DD207162A1 - THERMOMECHANICAL TREATMENT METHOD FOR ROLLING WIRE ON CONTI-DRAIN ROUTES - Google Patents
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Abstract
Thermomechanisches Behandlungsverfahren beim Walzen von Draht auf Konti-Drahtstraîen, besonders für die Herstellung von Walzdraht aus Stahl mit speziellen Gebrauchseigenschaften mit dem Ziel, eine Niedertemperaturwalzung ohne Leistungsminderung und bei hoher Produktionsstabilität zu ermöglichen. Weiterhin soll die Einstellung bestimmter Gefügestrukturen zielgerichtet günstige Gebrauchseigenschaften bei minimalem Legierungszusatz erbringen. Dies wird erfindungsgemäî dadurch erreicht, dass Walzdraht im Anschluss an das Walzen im Hochtemperaturwalzbereich konventioneller Bauart in Zwischenkühlstrecken mit mindestens 250 Ks exp - 1 auf eine Temperatur bis in das untere Austenitgebiet, vorzugsweise bis auf eine Temperatur von 800 bis 850 Grad C stufenweise bei Walzgeschwindigkeit abgekühlt wird. Daran anschlieîend erfolgt unmittelbar eine gesteuerte Abkühlung bis zum Windungslegen mit über 250 Ks exp - 1 und nach dem Windungslegen mit 0,1 bis 20 Ks exp - 1 zu unteren Temperaturen um 500 Grad C. Der fertiggewalzte Draht wird nach weniger als 1s, vorzugsweise weniger als 0,1s, gesteuert abgekühlt. Die Erfindung kann für das Drahtwalzen auf Hochleistungs-Kontidrahtstraîen angewendet werden.Thermomechanical treatment process for wire rolling on continuous wire lines, especially for the production of steel wire rod with special performance characteristics with the aim of enabling low-temperature rolling without performance degradation and high production stability. Furthermore, the setting of certain microstructures should purposefully provide favorable performance characteristics with minimal alloying addition. This is achieved according to the invention in that, following rolling in the high-temperature rolling zone of conventional design, wire rod is cooled stepwise at rolling speed in intermediate cooling sections with at least 250 Ks.sup.-1 to a temperature down to the lower austenite region, preferably to a temperature of 800.degree. To 850.degree becomes. This is followed immediately by a controlled cooling to winding with over 250 Ks exp - 1 and after winding with 0.1 to 20 Ks exp - 1 to lower temperatures by 500 degrees C. The finished rolled wire is after less than 1s, preferably less cooled as 0.1s, controlled. The invention can be applied to wire rolling on high performance continuous wire lines.
Description
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Thermotnechanische Behandlungsverfahren beim Walzen von Draht auf Konti-DrahtstraßenThermo-mechanical treatment processes when rolling wire on continuous wire lines
Die Erfindung betrifft eine technologische Variante der sogenannten therraomechanischen Behandlung zum Walzen von Draht auf Konti-Drahtstraßen, die sich besonders für die Herstellung von Walzdraht aus Stählen mit speziellen Gebrauchseigenschaften auf Hochleistungskonti-Drahtstraßen eignet·The invention relates to a technological variant of the so-called therra-mechanical treatment for wire rolling on continuous wire lines, which is particularly suitable for the production of wire rod made of steels with special performance properties on high-performance conti wire lines.
