Verfahren und Anlage zur Herstellung von Warmband aus austenitischen nichtrostenden Stählen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Warmband aus austeni- tischen nichtrostenden Stählen, wobei in einem ersten Schritt ein Gießprodukt einem Walzvorgang in einer Walzwerk mit einer Fertigstraße unterworfen wird und in einem zweiten Schritt eine Wärmebehandlung zur Verhinderung einer Korrosionsanfälligkeit, insbesondere hinsichtlich einer interkristallinen Korrosion aufgrund von Chromkarbid-Ausscheidungen, durchgeführt wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung von Warmband aus austenitischen nichtrostenden Stählen, die nicht anfällig für eine selektive, insbesondere inter- kristalline Korrosion, sind.

Es ist bekannt, daß austenitische nichtrostende Stähle, unter denen im allge- meinen Stahlsorten mit einem Massenanteil von mindestens 10,5% Chrom so- wie Nickel zu fassen sind, insbesondere für die interkristalline Korrosion anfällig sind, die auf einer Chromverarmung der korngrenzennahen Bereiche des Gefü- ges bei der Bildung chromreicher Ausscheidungen auf den Korngrenzen und der damit verbundenen Verminderung der Korrosionsbeständigkeit dieser Be- reiche gegenüber Gefügebereichen mit hohem Gehalt an gelöstem Chrom be- ruht. Dies geschieht insbesondere, wenn sie kritische Temperaurbereiche bei der Abkühlung zu langsam durchlaufen. Deshalb werden solche austenitischen Cr-Ni-Stähle im lösungsgeglühten und abgeschreckten Zustand eingestellt. Bei der Lösungsglühung mit nachfolgendem Abschrecken handelt es sich um eine Wärmebehandlung, bei der bei Lösungsglühtemperaturen zwischen etwa 1.000 und 1. 100°C das Chrom der ausgeschiedenen Cr-Karbide wieder in Lösung geht und durch den nachfolgenden Abschreckvorgang verhindert wird, daß sich wieder Chrom-Karbide bilden, indem die C-Atome in Zwangslösung in der Ma-

trix gehalten werden. Ein solches Lösungsglühen mit anschließendem Ab- schrecken wird in einem gegenüber dem Walzen separaten Wärmebehand- lungsprozeß durchgeführt. Hierzu werden die Walzprodukte zu separaten Wär- mebehandlungsanlagen transportiert und dort für die Wärmebehandlung einer Glühung und der schnellen Abkühlung unterzogen. Neben der Verhinderung der Bildung von Cr-Karbiden wird durch eine Lösungsglühbehandlung auch die Kaltumformbarkeit austenitischer Cr-Ni-Stähle verbessert.

Aus der EP 0 415 987 B2 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bandstahl oder Stahlblech aus nach dem Bogenstranggießen mit horizontaler Auslaufrichtung hergestellten Dünnbrammen von ca. 50 mm Dicke mit den Verfahrensschritten Walzen der Dünnbrammen nach der Erstarrung des Strangs im bogenförmigen Führungsschacht bei Temperaturen von mehr als 1. 100°C, Temperaturabfall der Brammen durch Strahlung oder Entzundern, in- duktives Wiederaufheizen auf eine Temperatur von ca. 1. 100 °C sowie Walzen der Dünnbramme in mindestens einer Walzstraße bekannt. Mittels des Erwär- mens wird eine Temperatur in den Brammen eingestellt, so daß sich an den Verformungseinrichtungen der Walzstraße ein Temperaturgefälle einstellt und zwar derart, daß beim Anstich in das letzte Walzgerüst die Temperatur inner- halb der für eine gute Verformung noch ausreichenden Größenordnung liegt.

Hier ist bei einem dritten und letzten Walzgerüst einer Walzstraße die Walzgut- temperatur beispielsweise auf 988°C abgefallen und als Anstichtemperatur für den letzten Walzvorgang ausreichend. Das Walzgut verläßt das letzte Walzge- rüst mit einer Temperatur von 953°C oder weniger und wird danach bei noch weiter abgesunkener Temperatur in gewünschten Längen abgetrennt und ge- stapelt oder aufgehaspelt.

