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Title:
METHOD AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF STEEL PRODUCTS HAVING AN OPTIMUM SURFACE QUALITY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/108971
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed are a method and an installation for producing steel products (1) having an optimum surface quality, especially extremely low carbon contents (UCL steel or IF steel), nitrogen contents, total oxygen contents, high-strength or stainless steel qualities. According to the invention, the liquid steel is cast into a thin slab (5a) from a process route (10, 11, 12, or 13) that is selected according to the desired final structure (9) based on an electric-arc furnace (2b), is descaled, cut into billets (15) having a partial length, optionally descaled once again, subjected to final descaling downstream from a holding furnace (16), milled in a finishing mill train (6a), rolled up in a rolling station (20) located downstream from the last finishing mill stand (19) or downstream from a cooling section (21), and the final structure (9) is adjusted in the cooling section (21) according to the desired steel quality by cooling on a run-out roller table (22), whereupon the rolling stock (1a) is completely rolled up in a second rolling station (23).

Inventors:
PLESCHIUTSCHNIGG FRITZ-PETER (DE)
HENSGER KARL-ERNST (DE)
ROSENTHAL DIETER (DE)
TEWORTE RAINER (DE)
TEMBERGEN DIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/005580
Publication Date:
December 16, 2004
Filing Date:
May 25, 2004
Export Citation:
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Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
PLESCHIUTSCHNIGG FRITZ-PETER (DE)
HENSGER KARL-ERNST (DE)
ROSENTHAL DIETER (DE)
TEWORTE RAINER (DE)
TEMBERGEN DIETER (DE)
International Classes:
C21C5/52; C21C7/10; B21B1/26; B21B1/46; B21B3/02; B21B37/74; B21B37/76; B21B45/00; B21B45/08; C21D8/02; (IPC1-7): C21C5/52
Foreign References:
EP0541574B11994-06-01
DE19650498A11998-04-09
US4612043A1986-09-16
EP0620063A11994-10-19
Other References:
See references of EP 1631691A2
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske Gross, Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Stahfprodukten (1) mit bester Oberflächen qualität, insbesondere mit extrem niedrigen Kohlenstoffgehalten (ULC oder IFStahl), Stickstoffgehalten, Gesamtsauerstoffgehalten, hochfesten und/oder RostfreiStahlgüten, jeweils durch Erschmelzen (2), Behan deln in einer Sekundärmetallurgie (3), Stranggießen (4) im Brammenfor mat (5), Walzen (6), Abkühlen (7) und in der Regel Aufwickeln (8) des Walzgutes (1a), dadurch gekennzeichnet dass der flüssige Stahl (1 b) aus einer entsprechend dem gewollten End gefüge (9) ausgewählten ProzessRoute (10 ; 11 ; 12 ; 13) auf der Basis eines Elektrolichtbogenofens (2b) erzeugt wird, um danach in der Stranggießkokille (14) zu einer Dünnbramme (5a) vergossen, entzundert, teilverformt, in StrangTeillängen (15) geschnitten, in der Regel entzun dert (28), in einem Ausgleichsofen (16) auf Walztemperatur erwärmt und vergleichmäßigt, in der Regel nachentzundert und in einer Fertigwalz straße (6a) gewalzt, in einer ersten, unmittelbar auf das letzte Fertig walzgerüst (19) folgenden Haspelstation (20) oder alternativ hinter einer Kühlstrecke (21) gewickelt und das Endgefüge (9) in einer Kühlstrecke (21) entsprechend der gewollten Stahlgüte durch Abkühlen auf einem Auslaufrollgang (22) eingestellt und das Walzgut (1a) in einer zweiten Haspelstation (23) in der Regel fertig aufgewickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine erste ProzessRoute (10) aufeinanderfolgende Behand lungsschritte (24) in einem Elektrolichtbogenofen (2b) und in einer Sekundärmetallurgie (3) mit zumindest einer VakuumEntgasungseinrichtung (27) mit ange schlossenem Pfannenofen (25) zum Entkohlen, Reduzieren und Zu geben von Legierungsstoffen (26), mit einem Pfannenofen (25) zum Schlackenbilden, zur Schlackenar beit, zur Temperaturkontrolle, und abschließendem Festlegen der Endanalyse und zum Spülen des Reinheitsgrads auf ! <Al>Gehalte ausgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine zweite ProzessRoute (11) aufeinanderfolgende Behand lungsschritte (24) in einem Elektrolichtbogenofen (2b) oder einer Elektrolichtbogenofen Anlage (35) und in einer Sekundärmetallurgie (3) mit einem Pfannenofen (25) zum Schlackenbilden zum Aufheizen und zum Vorreduzieren (FeMnHC) des Stahls mit einer VakuumEntgasungseinrichtung (27) zum Entkohlen und Entsticken zum Reduzieren der Schlacke auf der Stahloberfläche zum Entschwefeln unter vermindertem Druck zum abschließenden Festlegen der Endanalyse und zum Spülen des Reinheitsgrads auf AIoGehalte unter Atmo sphärendruck ausgeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als dritte ProzessRoute (12) aufeinanderfolgende Behandlungs schritte (24) in einem Elektrolichtbogenofen (2b) oder in