Aus Gründen der Materialökonomie einerseits und andererseits aus Gründen der Einsparung von Prozeßstufen und damit verbunden von Energie-, Transport- und Arbeitsaufwand ist man bestrebt, die thermomechanische Behandlung bei der Herstellung von Walzerzeugnissen zur Anwendung zu bringen. Die thermomechanische Behandlung nutzt die Vorgänge der Werkstoffverfestigung durch Umformung, Phasenumwandlung, Ausscheidungshärtung sowie Kornfeinung gleichzeitig aus und ermöglicht über die Beeinflussung der Gefügebildung die Produktion von Erzeugnissen mit verbesserten Gebrauchseigenschaften und hohem Gleichmäßigkeitsgrad· Besondere Effekte werden immer dann erzielt, wenn sich stabile Gefügestrukturen herausbilden, die durch Mikrolegierungstechnik verstärkt werden können·For reasons of material economy on the one hand and on the other hand for the sake of saving process stages and, associated with energy, transport and labor, one endeavors to bring the thermomechanical treatment in the production of rolled products for the application. The thermo-mechanical treatment uses the processes of material hardening by forming, phase transformation, precipitation hardening and grain refinement simultaneously and allows the production of products with improved performance characteristics and high degree of uniformity by influencing the structure formation · Special effects are always achieved when stable microstructures emerge can be reinforced by microalloying technology
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Es ist bekannt, daß die thermomechanische Behandlung bei hohen Temperaturen vor allem bei der Herstellung von Grobblechen aus hochfesten schweißbaren Baustählen und zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit angewandt wird· Bei minimalem Legierungsaufwand können Grobbleche mit extrem feinkörnigem martensitischem, bainitischem oder ferritischperlitischem Gefüge und Streckgrenzen von 400 bis 800 MPa mit hoher Zähigkeit und hohem Kaltumformungsvermögen produziert werden. Es ist bekannt, Stabstahl und Draht nach dem Walzen gesteuert nach vorheriger intermittierender Wasserabschreckung von Endwalztemperatur auf 780 bis 850 0C und im Temperaturbereich zwischen 850 und 550 0C mit 0,3 bis 20 K s gesteuert abzukühlen, oder partiell aus der Walzhitze zu vergüten, so daß die Randzonen bis unter die Martensittemperatur abgeschreckt und durch die Im Kern verbliebene Wärme bei der Unterbrechung der Intensivkühlung angelassen werden,oder direkt zu härten« Nachteilig ist dabei, daß wegen der hohen Endwalztemperaturen die Umformverfestigung des Austenitgefüges auch nicht teilweise auf das Sekundärgefüge vererbt und SubStrukturen nicht erhalten werden«It is known that the thermomechanical treatment is applied at high temperatures, especially in the production of heavy plates of high strength weldable structural steels and to improve the wear resistance. With minimal alloying, heavy plates with extremely fine-grained martensitic, bainitic or ferritic-pearlitic structure and yield strengths of 400 to 800 MPa be produced with high toughness and high cold workability. It is known, steel rod and wire controlled after rolling after previous intermittent water quenching of Endwalztemperatur to 780 to 850 0 C and controlled in the temperature range 850-550 0 C with 0.3 to 20 K s cooled, or to compensate partially from the rolling heat so that the edge zones are quenched to below the martensite temperature and tempered by the heat remaining in the core at the interruption of the intensive cooling, or harden directly «The disadvantage is that because of the high Endwalztemperaturen the Umformverfestigung the austenite also inherited in part on the secondary structure and substructures are not preserved «
Es ist weiterhin bekannt, daß bei Kochleistungswalzwerken für Feinstahl und Draht, insbesondere in den Fertigungsgerüststaffeln und Walzblöcken eine Aufheizung des Walzgutes stattfindet, so daß sich Endwalztemperaturen zwischen 980 und 1100 0C unabhängig von der Anfangstemperatur ergeben· Beim Walzen mikrolegierter Stahlwerkstoffe zu Feinstahl und Draht kann nur der Effekt der Kornfeinung ausgenutzt werden, weswegen aus materialökonomischen Erwägungen dieses Verfahren nur.wenig praktiziert wird·It is also known that in cooking mills for fine steel and wire, especially in the production scaffolding scales and rolling blocks takes place a heating of the rolling, so that Endwalztemperaturen 980-1100 0 C regardless of the starting temperature result · When rolling microalloyed steel materials to fine steel and wire can Only the effect of grain refinement are exploited, which is why, for reasons of material economy, this process is practiced only sparingly.
