PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60031366T2 23.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001127627
Titel VERFAHREN ZUM WARMFERTIGWALZEN VON STABSTAHL
Anmelder Nippon Steel Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder NISHINO, Junji, Muroran City, Hokkaido 050-0087, JP;
HASEGAWA, Koichi, Muroran City, Hokkaido 050-0087, JP;
TERASHIMA, Akira, Muroran City, Hokkaido 050-0087, JP
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 60031366
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.08.2000
EP-Aktenzeichen 009534256
WO-Anmeldetag 09.08.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/JP00/05341
WO-Veröffentlichungsnummer 2001010578
WO-Veröffentlichungsdatum 15.02.2001
EP-Offenlegungsdatum 29.08.2001
EP date of grant 18.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.2007
IPC-Hauptklasse B21B 1/16(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Technisches Fachgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen und insbesondere ein Verfahren, das zum Präzisionswalzen von Stäben, Draht und Stangen aus Stahl geeignet ist.

Stand der Technik

Ein bekanntes Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen mit einer hohen Maßgenauigkeit enthält die Verwendung einer geringen Querschnittminderungsrate von 10% oder weniger zur Vermeidung einer Passungenauigkeit beim Fertigwalzdurchgang. Gemäß dem in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. H4-371301 offenbarten „Präzisionswalzverfahren für Baustähle", wird beispielsweise beim Warmfertigwalzen von Baustählen eine hohe Querschnittminderung von 10% oder mehr im Walzdurchgang vor dem Fertigwalzdurchgang und eine geringe Querschnittminderung kleiner 10% im Fertigwalzdurchgang ausgeübt. Weiterhin wird gemäß dem im japanischen Patent Nr. 2857279 offenbarten „Kontinuierliches Warmwalzverfahren von Langbaustählen" im letzten Durchgang des Nachbehandlungs-Fertigwalzens eine sehr geringe Querschnittminderungsrate von 20% oder weniger der Gesamtquerschnittminderungsrate aller Nachbehandlungs-Fertigwalzdurchgänge ausgeübt. Beide in den zwei vorstehenden Veröffentlichungen offenbarten Walzverfahren für Baustähle zielen darauf ab, abnorme Körner durch Spannungsaufbau während aufeinander folgenden Walzdurchgängen zu verhindern. Wenn jedoch die Abstände zwischen den Walzgerüsten groß sind oder die Walzgeschwindigkeit niedrig ist, dann ist es schwierig, Spannung aufzubauen, und daher unmöglich, das Auftreten von abnormen Körnern zu verhindern. Zusätzlich ist es, obwohl die vorgestellten Verfahren das Auftreten von großen Körnern verhindern können, aufgrund der geringen Querschnittminderung beim Fertigwalzdurchgang schwierig, die Kristallitkörner so zu verfeinern, dass Normalglühen oder andere Wärmebehandlungen nicht mehr erforderlich sind.

Einige Verfahren verwenden 3-Walzen-Walzwerke zum Fertigwalzen von Baustählen. Beispielsweise entsprechend dem in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. H3-50601 offenbarten „Verfahren zum Maßwalzen von Stäben, Draht und Stangen aus Stahl" wird das Maßwalzen vom Werkstoffdurchmesser auf 85% des Werkstoffdurchmessers unter Verwendung von zwei 3-Walzen-Walzwerken erzielt. Ebenfalls wird gemäß dem in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. H7-265904 offenbarten „Verfahren zum Freimaßwalzen von Stäben, Draht und Stangen aus Stahl" das Maßwalzen vom Werkstoffdurchmesser auf einen Werkstoffdurchmesser von 95% des Werkstoffdurchmessers unter Verwendung von drei 3-Walzen-Walzwerken erzielt. Beide in den vorstehenden Veröffentlichungen offenbarten Walzverfahren für Stäbe, Draht und Stangen aus Stahl enthalten kein Walzverfahren zur Erzielung einer guten Maßgenauigkeit und gleichzeitig zur Unterdrückung abnormer Feinstruktur. Mit dem Maßwalzverfahren der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. H3-50601 ist es nicht möglich, einen gezielten Produktdurchmesser zu erhalten, da entsprechend dem Verfahren der Bogendurchmesser eines Walzkalibers für den letzten Fertigdurchgang größer ist als der Zieldurchmesser des entsprechenden Produkts. Unter Verwendung des Freimaß-Walzverfahrens der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. H7-265904 ist es nicht möglich, sowohl Maßgenauigkeit als auch eine gleichmäßige Feinstruktur zu erreichen.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Warmwalzverfahren für Baustähle bereitzustellen, wobei sowohl die Maßgenauigkeit verbessert als auch die Feinstruktur homogenisiert werden kann.