Zudem sind Anlagen zum Walzen von Bändern und Blechen aus der Gießhitze bekannt, zum Beispiel beschrieben in Stahl & Eisen, Vol. 2,1993, Seite 37ff.

Flemming et al., Die CSP-Anlagentechnik und ihre Anpassung an erweiterte Produktionsprogramme. Bei einer solchen Anlage wird mittels einer Strang- gießmaschine mit speziell ausgestalteter Kokillenform eine Dünnbramme er-

zeugt, in Einzellängen geschnitten und in einen Rollenherdofen zum Tempera- turausgleich gefördert. Anschließend wird die Dünnbramme auf die deutlich hö- here Einlaufgeschwindigkeit der sich anschließenden Walzstraße beschleunigt, entzundert und der Walzstraße zugeführt. Im stationären Produktionsbetrieb mit einer Gießgeschwindigkeit von 5,5m/min erreicht die Dünnbramme mit einer Durchschnittstemperatur von etwa 1080°C den Rollenherdofen. Die Auslauf- temperatur aus dem Rollenherdofen liegt bei etwa 1. 100°C. Die für den Walz- prozeß erforderliche Wärmeenergie wird somit fast vollständig aus der Wärme- menge abgedeckt, die im gegossenen Strang enthalten ist. Im Walzwerk wer- den die Wärmeverluste durch Kühlung in der Walzstraße und aus dem Walzen- kontakt gesteuert, so daß sich eine gewünschte Endwalztemperatur von z. B.

880°C einstellt. Es folgt eine langsame Kühlung in der Kühlstrecke sowie ein sich anschließendes Aufhaspeln.

Beiden bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß als Einlauftemperatur in das Fertigwalzgerüst eine Brammentemperatur eingestellt wird, die gerade noch ausreicht, um ein Walzen im letzten Gerüst der Fertigstraße zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage vor- zuschlagen, mit denen austenitische nichtrostende Stähle unter Einsparung von Energie und Zeit hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung wird zur Herstellung von Warmband oder Warmbreitband aus austenitischen nichtrostenden Stählen die Wärmebe- handlung zur Verhinderung einer Korrosionsanfälligkeit direkt aus der Walzhitze vorgenommen, d. h. unmittelbar im Anschluß an den Walzvorgang unter Aus- nutzung der Tatsache, daß die Temperaturen im Band so hoch sind, daß noch keine Cr-Karbide ausgeschieden sind oder daß, ausgehend von den Walztem-

peraturen, nur sehr geringe Temperaturdifferenzen zu überwinden sind, um Temperaturen zum Inlösungsgehen des Chroms einzustellen. Insgesamt wird das Walzprodukt nicht mehr in einem separaten Wärmebehandlungsschritt lö- sungsgeglüht, was eine Glühung von Raumtemperatur auf Lösungsglühtempe- ratur einschließt, sondern unter Nutzung der Walzhitze und somit unter Einspa- rung des energiereichen Glühvorgangs. Die Stähle können daher ohne nachge- schaltet getrennt durchgeführte Wärmebehandlung, bestehend aus Lösungs- glüh-und Abschreckbehandlung, unter Einsparung von Energie und Zeit herge- stellt werden.

Erfindungsgemäß wird diese gewünschte relativ hohe Endwalztemperatur am Ende der Fertigstraße dadurch erreicht, daß eine im Vergleich hierzu höhere Einlauftemperatur des Gießprodukts in die Fertigstraße des Walzwerkes einge- stellt wird, die oberhalb von 1. 150°C, vorzugsweise oberhalb von 1. 200°C, liegt.

Dann liegt das Temperaturniveau des Walzgutes trotz Temperaturgefälle wäh- rend des Walzvorgangs stets oberhalb der Temperatur, bei der Cr-Karbide aus- scheiden könnten. Um solche Einlauftemperaturen zu erreichen, wird das Gießprodukt einer mehrstufigen, insbesondere zweistufigen, Erwärmung unter- worfen, die eine Vorwärmstufe und eine Intensivheizstufe umfaßt.