Für Hochleistungswelzwerke für Stabstahl und Draht (Neue Hütte 1975, H. 111 Stahl und Eisen 1981, H· 2) ist charakteristisch, daß die Walzgerüste ortsfest hintereinander aufgestellt und zu Vor-, Zwischen- sowie zwei bis vier parallel angeordneten Fertigstaffeln zusammengefaßt sind, an die sich Kühlstrecken zur gesteuerten Abkühlung desFor high-performance welders for steel bars and wire (Neue Hütte 1975, H. 111 steel and iron 1981, H · 2) it is characteristic that the rolling stands are erected in a fixed position one behind the other and combined to pre-, intermediate and two to four parallel arranged finishing scales on the cooling lines for the controlled cooling of the
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Walzgutes anschließen, damit eine mehradrige Walzung von Walzerzeugnissen mit gleichmäßigen Werkstoffeigenschaften und hoher Maßhaltigkeit bei Endwalzgeschwindigkeiten bis 100 ms vorgenommen werden kann«Connecting rolling stock so that a multi-strand rolling of rolled products with uniform material properties and high dimensional stability can be carried out at final rolling speeds of up to 100 ms «
Das Ziel der Erfindung besteht darin« ein Verfahren zur thermomechanischen Behandlung für das Walzen von Draht auf Konti-Drahtstraßen zu finden, das eine Niedertemperaturwalzung ohne Leistungsminderung und bei hoher Produktionsstabilität zuläßt* Dabei sollen die Vorgänge im Festkörper zielgerichtet zur Einstellung solcher Gefügestrukturen ausgenutzt werden können, die günstige Gebrauchseigenschaften zur Folge haben, einen hohen Gleichmäßigkeitsgrad der Qualität sichern und besonders materialökonomisch sind·The object of the invention is to find a process for the thermomechanical treatment for the rolling of wire on continuous wire lines, which allows a low-temperature rolling without loss of performance and high production stability. The processes in the solid body should be able to be used purposefully for setting such microstructures which result in favorable service properties, ensure a high degree of uniformity of quality and are particularly material-economical
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, auf einer Kontiwalzanlage Draht im Abmessungsbereich 5,5 bis 13 mm Durchmesser bei hohen Geschwindigkeiten mit hoher Produktivität und großer Produktionsstabilität im Niedertemperaturbereich thermomechanisch zu walzen·The invention is based on the technical object to thermomechanically roll on a Kontiwalzanlage wire in the dimension range 5.5 to 13 mm diameter at high speeds with high productivity and high production stability in the low temperature range ·
Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hochleistungs-Kontistraßen im Fertigwalzbereich so ausgelegt werden, daß wichtige Umformparameter entsprechend den werkstoffspezifischen Erfordernissen einstellbar sind» Durch Trennung der Fertigstraße in einen ortsfesten mehrgerüstigen Walzblock mit Gruppenantrieb und in einen Niedertemperaturteil, bestehend aus 2 bis 4 verschiebbaren Walzeinheiten und einer dazwischenliegenden Wasserkühlstrecke, kann die Walztemperatur abgesenkt werden und in Verbindung mit der Variation der Pau-According to the invention, the technical object is achieved in that the high-performance Kontistraßen be designed in the finish rolling so that important Umformparameter according to the material-specific requirements are adjustable »By separation of the finishing train in a stationary multi-stand rolling block with group drive and in a low-temperature part, consisting of 2 to 4 slidable rolling units and an intervening water cooling section, the rolling temperature can be lowered and in connection with the variation of Pau-
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'senzeit zwischen den letzten Stichen können werkstoffgerechte Umformbedingungen zur thermomechanischen Behandlung der Walzdrähte erzielt werden·During the period between the last passes, material-suitable forming conditions can be achieved for the thermomechanical treatment of the rolled wires.
