CH494281A - Verfahren zum Ausglühen von Metallband mittels Induktionsheizung - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum   Ausglühen    von Metallband mittels Induktionsheizung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausglühen von Metallband mittels Induktionsheizung, insbesondere bei Netzfrequenz.



   Bisher wird zum Zwecke einer Änderung der metallographischen Struktur das Ausglühen von im Walzund Ziehverfahren gehärteten Bändern meistens in elektrischen Widerstandsöfen durchgeführt. Der zum Ausglühen vorgesehene Werkstoff wird in den Ofen hineingebracht und indirekt durch Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit vom äussersten bis zum innersten Teil eines kreisförmig lose aufgewickelten Bandes erwärmt. Dieses Ausglühverfahren hat, ungeachtet dessen, dass eine bedeutende Menge elektrischen Stroms verbraucht wird, da doch die Wärme den Werkstoff langsam durchdringt, noch den Nachteil, dass die Struktur des auszuglühenden Stoffes durch Ungleichmässigkeit seiner Körner und einen damit verbundenen Streubereich der mechanischen Parameter gekennzeichnet ist.



   Das Ausglühen von Bändern in einem anderen bekannten Verfahren, nämlich in mittels Gas oder eines anderen Brennstoffes geheizten Feueröfen wird ebenfalls durch indirektes Erwärmen durchgeführt, wobei der ausgeglühte Stoff, nachdem er in der Betriebszone des Ofens angewärmt worden ist, an der Oberfläche oxydiert wird und einem zusätzlichen Beizungsverfahren ausgesetzt werden muss. Das erhöht die Herstellungskosten.



  Die Regelung der Temperatur ist schwierig und die Aufheizung auf die gewünschte Temperatur dauert lange.



  Dieses hat zur Folge, dass das Ausglühen des Stoffes ungleichmässig ist, was wiederum zu seiner geringen Qualität führt.



   Bekannt ist auch das Verfahren eines Induktionsausglühens mit Hilfe von Induktionserwärmungsöfen, die durch Hochfrequenzröhrengeneratoren gespeist werden.



  Das Erwärmen der Bänder erfolgt indirekt, wie z.B.



  infolge des Kontakts des Bandes mit einer sich in Drehbewegung befindenden und induktionsmässig erwärmten Stahltrommel. Derartige Erwärmungsöfen sind in ihrer Bauweise kompliziert und sind durch grosse Wärmeverluste, sowie durch einen geringen Energiewirkungsgrad gekennzeichnet. Bekannt sind ebenfalls Induktionsdurchlauferwärmeöfen, in denen das auszuglühende Band unmittelbar während des Ziehverfahrens über den Erwärmeofen angewärmt wird. Infolge einer ungleichmässigen Verteilung der Temperatur im elektromagnetischen Feld des den Strom in den auszuglühenden Stoff induzierenden Induktors ist dieser Stoff durch eine ungleichmässige metallographische Struktur gekennzeichnet. Durch Anwendung von Hochfrequenzgeneratoren werden die Kosten der Vorrichtung bedeutend gesteigert und es wird auch die energiemässige Leistungsfähigkeit des Erwärmens verschlechtert.



   Das Ausglühverfahren erfordert schliesslich eine Anpassung der Frequenz des den Induktor speisenden elektrischen Stroms an den betreffenden Werkstoff und die Stärke des Bands. Der vorliegenden Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, die vorstehend erwähnten Unzulänglichkeiten zu vermeiden.



   Erfindungsgemäss wird das dadurch erzielt, dass das Metallband so eng zu einer Bandrolle aufgewickelt und gegen Lockerung gesichert wird, dass benachbarte Windungen einander berühren, und dass die anschliessende Induktionserhitzung so durchgeführt wird, dass der zeitliche Temperaturverlauf an jeder Stelle des Querschnitts der Bandrolle mindestens annähernd der gleiche ist.



   In einer bevorzugten Ausführungsform werden Induktionserhitzung und Abkühlung der Bandrolle in Schutzatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt.



   Im folgenden werden als Beispiele zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung mit innen angebrachtem Induktor, und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Einrichtung mit abnehmbarem Induktor.



   Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Einrichtung hat eine abnehmbare Haube 1, die mit einem Griff 2 versehen und auf einem standfesten Herd 3 angebracht ist. Im Gestell des Herdes 3 befindet sich ein Rohr 4, welches mit einer  nicht dargestellten   Schutzgasinstallation    oder Vakuumpumpe verbunden ist.



   Um die Atmosphäre innerhalb der Einrichtung von der Umgebung zu isolieren, ist die Fläche der Berührung der Haube 1 mit dem Herd 3 mit der Abdichtungsunterlage 5 belegt. Unter der Haube 1 ist der wassergekühlte Induktor 6 aufgestellt. Auf dem Ofensockel befindet sich die Spule 7 mit dem zum Ausglühen bestimmten Stoff 8.