Das Warmfertigwalzverfahren für Baustähle gemäß dieser Erfindung verwendet ein 3-Walzen-Fertigwalzwerk mit zwei Walzgerüsten und ist so gekennzeichnet, dass die Flächen- bzw. Querschnittminderungsrate des letzten Fertigwalzdurchgangs 10 bis 20% beträgt und der Wert der Flächen- bzw. Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs im Walzwerk dividiert durch die entsprechende Flächen- bzw. Querschnittminderungsrate des vorhergehenden Walzdurchgangs vor dem letzten Fertigdurchgang 0,7 bis 1,3 beträgt.

Bei Anwendung dieser Erfindung ist es möglich, die Maßungenauigkeit im Walzdurchgang zu minimieren, da ein 3-Walzen-Walzverfahren verwendet wird. Es ist ebenfalls möglich, gemäß dieser Erfindung eine gleichmäßige Feinstruktur zu erzielen, ohne auf Spannungsaufbau angewiesen zu sein, indem die Flächen- bzw. Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs auf 10 bis 20% gesetzt wird. Das Festlegen des Werts für die Querschnittminderungsrate beim letzten Fertigdurchgang dividiert durch die entsprechende Querschnittminderungsrate des vorhergehenden Durchgangs auf 0,7 bis 1,3 ermöglicht es, eine Querschnittminderungsrate in der Höhe von 10% oder größer beim letzten Fertigdurchgang zu verwenden, ohne die Produktmaßgenauigkeit zu verschlechtern.

Im vorstehenden Verfahren zum Warmfertigwalzen für Baustähle ist es vorteilhaft, wenn der Bogenradius des Walzkalibers im vorhergehenden Durchgang 1,0 bis 1,3 Mal dem Bogenradius des entsprechenden Walzkalibers im letzten Fertigdurchgang entspricht. Dies ermöglicht die Durchführung das Hochpräzisions-Fertigwalzens von Stahlprodukten.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, das Kaliber des letzten Fertigdurchgangs so zu konzipieren, dass der Bogenradius mit dem Zielradius des entsprechenden Produkts übereinstimmt, wobei der Mittelwinkel des Bogens 90 bis 100° entspricht, und der Seitenwandbereich auf jeder Kaliberseite in einer geraden Linie von einem Ende des Bogenbereichs bis zum Walzenansatz bzw. zur Walzenschulter verläuft. Dies ermöglicht das Erzielen einer hohen Maßgenauigkeit, sogar wenn eine hohe Querschnittminderungsrate von 10% oder mehr beim letzten Fertigdurchgang ausgeübt wird. Die Maßgenauigkeit wird auch durch die Tatsache erhöht, dass die beim vorhergehenden Durchgang verringerten Walzproduktbereiche wiederum beim endgültigen Fertigdurchgang verringert werden.

Wenn das Fertigwalzen im vorstehend beschriebenen Warmfertigwalzverfahren für Baustähle bei Stahltemperaturen von 700°C bis 800°C im Einlaufbereich der Fertigwalze durchgeführt wird, wird ein Korngrößenwert der Austenitkristallite gemäß der japanischen Industrienorm von Nr. 8 oder besser erreicht, wobei das Normalglühen und andere Wärmebehandlungen somit entfallen können.