einer Elektrolichtbo genofenAnlage (35) und in einer Sekundärmetallurgie (3) mit einem Pfannenofen (25) zur Temperaturkontrolle und zum Vorreduzieren (FeMnHC) mit zumindest einem DifferenzDruckEntgasungsverfahren (43) zum Entkohlen, Entschwefeln und Entsticken, Reduzieren und Zugeben von Legierungsstoffen aus einer Eisenlegierung und, mit abschließendem Festlegen der Endanalyse und zum ReinheitsgradSpülen auf <AI>Gehalte < 15 ppm gebunde nes Aluminium (Al203) ausgeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine vierte ProzessRoute (13) aufeinanderfolgende Behand lungsschritte (24) in einem Elektrolichtbogenofen (2b) oder in einer Elektrolichtbo genofenAnlage (35) und in einer Sekundärmetallurgie (3) mit einem Pfannenofen (25) zur Temperaturkontrolle und einer anschließenden Teilmengen Entgasung (27a) zum Entkohlen und Entsticken, Entschwefeln, mit einer PfannenEntgasung (27) zum abschließenden Festlegen der Endanalyse und zum ReinheitsgradSpülen auf <AI>Gehalte ausgeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar unter der Stranggießkokille (14) eine Entzunderung (28) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ausgleichsofen (16) eine kontrollierte Verzunderung (29) durch eine gesteuerte Atmosphäre vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Ausgleichsofen (16) die StrangTeillängen (15) induktiv erwärmt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Fertigwalzgerüst (17) der Fertigwalzstraße (6a) die StrangTeillängen (15) gesteuert abgekühlt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Haspelstation (23) gewickeltes Stranggut (1 c) kon trolliert gekühlt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als ElektrolichtbogenofenAnlage (35) zwei Ofengefäße (30) ab wechselnd mit geschwenkter Elektrodeneinrichtung (31) und gegenge schwenkter TopBlaslanze (32) betrieben und mit Roheisen, direkt redu zierten Einsatzstoffen, Schrott und teils mit elektrischer Energie und/ oder chemischer Energie betrieben werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Stähle mit Mehrphasengefüge (DualPhasenStahl 33 oder Trip Stahl 34) erzeugt werden.
13. Anlage zur Erzeugung von Stahiprodukten (1), mit bester Oberflächen qualität, insbesondere mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (ULC oder IFStahl), Stickstoffgehalt, Gesamtsauerstoffgehalten, hochfesten und/oder RostfreiStahlgüten mit zumindest einer Schmelzanlage (2a), einer Sekundärmetallurgie (3) einer Stranggießmaschine (4a) für Bram menstränge (5), einer Walzstraße, einem Auslaufrollgang (22) und einer Haspelstation (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzanlage (2a) aus einer ElektrolichtbogenofenAnlage (35) mit im Materialfluss (36) nachgeordneter Sekundärmetallurgie (3) besteht, dass die Stranggießmaschine (4a) mit einer Stranggießkokille (14) im Dünnbrammenformat (5a) versehen ist, dass im Materialfluss (36) zumindest eine EntzunderungsEinrichtung (28a), eine Schere (38), ein Ausgleichsofen (16), eine Fertigwalzstraße (6a), zumindest ein einer Haspelstation (20 ; 23) vorgeschalteter oder nachgeordneter Auslaufroll gang (22) mit einer Kühlstrecke (21) vorgesehen sind.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießmaschine (4a) unmittelbar unterhalb der Strang gießkokille (14) eine EntzunderungsEinrichtung (28a) vorgesehen ist.
15. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass außer jeweils einer EntzunderungsEinrichtung (28a) hinter der Stranggießkokille (14) und hinter der Schere (38) eine weitere Entzunde rungsEinrichtung (28a) vor dem ersten Walzgerüst (17) der Fertigwalz straße (6a) vorgesehen ist.
16. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Schere (38) in dem Stützrollengerüst (39) der Stranggieß maschine (4a) eine LiquidCoreReductionsStrecke (40) oder eine Soft ReductionStrecke (41) eingeordnet ist.
17. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stranggießkokille (14) aus einer Trichterstranggießkokille gebil det ist.
18. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Materialfluss (36) zwischen dem Ausgleichsofen (16) und dem ersten Walzgerüst (17) der Fertigwalzstraße (6a) oder der Entzunde rungsEinrichtung (28a) eine InduktionsHeizeinrichtung (42) vorgesehen ist.
19. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstrecke (21) aus einer LaminarKühlstrecke (21a) in Kombi nation mit mehreren IntensivKühlboxen (21 b) gebildet ist.
Description:
Verfahren und Anlage zum Erzeugen von Stahlprodukten mit bester Ober- flächenqualität Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Erzeugen von Stahl- produkten mit bester Oberflächenqualität, insbesondere mit extrem niedrigen Kohlenstoffgehalten (ULC-oder IF-Stahl), Stickstoffgehalten, Gesamtsauer- stoffgehalten, hochfesten und/oder Rostfrei-Stahigüten, jeweils durch Er- schmelzen, Behandeln in einer Sekundärmetallurgie, Stranggießen im Bram- menformat, Walzen, Abkühlen und in der Regel Aufwickeln des Walzgutes.