Die Kontidrahtstraße wird in einen Hoch«· und Niedertemperaturwalzteil untergliedert, wobei der Hochtemperaturwalzteil in üblicher Bauform aus mehreren ortsfesten Walzgerüsten errichtet wird, die zu Vor-, Zwischen- und Fertiggruppen zusammengefaßt sind* An jede Fertigwalzeinheit des Hochtemperaturwalzteiles schließen sich Kühlstrecken an, die aus mehreren, vorzugsweise bis 5 Kühlsegmenten bestehen, und in denen das Walzgut im Gleichstrom direkt mit Wasser oder einem Wasser-Luft-Gemisch oder mit Wasser und Dampf intermittierend gekühlt wird· Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Walzgut der betreffenden Zwischenabmessung mit einer Geschwindigkeit von mehr als 250 Ks bis in das untere Austenitgebiet, vorzugsweise bis auf eine Temperatur von 800 bis 850 0C stufenweise bei Walzgeschwindigkeit abgekühlt« Der sich anschließende Niedertemperaturwalzteil besteht in jeder Strecke aus mindestens 2, in der Regel aus 4 kompakten Walzgerüsten, die Einzelabtrieb besitzen· Die Walzgerüste sind mit dem dazugehörigen Getriebe und Antriebsmotor auf Grundplatten verspannt und können axial einzeln verschoben werden, so daß der Abstand untereinander variiert werden kann· Dabei können durch Veränderung des Abstandes der Einzelwalzgerüste die Zwischenzeiten im Verhältnis ls20 variiert und den Werkstoffbelangen angepaßt werden· Die Umformung des Drahtes im Niedertemperaturwalzbereich erfolgt drallfrei, vorzugsweise in um 90° versetzt angeordneten Walzgerüsten· Die Endumformung im Niedertemperaturwalzbereich wird mit einem Gesamtumformungsgrad von 0,3 bis 1,5 bzw« mit bis zu vierfacher Querechnittsverringerung vorgenommen·The continuous wire mill is subdivided into a high-temperature and low-temperature rolling part, wherein the high-temperature rolling part is built in conventional design of several stationary rolling stands, which are combined to pre-, intermediate and finished groups * to each prefabricated roll unit of the high-temperature rolling join cooling sections, which consist of several , preferably to 5 cooling segments exist, and in which the rolling stock is cooled in direct current with water or a water-air mixture or with water and steam intermittently · According to the inventive method, the rolling stock of the respective intermediate dimension at a speed of more than 250 Ks down to the lower Austenitgebiet, preferably cooled down to a temperature of 800 to 850 0 C gradually at rolling speed «The subsequent low-temperature rolling part consists in each track of at least 2, usually from 4 compact rolling stands that have individual output · The rolling mills are clamped to the associated gear and drive motor on base plates and can be moved axially individually so that the distance can be varied with each other · It can be varied by changing the distance of the single rolling stands, the intermediate times in the ratio ls20 and the material requirements are adapted · The forming the wire in the low-temperature rolling zone is twist-free, preferably in roll stands offset by 90 ° · The final forming in the low-temperature rolling zone is carried out with a total transformation degree of 0.3 to 1.5 or up to four times the reduction of the cross-section ·
Zur weiteren Abkühlung nach dem letzten Stich durchläuft der Walzdraht wiederum eine aus mehreren Segmenten aufgebaute Kühlstrecke^ in der mit Druckwasser bis zur Tempe-For further cooling after the last pass, the wire rod again passes through a cooling section constructed of several segments, in which it is supplied with pressurized water up to the
ratur des Windungslegers in ein oder mehreren Stufen gekühlt wird· Die weitere Abkühlung von der Temperatur des Windungslegersi die zwischen 640 und 850 0C eingestellt wird s kann in Wasser, mit einem Wasser-Luft-Gemisch, mit Gebläseluft oder an ruhender Luft bzw* verzögert mit Abkühlgeschwindigkeiten zwischen 0,1 bis 20Ks bis zu unteren Temperaturen um 500 0C vorgenommen werden* Der fertiggewalzte Draht wird nach weniger als 1 s, vorzugsweise weniger als 0,1 s, gesteuert abgekühlt» Insgesamt erbringt das Verfahren eine wirksame Behandlung von Walzdraht, um spezielle Gebrauchseigenschaften, wie hohe Festigkeit und Zähigkeit, zu erzielen* Dabei arbeitet das Verfahren ohne nachträgliche Wärmebehandlung und bei sparsamster Verwendung von Legierungselementen·which is set from 640 to 850 0 C is cooled temperature of the laying in one or more stages · The further cooling of the temperature of the Windungslegersi s can in water or with a water-air mixture, with forced air or in still air * delayed be carried out with cooling rates between 0.1 to 20ks up to lower temperatures around 500 0 C * the finish rolled wire is less than 1 s, preferably less than 0.1 s cooled, controlled "Overall, the process provides an effective treatment of wire rod, to achieve special performance characteristics, such as high strength and toughness * The process works without subsequent heat treatment and the most economical use of alloying elements ·
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel erläutert» Aus gegossenen und vorgeheizten Knüppeln wird Walzdraht mit 5,5 mm Durchmesser bei einer Geschwindigkeit ••1The invention will now be illustrated by way of example. "Cast and preheated billets are 5,5 mm diameter wire rod at a speed of •• 1