Es ist ebenfalls zulässig, ein 3-Walzen-Walzwerk mit zwei oder mehr Walzgerüsten vorstehend vor der Fertigwalze bzw. dem Fertigwalzgerät zu verwenden, wobei eine Gesamtquerschnittminderungsrate von 30% durchgängig durch alle Walzgerüste ausgeübt wird und die Stahltemperatur im Einlaufbereich der Fertigwalze auf 700° bis 900°C eingeregelt wird. Somit werden die Kristallitkörner im Stahlwerkstoff, der in das 3-Walzen-Fertigwalzwerk mit zwei Walzgerüsten eingebracht wird, verfeinert und Präzisionsfertigwalzen ermöglicht, um Baustähle mit einer gleichmäßig gegliederten Feinstruktur und verfeinerten Kristallitkörnern zu erzeugen, wodurch das Normalglühen und andere Wärmebehandlungen entfallen können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 setzt sich aus lichtmikroskopischen Aufnahmen zusammen, die metallographische Feinstrukturen entsprechend den Kennwerten der großen Körner von jeweils 1, 2 oder 3 darstellen.

2 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen den Kennwerten der großen Körner und der Querschnittminderungsrate im letzten Fertigdurchgang.

3 setzt sich aus Zeichnungen zusammen, die ein Walzkaliber des vorhergehenden Walzdurchgangs vor dem letzten Fertigdurchgang und ein Walzkaliber des Walzdurchgangs im letzten Fertigdurchgang schematisch darstellen.

4(a) und (b) sind jeweils Querschnittansichten einer Kaliberwalze im vorhergehenden Durchgang und im letzten Fertigdurchgang.

5 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen Maßgenauigkeit und Kaliberbogenradiusverhältnis.

6 ist die Detailzeichnung eines Walzkalibers des letzten Fertigdurchgangs.

7 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Reliefbetrag an den Walzenansätzen bzw. -schultern und dem Durchmesser der gewalzten Werkstoffe darstellt.

8 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Mittelwinkel des Walzkaliberbogens und dem Durchmesser der gewalzten Werkstoffe.

9 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Korngrößenwert der Austenitkristallite und der Stahltemperatur im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks.

10 ist ein weiteres Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Korngrößenwert der Austenitkristallite und der Stahltemperatur im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks.

Beste Ausführungsform zur Ausübung der Erfindung

Gemäß dieser Erfindung werden Baustähle mittels eines 3-Walzen-Fertigwalzwerks mit zwei Walzgerüsten warm-fertiggewalzt, wobei die Walzdurchgänge den letzten Fertigdurchgang und den Durchgang davor beinhalten. Beim Warm-Fertigwalzen wird die Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs auf 10 bis 20% gesetzt und das relative Querschnittminderungsverhältnis (die Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs dividiert durch die entsprechende Querschnittminderungsrate des vorhergehenden Fertigdurchgangs) wird auf 0,7 bis 1,3 gesetzt.

2 zeigt die Beziehung zwischen dem Wert für die großen Körner und der Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs, ermittelt durch Versuche an einer handelsüblichen Produktionseinheit. Bei den Versuchen werden Werkstoffe der Stahlklasse JIS S45C unter den Vorbedingungen, dass der Durchmesser 45 mm und die Temperatur im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks 900 bis 950°C beträgt, zu Stäben gewalzt. 1 zeigt metallographische Feinstrukturen bei Kennwerten für die großen Körner von jeweils 1, 2 und 3. Der Kennwert für die großen Körner von 1,0 bedeutet, dass überhaupt keine großen Körner beobachtet werden, und 1,5 ist der zulässige Grenzwert. 2 zeigt, dass das Auftreten von großen Körnern innerhalb des zulässigen Grenzwerts durch Einstellen der Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs auf 10% oder mehr gesteuert wird. Es muss beachtet werden, dass wenn die Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs 20% überschreitet, die Querschnittminderungsrate des vorhergehenden Durchgangs erhöht werden muss, wobei dies aber eine Bildung von spitzen Winkeln im Kantenbereich des im vorhergehenden Durchgang gewalzten Werkstoffs verursacht und der Werkstoff nicht in den letzten Fertigdurchgang einlaufen kann.