Derartige Stahiprodukte aus den verschiedenen Stahlgüten werden bisher durch Erschmelzen im Konverter, durch Behandeln in der Sekundärmetallurgie mit Vakuumentgasung und durch Abgießen als Dickbrammen in einer Strang- gießmaschine erzeugt und in Vor-und Fertigwalzstraßen verwalzt. Die Herstel- lung in anderen Prozess-Routen, wie bspw. dem Elektrolichtbogenofen- Verfahren auf Schrottbasis, wurde nicht für möglich erachtet, weil dann die ex- trem niedrigen Gehalte an Elementen, wie bspw. C, N, S, O, <O>, sowie qua- litätsmindernde Spurenelemente, wie bspw. Cu, und Zn, nicht oder nur unter schwierigen Bedingungen erreicht werden können. Diese Prozess-Routen las- sen die erstrebten besten Oberflächenqualitäten nicht zu. Es ermangelt bspw. der geforderten geometrischen, physikalischen und konstitutionellen Produktei- genschaften von ULC-und IF-Warmband als notwendige Voraussetzung für eine effektive Gefügesteuerung und eine gezielte Einstellung der Produkteigen- schaften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten und andere Stahlgü- ten durch neue Prozess-Routen zu erzeugen, um die geforderten extrem nied- rigen Gehalte an C, N, S, O, <0> sowie den qualitätsmindernden Spurenele-

menten, wie bspw. Cu und Zn, für Stahiprodukte mit bester Oberflächenqualität zu erreichen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der flüssige Stahl aus einer entsprechend dem gewollten Endgefüge ausgewählten Pro- zess-Route auf der Basis eines Elektrolichtbogenofens erzeugt wird, um da- nach in der Stranggießkokille zu einer Dünnbramme vergossen, entzundert, teilverformt, in Strang-Teillängen geschnitten, in der Regel entzundert, in einem Ausgleichsofen auf Walztemperatur erwärmt und vergleichmäßigt, in der Regel nachentzundert und in einer Fertigwalzstraße gewalzt, in einer ersten, unmittel- bar auf das letzte Fertigwalzgerüst folgenden Haspelstation oder alternativ hin- ter einer Kühlstrecke gewickelt und das Endgefüge in einer Kühlstrecke ent- sprechend der gewollten Stahlgüte durch Abkühlen auf einem Auslaufrollgang eingestellt und das Walzgut in einer zweiten Haspelstation in der Regel fertig aufgewickelt wird. Dadurch können die Stahiprodukte hinter der Sekundärme- tallurgie auf der Basis von Dünnbrammen erzeugt und bei hoher Oberflächen- qualität mit einem sehr genauen Endgefüge als Wickelband, Bandabschnitte oder andere Flachprodukte und ggf. Langprodukte fertiggestellt werden.

Solche, in dem Endgefüge genauer beeinflussbare Stahlprodukte, können nach weiteren Schritten in verschiedenen Prozess-Routen hergestellt werden. Nach einer ersten Alternativen wird vorgeschlagen, dass als eine erste Prozess- Route aufeinanderfolgende Behandlungsschritte - in einem Elektrolichtbogenofen und - in einer Sekundärmetallurgie - mit zumindest einer Vakuum-Entgasungseinrichtung mit angeschlos- senem Pfannenofen zum Entkohlen, Reduzieren und Zugeben von Legierungsstoffen, - mit einem Pfannenofen zum Schlackenbilden, zur Schlackenarbeit, zur - Temperaturkontrolle, und abschließenden Festlegen der Endanalyse und zum Spülen des Reinheitsgrads auf'<Ai>-Gehaite

ausgeführt werden.

Die Vorteile bestehen in dem Endgefüge der erwähnten ULC-, IF-, hochfesten und Rostfrei-Stahlgüten, das nach einer Vakuumbehandlung Werte für C < 20- 30 ppm, für O < 3 ppm, und für <0> <15 ppm für N 20-30 ppm und für S Werte von < 100 ppm erreicht, mit denen der Stahl in der Stranggießmaschine abgegossen wird.

Nach dem Abstich aus dem Elektrolichtbogenofen, betragen vor der Vakuum- behandlung C = 400-600 ppm, S < 150 ppm, N < 35 ppm und sauerstofffrei < 600 ppm. Nach der Entgasungsbehandlung fallen diese Werte auf C < 15 ppm, S < 150 ppm, N < 35 ppm und O < 3ppm. Dabei sind die Vorteile eine gemä- ßigte Schaumbildung während der Schlackenbildung (100 % DRJ vorausge- setzt), ein schlackenfreies Abstechen, die möglichen Schlackenzusätze und eine Vorreduktion durch FeMnHC.

Diese Werte können nach der Pfannenofen-Behandlung für das Vergießen in der Stranggießmaschine noch auf C < 25 ppm, S < 50 ppm, N < 35 ppm und O < 3 ppm und <O> < 15 ppm verändert werden.

Während der Vakuumbehandlung des Stahls im Teilmengen-Verfahren findet im Wesentlichen eine Entkohlung und Desoxidation sowie eine Zugabe von Ferrolegierungen statt. Die notwendige Raffination der Pfannenschlacke, die Entschwefelung und die endgültige Einstellung der chemischen Analyse des flüssigen Stahls erfolgt während der Pfannenofen-Behandlung. Diese wird durch eine Reinheitsgradbehandlung abgeschlossen.

Während der Eingabe von Schlackenzusätzen, einer Schlackenarbeit im Stahl, einem Aufheizen, dem Entschwefeln, einem Festlegen der Endanalyse wird noch ein Reinheitsgrad-Spülen durchgeführt, wodurch insgesamt die Endgüte erheblich in ihrer Genauigkeit gesteigert wird. Vor Vergießen des flüssigen

Stahls lassen sich folgende Werte einstellen : C < 25 ppm, S < 50 ppm, N < 35 ppm und O < 3 ppm sowie <0> <15 ppm.

Nach einer zweiten Alternativen wird vorgeschlagen, dass als eine zweite Pro- zess-Route aufeinanderfolgende Behandlungsschritte - in einem Elektrolichtbogenofen oder einer Elektrolichtbogenofen-Anlage und - in einer Sekundärmetallurgie - mit einem Pfannenofen zum Schlackenbilden, - zum Aufheizen - und zum Vorreduzieren (FeMnHC) des Stahls - mit einer Vakuum-Entgasungseinrichtung - zum Entkohlen und Entsticken - zum Reduzieren der Schlacke auf der Stahloberfläche - zum Entschwefeln unter vermindertem Druck, - zum abschließenden Festlegen der Endanalyse und - zum Spülen des Reinheitsgrads auf'<Ai> unter Atmosphärendruck ausgeführt werden. Die Vorteile sind, dass im Elektrolichtbogenofen auch bis zu 100 % DRJ oder auch festes oder flüssiges Roheisen sowie Schrott in beliebi- gem Verhältnis chargiert werden können. Danach kann ein schlackenfreies Ab- schlacken erfolgen. Während der Pfannenofen-Behandlung wird zusätzliche Schlacke erzeugt ; die gesamte Pfannenschlacke erreicht ca. 8 kg/t. Es findet sodann ein Aufheizen und eine Einstellung der Reduktionsschlacke (mit FeMnHC) statt. Während der Behandlung in der Vakuum- Entgasungseinrichtung wird eine Entkohlung, eine Reduktion und eine Schlak- kenarbeit, eine Entschwefelung und eine Entstickung unter vermindertem Druck, ein Festlegen der Endanalyse und ein Rühren für den Reinheitsgrad unter Atmosphärendruck ausgeführt.

Nach einer dritten Alternative wird vorgeschlagen, dass als dritte Prozess-Route aufeinanderfolgende Behandlungsschritte - in einem Elektrolichtbogenofen oder in einer Elektrolichtbogenofen-Anlage und

- in einer Sekundärmetallurgie - mit einem Pfannenofen - zur Temperaturkontrolle und - zum Vorreduzieren (FeMnHC) - mit zumindest einem Differenz-Druck-Entgasungsverfahren zum Ent- kohlen, Entschwefeln (unter Druck) und Entsticken, Reduzieren und Zugeben von Legierungsstoffen aus einer Eisenlegierung und mit ab- schließendem Festlegen - der Endanalyse und - zum Reinheitsgrad-Spülen auf <Al>-Gehalte < 15 ppm gebundenes Aluminium <Al203> oder auch <0> < 15 ppm unter Atmosphären- druck ausgeführt werden.

Die Vorteile bestehen darin, dass im Elektrolichtbogenofen der erschmolzene Stahl folgende Werte erreicht : C 500-800 ppm ; 0 500-700 ppm ; N 60-100 ppm ; S 160-300 ppm.

Danach werden in der Vakuum-Entgasungseinrichtung erreicht : C < 40 ppm ; 0 < 3 ppm ; N < 40 ppm S < 50 ppm <Al > < 1 5 ppm Der Stahl wird in der nachfolgenden CSP-Stranggießmaschine mit folgenden Werten abgegossen : C < 50 ppm ; O < 3 ppm ;

N < 40 ppm ; S < 50 ppm<BR> <Al><15ppm Nach einer vierten Alternativen wird vorgeschlagen, dass als eine vierte Pro- zess-Route aufeinanderfolgende Behandlungsschritte - in einem Elektrolichtbogenofen oder in einer Elektrolichtbogenofen-Anlage und - in einer Sekundärmetallurgie - mit einem Pfannenofen zur Temperaturkontrolle und einer anschließen- den Teilmengen-Entgasung zum Entkohlen und Entsticken, Entschwe- feln, mit einer Pfannen-Entgasung zum abschließenden Festlegen der Endanalyse und zum Reinheitsgrad-Spülen auf <Al>-Gehalte ausgeführt werden.

