Die Erfindung betrifft auch eine Produktionsanlage zur Erzeugung von im Zwei- phasengebiet halbwarmgewalzten, hochfesten, dünnen Flachprodukten aus stranggegossenen Brammen großer, mittlerer oder kleiner Dicke, bestehend aus einer ein-oder zweigerüstigen Vorstraße mit abdeckbarem Roligang, einer Richteinheit und einer induktiven Erwärmungsanlage, einer mehrgerüstigen Fertigstraße, einem Auslaufrollgang mit einer Einrichtung zum Kühlen der Fer- tigbänder sowie nachgeordneter Wickelmaschinen zum Aufwickeln der Fertig- bänder.

Zur Erzeugung warmgewalzter Bänder werden als Ausgangsmaterial Brammen mit einer Dicke größer 150 mm oder Dünnbrammen mit Dicken zwischen 40 und 150 mm verwendet.

Im Falle einzelner Brammen großer oder mittlerer Dicke bestehen die Walzan- lagen im Allgemeinen aus einer ein-oder mehrgerüstigen Vorstraße, in der die Brammen in mehreren Walzstichen im Reversierbetrieb reduziert werden, sowie einer mehrgerüstigen Fertigstraße oder einem Steckelgerüst. Die Vorstraße ist bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit so ausgelegt, dass Stranggussbrammen mit Anstichtemperaturen von 1250 °C bis 1050 °C zu Vorbändern in einer Walz- stufe ausgewalzt werden können. Die Abstände zwischen Anwärmofen, dem oder den Gerüsten der Vorstraße und der Fertigstraße sind für den Reversier- betrieb einzelner Brammen ausgelegt, d. h. ein freier Auslauf des Walzgutes ist gewährleistet. Ist eine Coilbox vor der Fertigstraße zum Aufwickeln des Vor- bandes vorhanden, kann der Abstand zwischen dem oder den Gerüsten der Vorstraße und der Fertigstraße reduziert werden. Die annähernd gleichmäßige Temperatur über der Warmbandlänge wird entweder mittels einer Coilbox zwi- schen Vor-und Fertigstraße, durch mit Wärmedämmhauben abgedeckten Roll- gangsabschnitten, durch Speed-up in der Fertigstraße oder durch Haspelöfen vor und hinter dem Steckelgerüst erreicht. In diesen Fällen handelt es sich um einen diskontinuierlichen Prozess, d. h. Vor-und Fertigstraße arbeiten im All- gemeinen entkoppelt und walzen einzelne Brammen. Das Walzen in der Vor- straße erfolgt in einer Stufe.

Im Falle von Dünnbrammen kann zwischen Walzanlagen mit Brammendicken von 40 bis 65 mm oder größer als 65 mm als Ausgangsmaterial unterschieden werden. Erstere bestehen aus einer mehrgerüstigen Fertigstraße, einem Aus- laufrollgang mit Einrichtungen zum Kühlen des Warmbandes auf Wickeltempe- ratur und Wickelmaschinen zum Aufwickeln des Warmbandes. Das Walzen er- folgt in einer Stufe. Die Anlagen für Dünnbrammen größer als 65 mm bestehen auf Grund der bei gleicher Enddicke notwendigen größeren Verformungsarbeit

aus einer ein-oder mehrgerüstigen Vorstraße für einen oder mehrere Walzsti- che in Richtung Anlagenende und einer mehrgerüstigen Fertigstraße sowie ei- nem Auslaufrollgang mit Einrichtungen zum Kühlen des Warmbandes auf Wik- keltemperatur und Wickelmaschinen zum Aufwickeln des Warmbandes. Zwi- schen Vor-und Fertigstraße befinden sich Einrichtungen zum Kühlen oder Er- wärmen und/oder zum Wickeln des Vorbandes, die die notwendige Eintritt- stemperatur in die Fertigstraße gewährleisten. Arbeiten Vor-und Fertigstraße gekoppelt, erfolgt das Walzen in einer Walzstufe. Arbeiten Vor-und Fertigstra- ße entkoppelt, erfolgt das Walzen in jeweils einer Walzstufe.