von 50 m s hergestellt· Bei Knüppeln mit 125 mm vkt sind im Hochtemperaturwalzteil 23 Walzstiche für jede Walzader und dementsprechend Walzgerüste und Walzeinheiten vorgesehen· Der Niedertemperaturwalzteil besteht aus 4 Gerüsten, von denen 2 mindestens eingesetzt werden·of 50 m s · In the case of billets with 125 mm vkt, 23 rolling passes are provided in the high-temperature rolling section for each rolling load and, correspondingly, rolling stands and rolling units · The low-temperature rolling part consists of 4 stands, 2 of which are at least used ·
Variante Is 4 Gerüste im Niedertemperaturteil· Es wird im Hochtemperaturwalzbereich in mehr als 21 Stichen gewalzt, und im 21* Gerüst wird die Abmessung 11,0 mm Durchmesser erhalten, die mit einer Geschwindigkeit von 20,65 m/s aus der letzten Walzeinheit austritt· Die Temperatur der Walzader beträgt je nach Anstichtemperatur und Werkstoff 980 bis 1020 0C* In der Zwischenkühlstrecke wird intermittierend auf 850 0C abgekühlt· Die Kühlstrecke ist 20 m lang· Im Niedertempe«·Variant Is 4 Scaffolds in the low-temperature section · Rolling is performed in more than 21 passes in the high-temperature rolling zone, and the dimension 11.0 mm in the 21 * scaffold exiting from the last rolling unit at a speed of 20.65 m / s the temperature of the roller core is according to tapping temperature and material 980-1020 0 C * in the intermediate cooling section is intermittently cooled to 850 0 C · the cooling section is 20 m long x In the low Tempe "·
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raturwalzteil wird das Walzgut um das 3,9-fache gestreckt« Die Temperatur steigt dabei 50 bis 70 K an· Die Pausenzeit zwischen den Stichen kann durch gegenseitiges Verschieben der Gerüste zwischen 0,015 s und 0e3 s beliebig variiert und den Werkstofferfordernissen angepaßt werden«the rolling stock is stretched by 3.9 times. The temperature increases from 50 to 70 K. The pause time between the stitches can be varied as required by shifting the stands between 0.015 s and 0 s 3 s and adapted to the material requirements.
Variante 2 s 2 Wfalzgerüste im Niedertemperaturwalzteil· Es werden im Hochtemperaturwalzbereich mindestens 23 Stiche ausgeführt, und es wird die Abmessung 6,8 mm Durchmesser ν = 32,3 m/s gewalzt« Die Walztemperatur von 1000 bis 1040 0C ist für eine thermomeehanische Behandlung zu hoch, weswegen die Zwischenabkühlung auf beispielsweise 850 0C vorgenommen wird» In den folgenden zwei Stichen wird die Endabmessung 5,5 mm Durchmesser gewalzt, und es erhöht sich die Walztemperatur um 30 bis 50 K, so daß die Walzendtemperatur mit 880 bis 900 °c eingestellt werden kann· Infolge der hohen Umformgeschwindigkeiten und kurzen Stichzeiten bleibt die Umformverfestigung zum größten Teil erhalten· Sie kann zur Gefügebildung zielgerichtet ausgenutzt werden·Variant 2 s 2 Rebar stands in the low temperature rolling section · At least 23 passes are made in the high temperature rolling area and the dimension is 6.8 mm diameter ν = 32.3 m / s rolled. The rolling temperature of 1000 to 1040 0 C is for a thermo-thermal treatment too high, and therefore the intermediate cooling is carried out, for example, 850 0 C "In the following two passes, the final gauge is rolled 5.5 mm diameter, and it will increase the rolling temperature by 30 to 50 K, so that the final rolling temperature 880 to 900 ° c can be adjusted · As a result of the high forming speeds and short stitching times, strain hardening remains for the most part · It can be used purposefully to form the structure ·
Beispielsweise wurden bei einem Stahl der Zusammensetzung 0,23 % C, 0,48 % Si, 0,68 % MnFor example, for a steel of composition 0.23 % C, 0.48 % Si, 0.68 % Mn
durch diese Walztechnologie und durch Abkuh-through this rolling technology and through cooling
—i lung mit etwa 8 K s im Temperaturbereich vonWith about 8 K s in the temperature range of
800 bis 500 0C eine Streckgrenze von 410 MPa, eine Zugfestigkeit von 600 MPa und eine Bruchdehnung A10^ 20 % erzielt·800 to 500 ° C., a yield strength of 410 MPa, a tensile strength of 600 MPa and an elongation at break A 10 ^ 20 % are achieved.
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| AT396073B (en) * | 1990-10-25 | 1993-05-25 | Boehler Gmbh | Method for hot rolling and heat-treating bar stock |
| CN114774775A (en) * | 2022-03-23 | 2022-07-22 | 江阴兴澄合金材料有限公司 | High-strength long-life steel wire for card clothing and manufacturing method thereof |
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1982
- 1982-09-28 DD DD24353382A patent/DD207162B5/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|
| PLW7 | Willingness to grant licences revoked | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| B5 | Patent specification, 2nd publ. accord. to extension act | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |