EP0702608B1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von halbzeug - Google Patents
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- EP0702608B1 EP0702608B1 EP94916903A EP94916903A EP0702608B1 EP 0702608 B1 EP0702608 B1 EP 0702608B1 EP 94916903 A EP94916903 A EP 94916903A EP 94916903 A EP94916903 A EP 94916903A EP 0702608 B1 EP0702608 B1 EP 0702608B1
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
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- C23C2/36—Elongated material
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Definitions
- the invention relates to a method for producing semi-finished products in the form of thin metal strands according to the preamble of claim 1 and a device for performing the method.
- a method and a device for producing thin metal strands are known from EP 0 311 602 B1, from which the preambles of claims 1 and 9 are based.
- a metal profile cleaned on the surface for example in the form of a band-shaped steel sheet (mother band) with a thickness of 0.1-1.4 mm, is continuously guided through the bottom of a melt container filled with a similar steel melt.
- a slot-like opening is provided in the bottom of the melt container, which is provided with a sealing device in order to prevent melt from escaping.
- the temperature of the melt is close to the liquidus temperature T liq .
- the steel strip is moved through the melt at a constant speed and led upwards out of the melt.
- the thickness of this layer can be a multiple of the thickness of the original mother tape. It depends in particular on the residence time in the melt (speed of the mother tape), on the melt temperature (temperature difference to the solidus temperature T sol ), on the heat of fusion and the specific heat of the material used and on the mother tape thickness. The process must be carried out in such a way that re-melting of crystals that are already adhering is avoided. Under this condition there is a temperature gradient across the strip thickness. During the movement through the melt pool, the temperature inside the mother tape is the lowest and rises towards the edge. A temperature curve of the same quality is also present in the adhering layer. The liquidus temperature T liq is precisely present in the outermost region of the layer.
- the adhesive layer initially has a mixed composition of the crystals formed and the molten phase in between (mushy zone). The proportion of molten phases increases towards the outside. After leaving the molten bath, the adhering layer cools down, whereby the temperature gradient that existed up to that point is reversed. The adherent layer solidifies completely.
- EP 0 311 602 B1 describes a second method variant in which the mother tape is introduced in the reverse manner into the melt bath from above and is pulled off again through the bottom of the melt vessel.
- the problem of the floor sealing is particularly serious, since the directions of exit of the melt and the strip material are the same and, as a result, not only is there no dynamic sealing effect, but moreover a negative "entrainment effect" which supports the tendency of the melt to exit can also be found.
- a special sealing device in the form of a pair of sealing rollers is required in the bottom region of the melt vessel. This pair of sealing rollers drastically compresses the "mushy zone” and thus squeezes out large parts of the liquid phase from the "sponge-like" crystallizate structure already formed. This has the consequence that the thickness of the adhesive layer that can be achieved is considerably less than that of the first method variant. For economic reasons alone, such a procedure can hardly be considered for practical application.
- the object of the invention is to develop a generic method in such a way that the required sheet thickness tolerance of at most 2% can be reliably maintained and to provide an apparatus for carrying out the method.
- a sheet coil 12 is used as the mother sheet, which is unwound at a certain speed.
- Reference number 11 designates a strip welding system which connects the end of an already unwound coil to a new coil 12 in order to enable a continuous process sequence.
- a strip storage system is indicated, which stops the supply of strip during the welding process at a short time Coil change can catch, so that the production operation is not interrupted.
- a belt cleaning 6 is arranged, in which the surface of the mother belt used is made metallically clean.
- a pair of transport rollers 2 ensures that the mother tape, which asked for a width / thickness ratio of at least 60, preferably at least 100, is guided into the melt 3 at a constant preselected speed through a corresponding slot-like opening in the bottom of the melt container 1.
- the mother tape has a very low heat content, since it has room temperature, for example.
- the melt 3 (eg steel) consists of the same material as the mother tape.
- a seal, which is arranged on the bottom of the melt container 1, is not shown separately in the figure. While the mother tape is passed through the melt 3 from bottom to top, a layer which grows with increasing dwell time (ie with an approach to the melt pool level) crystallizes, since the mother tape draws heat from the melt 3 in its immediate vicinity, whereby it heats up.
- the melt 3 is otherwise kept at a temperature of, for example, 10 K above the liquidus temperature.
