen eines Ausgangsmaterials aus Stahl, der C: 0,001 –0,20 Gew.-%, Si: 0,01–0,50 Gew.-%, Mn: 0,05–2,0 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,05 Gew.-%, S: nicht mehr als 0,05 Gew.-%, lösliches Al: 0,01–0,10 Gew.-%, N: nicht mehr als 0,020 Gew.-% umfasst, und wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen sind, auf nicht niedriger als den Ar₃-Punkt, das Abschließen des Vorwalzens in einem Temperaturbereich von (Ar₃-Punkt + 100°C) – (Ar₃-Punkt + 50°C), das Ausführen eines Entzunderns unter Superhochdruck unter Bedingungen, die einem Strahldruck von nicht weniger als 25 kgf/cm² und einer Dichte der Flüssigkeitsmenge von nicht weniger als 0,002 Liter/cm² entsprechen, das Beginnen des Fertigwalzens innerhalb von 5 Sekunden nach dem Entzundern und das Ausführen des Fertigwalzens bei einer Temperatur, die über der Walzabschlusstemperatur des Ar₃-Punkts liegt und bei einer Walzreduzierung von nicht weniger als 80%, und ein Aufwickeln unter 700°C.
Anspruch 2 lehrt ein Verfahren, umfassend das Erwärmen eines Ausgangsmaterials aus Stahl, der C: 0,001–0,20 Gew.-%, Si: 0,01–0,50 Gew.-%, Mn: 0,05–2,0 Gew.-%, P: nicht mehr als 0,05 Gew.-%, S: nicht mehr als 0,05 Gew.-%, lösliches Al: 0,01–0,10 Gew.-%, N: nicht mehr als 0,020 Gew.-%, ein oder mehr Ti: nicht mehr als 0,10 Gew.-%, Nb: nicht mehr als 0,10 Gew.-% und B: nicht mehr als 0,0100 Gew.-% umfasst, und wobei der Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen sind, auf nicht niedriger als den Ar₃-Punkt, das Abschließen des Vorwalzens in einem Temperaturbereich von (Ar₃-Punkt + 100°C) – (Ar₃-Punkt + 50°C), das Ausführen eines Entzunderns unter Superhochdruck unter Bedingungen, die einem Strahldruck von nicht weniger als 25 kgf/cm² und einer Dichte der Flüssigkeitsmenge von nicht weniger als 0,002 Liter/cm² entsprechen, das Beginnen des Fertigwalzens innerhalb von 5 Sekunden nach dem Entzundern und das Ausführen des Fertigwalzens bei einer Temperatur, die über der Walzabschlusstemperatur des Ar₃-Punkts liegt und bei einer Walzreduzierung von nicht weniger als 80%, und ein Aufwickeln unter 700°C.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen Strahldruck, Wassermenge und durchschnittlicher Walzhautdicke von heißgewalztern Blech zeigt.
2 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit bis zum Beginn des Fertigwalzens nach dem Entzundern und der durchschnittlichen Walzhautdicke von heißgewalztern Blech zeigt.
BESTER AUSFÜHRUNGSMODUS FÜR DIE ERFINDUNG
Bevorzugte Bedingungen für die Ausführung der Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
(1) Zu den Stahlbestandteilen
C: 0,001–0,20 Gew.-%
C ist ein Element, das zum Sicherstellen der Festigkeit erforderlich ist. Wenn die Menge weniger als 0,001 Gew.-% beträgt, wird keine Wirkung zum Sicherstellen der Festigkeit erzielt, während, wenn sie größer als 0,20 Gew.-% ist, CO-Gas an einer Grenze zwischen Walzhaut und Matrix erzeugt wird, wodurch das Abschälen der Walzhaut im Lauf des Walzvorgangs verursacht wird, was zu einem Walzhautfehler führt, so dass die Menge 0,001–0,20 Gew.-%, vorzugsweise 0,001–0,10 Gew.-% beträgt.
Si: 0,01–0,50 Gew.-%
Si wird für die Desoxidation verwendet und ist ein Element zum Verbessern der Festigkeit. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, wird keine Wirkung erzielt, während es möglich ist, wenn sie 0,50 Gew.-% übersteigt, dass ein Walzhautfehler wie beispielsweise rote Walzhaut verursacht werden kann, so dass die Menge 0,01–0,50 Gew.-%, vorzugsweise 0,01–0,2 Gew.-% beträgt.
