由輕型結構鋼生產熱軋帶材的方法

2023-06-15 12:48:01 1

專利名稱：由輕型結構鋼生產熱軋帶材的方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的用於由可變形的特別是可良好冷深衝的(tiefziehfhig)輕型結構鋼生產熱軋鋼帶的方法，該結構鋼包括主元素Fe、Mn、Si和Al，其具有高的抗拉強度和TRIP和/或TWIP的特性。
背景技術：
已知用於由可變形的特別是可良好冷深衝的輕型結構鋼生產熱軋帶材的同種方法(Steel research 74(2003)No.11/12，第724-731頁)。
在這種高錳含量的鋼中帶來的問題是，必須生產可靠地調準一細晶粒的和等軸的組織。
在DE 19758108 C1中公開一種用以連續地生產熱軋的薄扁平產品的生產方法和生產裝置。一未更詳細說明的鋼的熔液在一水平的帶式澆鑄設備以接近最終尺寸的方式在5-18mm的範圍內澆鑄並且在到達單機架的粗軋機之前在保護氣體氣氛下受控地冷卻。
粗軋的熱軋帶材在一在粗軋機後面設置的裝置中按選擇受控地冷卻、加熱或保持溫度以及再加熱熱軋帶材的邊緣。
單機架的粗軋機後面接著一多機架的精軋機機組、一包括一用於冷卻熱軋帶材的裝置的排料輥道以及前置和後置的用以卷繞熱軋帶材的卷繞機。
在多機架的精軋機機組之前的軋制溫度可以通過在粗軋機後面設置的用於可控地冷卻、加熱和保持熱軋帶材溫度的裝置按選擇有針對地調準到奧氏體區域或鐵素體區域或從奧氏體向鐵素體的過渡區域。

發明內容
本發明的目的是，提供一種用於由可變形的特別可良好冷深衝的輕型結構鋼生產熱軋帶材的方法，借其一細晶粒的優選等軸的組織的生產可靠的調準是可能的。
該目的根據權利要求1的前序部分結合其特徵部分的特徵來達到。有利的進一步構成分別是諸從屬權利要求的目標。
按照本發明的主張，通過帶式澆鑄生產的帶鋼坯(Vorband)通過一處於保護氣體下的裝置用以與一按選擇的保持溫度、冷卻或加熱相結合進行均質化。然後使帶鋼坯經受一具有至少一道次的、包括至少50％的總變形度的熱軋過程。在最後的道次以後將熱軋帶材冷卻和卷繞。根據澆鑄速度對軋制速度的比例實現熱軋過程在線或脫離，優選總變形度大於70％。
其通過均質化區域應該產生一沿表面的溫度平衡和一應力鬆弛，而與此時是否保持溫度水平或通過冷卻或加熱而被降低或提高無關。
關於一在線或分離的熱軋過程的問題，澆鑄速度對軋制速度的比例是決定性的。如果兩速度大致是相同的，則一在線軋制是可能的。相反如果澆鑄速度顯著地小於或大於軋制速度，則必須進行澆鑄與熱軋之間的脫離。
速度決定性的通常是在第一機架中的軋制速度，其必須足夠高，以便在一確定的溫度窗口(Temperaturfenster)中可以發生變形。如果軋制速度過低，則變形溫度下降並且大大升高需要的軋制力。雖然人們可以試圖通過改變帶式澆鑄機的長度使接著可能的澆鑄速度匹配於第一機架中的相應的軋制速度，但不再有變化可能性。
這意味著，在限於只一種鋼質量的情況下在裝置技術上可在第一機架中滿足條件澆鑄速度＝軋制速度，在這樣的裝置為較大範圍的不同鋼質量的利用的較高可能性時將把脫離的裝置方案放在首要地位。
除研究速度比例外，再結晶性能具有重要性。兩極限情況是在變形過程中的完全的再結晶(動態)不同於在變形後的再結晶(靜態)。實際的情況構成一混合形式，其中根據條件偶爾動態的或靜態的性能是佔優勢的。