Tab. 1 zeigt die Beziehung zwischen der relativen Querschnittminderungsrate und dem durch Versuche an einer handelsüblichen Produktionseinheit bestimmten Umformverhalten. Der in diesen Versuchen an einer handelsüblichen Produktionseinheit verwendete Werkstoff und die Stahltemperatur im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks sind die gleichen wie in 2, welche für die Versuche an einer handelsüblichen Produktionseinheit verwendet wurden. In der Tabelle stellt Versuch Nr. 2 die Fälle gemäß dieser Erfindung mit einem relativen Querschnittminderungsverhältnis im Bereich von 0,7 bis 1,3 dar. Das Umformverhalten der gesamten Walzversuchsabläufe bei diesen Bedingungen lag innerhalb des zulässigen Grenzwerts. In Versuch Nr. 1 wurde Stoffüberschuss in der Form der Produktquerschnitte nach dem letzten Fertigdurchgang beobachtet, wobei das relative Querschnittminderungsverhältnis 1,4 betrug und die Maßgenauigkeit lag außerhalb des zulässigen Grenzwerts. Auf der anderen Seite trat in Versuch Nr. 3 beim letzten Fertigdurchgang Stoffmangel auf, wobei das relative Querschnittminderungsverhältnis 0,6 betrug.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass es notwendig ist, die Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs auf 10 bis 20% und das relative Querschnittminderungsverhältnis auf 0,7 bis 1,3 zu setzen, um eine gute Maßgenauigkeit nebst einer gleichmäßigen Feinstruktur zu erhalten.

3 zeigt schematisch ein Kaliber 10 des vorhergehenden Durchgangs und ein Kaliber 15 des letzten Fertigdurchgangs. Der Bogenradius des Kalibers 10 im vorhergehenden Durchgang ist größer als der des Kalibers 15 im letzten Fertigdurchgang und das Kaliber 15 des letzten Fertigdurchgangs ist um 180° in Bezug auf Kaliber 10 des vorhergehenden Durchgangs angeordnet. Durch diese Anordnung wird der Bereich 13, korrespondierend zum Spalt 12 zwischen den Walzen des Kalibers 10 im vorhergehenden Durchgang, beim letzten Fertigdurchgang um den Mittelbereich 17 einer Walze verringert. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Kaliberform im vorhergehenden Durchgang in die Produktbereiche, die nicht im letzten Fertigdurchgang verringert werden, aufgedruckt bzw. eingedruckt ist, ist die Kaliberform im vorhergehenden Durchgang von entscheidender Bedeutung.

4(a) zeigt eine Kaliberwalze 21 des vorhergehenden Durchgangs und 4(b) eine Kaliberwalze 25 des letzten Fertigdurchgangs. R1 ist in der Darstellung der Zielradius des gewalzten Produkts 1. Durch diese Erfindung ist es möglich, die Maßgenauigkeit des Produkts durch die Festlegung der Kalibermaße und Formen im vorhergehenden und letzten Fertigdurchgang weiter zu verbessern. Es ist nämlich wünschenswert, die Kaliber so zu gestalten bzw. konzipieren, dass der Bogenradius R3 des Kalibers im vorhergehenden Durchgang 1,0 bis 1,3 mal dem Bogenradius R2 des entsprechenden Kalibers im letzten Fertigdurchgang entspricht.

5 zeigt die Beziehung zwischen Maßgenauigkeit und Kaliber-Bogenradiusverhältnis (Bogenradius R3 des Kalibers im vorhergehenden Durchgang, dividiert durch Bogenradius R2 des entsprechenden Kalibers im letzten Fertigdurchgang), wobei dies durch Versuche an einer handelsüblichen Produktionseinheit ermittelt wurde. Wenn der Bogenradius R2 des Kalibers im letzten Fertigdurchgang größer ist als der Bogenradius R3 des Kalibers im vorhergehenden Durchgang kann der Querschnitt der Stahlwerkstoffe nicht vermindert werden, während gleichzeitig die richtige Form gewährleistet wird. Aus diesem Grund sollte das Kaliberbogenverhältnis immer 1 oder größer sein. Gemäß 5 kann die Maßabweichung innerhalb eines zulässigen Grenzwerts von 0,1 mm oder weniger eingeregelt werden, wenn das Kaliberbogenradiusverhältnis auf 1,3 oder weniger gesetzt wird.

Für eine Verbesserung der Maßgenauigkeit ist es bevorzugt, den Bogenradius R2 des Kalibers im letzten Fertigdurchgang gleich dem Zielradius R1 des Walzprodukts zu setzen, auch wenn die Querschnittminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs 10% oder mehr beträgt. Es ist rein gedanklich wünschenswert, ein Gesamtwalzkaliber bogenförmig zu gestalten bzw. zu konzipieren und dafür zu sorgen, dass dessen Radius einem Produktzielradius R1 entspricht. Ein tatsächlicher Walzarbeitsgang beinhaltet jedoch die Passaufteilung in Walzdurchgänge in Abhängigkeit von Werkstofftemperatur und Stahlklasse. Um Schwankungen bei der Passaufteilung auszugleichen, ist in der vorliegenden Erfindung auf jeder Seite des Bogenbereichs 26 ein Seitenwandbereich 27 vorgesehen, der von einem Ende des Bogenbereichs 26 zum Walzenansatz (Walzenschulter) 28 entlang der Tangente am Ende des Bogenbereichs verläuft, wie in 6 gezeigt, wobei der Walzenansatzradius A (Abstand zwischen dem Mittelpunkt C des Bogens und dem Walzenansatz) um das kleinstmögliche Ausmaß größer als der Bogenradius R2 ausgelegt bzw. festgelegt wurde. Es muss beachtet werden, dass die geraden Seitenwandbereiche die Werkstoffbereiche abdecken, die im vorhergehenden Durchgang verringert wurden (durch die Referenzziffer 19 in 3 gekennzeichnet), um Stab-, Draht- und Stangen-Produkte mit einer hohen Maßgenauigkeit herzustellen.

Ein geeigneter Wert für den Walzenansatzradius (Walzenschulterradius) A zur Vermeidung von Stoffüberschuss und zur Minimierung von Maßabweichungen kann durch die Ermittlung des Wertes für das Relief &dgr; am Walzenansatz durch Versuche definiert werden. Der Wert des Reliefs &dgr; am Walzenansatz wird durch den Walzenansatzradius A minus dem Bogenradius R2 bestimmt. Der durch Versuche ermittelte Wert für ein geeignetes Relief &dgr; am Walzenansatz, der abhängig vom Zielradius R1 eines Walzprodukts ist (wobei dieser dem Bogenradius R2 des Kalibers beim letzten Fertigdurchgang entspricht), ist in 7 dargestellt. Der gesuchte Mittelwinkel &thgr; des Bogenbereichs kann über den Walzenansatzradius A, ermittelt über das Relief &dgr; am Walzenansatz und den Bogenradius R2, geometrisch berechnet werden. 8 zeigt, dass der vorstehend berechnete geeignete Bogenmittelwinkel &thgr; im Bereich zwischen 90 und 100° liegt.

Wenn die Stahltemperatur im Einlaufbereich der Fertigwalze im Bereich zwischen 700 und 800°C im vorstehenden Fertigwalzverfahren eingeregelt wird, kann eine Feinstruktur mit einem Korngrößenwert der Austenitkristallite gemäß der japanischen Industrienorm von Nr. 8 oder besser beobachtet werden, und es können gleichmäßig verfeinerte Körner beobachtet werden, wobei eine Normalglühung oder andere Wärmebehandlungen entfallen können.

9 zeigt die durch Versuche an einer handelsüblichen Produktionseinheit ermittelte Beziehung zwischen Korngrößenwert der Austenitkristallite und Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks. In den Versuchen wurden Stahlwerkstoffe der Klasse S45C gemäß der japanischen Industrienorm mit einem Durchmesser von 45 mm an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks in vorhergehenden und letzten Fertigdurchgängen mit einer Querschnittminderungsrate von jeweils 10% gewalzt. Gemäß 9 ist es möglich, einen Korngrößenwert der Austenitkristallite von Nr. 8 gemäß der japanischen Industrienorm oder besser zu erreichen, indem die Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks im Bereich von 700 bis 800°C eingeregelt wird. Es muss beachtet werden, dass wenn die Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks unter 700°C fällt, Probleme auftreten, so wie Werkstofffehler und schlechtes Walzverhalten (erhöhte Walzbelastung, Schwierigkeiten beim Einlaufen in den Walzdurchgang etc.).

