STAHL + TECHNIK 01/2019
- Stahlindustrie: thyssenkrupp gibt Führungsstrukturen für zukünftige Unternehmen bekannt - Stahltechnik: Ultradünnes Warmband mit nur 0,6 mm Dicke hergestellt - Stahlhandel: Klöckner & Co schließt strategische Partnerschaft mit Axel Springer - Additive Fertigung: German Design Award für einen 3D-Sprühkopf für das Gesenkschmieden
- Stahlindustrie: thyssenkrupp gibt Führungsstrukturen für zukünftige Unternehmen bekannt
- Stahltechnik: Ultradünnes Warmband mit nur 0,6 mm Dicke hergestellt
- Stahlhandel: Klöckner & Co schließt strategische Partnerschaft mit Axel Springer
- Additive Fertigung: German Design Award für einen 3D-Sprühkopf für das Gesenkschmieden
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48 | <strong>TECHNIK</strong><br />
Wiedererwärmungsofen. Die beim<br />
Warmeinsatz an das Warmwalzwerk angelieferten<br />
Brammen müssen mit einer<br />
festgelegten Minimaltemperatur in die<br />
Wiedererwärmungsöfen eingesetzt werden.<br />
Durch diesen Warmeinsatz werden<br />
Brammenbrüche vor dem Eintrag oder während<br />
der Wiedererwärmung in den Öfen<br />
vermieden (Bild 5). Die Mindesttemperatur<br />
für den kritischen titan-stabilisierten ferritischen<br />
Stahl bei Eintritt in die Wiedererwärmungsöfen<br />
ist mit 200 °C festgelegt. Wird<br />
diese Temperatur unterschritten, kann es<br />
beim Warmwalzen zu Defekten am Vorband<br />
kommen. Ursache ist die eingeschränkte<br />
Umformbarkeit, die sich auch im Abfall der<br />
Umwandeln der Brammenoberfläche.<br />
Teilumgewandelte Brammen aus niedrig gekohltem<br />
Stahl bekommen Oberflächenrisse<br />
beim Warmeinsatz bei der Wiedererwärmung,<br />
welche durch folgende Fahrweisen beim Einbringen<br />
der Brammen in den Wiedererwärmungsofen<br />
vermieden werden können:<br />
• Halten der Oberflächentemperaturen<br />
der Brammen (auch der Kanten) oberhalb<br />
der A r3<br />
-Umwandlungstemperatur<br />
(Austenit-Ferrit)<br />
• Kühlen der Brammenoberfläche, bis diese<br />
vollständig in Ferrit umgewandelt ist<br />
• Dies kann z. B. durch eine gezielte Abkühlung<br />
der Oberflächentemperatur der<br />
Bramme in einer Wasserkühlstrecke erfolgen<br />
Wasserkühlung. Bei der Stapelabkühlung<br />
werden die Brammen mit Temperaturen im<br />
Bild 3a. Brammenlager mit 14 Feldern für die Brammenstapel. Über<br />
die Farben wird der Temperaturzustand der Brammen für den weiteren<br />
Transport angezeigt (Bild: SMS group)<br />
Bild 3b. Darstellung für einen einzelnen Brammenstapel mit Temperaturzuständen<br />
der Brammen für den weiteren Transport, Isothermendarstellung<br />
in Brammenmitte (Breite x Dicke) und der zeitliche<br />
Temperaturverlauf. (Bild: SMS group)<br />
einer Kapazität von mehr als 2.000 Brammen<br />
zu simulieren und für die Logistik die<br />
notwendigen Verweilzeiten der Brammen<br />
im Brammenstapel bis zu deren Abtransport<br />
zu ermitteln (Bild 3). Arbeitsvorgaben<br />
können so definiert werden, dass vorgegebene<br />
Temperaturfenster der Bramme beim<br />
Flämmen, Schleifen und für das Verladen<br />
eingehalten werden.<br />
Durch die Planung mit der Variante „Simulation“<br />
können im Vorfeld zeitliche Vorgaben<br />
oder Zieltemperaturen festgelegt,<br />
Fehler an der Bramme vermieden und der<br />
Prozess sicher gestaltet werden. Dies hat<br />
wirtschaftliche Vorteile, da es zu weniger<br />
Ausschuss von Brammen kommt.<br />
Warmhaltegrube. Für Fragestellungen, bei<br />
denen werkstoffkundliche Aspekte wie Ausscheidungsbildung,<br />
Zeit-Temperatur-Umwandlungsverhalten<br />
und Wasserstoffeffusion<br />
analysiert werden müssen, ermöglicht<br />
das Modell eine zwei- sowie dreidimensionale<br />
Simulation von mehreren Brammen,<br />
beispielsweise in einer Warmhaltegrube<br />
(Bild 4). Damit lassen sich Vorgaben an die<br />
Logistik der Brammenadjustage festlegen,<br />
um die Sicherheit der Prozessführung zu<br />
erhöhen und die Fehlerkosten zu verringern.<br />
Kerbschlagarbeit mit abnehmender Temperatur<br />
ausdrückt (Bild 6).<br />
Verweilzeiten. Beim Warmeinsatz der<br />
Brammen entstehen Temperaturverluste<br />
während des Warmtransports und im Stapel<br />
vor dem Wiedererwärmungsofen. Die Fragestellung<br />
„Wie lange dürfen die Brammen<br />
unter der Haube des Warmtransportwagens<br />
und anschließend im Stapel verweilen, bis<br />
die minimal zulässige Temperatur erreicht<br />
wird?“ konnte mit Offline-Simulationen beantwortet<br />
werden (Bild 7). Dies erhöht die<br />
Prozesssicherheit.<br />
Kern von ca. 980 °C in Stapeln abgelegt und<br />
benötigen für die Abkühlung auf 80 °C, je<br />
nach Lage im Stapel, ca. 150 Stunden. Soll<br />
die Abkühlzeit der Brammen verkürzt werden,<br />
lässt sich dies durch eine Abkühlung<br />
in einem Wasserbecken erreichen. Dabei<br />
werden die Brammen im Stapel 30 Stunden<br />
bis auf 400 °C im Kern abgekühlt und<br />
anschließend ins Wasserbecken abgelegt.<br />
Bereits nach einer Stunde im Wasserbecken<br />
wird die angestrebte Abtransporttemperatur<br />
von 80 °C erreicht.<br />
Weitere Anwendungsfälle sind:<br />
• Ermittlung der maximal möglichen Verweilzeit<br />
der Brammen bis zum Warmschleifen.<br />
Um Risse durch das Schleifen<br />
von Lufthärtern zu vermeiden, muss der<br />
Schleifprozess bei Temperaturen oberhalb<br />
der werkstoffabhängigen Martensit-<br />
Start-Temperatur erfolgen.<br />
• Ermittlung der Verweilzeiten bei einer<br />
verzögerten Kühlung von Brammen unter<br />
Warmhaltehauben bzw. in der Grube<br />
bis zum Erreichen der Solltemperatur<br />
<strong>STAHL</strong> + <strong>TECHNIK</strong> 1 (2<strong>01</strong>9) Erstausgabe