建議的脫離的優點是，人們可以根據鋼的合金成分關於最好的凝固條件選擇澆鑄速度，而與隨後的熱軋過程的周期無關。相反，上述在線熱軋具有高的生產率的優點，其中按選擇完全或部分地軋制到最終的厚度。
在一在線熱軋中，組織部分地是未充分再結晶的，從而材料特性的最終的調準優選經由一後接的退火過程和/或組合的退火和冷軋過程來實現。
在一脫離的運行方式中，在最簡單的情況下在完全凝固和通過均質化區域以後直接卷繞帶鋼坯，其前提是，帶鋼坯的鑄件組織形成使卷繞和展開是可能的。通常人們使帶鋼坯經受一第一開軋道次(Anstich)，其至少夠用於帶的外面區域的部分再結晶，以便可以無困難地卷繞帶材。
在斯蒂克爾式運行(Steckelbetrieb)中在確定溫度下實現真正的熱軋過程，其中在達到預定的變形度以後冷卻和卷繞完成的熱軋帶材。
按照裝置布置可能需要的是，在開卷之前將帶卷調準到一預定的溫度。或者可以在包括至少三個道次壓下量(Stichabnahme)的精軋機組實現熱軋過程。
在該處理方法中還視為有利的是，將帶鋼坯經受一第一開軋道次。按照合金成分和力求達到的組織形成可能需要的是，在第一開軋道次與精軋機組之間設置一中間加熱。
全部這樣製成的熱軋帶材是可冷變形的並且通過針對的冷變形(例如軋制、拉伸、深衝)包括需要時中間連接的退火過程使其能夠在強度、延性和組織等軸方面調準大範圍的不同的特性。
決定在最後的熱變形以後是否只一再結晶的退火或只一冷變形或兩者的組合是需要的，總是取決於在熱變形以後達到的再結晶的程度和力求達到的包括組織等軸在內的工藝特性。
優選本發明的方法適用於由一種輕型結構鋼生產熱軋帶材，該輕型結構鋼具有含量C＝0.04-1.0％、Mn＝9-30％、Si＝0.0-6.0％、Al＝0.05＜12％。
在Si含量2.0-4.0％和Al含量2.0-3.0％時達到有利的數值。對於Mn含量根據是否應該TRIP特性或TWIP特性佔優勢，控制一上範圍(22-30％)和一下範圍(9-18％)。中間的Mn範圍(18-22％)為了平衡的TRIP特性和TWIP特性的關係成為優選的。


由以下多個在附圖中示出的實施例的描述得出本發明的其他的特徵、優點和細節。其中圖1 簡化的本發明的工藝過程，用於條件澆鑄速度＝軋制速度；圖2 簡化的本發明的工藝過程，用於條件澆鑄速度≠軋制速度，包括斯蒂克爾式運行的方案；圖3 如同圖2，但包括精軋機組的方案。
具體實施例方式
圖1中簡化示出一本發明的工藝過程，用於條件澆鑄速度大致等於軋制速度。在熱軋過程前接採用一水平的帶式澆鑄設備1的澆鑄過程，其包括一循環的輸送帶2和兩個導向輥3、3′。還可見一側面密封件4，其阻止發出的熔液5可能從右邊和左邊從輸送帶2上流走。熔液5藉助於一鋼水包6輸向帶式澆鑄設備1並且通過一在底面設置的孔7流入一輸入容器8。該輸入容器8構成如同一溢流容器。
未示出用於強烈冷卻輸送帶2的上股的下面的裝置和用相應的保護氣體氣氛對帶式澆鑄設備1的完全圍蓋。
在熔液5送到循環的輸送帶2上以後由於強烈的冷卻導致凝固和形成一帶鋼坯9，其在輸送帶2的末端在最大程度上完全凝固。
為了溫度平衡和應力鬆弛，一均質化區域10緊接著帶式澆鑄設備1。該區域包括一絕熱的圍蓋11和一圖中未示出的輥道。該裝置可以按選擇用於保持帶鋼坯9的溫度或繼續冷卻帶鋼坯9或將其稍微加熱。
隨後的第一機架12或構成為單純的具有一微小的開軋道次的推動機組或構成為具有一預定的開軋道次的軋制機組。
按照合金成分和力求達到的組織形成，帶鋼坯直接進入精軋機組或其需要一中間加熱。有利地在這裡構成為例如一線圈13形式的感應加熱。實際上的熱變形發生於隨後的精軋機組，其中頭三個機架15、15′、15″產生實際上的道次壓下量，而最後的機架16構成為光整軋機。