Die Vorteile bestehen ebenfalls in dem Erreichen sehr niedriger Werte der Ei- senbegleiter für das Gießen in der Dünnbrammen-Stranggießmaschine und die Einstellung des Endgefüges.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass unmittelbar unter der Stranggießkokille eine Entzunderung durchgeführt wird. Dieser Schritt dient zur Vorbereitung der Ge- währleistung höchster Oberflächenqualität durch Steuerung der Verzunde- rungsprozesse in der Stranggießmaschine, wobei spezielle Verfahren der Ent- zunderung eingesetzt werden können.

Ein weiterer Schritt in diese Richtung besteht darin, dass in dem Ausgleichsofen eine kontrollierte Verzunderung durch eine gesteuerte Atmosphäre vorgenom- men wird.

Dazu leistet das weitere Merkmal einen Beitrag, indem hinter dem Ausgleich- sofen die Strang-Teillängen induktiv erwärmt werden. Dadurch kann die Er- wärmung gezielt und gleichmäßig und sehr schnell auf die Strang-Teillänge übertragen werden.

Die günstigste Temperaturstufe wird sodann dadurch erreicht, dass vor dem ersten Fertigwalzgerüst der Fertigwalzstraße die Strang-Teillängen gesteuert abgekühlt werden.

Das Endgefüge kann nach einem anderen Schritt dadurch gezielt festgelegt werden, indem auf der zweiten Haspelstation gewickeltes Stranggut kontrolliert gekühlt wird.

Eine andere Verbesserung besteht darin, dass als Elektrolichtbogenofen- Anlage zwei Ofengefäße abwechselnd mit geschwenkter Elektroden- Einrichtung und gegengeschwenkter Top-Blaslanze betrieben und mit Rohei- sen, direkt reduzierten Einsatzstoffen, Schrott und teils mit elektrischer Energie und/oder chemischer Energie betrieben werden (sog. Verfahren der Marke CONARC).

Das Verfahren kann derart ausgeübt werden, dass Stähle mit Mehrphasenge- füge (Dual-Phasen-Stahl oder Trip-Stahl) erzeugt werden.

Die Anlage zur Erzeugung von Stahlprodukten mit bester Oberflächenqualität, insbesondere mit extrem niedrigem Kohlenstoffgehalt (ULC-oder IF-Stahl) Stickstoffgehalt, Gesamtsauerstoffgehalten, hochfesten und/oder Rostfrei- Stahlgüten geht von einem Stand der Technik mit zumindest einer Schmelzan- lage, einer Sekundärmetallurgie, einer Stranggießmaschine für Brammensträn- ge, einer Walzstraße, einem Auslaufrollgang und einer Haspelstation aus.

Die gestellte Aufgabe wird dabei erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schmelzanlage aus einer Elektrolichtbogenofen-Anlage mit im Materialfluss nachgeordneter Sekundärmetallurgie besteht, dass die Stranggießmaschine mit einer Stranggießkokille im Dünnbrammenformat versehen ist, dass im Material- fluss zumindest eine Entzunderungs-Einrichtung, eine Schere, ein Ausgleich- sofen, eine Fertigwalzstraße, zumindest ein einer Haspelstation vorgeschalteter

oder nachgeordneter Auslaufrollgang mit einer Kühlstrecke vorgesehen sind.

Dadurch werden alle Vorteile für ein angestrebtes Endgefüge von Warmband, Langprodukten u. dgl. erzielt, die für ULC-, IF-, hochfesten oder Rostfrei- Stählen erforderlich sind.

Ein besonders auf höchste Oberflächenqualität des fertigen Stahiproduktes ge- richtetes Merkmal besteht darin, dass in der Stranggießmaschine unmittelbar unterhalb der Stranggießkokille eine Entzunderungs-Einrichtung vorgesehen ist.

Die Qualität der Oberfläche des Stahiproduktes kann noch dadurch gesichert werden, dass außer jeweils einer Entzunderungs-Einrichtung hinter der Strang- gießkokille und hinter der Schere eine weitere Entzunderungs-Einrichtung vor dem ersten Walzgerüst der Fertigwalzstraße vorgesehen ist.

Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gegeben, dass vor der Schere in dem Stützrollengerüst der Stranggießmaschine eine Liquid-Core-Reductions-Strecke oder eine Soft-Reduction-Strecke eingeordnet ist.

Eine weitere Maßnahme zur Schaffung günstiger Voraussetzungen der End- verarbeitung des Stahiprodukts wird dadurch erzielt, dass die Stranggießkokille aus einer Trichterstranggießkokille gebildet ist.

Die vorteilhafte Erwärmung des Walzgutes erfolgt nach einer weiteren Verbes- serung dadurch, dass im Materialfluss zwischen dem Ausgleichsofen und dem ersten Walzgerüst der Fertigwalzstraße oder der Entzunderungs-Einrichtung eine Induktions-Heizeinrichtung vorgesehen ist.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Kühlstrecke aus einer Laminar- Kühlstrecke in Kombination mit mehreren Intensiv-Kühlboxen gebildet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Anlage dargestellt, anhand deren auch das Verfahren nachstehend näher erläutert wird.

