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.