Mn: 0,05–2,0 Gew.-%
Mn verbindet sich mit Schwefel in fester Lösung, der zur Sprödigkeit bei der Warmbearbeitung führt, zu unschädlichem MnS und ist ein Element, das für die Verbesserung der Festigkeit wirkungsvoll ist. Wenn die Menge weniger als 0,05 Gew.-% beträgt, wird keine Wirkung erzielt, während, wenn sie 2,0 Gew.-% übersteigt, die Festigkeit gemindert wird, so dass die Menge 0,05–2,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,05–1,0 Gew.-% beträgt.
P: nicht mehr als 0,05 Gew.-%
P wirkt sich nachteilig auf die Korngrenzenversprödung aus, und es ist erwünscht, die Menge so weit wie möglich zu reduzieren. Wenn der P-Gehalt 0,5 Gew.-% übersteigt, ist es möglich, dass der nachteilige Einfluss verursacht wird, so dass er nicht mehr als 0,05 Gew.-% betragen soll, vorzugsweise nicht mehr als 0,01 Gew.-%. Wenn des Weiteren die Menge unter der gegenwärtigen Raffinationstechnik auf nicht mehr als 0,001 Gew.-% reduziert wird, erhöhen sich die Stahlproduktionskosten erheblich, so dass die untere Grenze unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten 0,001 Gew.-% beträgt.
S: nicht mehr als 0,05 Gew.-%
S ist ein Element, das die Warmbearbeitbarkeit und Festigkeit vermindert. Wenn der S-Gehalt 0,05 Gew.-% übersteigt, wird der nachteilige Einfluss auffällig, er beträgt daher nicht mehr als 0,05 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 0,01 Gew.-%. Wenn die Menge des Weiteren unter der gegenwärtigen Raffinationstechnik auf nicht mehr als 0,001 Gew.-% verringert wird, erhöhen sich die Stahlproduktionskosten erheblich, so dass die untere Grenze unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten 0,001 Gew.-% beträgt.
Gelöstes Al: 0,01–0,10 Gew.-%
Al ist ein Element, das als Desoxidationsmittel zugesetzt wird, sofern notwendig. Wenn der Gehalt an gelöstem Al geringer als 0,01 Gew.-% ist, wird keine Wirkung erzielt, während, wenn er 0,10 Gew.-% übersteigt, nicht nur die Kosten steigen, sondern auch das Stahlblech versprödet, so dass die Menge 0,01–0,1 Gew.-% beträgt. Des Weiteren beträgt sie vom Standpunkt des Preis-Leistungs-Verhältnisses aus vorzugsweise 0,04–0,1 Gew.-%.
N: nicht mehr als 0,020 Gew.-%
N kann für die Verstärkung durch positiven Zusatz verwendet werden, ist jedoch ein Element, welches das Stahlblech versprödet, wenn die Zusatzmenge 0,020 Gew.-% übersteigt. Daher wird es in einem Bereich von nicht mehr als 0,020 Gew.-% zugesetzt, falls notwendig. Wenn insbesondere keine Verstärkung erforderlich ist, beträgt die Menge vorzugsweise nicht mehr als 0,01 Gew.-%. Wenn des Weiteren die Menge unter der gegenwärtigen Raffinationstechnik auf nicht mehr als 0,001 Gew.-% verringert wird, erhöhen sich die Stahlproduktionskosten erheblich, so dass die untere Grenze unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten 0,001 Gew.-% beträgt.
Ti: nicht mehr 0,10 Gew.-%, Nb: nicht mehr als 0,10 Gew.-%
Ti und Nb sind Elemente, die Karbonnitride bilden und zugesetzt werden, um den Dehnungs- und r-Wert durch die Reduzierung von C, N in fester Lösung zu verbessern und die Festigkeit durch Fein-Karbonnitrid zu erhöhen. Wenn jede zugesetzte Menge 0,10 Gew.-% übersteigt, wird durch das Abschälen der Walzhaut ein Auftreten eines Walzhautfehlers verursacht, so dass sie nicht mehr als 0,10 Gew.-% betragen. Des Weiteren beträgt die bevorzugte Zusatzmenge 0,01–0,06 Gew.-%.
B: nicht mehr als 0,0100 Gew.-%
B kontrolliert die Korngrenzenversprödung, die erzeugt wird, wenn die Gesamtmenge von C und -n in Fester Lösung auf nicht mehr als 0,005 Gew.-% reduziert wird, und wirkt sich verbessernd auf die Härtbarkeit aus, und ist ein Element, das dem Bedarf entsprechend zugesetzt wird. Wenn es jedoch in einer Menge zugesetzt wird, die 0,0100 Gew.-% übersteigt, wird der Stahl so gehärtet, daß eine Versprödung verursacht wird, so dass die Menge nicht mehr als 0,0100 Gew.-% beträgt. Des Weiteren beträgt die bevorzugte Zusatzmenge 0,0005–0,0030 Gew.-%.
(2) Zu den Herstellungsbedingungen

a. Das ausreichende Erwärmen des Stahlmaterials vor dem Heißwalzen ist ausreichend, um die vollständige Lösung zu erreichen, so dass das Erwärmen über den Ar₃-Punkt hinaus ausgeführt werden kann. Konkret ausgedrückt ist der übliche Platten-Heiztemperaturbereich von 1050–1300 °C geeignet.
b. Nach dem oben genannten Erwärmen werden das heiße Vorwalzen, das Entzundern mit Wasser unter Superhochdruck und das heiße Fertigwalzen ausgeführt.

Von diesen Schritten werden insbesondere die wichtigen Merkmale in der Erfindung beschrieben, einschließlich eingeschränkter Ursachen dafür.
Zunächst ist die Ursache dafür, warum das Vorwalzen bei (Ar₃-Punkt + 100°C) – (Ar₃-Punkt + 50°C) abgeschlossen wird, auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Stahloberfläche teilweise von γ in α umgewandelt wird beim nachfolgenden Entzundern, um die Oberfläche weich zu machen und eine glatte Oberfläche bereitzustellen, und damit kann eine Oberflächenrauigkeit von Ra ≤ 0,8 μm erzielt werden. Das bedeutet, wenn die Abschlusstemperatur des Vorwalzens höher ist als Ar₃-Punkt + 100°C, wird die Oberflächenschicht einem Entzundern in einem Bereich eines γ-Zustands unterzogen, so dass die Festigkeit hoch ist und die Oberflächenrauigkeit Ra: nicht größer als 0,8 μm nicht erhalten wird. Wenn sie hingegen niedriger als Ar₃-Punkt + 50°C ist, wird in der α-Umwandlung das Entzundern fortgesetzt und die Festigkeit erhöht sich ziemlich, und daher kann die gewünschte Rauigkeit nicht wie oben angegeben erzielt werden.
In dem damit erhaltenen Stahlblech mit dünner Walzhaut, das eine geringe Oberflächenrauigkeit aufweist, kann das Entzundern in einer sehr kurzen Zeit während des Abbeizens ausgeführt werden, und auch die Belastungskonzentration wird in der leichten plastischen Verformung kontrolliert, um eine in hohem Maße ausgezeichnete Haftungseigenschaft bereitzustellen.
Nach dem oben genannten Vorwalzen wird das Entzundern unter Superhochdruck und das Fertigwalzen ausgeführt. In diesem Fall erfordern die Bedingungen für ein solches Entzundern unter Superhochdruck einen Strahldruck auf der Oberfläche des Stahlblechs: nicht weniger als 25 kgf/cm² und eine Dichte der Flüssigkeitsmenge: nicht weniger als 0,002 Liter/cm², wie in 1 dargestellt, und eine Zeitspanne innerhalb von 5 Sekunden, bis mit dem Fertigwalzen begonnen wird, wie in 2 dargestellt, um die durchschnittliche Walzhautdicke von nicht weniger als 4 μm zu kontrollieren.
Hier wird die Dichte der Flüssigkeitsmenge durch eine Gesamtflüssigkeits- (Wasser) menge dargestellt, die beim Entzundern pro Flächeneinheit des Stahlblechs belastet und durch die folgende Gleichung ermittelt wird: W = Q·t/A (1)wobei W: Dichte der Flüssigkeitsmenge (Liter/cm²)
Q: Abgabemenge (Liter/Sekunde)
t: Zeitspanne, in der das Stahlblech unter Bespritzen gehalten wird (Sek.)
A: bespritzter Spritzbereich auf dem Stahlblech (cm²)
Des Weiteren werden der bespritzte Spritzbereich A auf dem Stahlblech (cm²) und die Zeit t, in der das Stahlblech unter Bespritzen gehalten wird, mit der folgenden Gleichung ermittelt, wobei eine Stahlblechgeschwindigkeit v (cm/Sek.), die Spritzdüsen-Öffnungswinkel × (Grad) und der Abstand H von der Spritzdüse zum Stahlblech (cm) verwendet werden.
Wenn eine Form des Spritzbereichs A, der auf dem Stahlblech (cm²) bespritzt wird, ein Kreis mit einem Radius r ist, ist A = πr2 (2) T = 2r/v (3)
Die Gleichungen (2) und (3) werden ersetzt durch W = 2Q/πr·v) (4)
Des Weiteren ist r = H · tan (x/2) (5), so dass sich beim Addieren der Gleichung (5) zur Gleichung (4) ergibt W = 2Q/π·H·tan (x/2)·v) (6)
Das bedeutet, die Dichte der Flüssigkeitsmenge W kann durch die Abgabemenge Q, die Stahlblechgeschwindigkeit v, den Spritzdüsen-Öffnungswinkel x und den Abstand N von der Spritzdüse bis zum Stahlblech reguliert werden.
Diese Schlussfolgerungen werden aus dem folgenden Versuch gezogen. Die Zusammensetzung des Stahls, der in dem Versuch zu verwenden ist, lautet 0,3 Gew.-% C – 0,01 Gew.-% Si – 0,12 Gew.-% Mn – 0,004 Gew.-% P – 0,007 Gew.-% S – 0,05 Gew.-% Al – 0,003 Gew.-% N. Des Weiteren beträgt die Plattendicke: 260 mm, die Plattenheiztemperatur: 1150°C, das Vorwalzen weist 7 Durchgänge auf, die Abschlusstemperatur beträgt: 930–970°C (Ar₃ = 870°C), die Blechplattendicke ist 40 mm, das Fertigwalzen erfolgt in 7 Durchgängen, die Endbearbeitungstemperatur beträgt: 875°C, die endbearbeitete Blechdicke ist: 3,5 mm und die Aufwickeltemperatur beträgt 610°C.
Des Weiteren wird die Walzhautdicke des heißgewalzten Stahlblechs aus der Gewichtsdifferenz vor und nach dem Abbeizen berechnet, wenn ein ausgestanztes Stahlblech von 36 mm ⌀ entzundert wird durch Abbeizen mit 20% Salzsäure (50°C), und eine spezifische Dichte der Walzhaut 5,2 g/cm³ beträgt. Die zu messenden Positionen der Walzhautdichte befinden sich in der Nähe der Mitte in der Längsrichtung jedes Stahlbands und einem ¼ davon in Breitenrichtung, und die Walzhautdicke ist ein Durchschnitt von Messwerten an 5 Positionen.
Des Weiteren kann der Strahldruck p auf der Oberfläche des Stahlblechs beim Entzundern im Allgemeinen mittels der folgenden Gleichung aus dem abgegebenen Druck P und der Abgabemenge Q von der Düse und dem Abstand N zwischen der Oberfläche des Stahlblechs und der Düse gemessen werden (siehe "Tetsu-to-Hagane", 1991, Bd. 77, Nr. 9, Seite 1454, Gleichung (4)): P = 5,64 PQ/H2 (7)wobei p: Spritzdruck auf der Oberfläche des Stahlblechs (MPa)
P: Abgabedruck (MPa))
Q: Abgabemenge (Liter/Sek.)
N: Abstand zwischen Stahlblechoberfläche und Düse (cm)
Obwohl der Mechanismus zum Beeinflussen der Bedingungen zum Entzundern unter Superhochdruck und die Zeit bis zum Beginn des Fertigwalzens nach dem Entzundern bei erreichter endgültiger Walzhautdicke aus der Erfindung nicht ganz klar hervorgeht, wird davon ausgegangen, dass, da der superhohe Strahldruck 25 kg/cm³ beträgt, die Unebenheit der Oberflächenschicht beseitigt und weich gemacht wird, um die örtliche Ausbildung von dicker Walzhaut auf dem konkaven Abschnitt zu beschränken, und da die Dichte der Wassermenge 0,002 Liter/cm² überschreitet, nur die äußerste Oberflächenschicht effektiv gekühlt ist , um die Walzhautbildung innerhalb von etwa 5 Sekunden nach dem Entzundern in beträchtlichem Ausmaß zu unterdrücken. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass als Ergebnis insbesondere eines Kontrollierens der Bedingungen zum Vorwalzen in der Erfindung die Stahlblechoberfläche in der mittleren Phase des Heißwalzens eine geringe Rauigkeit aufweist, und anschließend die Wirkung aufweist, das Wachsen von Walzhaut in Dickenrichtungen zu kontrollieren.
Zufällig beträgt der Strahldruck beim herkömmlichen Entzundern unter Hochdruck etwa 1,0–4,0 kgf/cm². In der Erfindung scheint es, dass der charakteristische Vorgang und die charakteristische Wirkung, die bei der herkömmlichen Technik nie erwartet wurden, sich durch die Anwendung des Superhochdrucks entwickeln, der etwa dem Zehnfachen des oben genannten Wertes entspricht.
Beim Fertigwalzen, das nach dem Entzundern unter Superhochdruck erfolgt, ist es anschließend erforderlich, das Aufwickeln unter 700°C bei einer Walzreduzierung von nicht weniger als 80% auszuführen, vorausgesetzt, die Walzabschlusstemperatur liegt über dem Ar₃-Punkt.
Denn wenn das Walzen an einem Punkt unter dem Ar₃-Punkt ausgeführt wird, bleibt die gewalzte Struktur, oder eine nachteilige Struktur bildet sich und verschlechtert die Eigenschaften, wogegen, wenn die Walzreduzierung beim Fertigwalzen weniger als 80% beträgt, die Formbarkeit der Walzhaut durch das Walzen unzureichend ist, und daher die dünne Walzhaut nicht erzielt wird. Und auch, wenn die Aufwickeltemperatur 700°C übersteigt, ist nicht nur das Wachstum der Walzhaut am Aufwickel-Endabschnitt nach dem Aufwickeln auffällig, sondern auch das Kristallkorn wird abnormal grobkörnig, um Nachteile zu verursachen, wie beispielsweise die Verschlechterung der Eigenschaften und Ähnliches.
BEISPIELE
Beispiel 1
Eine Stahlplatte, enthaltend C: 0,0025 Gew.-%, Si: 0,01 Gew.-%, Mn: 0,15 Gew.-%, P: 0,009 Gew.-%, S: 0,006 Gew.-%, gelöstes Al: 0,05 Gew.-% und N: 0,0027 Gew.-%, wurde auf 1150°C erhitzt, einem Vorwalzen unter verschiedenen Temperaturen unterzogen, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, um eine Platine von 35 mm zu bilden, die auf eine Dicke von 3,5 mm mit einer Reduzierung von 90% fertiggewalzt und bei einer Fertigwalztemperatur von 910°C (Ar₃ = 910°C) beendet wurde. Die Aufwickeltemperatur betrug 550°C. In diesem Fall wurden die Bedingungen für das Entzundern und die Zeit bis zum Beginn des Fertigwalzens nach dem Entzundern variiert, wie in Tabelle 1 gezeigt. Außerdem betrugen die Wasseraustrittsmenge Q, die Stahlblechgeschwindigkeit v, der Sprühdüsen-Öffnungswinkel × und der Abstand von der Sprühdüse zum Stahlblech H beim Entzundern jeweils als grundlegende Bedingungen 1 Liter/Sek., 40 m/min, 40 Grad und 10 cm. Um die vorgegebene Werte für die Dichte der Flüssigkeitsmenge und den Strahldruck zu erzielen, wurde der Austrittsdruck P, die Wasseraustrittsmenge Q, die Stahlblechgeschwindigkeit v und der Abstand von der Sprühdüse zum Stahlblech H entsprechend gemäß den Gleichungen (6) und (7) geändert.