在最後的道次以後接著一冷卻區17，在其中將完成的熱軋帶材一直冷卻到卷繞溫度。
在冷卻路段17的末端與卷取機19、19′之間設有一剪床20。該剪床20的目的是，一旦兩卷取機19、19′之一卷好，就橫向分割熱軋帶材18。隨後的熱軋帶材18的起端接著導向第二空著的卷取機19、19′。藉此確保帶張力沿全部帶長仍保持不變。這特別在生產薄的熱軋帶材時具有重要性。
圖2示出工藝過程，用於條件澆鑄速度≠軋制速度。這意味著，澆鑄速度可以顯著地大於或小於軋制速度。
熔液5送到帶式澆鑄設備1上和凝固成帶鋼坯9的過程等同於圖1中所示的過程，從而無需重複。
如已對圖1說明的，在均質化區域10以後的第一機架12可以只是推動機組或具有預定的道次壓下量的軋機機架。只在鑄件組織允許可以卷繞帶鋼坯9時才可以將功能只降到對帶鋼坯9的推動。通常總是需要一定的開軋道次。
為了可以由卷取機19接收捲成的帶卷21，在第一機架12以後設置一剪床20用以橫向分割帶鋼坯19。按照周期順序可能需要設置一第二卷取機(圖中未示出)。
實際上的熱變形與澆鑄過程脫開地發生於一單獨的裝置中。
在該實施例中採用一可逆式機架22，也稱為「斯蒂克爾軋機」，其中交替地一次從左向右和一次從右向左地進行軋制並再卷繞。未示出在軋制過程中在所謂保溫箱中調準溫度的可能性。同樣未示出在澆鑄設備與可逆式機架22之間設置一加熱爐的可能性，以便將捲成的帶卷21在開卷之前調準到一預定的溫度。
在最後的熱變形以後可以使可逆式機架22的右邊的排料側轉向，以便使完成的熱軋帶材18通過一冷卻路段17並將熱軋帶材18捲成一成品帶卷23。
不同於圖2，圖3中示出在一精軋機組24實施實際上的熱變形。為此將捲成的帶卷21送給精軋機組24並且將帶起端穿入精軋機組24的第一機架15中。
在該實施例中精軋機組24包括三個軋機機架15、15′、15″和一光整軋機機架16。在離開光整軋機機架16以後完成的熱軋帶材18通過一冷卻路段並在預定的卷繞溫度下捲成一成品帶卷23。
附圖標記清單1 帶式澆鑄設備2 輸送帶3、3′導向輥4 側面密封件5 熔液6 鋼水包7 孔8 輸入容器9 帶鋼坯10均質化區域11圍蓋12第一機架13感應線圈14精軋機組15、15′、15″軋機機架16光整機架17冷卻路段18完成的熱軋帶材19、19′ 卷取機20剪床21、21′、21″帶卷22可逆式機架23成品帶卷24精軋機組
權利要求
1.用於由可變形的特別是可良好冷深衝的輕型結構鋼生產熱軋帶材的方法，該輕型結構鋼包括主元素Fe、Mn、Si和Al，該輕型結構鋼具有高的抗拉強度和TRIP和/或TWIP特性，其中熔液在一水平的帶式澆鑄設備中以接近最終尺寸的方式在保護氣體下澆鑄成一在6mm與20mm之間的範圍內的帶鋼坯，並且在完全凝固以後和開始熱軋過程之前有關溫度地調準帶鋼坯；其特徵在於，帶鋼坯通過一處於保護氣體下的裝置，用於與按選擇的保持溫度、冷卻或加熱相結合地進行均質化，並且然後經受一具有至少一道次的、包括至少50％的總變形度的熱軋過程，並且在冷卻以後作為熱軋帶材進行卷繞，其中根據澆鑄速度對軋制速度的關係實現熱軋過程在線或脫離。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，總變形度＞70％。
3.按照權利要求1和2所述的方法，其特徵在於，直接在通過均質化區域以後給帶鋼坯施加第一開軋道次。