Vorzugsweise wird die Endwalztemperatur des Walzgutes auf Temperaturen oberhalb von 1. 000°C, bevorzugt oberhalb von 1. 050°C, eingestellt, d. h. auf Temperaturen, bei denen das zur Karbidausscheidung neigende Chrom der chromhaltigen nichtrostenden Stähle in Lösung ist. Die Endwalztemperatur soll auf einem Niveau liegen, bei der noch keine Cr-Karbide ausscheiden, bei der aber das Gefüge noch rekristallisiert. Der Begriff Endwalztemperatur bezieht sich auf die Temperatur des Walzgutes im letzten oder in den letzten Gerüsten der Fertigstraße. Anschließend, vorzugsweise im unmittelbaren Anschluß, wird das Walzgut auf Temperaturen unterhalb von 600°C, bevorzugt unterhalb von 450°C, abgeschreckt, wobei eine Ausscheidung von insbesondere Cr-Karbiden unterdrückt wird. Insgesamt steht ein gewalztes, bereits wärmebehandeltes Produkt zur Verfügung, das im Vergleich mit einem Produkt, das einer separa-

ten Lösungsglühung und einem Abschreckvorgang unterworfen wurde, den Vorteil der Energie-und Zeiteinsparung bei seiner Herstellung aufweist.

Vorteilhafterweise wird in der Vorwärmstufe die Temperatur des Gießproduktes auf Werte zwischen 1.000 bis 1. 150°C eingestellt, wobei erst in der sich an- schließenden Intensivheizzone die Temperatur auf Werte von oberhalb 1. 200°C erhöht wird. Vorzugsweise wird die Vorwämstufe in einem gas-oder ölbeheiz- ten Ofen und die sich anschließende Intensivheizstufe in einem Induktionsofen oder in einer Induktivheizzone durchgeführt. Dies weist den besonderen Vorteil auf, daß die Vorwärmung in einem Rollenherdofen stattfinden kann, während der Aufheizschritt bis zu Temperaturen oberhalb 1. 200°C auf eine induktive Heizzone verlagert wird. Damit wird verhindert, daß der Rollenherdofen zu sehr belastet wird, was ggf. zu seiner thermischen Zerstörung führen könnte. Im gas- oder ölbeheizten Vorwärmofen wird die Brammentemperatur auf Temperaturen zwischen 1.000 bis 1. 150°C erhöht, ohne die Belastbarkeit der Ofenelemente zu überschreiten.

Um nachteilige Auswirkungen einer stark erhitzten Primärzunderschicht auf die Oberflächenqualität des Walzgutes zu vermeiden, wird vor der Einstellung der Einlauftemperatur die Gießproduktoberfläche, insbesondere die Brammenober- fläche, entzundert. Hierzu ist zwischen der Vorwämstufe und der Intensivheiz- stufe eine Entzunderungs-Einrichtung vorgesehen. Die Einstellung der Einlauf- temperatur erfolgt dann in der induktiven Intensivheizzone. Es wird auch vorge- schlagen, zusätzlich oder allein bereits vor dem Rollenherdofen der Vorwärm- stufe eine Entzunderung durchzuführen, um die Rollen des Ofens vor Zunder und damit die Oberflächen der Brammen vor unerwünschten Zunder- Markierungen zu schützen und den Wärmeübergang in die Bramme zu verbes- sern.

Als weitere Ausführungsform zur Einstellung der gewünschten hohen End- walztemperatur wird vorgeschlagen, daß zusätzlich eine Erwärmung des Walz- gutes im letzten Abschnitt der Fertigstraße, vorzugsweise induktiv, stattfindet.

Hierdurch wird gewährleistet, dass zum Ende des Walzvorgangs hin die Tem- peraturen des Walzgutes sicher auf Temperaturwerte, bei denen Rekristallisati- onsvorgänge ablaufen, gehalten werden.