Nachdem das daraus resultierende heißgewalzte Stahlblech auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurde die durchschnittliche Dicke der Walzhaut in ähnlicher Weise gemessen, wie in den 1 und 2 beschrieben, während die Oberflächenrauigkeit Ra an einer Position gemessen wurde, die ¼ der Breitenrichtung in der Nähe der Mitte der Längsrichtung jedes Stahlblechs entspricht, und an jeweils 5 Positionen in der Längsrichtung und Breitenrichtung, um eine Oberflächenrauigkeit Ra aus dem gewichteten Durchschnitt zu berechnen. Des Weiteren war die Abbeizzeit eine Zeit, bis die Walzhaut vollständig mit 20% Salzsäure (50°C) geschält war. Und es wurde auch kaltgewalzt (Walzreduzierung 75%, Dicke 0,7 mm) und geglüht (durchgehendes Glühen bei 800°C für die Dauer von 60 Sekunden), und anschließend wurden die Eigenschaften gemessen. Diese Ergebnisse sind insgesamt in Tabelle 1 dargestellt.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wiesen die heißgewalzten Stahlbleche, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, eine dünne Walzhaut auf mit einer durchschnittlichen Walzhautdicke von nicht mehr als 4 μm und einen Oberflächenrauigkeit RA von nicht mehr als 0,8 μm, und besaßen nicht nur eine gute Abbeizeigenschaft, sondern auch gute Eigenschaften nach dem Kaltwalzen.
Beispiel 2
Eine Stahlplatte, enthaltend C: 0,08 Gew.-%, Si: 0,01 Gew.-%, Mn: 0,51 Gew.-%, P: 0,011 Gew.-%, S: 0,008 Gew.-%, gelöstes Al: 0,04 Gew.-% und N: 0,004 Gew.-%, wurde auf 1200°C erhitzt, einem Vorwalzen unter verschiedenen Temperaturen unterzogen, die in Tabelle 2 aufgeführt sind, um eine Platine von 35 mm zu bilden, die anschließend dem Fertigwalzen mit einer Reduzierung von 92% auf eine Dicke von 2,8 mm unterzogen wurde, und das Fertigwalzen wurde bei 875°C (Ar₃ = 850°C) beendet. Die Aufwickeltemperatur betrug 610°C. In diesem Fall wurden die Bedingungen für das Entzundern und die Zeit bis zum Beginn des Fertigwalzens nach dem Entzundern geändert, wie in Tabelle 1 gezeigt.
Nachdem das daraus resultierende heißgewalzte Stahlblech auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurde die Dicke der Walzhaut und die Oberflächenrauigkeit Ra (μm) in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 dargestellt. In diesem Fall war die Abbeizzeit eine Zeit, bis die Walzhaut vollständig mit 20% Salzsäure (50°C) geschält war.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wiesen die heißgewalzten Stahlbleche, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, eine Walzhaut auf mit einer durchschnittlichen Walzhautdicke von nicht mehr als 4 μm und einer Oberflächenrauigkeit Ra von nicht mehr als 0,8 μm und besaßen eine gute Abbeizeigenschaft.
Beispiel 3
Jede der Stahlplatten mit einer chemischen Zusammensetzung wie in Tabelle 3 angegeben wurde auf 1200°C erhitzt, vorgewalzt zu einem Stahlblech von 35 mm, entzundert und dem Fertigwalzen mit einer Reduzierung von 90% auf eine Dicke von 3,5 mm unterzogen. Die Herstellungsbedingungen wurden in Tabelle 4 zusammengefasst.
Nachdem der daraus resultierende heißgewalzte Stahl auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurden die Walzhautdicke, die Oberflächenrauigkeit und die Abbeizzeit in der gleichen Weise gemessen wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 4 angegeben.