Die beschriebenen Walzanlagen werden im Allgemeinen so ausgelegt und be- trieben, dass die Umformung in den einzelnen Stichen sowohl in der Vor-als auch in der Fertigstraße für alle Stähle voll austenitisch oder in der Fertigstraße für niedrig gekohite Stähle auch gemischt austenitisch-ferritisch oder für tiefent- kohite Stähle austenitisch-ferritisch oder rein ferritisch erfolgt.

Beim austenitischen Walzen liegt die Walztemperatur in allen Stichen oberhalb der GOS-Linie des Eisenkohlenstoff-Diagramms. Zur Erzielung eines feinkörni- gen Gefüges liegt die Endwalztemperatur in den letzten Gerüsten der Fertig- straße nahe oberhalb der GOS-Linie.

Beim austenitisch-ferritischen Walzen (Zweiphasengebiet) von niedrig gekohl- ten Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,03 bis 0,07 % liegt die Walztemperatur in den letzten oder allen Gerüsten der Fertigstraße unterhalb der GOS-Linie im Bereich von ca. 810 bis 890 °C. Dies kann durch Absenken der Ofenaustrittstemperatur der Brammen von ca. 1250 auf ca. 1050 °C erreicht werden, wodurch sich der Anteil der in Lösung befindlichen Mikrolegierungs- elemente verringert und die Qualität des Warmbandes herabsetzt. Es ist auch ein Absenken der Walzgeschwindigkeit ohne ein Absenken der Ofenaustritt- stemperatur möglich, wodurch eine größere Abkühlung des Walzgutes erfolgt.

Als nachteilig erweist sich eine verringerte Produktion und ein größerer Tempe-

raturunterschied zwischen Bandkopf und-ende. Eine Kombination beider Maß- nahmen ist mit den genannten Nachteilen möglich.

Beim ferritischen Walzen von tiefentkohiten Stählen erfolgt das Absenken der Endwalztemperatur auf minimal 720 °C durch die bereits beim austenitisch- ferritschen Walzen genannten Maßnahmen einschließlich ihrer Nachteile Das Abkühlen vom austenitschen Temperaturbereich in das Zweiphasengebiet oder in den ferritischen Temperaturbereich kann zwischen den Stichen mit Wasser erfolgen, wodurch die Bandkanten stärker abkühlen, was die Gleich- mäßigkeit der Qualität über die Bandbreite negativ beeinflusst. Möglich ist z. B. bei entkoppelter Vor-und Fertigstraße auch ein Abkühlen an Luft durch Pen- deln auf dem Rollgang zwischen Vor-und Fertigstraße. Während dieser Zeit kann in der Regel in der Vorstraße nicht gewalzt werden, da das abkühlende, gependelte Vorband den Roligang zwischen Vor-und Fertigstraße belegt. Folg- lich ist die Produktion gering.

Beim austenitisch-ferritischen und ferritischen Walzen werden die tiefen Tempe- raturen erst in den letzten zwei bis drei Walzstichen erreicht, wodurch die Ab- nahme im Zieltemperaturgebiet gering ist. Der Gefügeumwandlungspunkt liegt innerhalb der Fertigstraße und verschiebt sich durch Temperatureinflüsse zwi- schen den Gerüsten. Das führt zu Walzkrafteinbrüchen durch den niedrigeren Umformwiderstand des Materials nach Übergang in den ferritischen Tempera- turbereich. Das ist nachteilig für Walzenbiege-und Walzenanstellsysteme zur Gewährleistung von Dicke, Profil und Kontur sowie Planheit des Fertigbandes, da diese Systeme die gemessene Walzkraft als Ausgangssignal verwenden.