Es wird als Weiterentwicklung vorgeschlagen, daß das Walzgut mit der defi- nierten Endwalztemperatur durch eine sich an die Fertigstraße anschließende- vorzugsweise induktive-Heizstrecke geführt wird zum weiteren Halten auf Temperaturen, bei denen beschleunigt Rekristallisationsvorgänge stattfinden, und erst anschließend abgeschreckt wird. Dies weist den Vorteil auf, daß länge- re Zeiten für wünschenswerte Rekristallisationsabläufe wegen der damit ver- bundenen Festigkeitsverminderung zur Verfügung gestellt werden. Diese Heiz- strecke kann dann zur Anwendung kommen, wenn festgestellt wird, daß die gewünschte Endwalztemperatur trotz hoher Einlauftemperaturen nicht erreicht werden konnte, beispielsweise durch einen nicht gewollten ungünstigen Walz- ablauf.

Eine erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfah- rens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Temperatur-Einstellsystem eine Ein- richtung zum Vorwärmen des Gießproduktes und eine Einrichtung zum Inten- sivheizen zur Einstellung der Einlauftemperatur (Tein) des Gießproduktes in die Fertigstraße des Walzwerkes oberhalb von 1. 150°C, bevorzugt oberhalb von 1. 200°C umfaßt, um eine gewünschte Endwalztemperatur (Twe) einzustellen, um eine Wärmebehandlung direkt aus der Walzhitze vornehmen zu können.

Hierbei sind die Mittel zur Einstellung der gewünschten hohen Endwalztempe- ratur Teil des Temperatur-Einstellsystems, d. h. durch Einstellung einer hohen Einlauftemperatur wird auch eine hohe Endwalztemperatur eingestellt unter Be- rücksichtigung des Temperaturgefälles beim Walzvorgang. Um den Vorwärm- ofen, der insbesondere ein Rollenherdofen ist, zu schonen, setzt sich ein sol- ches Temperatur-Einstellsystem aus der Vorwärmeinrichtung und einer sich anschließenden induktiven Intensivheizzone zusammen.

Zum Halten der Endwalztemperatur (Twe) nach dem Walzen ist dem Walzwerk eine Heizzone nachgeordnet. Diese Heizzone ist vorzugsweise induktiv beheizt ; und es können Temperaturen oberhalb von 1. 000°C eingestellt werden. Es kann sich auch um einen Tunnelofen handeln.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran- sprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert werden. Dabei sind neben den oben aufgeführten Kombinationen von Merkmalen auch Merk- male alleine oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich. Es zeigen : Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens nach der ersten Ausführungsform ; Fig. 2 eine Anlage nach dem Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Herstellung von Blechen oder Bändern aus mit Chrom und Nickel legierten Stahlsorten, welche ohne Abkühlung auf Raumtem- peratur gewalzt und wärmebehandelt werden, so daß das Endprodukt bereits lösungsgeglüht und abgeschreckt zur Verfügung steht.

Eine solche Anlage 1 umfaßt eine Stranggießanlage 2, die hier schematisch mit Hilfe einer Pfanne 3 für die Stahlschmelze, einem Verteiler 4 sowie einer Kokille 5 dargestellt ist. Der endabmessungsnah gegossene Strang bzw. das Gießpro- dukt 6 wird vor dem Rollenherdofen bzw. Vorwärmofen 7 mit Hilfe einer Schere 8 in Brammen geschnitten, und diese treten dann in den Ofen 7 ein, um hier auf Temperaturen zwischen 1.000 bis 1. 150°C erwärmt zu werden bzw. einen Temperaturausgleich zu erfahren. Die erwärmten Brammen durchlaufen eine Entzunderungseinrichtung 9, um anschließend in eine induktive Intensivheizzo- ne 10 einzulaufen. Hier werden die Brammen in einem kurzen schnellen Er- wärmprozeß auf Temperaturen in einem Intervall von 1.000-1. 300°C, vorzugs- weise oberhalb von 1. 200°C, erhöht. Die in der Intensivheizzone 10 eingestellte

Temperatur muß ausreichen, um die gewünschten Endwalztemperaturen ober- halb von 1. 000°C einzustellen. Ggf. kann auch eine Erwärmung auf Temperatu- ren um die 1. 000°C ausreichen, sofern bei dem Walzvorgang nur ein sehr ge- ringer Temperaturverlust stattfindet. Der Vorwärmofen 7 und die Intensivheiz- zone 10 bilden das Temperatur-Einstellsystem 11. Die Mittel zur Durchführung der Wärmebehandlung sind der Vorwärmofen 7 und die Intensivheizzone 10 sowie die Kühlstrecke zum schnellen Abkühlen.