- the level of the weld pool level is kept at a constant value by means of a feed, not shown. Taking these and other parameters into account (in particular solidus temperature, heat of fusion, specific heat of the melt material), the belt speed via the transport rollers 2 is preferably set such that the mother belt with the adhering layer when leaving the melt 3 is 3 to 7 times as thick has like the original mother band.
- a smoothing roller device in the form of a pair of smoothing rollers 4 arranged next to one another is positioned above the melt pool level.
- the distance of this pair of smoothing rollers 4 from the melt pool level is variable in that the height of the pair of smoothing rollers 4, for example, by a Electromechanical or hydraulic adjustment device, which is indicated by the arrows, is adjustable.
- the minimum distance of the pair of smoothing rollers 4 from the melt pool level is about 0.5 m, the maximum distance 5 m.
- the altitude is chosen so that the smoothing stitch takes place at a point where the layer adhering to the mother tape is already relatively solidified on the one hand, but on the other hand still has sufficient proportions of liquid phase in its outer zone which also have a problem-free material flow transversely to the longitudinal direction of the Enable mother band. It is therefore a question of the most favorable quantitative ratio of the solid to the liquid phase.
- the average temperature in the crystallized layer can be used as a control variable for this.
- a means a factor in the range of 0.1-0.8, preferably in the range 0.2-0.4.
- the lower a is, the higher the solidified part.
- the lower limit is to be regarded as critical in that, in the case of malfunctions, complete or almost complete solidification can easily occur, which would make it impossible to compensate for any larger strip thickness differences.
- the upper limit of value a is primarily economic. Due to the high proportion of molten phase, a considerable part was squeezed down because of the vertical guidance of the strip material, so that the output would decrease accordingly.
- a strand surface temperature measuring device (not shown) can be provided in the adjustment range of the pair of smoothing rollers 4.
- the smoothing roller pair 4 is expediently with an internal fluid cooling (e.g. water cooling).
- the desired reduction in the thickness of the metal strand as a result of the smoothing stitch should be in a range of 5-15%.
- the adhesive layer of the mother tape is protected against the entry of atmospheric oxygen by a housing 5 which can be flooded with an inert atmosphere.
- the housing 5 directly adjoins the melt container 1 and also envelops the pair of smoothing rollers 4.
- at least parts of the walls of the housing 5 are provided with thermal insulation.
- the walls of the housing 5 it is expedient to design the walls of the housing 5 as cooling walls, in particular as walls that are fluid-cooled from the inside (for example water cooling).
- Controlling the coolant temperature then allows controlled cooling of the semifinished product produced in the cooling zone 8 downstream of the smoothing roller device 4, which leads to particularly favorable material properties.
- the band-shaped material is guided in loops in a central section of the cooling zone 8 by corresponding deflection rollers, so that a correspondingly longer dwell time occurs in this zone.
- the metal strand produced After the metal strand produced has cooled sufficiently, it leaves the housing 5 with its inert atmosphere and can be oiled, for example, by an electrostatic oiling device 9 and protected against corrosion.
- the material is then continuously wound into a coil 13. After reaching a certain weight, the coil 13 is cut off from the rest of the strand by means of a pair of scissors 10 and is further processed into a warm or Cold rolling mill transported away.
- the melt showed an analysis comparable to the steel strip.
- the melt vessel 1 became liquid steel continuously from a distributor, not shown fed.
- the height of the molten bath 3 and the speed of the steel strip are the control variables for setting the desired contact tent between the steel strip and the molten bath 3, which should be about 2 seconds in the present case. Since the belt speed was 1 m / s, a melt pool height of 2 m was therefore maintained at all times. In the steel melt 3, which had a temperature of approx. 1512 ° C, a crystallization of a total thickness of approximately 2.5 mm occurred during the passage of the steel strip, so that the total thickness of the steel strip as it emerged from the steel melt 3 was approximately 3 mm was.
- the smoothing unit 4 was therefore adjusted in its vertical position so that this temperature was given on the entry side into the smoothing unit under the present cooling conditions.
- the smoothing stitch carried out resulted in a completely void-free steel strip with an optimally welded layering and a uniform thickness of approx. 2.5 mm.
- the existing deviation of the actual strip thickness from the target strip thickness was still only 1.6%, which is significantly below the maximum permissible value of 2% for hot strip, which is to be processed cold.