Wie aus den Tabellen 3 und 4 ersichtlich ist, wiesen die heißgewalzten Stahlbleche, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, eine durchschnittliche Walzhautdicke von nicht mehr als 4 μm und einer Oberflächenrauigkeit Ra von nicht mehr als 0,8 μm und besaßen eine gute Abbeizeigenschaft
[Tabelle 3]
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben erwähnt, weisen die heißgewalzten Stahlbleche, die gemäß der Erfindung hergestellt werden, eine dünne Walzhautdicke auf, besitzen eine gute Haftungseigenschaft und müssen weniger geschält werden bei Anwendungen (very less in the peeling in applications), in denen sie im gewalzten Zustand (in einem Walzensinterzustand) eingesetzt werden, und sie weisen eine gute Abbeizeigenschaft und eine hervorragende Oberflächenqualität in den Anwendungen nach dem Abbeizen auf.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der Erfindung können die oben genannten heißgewalzten Stahlbleche sehr effizient hergestellt werden, indem das Entzundern mit Superhochdruck im Heißwalz-Schritt angewendet wird.
Daher trägt die Erfindung in hohem Maße zur Produktivität und Wirtschaftlichkeit verschiedener Produkte bei, wie beispielsweise heißgewalzte Stahlbleche, kaltgewalzte Stahlbleche, die als Ausgangsmaterial das heißgewalzte Stahlblech verwenden, oberflächenbehandelte Stahlbleche und Ähnliches.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Stahlbleches, welches das Erwärmen eines Ausgangs-Stahlmaterials mit C: 0,001–0,20 Gew.-% Si: 0,01–0,50 Gew.-% Mn: 0,05–2,0 Gew.-% P: nicht mehr als 0,05 Gew.-% S: nicht mehr als 0,05 Gew.-% lösliches Al: 0,01–0,10 Gew.-% N: nicht mehr als 0,020 Gew.-% Rest Fe und unvermeidliche Verunreinigungen auf nicht niedriger als den Ar₃-Punkt umfasst, ferner umfassend – das Abschließen des Vorwalzens in einem Temperaturbereich von (Ar₃-Punkt + 100°C) – (Ar₃-Punkt + 50°C), – das Ausführen eines Entzunderns unter Superhochdruck unter Bedingungen, die einem Strahldruck von nicht weniger als 25 kg/cm² und einer Dichte der Flüssigkeitsmenge von nicht weniger als 0,002 l/cm² entsprechen, – das Beginnen des Fertigwalzens innerhalb von 5 Sekunden nach dem Entzundern und – das Ausführen des Fertigwalzens bei einer Temperatur, die über der Walzabschlusstemperatur des Ar₃-Punkts liegt und bei einer Walzreduzierung von nicht weniger als 80%, und ein Aufwickeln unter 700°C.
Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Stahlbleches, welches das Erwärmen eines Ausgangs-Stahlmaterials mit C: 0,001–0,20 Gew.-% Si: 0,01–0,50 Gew.-% Mn: 0,05–2,0 Gew.-% P: nicht mehr als 0,05 Gew.-% S: nicht mehr als 0,05 Gew.-% lösliches Al: 0,01–0,10 Gew.-% N: nicht mehr als 0,020 Gew.-% wenigstens einem der Elemente Ti, Nb, B in einer Menge von nicht mehr als 0,10 Gew.-% Ti, nicht mehr als 0,10 Gew.-% Nb und nicht mehr als 0,0100 Gew.-% B, Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen, auf nicht weniger als den Ar₃-Punkt umfasst, ferner umfassend – das Abschließen des Vorwalzens in einem Temperaturbereich von (Ar₃-Punkt + 100°C) – (Ar₃-Punkt + 50°C), – das Ausführen eines Entzunderns unter Superhochdruck unter Bedingungen, die einem Strahldruck von nicht weniger als 25 kg/cm² und einer Dichte der Flüssigkeitsmenge von nicht weniger als 0,002 l/cm² entsprechen, –das Beginnen des Fertigwalzens innerhalb von 5 Sekunden nach dem Entzundern und – das Ausführen des Fertigwalzens bei einer Temperatur, die über der Walzabschlusstemperatur des Ar₃-Punkts liegt und bei einer Walzreduzierung von nicht weniger als 80%, und ein Aufwickeln unter 700°C.