  Um eine langsame Abkühlung des ausgeglühten Stoffes 8 zu erzielen, ohne dass dessen Oberfläche einer Oxydation unterliegt, ist es vorteilhaft, den Induktor 6 auf der Haube 1 anzuordnen und ihn mit dem Griff 9 (Fig. 2) auszurüsten. Bei einer derartigen Lösung wird der ausgeglühte Stoff, nach Wegnahme des Induktors 6 von der Haube 1, in der in der Vorrichtung herrschenden Atmosphäre langsam kalt.



   Um eine sehr ausgeglichene Verteilung der Temperatur in der dem Ausglühen unterzogenen Bandrolle zu erreichen und um das Ausglühverfahren zu beschleunigen, wird ein zusätzlicher Induktor innerhalb der aufgewickelten Bandrolle (oder der Spule) angebracht.



   Da das Ausglühverfahren kurz ist und gewöhnlich nicht länger als der Walzzyklus des Bandes dauert, so kann der Induktionserwärmungsofen nach vorliegender Erfindung neben das Walzwerk gestellt und dessen Betrieb dem des Walzwerkes angeschlossen werden.



  Nach dem Ausglühen wird der ausgeglühte Werkstoff durch Blasen von Schutzgas oder in der in der Vorrichtung herrschenden Atmosphäre abgekühlt, wonach die ausgeglühte Rolle, nachdem sie von der Spule abgenommen worden ist, von neuem ins Walzwerk zwecks weiteren Walzens in einem geschlossenen Zyklus gebracht wird.



   Das beschriebene Verfahren ist durch eine sehr kurze Erwärmungszeit und daher auch durch eine grosse Ergiebigkeit des Ausglühverfahrens sowie Sparsamkeit m bezug auf den Energieverbrauch ausgezeichnet; man erzielt bei diesem Verfahren einen besseren Nutzeffekt und verbraucht weniger Strom als in den bisher bekannten Ausglühverfahren. Infolge der isothermischen Temperaturverteilung im Durchmesser der Rolle besitzt das ausgeglühte Band homogene, mechanische und metallographische Eigenschaften, was für dessen weitere plastische Verarbeitung äusserst günstig ist.



   Die Anwendung des oben beschriebenen Ausglühverfahrens beruht darauf, dass die kaltgewalzte, mit entsprechendem Aufzug gewickelte Bandrolle in einen Induktionsofen gebracht wird, welcher am günstigsten mit Netzfrequenz gespeist ist. Der grosse Aufzug des aufzuwickelnden Stoffes bezweckt die Sicherstellung einer genügend kleinen Berührungsresistenz zwischen den Windungsschichten für den durch den Induktor des Erwärmungsofens erregten Induktionsstromdurchgang und für den Wärmedurchgang durch die Wärmeleitung zu den inneren Schichten der Bandrolle. Die Resistenz ist aus diesem Grunde etwas höher als der einer monolithischen Walze aus demselben Stoff und mit demselben Durchmesser.

 

   Die Leistungsfähigkeit des Induktors ist so zu wählen, dass die Verteilung der Temperatur über dem Durchmesser der Rolle in der Endphase der Banderwärmung isothermen Charakter hat. Bei gegebener Eindringtiefe des Stromes steigt die Temperatur während des Ausglühverfahrens zuerst in den Aussenschichten der Rolle rasch an; danach wird die Wärme nach und nach gemäss der Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes in die inneren Schichten weitergeleitet, bis die Temperatur schliesslich über dem ganzen Durchmesser der Rolle ausgeglichen ist.



   Das Ausglühverfahren ist dann beendet, wenn die inneren Windungen die erforderliche Glühtemperatur und -zeit erreicht haben. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zum Ausglühen von Metallband mittels Induktionsheizung, insbesondere bei Netzfrequenz, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (8) so eng zu einer Bandrolle (8) aufgewickelt und gegen Lockerung gesichert wird, dass benachbarte Windungen einander berühren, und dass die anschliessende Induktionserhitzung so durchgeführt wird, dass der zeitliche Tempera turverlauf an jeder Stelle des Querschnitts der Bandrolle (8) mindestens annähernd der gleiche ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandrolle (8) mittels einer ersten Induktionsspule (6) erhitzt wird, die die Bandrolle (8) umgibt.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandrolle (8) zusätzlich mittels einer zweiten Induktionsspule (7) erhitzt wird, die im zylindrischen Hohlraum der Bandrolle (8) angeordnet ist.

   3. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Induktionserhitzung und Abkühlung der Bandrolle (8) in Schutzatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt werden.