Es zeigen : Fig. 1 in der Art eines Blockschaltbildes dargestellte Prozess-Routen, die alternativ einer Gießwalzanlage vorgeordnet sind, Fig. 2A die Prozess-Routen 1 und 2 in vergrößerter Darstellung, Fig. 2B die Prozess-Routen 3 und 4 in vergrößerter Darstellung Fig. 3 die auf das Erschmelzen und die Sekundärmetallurgie folgende Gießwalzanlage mit Endgefüge-Einstellung, Fig. 4 ein Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubild für nach dem letzten Walzgerüst der Fertigwalzstraße durch Abkühlung des Walzgutes erhaltene Abkühlungsgefüge (austenitisch, weiches Perlit, Bainit und Martensit) und Fig. 5 ein Festigkeits-/Dehnungsschaubild für Multi-Phasen-Stahlgüten (Dual-Phasen-Stähle, Trip-Phasen-Stähle).

Gemäß den Fig. 1 und 2A, 2B kann das Stahlprodukt 1 als Warmband zur Weiterverarbeitung (bspw. Automobil-Außenhautbleche, Bleche für ge- schweißte Rohre u. dgl.) hergestellt werden.

Das Erschmeizen 2 von flüssigem Stahl 1b erfolgt in einer Schmelzanlage 2a, die nicht aus einem Stahlwerkskonverter gebildet wird, sondern durch einen Elektrolichtbogenofen 2b. Der abgestochene Stahl durchläuft dann eine Sekun- därmetallurgie 3, ein Stranggießverfahren 4 mit einer Stranggießmaschine 4a.

Das dort gegossene Brammenformat 5 besteht jedoch nicht aus einer Dick- bramme, sondern aus einer Dünnbramme 5a mit üblichen Dicken von < 100 mm. Darauf folgt ein Walzen 6 in einer Fertigwalzstraße 6a. Das Walzgut 1 a, in der Form von Stranggut 1c (Blech, Band, Langprodukte u. dgl.) wird auf einem Auslaufroligang 22 gesteuert abgekühlt. Das Abkühlen 7 erfolgt nach noch zu beschreibenden wesentlichen Kriterien. Das Stranggut 1 c wird in der Regel, von Ausnahmen abgesehen, durch Aufwickeln 8 mit einem Endgefüge 9 auf Has- pelstationen gewickelt.

Die Schmelzanlage 2a besteht jeweils aus dem Elektrolichtbogenofen 2b, der auch im Sinn der Marke CONARC aus einer 2-Gefäß-Elektrolichtbogenofen- Anlage 35 gebildet sein kann. In der nachfolgenden Sekundärmetallurgie 3 werden die angestrebten extrem niedrigen Kohlenstoff-Gehalte (ULC-Stahl- Stahl mit extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt) oder Stahl mit kontrollierten Aus- scheidungen (IF-Stahl-Stahl ohne interstitiell gelösten Fremdatomen im Mischkristall), hochfeste und/oder Rostfrei-Stahl, vorbereitet.

Der flüssige Stahl 1 b wird in der Stranggießmaschine 4a mittels einer Strang- gießkokille 14 im Dünnbrammenformat 5a vergossen. Im Materialfluss 36 sind für eine Entzunderung 28 zumindest eine Entzunderungs-Einrichtung 28a, eine Schere 38 für Strang-Teillängen 15, ein Ausgleichsofen 16 (ein zusätzlicher Ausgleichsofen 16a), die Fertigwalzstraße 6a, zumindest ein einer ersten Has- pelstation 20 vorgeschalteter oder nachgeordneter Auslaufrollgang 22 mit einer Kühlstrecke 21 vorgesehen.

In der Stranggießmaschine 4a ist für die Entzunderung 28 unmittelbar unterhalb der Stranggießkokille 14 eine erste Entzunderungs-Einrichtung 28a, die auf Wasserstrahlen basiert, vorgesehen.

Außer der Entzunderungs-Einrichtung 28a im Materialfluss 36 hinter der Stranggießkokille 14 und hinter der Schere 38 ist eine weitere Entzunderungs- Einrichtung 28a vor dem ersten Walzgerüst 17 der Fertigwalzstraße 6a ange- ordnet. Im Ausgleichsofen 16 (ggf. in 16a) ist eine kontrollierte Temperaturfüh- rung mit Oxidationsschutz 37 vorgesehen.

Vor der Schere 38 in einem Stützrollengerüst 39 der Stranggießmaschine 4a kann eine Liquid-Core-Reductions-Strecke 40 oder eine Soft-Reduction-Strecke 41 eingesetzt werden.

Die Stranggießkokille 14 kann aus einer Trichterstranggießkokille gebildet sein, wie üblicherweise bei CSP-Anlagen vorgesehen wird.

Im Materialfluss 36 zwischen dem Ausgleichsofen 16 und dem ersten Fertig- walzgerüst 17 auf das mehrere Fertigwalzgerüste 18 und ein letztes Fertigwalz- gerüst 19 folgen, oder der Entzunderungs-Einrichtung 28a, kann eine Indukti- ons-Heizeinrichtung 42 eingesetzt. werden.