- the steel strip After exiting the smoothing mill 4, the steel strip, which was further protected from oxidation by an argon atmosphere, was checked in the water-cooled dome of the housing 5 Subsequent cooling and after passing through a likewise cooled and filled with argon buffer space (cooling zone 8) fed to a winding station 13. The steel strip was then rolled out to a thickness of again 0.5 mm in a cold rolling mill, not shown.
- the cold strip produced in this way had excellent mechanical-technological properties and met all the quality requirements. About 20% of the current production volume was returned to the process as input material.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein verfahren zur Erzeugung von Halbzeug in Form dünner Metallstränge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
- Aus der EP 0 311 602 B1, von der die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 9 ausgehen, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dünner Metallstränge bekannt. Dabei wird ein an der Oberfläche gereinigtes Metallprofil beispielsweise in Form eines bandförmigen Stahlblechs (Mutterband) mit einer Dicke von 0,1-1,4 mm kontinuierlich durch den Boden eines mit einer artgleichen Stahlschmelze gefüllten Schmelzenbehälters geführt. Hierzu ist eine schlitzartige Öffnung im Boden des Schmelzenbehälters vorgesehen, die mit einer Dichteinrichtung versehen ist, um den Austritt von Schmelze zu verhindern. Die Temperatur der Schmelze liegt in der Nähe der Liquidustemperatur Tliq. Das Stahlband wird mit einer konstanten Geschwindigkeit durch die Schmelze bewegt und nach oben aus der Schmelze herausgeführt. Rufgrund seines niedrigen Wärmeinhalts (Bandtemperatur etwa gleich Raumtemperatur) bildet sich auf der Oberfläche des Stahlbandes eine anhaftende Schicht aus kristallisierter und noch flüssiger Schmelze aus. Die Dicke dieser Schicht kann ein Mehrfaches der Dicke des ursprünglichen Mutterbandes betragen. Sie hängt insbesondere ab von der Verweilzeit in der Schmelze (Geschwindigkeit des Mutterbandes), von der Schmelzentemperatur (Temperaturdifferenz zur Solidustemperatur Tsol), von der Schmelzwärme und der spezifischen Wärme des eingesetzten Werkstoffs und von der Mutterbanddicke. Die Verfahrensführung muß hierbei so erfolgen, daß ein Wiederaufschmelzen von bereits anhaftendem Kristallisat vermieden wird. Unter dieser Voraussetzung besteht über die Banddicke gesehen ein Temperaturgradient. Während der Bewegung durch das Schmelzbad ist die Temperatur im Inneren des Mutterbandes am niedrigsten und steigt zum Rand hin an. Ein qualitativ gleichartiger Temperaturverlauf liegt auch in der anhaftenden Schicht vor. Im äußersten Bereich der Schicht liegt genau die Liquidustemperatur Tliq vor.
- Die anhaftende Schicht hat zunächst eine gemischte Zusammensetzung aus gebildetem Kristallisat und dazwischen bestehender schmelzflüssiger Phase (mushy zone). Der Anteil der schmelzflüssigen Phasen nimmt nach außen hin zu. Nach Verlassen des Schmelzbads kühlt die anhaftende Schicht ab, wobei sich das bis dahin bestehende Temperaturgefälle umkehrt. Es kommt zu einer vollständigen Durcherstarrung der anhaftenden Schicht.
- Aus der EP 0 311 602 B1 ist es auch bekannt, ein in der vorstehend beschriebenen Weise zu erzeugendes Halbzeug nach Verlassen des Schmelzbads in einer gegen Oxidation schützenden Atmosphäre bis zum Erkalten oder bis zum Eintritt in eine Verformungsmaschine zu halten, in der das Halbzeug einem Warm- und/oder Kaltformgebungsprozeß unterworfen wird. Ein Teil der dabei erzeugten Fertigproduktmenge wird dann als Mutterband wieder an den Anfang des Verfahrens zurückgeführt und erneut durch das Schmelzbad hindurchgeführt.