Da die Gefügeumwandlung Austenit in Ferrit zeitabhängig ist, liegen einige Sti- che immer im Zweiphasengebiet Austenit/Ferrit. Das Walzen von dünnen Fer- tigbändern nach dieser Technologie ist auf Grund zulässiger Gerüst-und An- triebsbelastungen auf niedrig gekohite und tiefentkohlte Stähle mit insgesamt niedrigem Umformwiderstand beschränkt.

Beim Walzen von Kohlenstoffstählen mit mittleren Kohlenstoffgehalten von ca.

0.2 bis 0,8 % C sowie legierten Einsatz-und Vergütungsstählen im Zweipha- sengebiet werden Gefüge und mechanische Eigenschaften erzielt, die dem wärmebehandelten Zustand nahezu entsprechen. Es werden sehr hohe Zugfe- stigkeits-und Streckgrenzenwerte (> 1000 N/mm2) erreicht. Im Vergleich zu den niedrig gekohiten und tiefentkohiten Stählen sind diese Stähle jedoch durch viel höhere Umformwiderstände gekennzeichnet.

Die Umwandlungsstarttemperaturen dieser Stähle liegen zu dem tiefer, d. h. je nach chemischer Zusammensetzung im Bereich von 830 bis 730 °C. Während sich mit steigender Anwärmtemperatur der Umwandlungspunkt zu tieferen Temperaturen verschiebt, bewirkt ein steigender Umformgrad beim Walzen im Austenitgebiet ein Anheben des Umwandlungspunktes zu höheren Temperatu- ren. Gleiches gilt für die Temperaturen des Umwandlungsendes. Das Zweipha- sengebiet dieser Stähle liegt je nach chemischer Zusammensetzung im Tempe- raturbereich von 830-630 °C. Mit sinkender Temperatur steigt der Umformwi- derstand. Ein Absinken des Umformwiderstands unterhalb der Umwandlungs- starttemperatur ist wesentlich schwächer ausgeprägt als bei den niedrig ge- kohlten oder tiefentkohlten Stählen bzw. gar nicht zu verzeichnen.

Deshalb ist ein halbwarmes Walzen dünner Bänder aus Kohlenstoffstählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt oder aus Einsatz-und Vergütungsstählen mit einer Gesamtabnahme von 50 bis 80 % im Zweiphasengebiet auf industriellen Anla- gen beim aktuellen Stand der Technik bei großen Bandbreiten (> 1250 mm) ohne Überschreiten zulässiger Gerüst-und Antriebsbelastungen nicht möglich.

Bei diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Produktionsverfahren und eine Produktionsanlage für das halbwarme Walzen von dünnem Band aus Kohlenstoffstählen mit mittleren Kohlenstoffgehalten und legierten Einsatz-und Vergütungsstählen im Zweiphasengebiet Austenit/Ferrit zu schaffen, womit die zuvor genannten Nachteile und Probleme beseitigt wer-

den und auch die beim aktuellen Stand der Technik bekannten Technologien realisiert werden können.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei dem Produktionsverfahren mit den Merk- malen des Anspruchs1 und bei der Produktionsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13.

Das Produktionsverfahren ist speziell für das Walzen von dünnem Band aus Kohlenstoffstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, legierten Einsatz-und Vergü- tungsstählen mit hoher Festigkeit im Zweiphasengebiet gestaltet, ermöglicht jedoch auch die Technologien des austenitischen Walzens und das austeni- tisch-ferritische sowie ferritische Walzen niedrig gekohiter und tiefentkohiter Stähle.

Mit der Produktionsanlage können stranggegossene Brammen auch großer Breiten in einer ein-oder mehrgerüstigen Vorstraße zweistufig mit einer Pause zum Zwischenkühlen durch Pendeln auf dem Roligang zu einem oder mehreren Vorbändern gewalzt, die Vorbänder durch die kombinierte Wirkung von wärmei- solierten Abdeckhauben und einer induktiven Erwärmungsanlage auf eine defi- nierte Temperatur über Länge und Breite erwärmt und in einer mehrgerüstigen Fertigstraße im Zweiphasengebiet zu dünnen hochfesten Fertigbändern gewalzt werden.