Die Kühlstrecke 21 kann ferner aus einer Laminar-Kühlstrecke 21 a in Kombina- tion mit mehreren Intensiv-Kühlboxen 21 b gestaltet sein.

Das Verfahren zum Erzeugen von Stahiprodukten 1 (Fig. 1) geht davon aus, dass der flüssige Stahl 1 b über alternative Prozess-Routen 10,11, 12 oder 13 vorbehandelt, in der Stranggießkokille 14 zu einer Dünnbramme 5a vergossen, danach entzundert, ggf. teilverformt, in die Strang-Teillängen 15 geschnitten, mehrfach einer Entzunderung 28 unterzogen, in zumindest einem Ausgleich- sofen 16 (oder einem zusätzlichen Ausgleichsofen 16a) auf Walztemperatur erwärmt und vergleichmäßigt, in der Regel (von wenigen Ausnahmen abgese- hen) nachentzundert und in der Fertigwalzstraße 6a gewalzt, in einer ersten, unmittelbar auf das letzte Fertigwalzgerüst 19 folgenden Haspelstation 20 oder alternativ hinter der Kühlstrecke 21 gewickelt und das Endgefüge 9 in der Kühlstrecke 21 entsprechend der gewollten Stahigüte durch Abkühlen auf dem Auslaufrollgang 22 eingestellt und das Walzgut 1a in einer zweiten Haspelstati- on 23 in der Regel fertig aufgewickelt wird.

Währenddem die erste bis vierte Prozess-Route 10,11, 12 und 13 in Fig. 1 nur zusammenfassend erklärt sind, werden die Prozess-Routen in den Fig. 2A und 2B detailliert erläutert : Die erste Prozess-Route 10 (Fig. 2A) sieht Einsatzstoffe aus DRI/HBI (pellets oder Briketts aus direkt reduziertem Eisen) oder Schrott im Elektrolichtbo- genofen 2b mit niedrigstem Schwefel-Eingangsgehalt vor. Im nächsten Be- handlungsschritt 24 findet

im Verfahren der Teilmengen-Entgasung 27a innerhalb der Vakuum- Entgasungseinrichtung 27 ein Abbau von Kohlenstoff und Stickstoff auf niedrig- ste Werte statt. Im folgenden Behandlungsschritt 24 wird im Pfannenofen 25 die Temperatur um * T erhöht und der Reinheitsgrad durch Abbau des <Al>-Ge- haltes eingestellt.

Die zweite Prozess-Route 11 (Fig. 2A) geht vom Einsatz DRI/HBI, Schrott, flüssigem Roheisen oder Roheisenmasseln mit jeweils einem niedrigen Schwefelgehalt in einer Elektrolichtogenofen-Anlage 35 aus. Die Elektrolichtbo- genofen-Anlage 35 kann sowohl aus einem Elektrolichtbogenofen 2b als auch aus einer solchen Anlage 35 für das Verfahren unter der Marke CONARC be- stehen. Der nächste Behandlungsschritt 24 findet in dem Pfannenofen 25 mit einer Temperaturerhöhung statt. Im darauf folgenden Behandlungsschritt 24 finden in der Vakuum-Entgasungseinrichtung 27 eine Entkohlung, eine Ent- schwefelung, ein Entsticken und eine Reinheitsgraderhöhung durch Abbau des <AI>-Gehaltes auf niedrige Werte statt.

Die dritte Prozess-Route 12 (Fig. 2B) sieht eine Chargierung von DRI/HBI, Schrott, flüssiges Roheisen oder Roheisenmasseln mit jeweils niedrigen Ein- gangsgehalten an Schwefel in einer Elektrolichtbogenofen-Anlage 35 oder in einem Elektrolichtbogenofen 2b vor. Im folgenden Behandlungsschritt 24 erfolgt eine Temperaturerhöhung T im Pfannenofen 25. Im darauf folgenden Be- handlungsschritt 24 ist eine Differenzdruck-Vakuum-Entgasung 43 vorgesehen, in der der Abbau auf niedrigste Werte von Kohlenstoff C, Schwefel S, Stickstoff N und eine Erhöhung des Reinheitsgrades durch Abbau der Al203-Stoffe ( <AI>) durchgeführt wird.

Die vierte Prozess-Route 13 (Fig. 2B) sieht für die Chargierung in einer Elek- trolichtbogenofen-Anlage 35 oder in einem einzelnen Elektrolichtbogenofen 2b jeweils mit einem niedrigen Schwefel-Eingangsgehalt von DRI/HBI, Schrott, flüssiges Roheisen oder Roheisenmasseln vor. Darauf folgend wird im näch-

sten Behandlungsschritt 24 im Pfannenofen 25 eine Temperaturerhöhung T und unmittelbar anschließend in der Vakuum-Entgasungseinrichtung 27 eine Teilmengen-Entgasung 27a ausgeführt, wobei der Abbau auf niedrigste Werte von Kohlenstoff C und Stickstoff N erfolgt. Im letzten Behandlungsschritt 24 wird in der Vakuum-Entgasungseinrichtung 27 eine Pfannen-Entgasung zum Abbau auf niedrige Werte von Schwefel S und eine Reinheitsgraderhöhung durch Ab- bau von Al203 ( <AI » durchgeführt.