- In bezug auf die Erzeugung von Stahlbandmaterial steht der praktischen Anwendung dieses Verfahrens bisher ein entscheidendes Hindernis im Wege. Die Abnehmer von qualitativ hochwertigem Kalt- oder Warmband verlangen vom Produzenten unter anderem die Einhaltung einer Schwankungsbreite der Blechdicke, die bei höchstens 2 % der Nenndicke liegt. Mit dem bisherigen Verfahren läßt sich eine derartig enge Toleranz nicht sicher einhalten. Bestehende Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Bandes, die nach dem Verlassen des Schmelzbads bestehen und die vorgeschriebene Höchstgrenze überschreiten, lassen sich durch nachfolgende Umformvorgange nämlich praktisch nicht mehr beseitigen. Dies liegt daran, daß aufgrund des extremen Flachheitsgrads des im Walzprozeß eingesetzten Halbzeugs (Breite/Decke-Verhältnis mindestens 60) die Umformung (bei abnehmender Dicke) praktisch nur in Längsrichtung erfolgt und keine nennenswerte Breitung mehr eintritt. Bestehende Dickenunterschiede entlang einer Linie quer zur Bandlangsrichtung bleiben daher - relativ gesehen - unverändert bestehen.
- In der EP 0 311 602 B1 ist eine zweite Verfahrensvariante beschrieben, bei der das Mutterband in umgekehrter Weise von oben in das Schmelzbad eingeführt und durch den Boden des Schmelzengefaßes wieder abgezogen wird. Bei dieser Ausführungsform ist das Problem der Bodenabdichtung besonders gravierend, da die Austrittsrichtungen der Schmelze und des Bandmaterials gleich sind und infolge dessen nicht nur ein dynamischer Dichteffekt fehlt, sondern darüber hinaus sogar ein negativer, die Austrittsneigung der Schmelze unterstützender "Mitnahmeeffekt" festzustellen ist. Aus diesem Grunde ist eine besondere Abdichtungseinrichtung in Form eines Dichtrollenpaares im Bodenbereich des Schmelzengefäßes erforderlich. Dieses Dichtrollenpaar bewirkt ein drastisches Zusammendrücken der "mushy zone" und damit ein Herausquetschen großer Teile der flüssigen Phase aus dem bereits gebildeten "schwammartigen" Kristallisatgebilde. Das hat zur Folge, daß die Dicke der erzielbaren anhaftenden Schicht gegenüber der ersten Verfahrensvariante erheblich geringer ist. Allein schon aus wirtschaftlichen Erwägungen kommt daher eine solche Verfahrensführung für eine praktische Anwendung kaum in Frage.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die geforderte Blechdickentoleranz von maximal 2 % sicher eingehalten werden kann, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
- Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die grundsätzlich auch für die Herstellung andersartiger Profile (z.B. runde oder beliebig polygone Querschnittsformen) geeignet ist, weist die Merkmale des Patentanspruchs 9 auf und ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 10 bis 14 in vorteilhafter Weise ausgestaltbar.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der einzigen Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer für das Verfahren geeigneten Vorrichtung näher erläutert.
- Als Mutterblech wird ein Blechcoil 12 eingesetzt, das mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgewickelt wird. Mit dem Bezugszeichen 11 ist eine Bandschweißanlage bezeichnet, die das Ende eines bereits abgewickelten Coils mit einem neuen Coil 12 verbindet, um einen kontinuierlichen Verfahrensablauf zu ermöglichen. Bei 7 ist eine Bandspeicheranlage angedeutet, die einen kurzfristig eintretenden Stillstand des Bandnachschubs während des Schweißvorgangs bei einem Coilwechsel auffangen kann, so daß der Produktionsbetrieb nicht unterbrochen wird. Im Produktionsfluß hinter der Bandspeicheranlage 7 ist eine Bandreinigung 6 angeordnet, in der die Oberfläche des eingesetzten Mutterbandes metallisch rein gemacht wird. Ein Transportrollenpaar 2 sorgt dafür, daß das Mutterband, das ein Breite/Dicke-Verhältnis von mindestens 60, vorzugsweise von mindestens 100 bat, mit einer gleichbleibenden vorgewählten Geschwindigkeit durch eine entsprechende schlitzartige öffnung im Boden des Schmelzenbehälters 1 in die Schmelze 3 geführt wird. Das Mutterband hat einen sehr geringen Wärmeinhalt, da es beispielsweise Raumtemperatur aufweist. Die Schmelze 3 (z.B. Stahl) besteht aus dem gleichen Werkstoff wie das Mutterband. Eine Abdichtung, die am Boden des Schmelzenbehälters 1 angeordnet ist, ist in der Figur nicht gesondert dargestellt. Während das Mutterband von unten nach oben durch die Schmelze 3 geführt wird, kristallisiert eine mit zunehmender Verweilzeit (d.h. mit Annäherung an den Schmelzbadspiegel) wachsende Schicht an, da das Mutterband in seiner unmittelbaren Umgebung der Schmelze 3 Wärme entzieht, wobei es sich erwärmt. Die Schmelze 3 wird ansonsten auf einer Temperatur von z.B. 10 K über der Liquidustemperatur gehalten. Durch eine nicht dargestellte Einspeisung wird die Höhe des Schmelzbadspiegels auf einem gleichbleibenden Wert gehalten. Unter Berücksichtigung dieser und weiterer Parameter (insbesondere Solidustemperatur, Schmelzwärme, spezifische Wärme des Schmelzenwerkstoffs) ist die Bandgeschwindigkeit über die Transportrollen 2 vorzugsweise so eingestellt, daß das Mutterband mit der anhaftenden Schicht beim Verlassen der Schmelze 3 eine 3- bis 7-mal so große Dicke hat wie das ursprüngliche Mutterband.
- Oberhalb des Schmelzbadspiegels ist eine Glättwalzeinrichtung in Form eines nebeneinander angeordneten Glättwalzenpaares 4 positioniert. Der Abstand dieses Glättwalzenpaares 4 von dem Schmelzbadspiegel ist dadurch veränderlich, daß die Höhenlage des Glättwalzenpaares 4 z.B. durch eine elektromechanische oder hydraulische Verstelleinrichtung, die durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist, einstellbar ist. Der Mindestabstand des Glättwalzenpaares 4 von dem Schmelzbadspiegel betraut etwa 0,5 m, der maximale Abstand 5 m. Die Höhenlage wird so gewählt, daß der Glättstich an einer Stelle stattfindet, an der die am Mutterband anhaftende Schicht einerseits zwar schon relativ weit durcherstarrt ist, aner andererseits in ihrer Außenzone noch ausreichende Anteile an flüssiger Phase aufweist die einen problemlosen Materialfluß auch quer zur Längsrichtung des Mutterbandes ermöglichen. Es kommt also auf ein möglichst günstiges Mengenverhältnis der festen zur flüssigen Phase an. Als Regelgröße hierfür kann die Durchschnittstemperatur in der ankristallisierten Schicht herangezogen werden. Die Glättung soll erfindungsgemäß bei einer Temperatur Tgl erfolgen, die folgender Beziehung genügt:
- Darin bedeutet a einen Faktor im wertebereich von 0,1 - 0,8, vorzugsweise im Bereich 0,2 - 0,4. Je niedriger a ist, um so höher ist der durcherstarrte Anteil. Die untere Grenze ist insofern als kritisch anzusehen, als im Falle von Störungen leicht eine völlige oder nahezu völlige Durcherstarrung eintreten kann, die einen Ausgleich etwa bestehender größerer Banddickendifferenzen unmöglich machen würde. Die obere Grenze des Wertes a ist in erster Linie wirtschaftlich bedingt. Aufgrund des hohen Anteils an schmelzflüssiger Phase wurde wegen der vertikalen Fuhrung des Bandmaterials ein erheblicher Teil nach unten abgequetscht werden, so daß die Ausbringung sich entsprechend verringern würde. Zur Erleichterung der Einstellarbeiten kann im Verstellbereich des Glättwalzenpaares 4 eine nicht dargestellte Strangoberflächentemperatur-Meßeinrichtung vorgesehen sein. Das Glättwalzenpaar 4 wird zweckmäßigerweise mit einer inneren Fluidkühlung (z.B. Wasserkühlung) versehen. Die durch den Glättstich angestrebte Dickenabnahme des Metallstrangs sollte in einem Bereich von 5 - 15 % liegen.
- Um eine für die nachfolgende Weiterverarbeitung des erzeugten Halbzeugs störende Oxidation der Strangoberfläche zu vermeiden, ist die anhaftende Schicht des Mutterbandes durch eine Einhausung 5, die mit einer inerten Atmosphäre geflutet werden kann, gegen den Zutritt von Luftsauerstoff geschützt. Die Einhausung 5 schließt unmittelbar an den Schmelzenbehälter 1 an und hüllt auch das Glättwalzenpaar 4 mit ein. Um eine unerwünscht schnelle Abkühlung der anhaftenden Schicht und damit eine zu weitgehende Durcherstarrung zu vermeiden, kann im Bedarfsfall insbesondere im Bereich der Verstellung der Glättwalzeinrichtung 4 vorgesehen sein, daß zumindest Teile der Wände der Einhausung 5 mit einer thermischen Isolierung versehen sind. Im übrigen ist es zweckmäßig, die Wände der Einhausung 5 als Kühlwände, insbesondere als von innen fluidgekühlte (z.B. Wasserkühlung) Wände auszuführen. über die Steuerung der Kühlmitteltemperatur läßt sich dann nämlich in der sich hinter der Glättwalzeinrichtung 4 anschließenden Kühlzone 8 eine kontrollierte Kühlung des erzeugten Halbzeugs realisieren, die zu besonders günstigen Werkstoffeigenschaften führt. Ähnlich wie bei einer Kontiglühe wird das bandförmige Material in einem mittleren Abschnitt der Kühlzone 8 durch entsprechende Umlenkrollen in Schleifen geführt, so daß in dieser Zone eine entsprechend längere Verweilzeit eintritt. Nachdem der erzeugte Metallstrang eine hinreichende Abkühlung erfahren hat, verläßt er die Einhausung 5 mit ihrer inerten Atmosphäre und kann z.B. durch eine elektrostatische Einöleinrichtung 9 eingeölt und vor Korrosion geschützt werden. Das Material wird anschließend kontinuierlich zu einem Coil 13 aufgewickelt. Das Coil 13 wird nach Erreichen eines bestimmten Gewichts mittels einer Schere 10 vom übrigen Strang abgetrennt und zur Weiterverarbeitung in ein Warm- oder Kaltwalzwerk abtransportiert.
- Es ist selbstverständlich auch möglich, wie dies bereits in der EP 0 311 602 B1 beschrieben ist, die Weiterverarbeitung unmittelbar anzuschließen. In diesem Fall kann die Abkühlung bei Bedarf zur Einsparung von Wärmeenergie bereits weit oberhalb der Raumtemperatur unterbrochen und die Einhausung mit inerter Atmosphäre bis zur anschließenden Umformmaschine geführt werden.
- Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels, bei dem auf das in der Figur dargestellte Anlagenschema Bezug genommen wird, näher erläutert.
- Ein Kaltband aus einem Stahl X60 mit
0,16 % C
0,35 % Si
1,30 % Mn
0,013 % P
0,003 % S
0,041 % Al
0,025 % Nb
0,0092 % N
Rest Eisen und übliche Verunreinigungen,
das eine Dicke Von 0,5 mm und eine Breite von 1000 mm aufwies, trat nach einer Entfettung in einem Beizbad 6 mit Hilfe eines Treibrollenpaares 2 senkrecht durch den Boden eines mit flüssigem Stahl gefüllten Schmelzengefäßes 1 ein. Die Schmelze wies eine mit dem Stahlband vergleichbare Analyse auf. Dem Schmelzengefäß 1 wurde aus einem nicht dargestellten Verteiler kontinuierlich flüssiger Stahl zugeführt. Die Höhe des Schmelzbads 3 und die Geschwindigkeit des Stahlbandes sind die Regelgrößen, um die gewünschte Kontaktzelt zwischen dem Stahlband und dem Schmelzbad 3, die im vorliegenden Fall etwa 2 sek betragen sollte, einzustellen. Da die Bandgeschwindigkeit bei 1 m/s lag, wurde daher eine Schmelzbadhöhe von 2 m permanent eingehalten. In der Stahlschmelze 3, die eine Temperatur von ca. 1512°C aufwies, kam es beim Durchlauf des Stahlbandes zu einer Aufkristallisation in einer Dicke von insgesamt etwa 2,5 mm, so daß die Gesamtdicke des Stahlbandes beim Austritt aus der Stahlschmelze 3 etwa 3 mm betrug. Dieses Stahlband mit "teigiger" Oberfläche (zwei Phasen: Schmelze und Kristalle) wurde dann entsprechend der Formel - Mit der vorliegenden Erfindung ist es auf überraschend einfache Weise möglich, einen bandförmigen Metallstrang zu erzeugen, der hinsichtlich seiner Form- und Oberflächentoleranz außerordentlich präzise (Abweichung des Profils und der Dicke über die Bandlänge unter 2 %) ist. Gleichzeitig gewährleistet dieses Verfahren eine durchgehend sichere Verschweißung der anhaftenden Schicht mit dem Mutterblech. Durch die Möglichkeit einer kontrollierten Abkühlung läßt sich ein Bandmaterial mit hervorragenden Werkstoffeigenschaften erzielen.