Erforderlich sind je nachdem ein oder zwei Duo-oder Quartogerüste als Vor- straße, die auch für das Walzen von Vorbändern großer Breite bei tiefen Tem- peraturen ausgelegt sind, sowie Quarto-und/oder Sextogerüste als Fertigstra- ße, die auch für das Walzen von Fertigbändern großer Breite im Zweiphasen- gebiet ausgelegt sind. Die Gerüste verfügen über die bei der Warm-und Halb- warmumformung erforderlichen Steliglieder und Regelkreise zur gezielten Tem- peraturführung und zur Gewährleistung der geforderten Fertigprodukttoleranzen für Dicke, Profil, Planheit und werkstofftechnische sowie mechanische Eigen- schaften.

Für die gezielte Beeinflussung der Walztemperatur in der Vorstraße sind vor und hinter der ein-oder zweigerüstigen Vorstraße Roligänge mit separat ange- triebenen, synchronisierten Rollgangsabschnitten erforderlich. Für die gezielte Beeinflussung der Walztemperatur in der Fertigstraße sind vor der Fertigstraße ein Rollgangsabschnitt mit klappbaren, wärmeisolierenden Abdeckhauben und eine Induktionsanlage erforderlich.

Die Erfindung wird anhand einer schematisierten Produktionsanlage in den Zeichnungsfiguren 1 bis 4 dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Die Produktionsanlage besteht aus einer Gießmaschine 15 zum Erzeugen von Stranggussbrammen großer oder mittlerer Dicke oder von Dünnbrammen, einer Schere 14 zum Teilen des Gießstranges in Brammen, einem Ofen 13 zum An- wärmen der kalt oder warm eingesetzten Stranggussbrammen oder zum Aus- gleichen der Dünnbrammen auf Walzstarttemperatur, einem Zunderwäscher 2 zum Entzundern der angewärmten oder ausgeglichenen Stranggussbrammen, einem Rollgang 3 zum Transport der Brammen bzw. des Walzgutes in Walz- richtung und zum Pendeln von Zwischenbändern beim Zwischenkühlen, einer ein-oder zweigerüstigen Vorstraße 4 zum Auswalzen von Stranggussbrammen zu Vorbändern in mindestens zwei Walzstufen, einem mit klappbaren, wärmei- solierenden Abdeckhauben versehenen Roilgangsbereich 5, einer Richteinheit 6 zum Richten der Vorbänder, einer induktiven Erwärmungsanlage 7 zur gere- gelten Anwärmung der Vorbänder auf eine definierte Temperatur über die Vor- bandlänge und-breite, einer Schere 8 zum Schopfen der Vorbandköpfe oder zum Häckseln, einem Zunderwäscher 9 zum Entzundern der Vorbänder, einer mehrgerüstigen Fertigstraße 10 zum Auswalzen der Vorbänder zu Fertigbän- dern, einem Auslaufrollgang mit einer Einrichtung zum Kühlen 11 der gewalzten Fertigbänder und mit einer oder mehreren der Fertigstraße nachgeordneten Wickelmaschinen 12 zum Aufwickeln des Fertigbandes.

Der Ablauf des Walzprozesses beginnt mit dem Ziehen der auf eine obere Austenittemperatur erwärmten oder ausgeglichenen Brammen aus dem Ofen 13 und dem anschließenden Entzundern der Brammenoberfläche mittels Zun- derwäscher 2.

Es folgen das Walzen der Brammen in der Vorstraße 4 in einer ersten Umform- stufe und das Abkühlen der Zwischenbänder durch Pendeln der Zwischenbän- der auf Roligangsabschnitten 3 vor der bzw. 3 und/oder 5 hinter der Vorstraße auf eine Temperatur nahe oberhalb der GOS-Linie des Eisenkohlenstoffdia- gramms, d. h. nahe oberhalb der Starttemperatur der Umwandlung von Austenit in Ferrit. Anschließend werden die Zwischenbänder erfindungsgemäß in einer zweiten Umformstufe auf der Vorstraße 4 zu Vorbändern ausgewalzt, wobei die Walztemperatur nahe oberhalb der Umwandlungsstarttemperatur liegt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Kohlenstoffstähle, legierte Einsatz-und Vergütungsstähle hoher Festigkeit in der ersten Umformstufe mit einer Ge- samtabnahme von 40 bis 70 % und in der zweiten Umformstufe mit einer Ge- samtabnahme von 60-80 % bei hohen Umformwiderständen gewalzt werden.