Nach Durchlauf der Intensivheizzone 10 werden die heißen Brammen nochmals entzundert (zweite Entzunderungseinrichtung 12) und in die Fertigstraße 13, die hier aus sechs Gerüsten 13a-f besteht, eingeführt. Die Einlauftemperaturen lie- gen im Temperaturintervall von 1.050-1. 250°C, vorzugsweise bei Temperaturen oberhalb von 1. 200°. Temperaturen von 1. 050°C sind ebenfalls einstellbar, so- fern der Temperaturverlust in der Walzstraße gering ist und die gewünschten Endwalztemperaturen erreicht werden. Vor der zweiten Entzunderungseinrich- tung 12 ist eine Notschere 14 für Störfälle vorgesehen.

Während des Walzvorgangs nehmen die Temperaturen der Brammen durch Strahlung und Kühlung ab, sinken bis zum Ende der Walzstraße 13 aber nicht auf Temperaturen unterhalb von 1. 000 bis 1. 100°C, so daß das Chrom stets in Lösung bleibt und sich keine Cr-Karbide auf den Korngrenzen des Gefüges ausscheiden können und eine vollständige Rekristallisation erfolgt. Anschlie- ßend tritt das Walzgut 15 in die Einrichtung zum Abkühlen 16 bzw. in eine Kühlstrecke ein, deren Kühlungsparameter so eingestellt sind, daß das Walzgut schnell auf Temperaturen in einem Intervall von 400-650°C, vorzugsweise un- terhalb von 600°C, abgekühlt wird, um die gelösten Cr-Atome in Zwangslösung zu halten. Bei der hier gezeigten Kühlstrecke handelt es sich um Kühlbalken 17 mit Wasserkühlung, andere Kühlungsarten sind ebenfalls denkbar. Anschlie- ßend wird das so gewalzt und bereits wärmebehandelte und somit korrosions- beständige Band in einer Haspeleinrichtung 18 aufgehaspelt.

Fig. 2 stellt zum Vergleich eine Anlage zum Walzen aus der Gießhitze nach dem Stand der Technik dar, bei der das Band in einem separaten Prozeß einer Lösungsglühung unterworfen werden muß. Der Fig. 1 entsprechende Anlagen- teile sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Zudem sind übliche Brammen-bzw. Bandtemperaturen, die in den einzelnen Anlagenteilen herr- schen bzw. eingestellt werden, genannt. Bei einer solchen Anlage wird das Gießprodukt 106 geschnitten und dann in einen Ausgleichsofen 107 geführt, um anschließend gewalzt zu werden. Die in einem separaten Anlagenteil mit Glühofen stattfindende Lösungsglühung mit sich anschließendem Abschreck- vorgang ist nicht dargestellt.

Die Erfindung betrifft insbesondere austenitische nichtrostende Stähle, d. h.

Stähle mit einem Massenanteil von mindestens 10,5% Cr und höchstens 1,2% C. Die Erfindung ist insbesondere auf nichtrostende Stähle gerichtet, bei denen eine interkristalline Korrosion durch Cr-Verarmung bei Ausscheidung von Cr-Karbiden verhindert werden soll. Mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens wird erreicht, daß nichtrostende Edelstähle bereits nach Durchlauf einer Inline- Gieß-und Walzanlage im lösungsgeglühten Zustand und somit korrosionsbe- ständig vorliegen. Dies spart Energie und Zeit und damit Kosten. Die Prozeß- kette zur Herstellung von nichtrostenden korrosionsbeständigen Stählen wird verkürzt.