Die Wahl der günstigsten oder erwünschten Prozess-Route 10,11, 12 oder 13 erfolgt nach Wirtschaftlichkeitsüberlegungen bezüglich der Kosten des Ein- satzmaterials und der Qualität des Endproduktes, wobei das Gießen von Dick- oder Dünnbrammen und der aufzuwendenden Energien bzw. die erforderlichen Anlageninvestitionen zu berücksichtigen sind.

Nach dem Eintreten (Fig. 3) des behandelten Stahis 1b wird unter der Strang- gießkokille 14 die Entzunderung 28 durchgeführt.

In dem Ausgleichsofen 16 wird eine kontrollierte Verzunderung 29 durch eine gesteuerte Atmosphäre vorgenommen.

Ferner können hinter dem Ausgleichsofen 16 die Strang-Teillängen 15 induktiv erwärmt werden. Außerdem kann auf die Induktions-Heizeinrichtung 42 folgend eine zusätzliche Ausgleichserwärmung in einem weiteren Ausgleichsofen 16a eingesetzt werden. Die Strang-Teillängen 15 werden hinter dem Ausgleichsofen 16 weiter induktiv in der Induktions-Heizeinrichtung 42 erwärmt. Der Pfan- nenofen 25 arbeitet mit einer Elektroden-Einrichtung 31 und/oder mit einer Top-Blaslanze 32.

Nach dem ersten Fertigwalzgerüst 17 und zwischen den Fertigwalzgerüsten 18, 19 der Fertigwalzstraße 6a können die Strang-Teillängen 15 gesteuert abge- kühlt werden. Dazu können zwischen den Fertigwalzgerüsten 17,18, 19 jeweils

Intensiv-Kühlboxen 21b angeordnet sein. Vor dem ersten Fertigwalzgerüst 17 kann ein Staucher 44 angeordnet sein.

Das gewickelte Stranggut 1c wird auf der zweiten Haspelstation 23 kontrolliert gekühlt.

In der Kühlstrecke 21 oder auf dem Haspel 23 wird das Mehrphasengefüge eingestellt.

Fig. 4 zeigt den schematisch dargestellten Temperaturverlauf im Zeit- Temperatur-Umwandlungsschaubild. Die Abkühlungskurve des festen Werk- stoffes hinter dem letzten Walzgerüst 19 während des Aufwickelns des Walz- gutes 1a auf der zweiten Haspelstation 23 verläuft durch den Umwandlungs- punkt AC3. Das entstehende Endgefüge 9 kann austenitisch, perlitisch weich, als Bainit oder Martensit auftreten. Das Endgefüge 9 wird somit während des Walzens und Abkühlens erzeugt.

In Fig. 5 ist ein Schaubild der Festigkeit (N/mm2) über der Dehnung (I/lo) für Mehrphasenstahl, wie bspw. Dual-Phasen-Stahl 33 und Trip-Stahl 34, gezeigt.

Die untere Kurve zeigt ein normales Verhalten des Stahls bei hoher Festigkeit und niedriger Dehnung.

Bezugszeichenliste 1 Stahiprodukt 1 a Walzgut 1 b flüssiger Stahl 1 c Stranggut 2 Erschmelzen 2a Schmeizanlage 2b Elektrolichtbogenofen 3 Sekundärmetallurgie 4 Stranggießen 4a Stranggießmaschine 5 Brammenformat 5a Dünnbramme 6 Walzen 6a Fertigwalzstraße 7 Abkühlen 8 Aufwickeln 9 Endgefüge 10 erste Prozess-Route 11 zweite Prozess-Route 12 dritte Prozess-Route 13 vierte Prozess-Route 14 Stranggießkokille 15 Strang-Teillänge 16 Ausgleichsofen<BR> 16a zusätzlicher Ausgleichsofen 17 erstes Fertigwalzgerüst 18 Fertigwalzgerüst 19 letztes Fertigwalzgerüst 20 Haspelstation (Karussel-Haspel)

21 Kühlstrecke 21a Laminarkühlstrecke 21 b Intensiv-Kühlboxen 22 Auslaufrollgang 23 Haspelstation 23a kontrollierte Kühlvorrichtung für Bunde 24 Behandlungsschritte 25 Pfannenofen 26 Legierungsstoffe 27 Vakuum-Entgasungseinrichtung 27a Teilmengen-Entgasung 28 Entzunderung 28a Entzunderungs-Einrichtung 29 kontrollierte Verzunderung 30 Ofengefäß (Konverter oder Elektrolichtbogenofen) 31 Elektrodeneinrichtung 32 Top-Blaslanze 33 Dual-Phasen-Stahl 34 Trip-Stahl 35 Elektrolichtbogenofen-Anlage 36 Materialfluss 37 kontrollierte Kühlung und Oxidationsschutz 38 Schere 39 Stützrollengerüst 40 Liquid-Core-Reduction-Strecke 41 Soft-Reduction-Strecke 42 Induktions-Heizeinrichtung 43 Differenzdruck-Vakuum-Entgasungseinrichtung 44 Staucher