Im vorstehenden Walzverfahren kann eine gleichmäßige Feinstruktur mit einer Korngrößenverteilung der Austenitkristallite ähnlich der vorstehenden auch unter Verwendung eines 3-Walzen-Walzwerks, bestehend aus zwei oder mehreren Walzgerüsten, vor dem Fertigwalzwerk erreicht werden, wobei eine Gesamtquerschnittminderungsrate von 30% oder mehr über alle Walzgerüste angesetzt wird und die Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks im Bereich von 700 bis 900°C eingeregelt wird. Die Obergrenze der Gesamtquerschnittminderungsrate ist abhängig von Faktoren, wie maschinelle Ausstattung und Bedingungen beim Walzen, unterschiedlich: zum Beispiel ist das Walzen im Fall eines 5-Block-Werks mit einer Gesamtquerschnittminderungsrate von 65% möglich.

10 zeigt die durch Versuche an einer handelsüblichen Produktionseinheit erhaltene Beziehung zwischen Korngrößenwert der Austenitkristallite und Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks. Die Versuche wurden an einer mit einem 3-Walzen-Walzwerk mit zwei Walzgerüsten am Einlaufbereich des Fertigwalzwerks ausgerüsteten Walzstrasse erzielt. Stahlwerkstoffe der Klasse S45c gemäß der japanischen Industrienorm mit einem Durchmesser von 45 mm im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks wurden bei diesen Versuchen mit einer Querschnittminderungsrate von jeweils 7% bei den zwei Durchgängen vor dem Fertigwalzwerk und einer Querschnittminderungsrate von jeweils 10% bei dem vorhergehenden und letzten Fertigdurchgängen gewalzt, wobei die Gesamtquerschnittminderungsrate durch alle vier Durchläufe 30% betrug. Gemäß 10 ist es möglich, einen Korngrößenwert der Austenitkristallite von Nr. 8 oder besser gemäß der japanischen Industrienorm zu erreichen, indem die Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks unter Verwendung des vorstehenden Durchlaufplans, auf 900°C oder darunter eingeregelt wird.

Beispiel

Bei der Herstellung von Stahlstäben aus unlegiertem Stahl für die Verwendung im Maschinenbau (S45C gemäß der japanischen Industrienorm) mit einem Durchmesser von 45 mm durch Warmwalzen wurde ein 3-Walzen-Fertigwalzwerk mit zwei Walzgerüsten mit der in 3 dargestellten Walzkaliberanordnung verwendet, wobei die Stahltemperatur im Einlaufbereich des vorhergehenden Durchlaufs auf 900°C eingeregelt wurde und jeweils in den vorhergehenden und letzten Fertigwalzdurchgängen eine Querschnittminderungsrate von 10% verwendet wurde. Bei den hier verwendeten Walzkaliberformen betrug der Bogenradius des Kalibers im vorhergehenden Durchlauf 24,4 mm, der Bogenradius des Kalibers im letzten Fertigdurchlauf 20,24 mm, das Relief des Walzenansatzes 0,23 mm und der Mittelwinkel des Kaliberbogens 94°. Die metallographische Feinstruktur nach dem letzten Fertigwalzen der Stäbe, die gemäß den vorstehenden Bedingungen gewalzt wurden, wurde untersucht und ein hoher Kennwert der großen Körner von 1 (siehe 1) wurde erreicht, wobei dies bedeutet, dass keine groben Körner gebildet wurden.

Beim Walzen von Stäben unter Verwendung des gleichen Fertigwalzwerks und Einregeln der Einlauftemperatur auf 800°C wurde als Ergebnis eine Feinstruktur mit einem Korngrößenwert der Austenitkristallite von Nr. 8 oder besser gemäß der japanischen Industrienorm und gleichmäßig verfeinerte Körner erreicht. Die Größenabweichung betrug nur +/–0,1 mm oder weniger, womit eine ausgezeichnete Maßgenauigkeit gezeigt wurde.