Dadurch kommt es in der ersten Umformstufe zur Umwandlung des Strang- gussgefüges in ein Walzgefüge durch vollständige Rekristallisation und in der zweiten Umformstufe zur Einstellung eines feinkörnigen, zum Teil verfestigten Gefüges der Kornklassen 6-10 gemäß DIN 50601.

Durch die erfindungsgemäße zweite Umformstufe wird die Umwandlungsstart- temperatur des Walzgutes vor dem Walzen in der Fertigstraße 10 angehoben und die Umwandlung beschleunigt, was das Walzen dünner Bänder begünstigt, da der Umformwiderstand beim Übergang von Austenit in Ferrit zunächst ab- nimmt und mit sinkender Umformtemperatur generell ansteigt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Starttemperatur der zweiten Umform- stufe in der Vorstraße 4 und die Pausenzeit zwischen erster und zweiter Um-

formstufe sowie die Gesamtwalzzeit der zweiten Umformstufe so optimiert sind, dass während des Transportes des Vorbandes von der Vorstraße zur Fertig- straße keine weitere Pause zum Zwischenkühlen durch Pendeln erforderlich ist.

Während der Pause zur Zwischenkühlung zwischen erster und zweiter Um- formstufe sind die klappbaren, wärmeisolierenden Abdeckhauben 5 hoch ge- klappt, so dass die Zwischenbänder während des Pendels auf dem Roligang frei an Luft abkühlen können.

Je nach Dicke und Länge des Vorbandes, der Dicke des Fertigbandes, der Ein- zugsgeschwindigkeit in die Fertigstraße 10 und der Kühlwirkung des Zunderwä- schers 9 vor der Fertigstraße 10 wird das Vorband über seine Länge und Breite durch kombinierte Wirkung der geschlossenen Abdeckhauben 5 und der induk- tiven Erwärmungseinrichtung 7 gleichmäßig auf eine gezielte Temperatur so erwärmt, dass das Walzen in der Fertigstraße 10 bei allen Stichen im Zweipha- sengebiet erfolgt.

Beim Walzen in der zweiten Umformstufe in der Vorstraße kann am Vorband- kopf und/oder-ende jeweils ein Ski nach oben oder unten entstehen, was durch das Walzen bei Temperaturen nahe oberhalb der Umwandlungsstarttem- peratur begünstigt wird. Vor dem Einlauf der Vorbänder in die induktive Erwär- mungseinrichtung 7 werden die Vorbandenden in einer Richteinheit 6 gerichtet.

Die Zeichnungsfiguren 2 und 3 zeigen entsprechende Temperaturverläufe je- weils für den Kopf 1, die Mitte 2 und das Ende 3 während des Walzprozesses über die gesamte Anlage. Für dünne Bänder im oberen Dickenbereich werden für die Einstellung. einer gleichmäßigen Walztemperatur in der Fertigstraße über die Bandlänge nur die heruntergeklappten, wärmeisolierenden Abdeckhauben genutzt (Fig. 2). Die induktive Erwärmungseinrichtung kann zur Kanten- nachwärmung genutzt werden. Für dünne Bänder im unteren Dickenbereich werden sowohl die heruntergeklappten, wärmeisolierenden Abdeckhauben als auch die induktive Erwärmungseinrichtung genutzt (Fig. 3), um eine gleichmä-

ßige Walztemperatur über Bandlänge und-breite in der Fertigstraße einzustel- len.