Claims (14)
- Verfahren zur Erzeugung von Halbzeug in Form dünner Metallstränge` insbesondere aus Stahl, mit Dicken unter 20 mm, bei dem ein ungekühltes, gereinigtes Metallprofil (12) niedrigen Wärmeinhalts kontinuierlich von unten nach oben durch ein Schmelzbad (3) artgleichen Werkstoffs hindurchgeführt wird, wobei die Geschwindigkeit des Metallstrangs (12) in Abhängigkeit von der Höhe des Schmelzbads (3) so eingestellt wird, daß durch Ablagern von Kristallen und Schmelze auf dem Metallprofil (12) eine Strangdicke entsteht, die mindestens dem Dreifachen der ursprünglichen Dicke des Metallprofils (12) entspricht und wobei ferner während der Erzeugung des Metallstrangs eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung von Halbzeug mit einem Breite/Dicke-Verhältnis von über 60 und einer Schwankung der Strangdicke von maximal 2 % dar Metallstrang nach Verlassen des Schmelzbades einem Glättstich unterzogen wird, wenn die Durchschnittstemperatur in der ankristallisierten Schicht des Metallstrangs Tgl die Beziehung erfüllt:
Tsol = Solidustemperatur
Tliq = Liquidustemperatur. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Faktor a im Wertebereich von 0,2 - 0,4 liegt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dickenabnahme beim Glättstich im Bereich von 5 - 15 % liegt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Erzeugung von Stahlsträngen die Geschwindigkeit bei der Hindurchführung des Metallprofils durch das Schmelzbad (3) so eingestellt wird, daß das Verhältnis der Strangdicke zur ursprünglichen Stahlprofildicke im Bereich von 3 - 7 liegt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung des Metallstrangs bis zum Glättstich durch Beeinflussung der Wandtemperatur einer Einhausung (5) der Umgebung des Schmelzbades (3) und des herausgeführten Metallstrangs gesteuert wird. - Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung im Sinne einer Verlangsamung der natürlichen Abkühlung erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung im Sinne einer Beschleunigung der natürlichen Abkühlung erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallstrang nach Durchführung des Glättstichs einer kontrollierten Abkühlung unterworfen wird. - Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Schmelzenbehälter (1), in dessen Boden eine mit einer den Austritt von Schmelze verhindernden Dichteinrichtung versehene öffnung für die Einführung eines Metallprofils angeordnet ist, ferner mit einer Transporteinrichtung (2) zum kontinuierlichen Hindurchführen des Metallprofils durch die Vorrichtung und mit einer Einhausung (5), die den Austrittsbereich des Metallprofils aus der Schmelze (3) und eine daran anschließende Kühlzone (8) für den Metallstrang überdeckt und mit einer inerten Atmosphäre füllbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Einhausung (5) in einem Abstand von 0,5 - 5 m von dem Badspiegel der Schmelze (3) eine Glättwalzeinrichtung (4) angeordnet ist und daß der Abstand der Glättwalzeinrichtung (4) vom Badspiegel veränderlich ist. - Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung schlitzartig ausgeführt ist für die Einführung eines bandförmigen Blechs mit einem Breite/Dicke-Verhältnis von mindestens 60 und daß die Glättwalzeinrichtung (4) als nebeneinander angeordnetes Glättwalzenpaar ausgeführt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenlage der Glättwalzeinrichtung (4) elektromechanisch oder hydraulisch verstellbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einhausung (5) im Bereich der Höhenverstellzone der Glättwalzeinrichtung (4) zumindest teilweise mit thermisch isolierenden Wänden ausgeführt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wände der Einhausung (5) zumindest in Teilbereichen als fluidgekühlte Kühlwände ausgeführt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Höhenverstellzone der Glättwalzeinrichtung (4) mindestens eine Einrichtung zur Messung der Oberflächentemperatur des Metallstrangs angeordnet ist.
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