Das Walzen wurde ferner nach Hinzufügen eines 3-Walzen-Walzwerks mit zwei Gerüsten vor dem oben genannten Fertigwalzwerk durchgeführt, wobei die Stahltemperatur an der Einlaufseite des hinzugefügten 3-Walzen-Walzwerks mit zwei Walzgerüsten auf 900°C eingeregelt wurde, und eine Querschnittminderungsrate von 7% in jedem der Durchgänge vor dem Fertigwalzwerk und eine Querschnittminderungsrate von 10% jeweils in den vorhergehenden und letzten Fertigdurchgängen des Fertigwalzwerks verwendet wurde, und die Gesamtquerschnittminderungsrate über die vier Durchgänge bei 30% lag. Hier wurden die gleichen Walzkaliberformen wie vorstehend definiert für die vorhergehenden und letzten Fertigdurchgänge des Fertigwalzwerks verwendet. Daraus resultierend wurden eine Feinstruktur mit dem Korngrößenwert der Austenitkristallite von Nr. 8 oder besser gemäß der japanischen Industrienorm und gleichmäßig verfeinerte Körner erreicht. Die Maßabweichung lag nur bei +/–0,1 mm oder weniger, wobei eine ausgezeichnete Maßgenauigkeit beobachtet wurde.

Industrielle Eignung

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, unabhängig von den Abständen zwischen den Walzgerüsten oder der Walzgeschwindigkeit Baustähle mit einer hohen Maßgenauigkeit warmfertigzuwalzen, ohne eine abnorme Feinstruktur zu erzeugen. Als Folge davon kann bei nachfolgenden Bearbeitungen auf den Ziehprozess verzichtet werden, da die Produkte keine Krümmung oder andere durch eine abnorme Feinstruktur hervorgerufene Probleme aufweisen. Außerdem können nachfolgende Bearbeitungen Kosten senken, da in der vorliegenden Erfindung die Produktfertigung online durchgeführt wird und keine Normalglühung oder andere Wärmebehandlungen erforderlich sind, wobei dies durch eine genaue Einregelung der Stahltemperatur an der Einlaufseite des Fertigwalzwerks ermöglicht wird.


Anspruch[de]
Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen unter Verwendung eines 3-Walzen-Fertigwalzwerks mit zwei Walzgerüsten, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenminderungsrate im letzten Fertigdurchgang auf 10 bis 20%, und der Wert der Flächenminderungsrate des letzten Fertigdurchgangs, dividiert durch die entsprechende Flächenminderungsrate des dem letzten Fertigdurchgang vorhergehenden Durchgangs auf 0,7 bis 1,3 gesetzt wird. Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogenradius eines Walzkalibers des dem letzten Fertigdurchgang vorhergehenden Durchgangs so gestaltet wird, dass er 1,0 bis 1,3 mal dem Bogenradius des entsprechenden Kalibers des letzten Fertigdurchgangs entspricht. Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kaliber des letzten Fertigdurchgangs so gestaltet wird, dass der Kaliberbogenradius dem Zielradius des entsprechenden Produkts entspricht, der Mittelwinkel des Kaliberbogens 90 bis 100° beträgt und ein Seitenwandbereich an jeder Kaliberseite in einer geraden Linie von einem Ende des Kaliberbogenbereichs zu einer Walzenschulter verläuft. Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahltemperatur im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks auf 700 bis 800°C eingeregelt wird. Verfahren zum Warmfertigwalzen von Baustählen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein 3-Walzen-Walzwerk bestehend aus zwei oder mehr Walzgerüsten vor dem Fertigwalzwerk verwendet wird, eine Gesamtflächenminderungsrate von 30% oder mehr durch alle Walzgerüste gewährleistet wird und die Stahltemperatur im Einlaufbereich des Fertigwalzwerks auf 700 bis 900°C eingeregelt wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com