Vorzugsweise erfolgt das Walzen in der Fertigstraße bei allen Stichen im Zwei- phasengebiet bei einer Gesamtabnahme von 50-80 %, wodurch für Kohlen- stoffstähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, legierte Einsatz-und Vergütungs- stähle hohe Festigkeitswerte größer als 1000 N/mm2 erreicht werden.

Während der Pausenzeit der Zwischenkühlung eines Zwischenbandes zwi- schen der ersten und zweiten Umformstufe in der Vorstraße können erfin- dungsgemäß eine oder mehrere weitere Brammen zu Zwischenbändern ge- walzt werden. Die Zeichnungsfigur 4 zeigt die zeitliche Verschachtelung des Walzprozesses mehrerer Brammen bzw. Bänder.

Das Vielfache der Gesamtzeit für die zweite Umformstufe in der Vorstraße, den Transport des Vorbandes zur Fertigstraße und das Walzen in der Fertigstraße, welche kleiner ist als die Pausenzeit zwischen erster und zweiter Umformstufe in der Vorstraße, bestimmt die Anzahl der Brammen, die in der Vorstraße in der ersten Umformstufe hintereinander bei geöffneten Abdeckhauben gewalzt und hinter dem Vorgerüst zum Zwischenkühlen auf dem Rollgang gependelt werden können.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die nach der ersten Umformstufe in der Vorstraße zwischenkühlenden Zwischenbänder nach Ablauf der Zwischenkühl- zeit des ersten Zwischenbandes bis auf dieses selbst als Gruppe oder einzeln hintereinander von der Position auf dem Rollgang hinter dem Vorgerüst auf eine Position auf dem Rollgang vor dem Vorgerüst ohne Stichabnahme zum weite- ren Zwischenkühlen mittels Pendeln gefahren werden und anschließend das erste Zwischenband in der zweiten Umformstufe auf dem Vorgerüst gewalzt wird, wonach die anderen Zwischenbänder bei gleicher Kühlzeit folgen (Fig. 4).

Für das Pendeln der Zwischenbänder beim Zwischenkühlen hinter und vor dem Vorgerüst sind separat angetriebene, synchronisierte Rollgangsgruppen vorge- sehen.

Nach dem Walzen im Zweiphasengebiet in der Fertigstraße werden die Fertig- bänder auf dem Auslaufroligang in einer Einrichtung zum Kühlen auf eine defi- nierte Wickeltemperatur gekühlt, wodurch die beim Walzen erzielte günstige Kombination mechanischer Eigenschaften erhalten bleibt oder noch qualitativ gesteigert wird.

Bezugszeichenliste Bild 1 : Produktionsanlage 1 Produktionsanlage zum Halbwarmwalzen von hochfesten, dünnen Flachprodukten im Zweiphasengebiet 2 Zunderwäscher 3 Roligang 4 Ein-oder zweigerüstige Vorstraße 5 Roligangsabschnitt mit klappbaren, wärmeisolierenden Abdeckhauben 6 Richteinheit 7 Induktive Erwärmungsanlage 8 Schere 9 Zunderwäscher 10 Mehrgerüstige Fertigstraße 11 Einrichtung zum Kühlen des Fertigbandes 12 Wickelmaschine 13 Anwärm-bzw. Ausgleichsofen 14 Schere 15 Gießmaschine Bild 2 : Temperaturverlauf der Zweiphasenwalzung ohne induktive Anwärmung des Vorbandes über die Vorbandlänge 1 Temperaturverlauf des Bandkopfes 2 Temperaturverlauf der Bandmitte 3 Temperaturverlauf des Bandendes

Bild 3 : Temperaturverlauf der Zweiphasenwalzung mit induktiver Anwärmung des Vorbandes über die Vorbandlänge Temperaturverlauf des Bandkopfes 2 Temperaturverlauf der Bandmitte 3 Temperaturverlauf des Bandendes Bild 4 : Zeitschema der Mehrstückwalzung von Brammen 1 Zeitverlauf des Bandkopfes für das erste Band 2 Zeitverlauf des Bandendes für das erste Band