4.按照權利要求1-3所述的方法，其特徵在於，在澆鑄速度大致等於軋制速度的前提下實現熱軋過程在線。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於，在第一開軋道次以後進行一中間加熱，並且緊接著在冷卻和卷繞熱軋帶材之前實現熱軋過程的至少一道次壓下量。
6.按照權利要求5所述的方法，其特徵在於，熱軋過程包括至少三個道次壓下量。
7.按照權利要求1和3所述的方法，其特徵在於，在澆鑄速度顯著地小於或大於軋制速度的前提下，在第一開軋道次以後只卷繞帶鋼坯並且在開卷以後單獨實現熱軋過程。
8.按照權利要求7所述的方法，其特徵在於，在斯蒂克爾式運行中在調準的溫度下實現熱軋過程並且在達到預定的變形度以後冷卻和卷繞熱軋帶材。
9.按照權利要求8所述的方法，其特徵在於，在開卷之前為了熱軋過程將帶卷保持在一預定的溫度上。
10.按照權利要求7所述的方法，其特徵在於，在一精軋機組中實現熱軋過程並且在通過最後的機架以後冷卻和卷繞熱軋帶材。
11.按照權利要求1-10所述的方法，其特徵在於，將熱軋帶材在最後的熱變形以後只再結晶地退火。
12.按照權利要求1-10所述的方法，其特徵在於，將捲成的熱軋帶材展開並利用至少一個道次經受冷變形。
13.按照權利要求12所述的方法，其特徵在於，冷變形包括多個道次，必要時具有加進的中間退火。
14.按照權利要求12和13所述的方法，其特徵在於，熱軋帶材在冷變形之前成帶卷或在線再結晶地退火。
15.按照上述權利要求之一項所述的方法，其特徵在於，鋼包含在0.04至1.0重量％的範圍內的碳。
16.按照上述權利要求之一項所述的方法，其特徵在於，鋼包含在9.0至30.0重量％的範圍內的錳。
17.按照上述權利要求之一項所述的方法，其特徵在於，鋼包含在0.0至6.0重量％的範圍內的矽。
18.按照上述權利要求之一項所述的方法，其特徵在於，鋼包含在0.05至12重量％的範圍內的鋁。
19.按照權利要求18所述的方法，其特徵在於，Si含量為2.0至4.0重量％。
20.按照權利要求18所述的方法，其特徵在於，Al含量為2.0至3.0重量％。
21.按照權利要求16所述的方法，其特徵在於，Mn含量為9至18重量％。
22.按照權利要求16所述的方法，其特徵在於，Mn含量為18至22重量％。
23.按照權利要求16所述的方法，其特徵在於，Mn含量為22至30重量％。
全文摘要
本發明涉及一種用於由可變形的特別是可良好冷深衝的輕型結構鋼生產熱軋帶材的方法，該結構鋼包括主元素Fe、Mn、Si和Al，其具有高的抗拉強度和TRIP和/或TWIP特性，其中一熔液在一水平的帶式澆鑄設備中以接近最終尺寸的方式在保護氣體下澆鑄成一在6mm與20mm之間的範圍內的帶鋼坯，並且在完全凝固以後和開始熱軋過程之前有關溫度地調準帶鋼坯；其特徵在於，帶鋼坯通過一處於保護氣體下的裝置，用以與按選擇的保持溫度、冷卻或加熱相結合進行均質化，並且然後經受一具有至少一道次的、包括至少50％的總變形度的熱軋過程，並且在冷卻以後作為熱軋帶材卷繞，其中根據澆鑄速度對軋制速度的關係實現熱軋過程在線或脫離。
文檔編號B21B1/26GK101084073SQ200580043871
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月14日 優先權日2004年12月21日
發明者K-H·施皮策, H·艾希霍爾茨, M·舍佩爾克特, G·博爾曼 申請人:薩爾茨吉特法特爾有限公司