CH717793B1 - Heat treatment of steel wire. - Google Patents

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CH717793B1 CH70422/21A CH0704222021A CH717793B1 CH 717793 B1 CH717793 B1 CH 717793B1 CH 70422/21 A CH70422/21 A CH 70422/21A CH 0704222021 A CH0704222021 A CH 0704222021A CH 717793 B1 CH717793 B1 CH 717793B1
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Heiniger Rudolf
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Ruwa Drahtschweisswerk Ag
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Abstract

Beim erfindungsgemässen Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach dem Walzen vor einem Biegevorgang wird gewalzter Stahldraht (1) bereitgestellt, welcher aufgrund des Walzvorgangs eine Temperatur von 80°C - 120°C aufweist. Der 80°C - 120°C warme Stahldraht (1) wird in eine Wärmebehandlungskammer (2) zugeführt und von 80°C - 120°C Eingangstemperatur auf 150°C - 250°C Ausgangstemperatur im kontinuierlichen Durchlauf aufgeheizt und vorzugsweise durch Biegen weiterverarbeitet.In the method according to the invention for the heat treatment of steel wire (1) after rolling before a bending process, rolled steel wire (1) is provided which, as a result of the rolling process, has a temperature of 80°C - 120°C. The 80°C - 120°C warm steel wire (1) is fed into a heat treatment chamber (2) and heated from an inlet temperature of 80°C - 120°C to an outlet temperature of 150°C - 250°C in continuous flow and preferably further processed by bending.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

[0001] Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Wärmebehandlung von Stählen nach dem Walzen vor dem Biegevorgang. The present invention is in the field of post-rolling heat treatment of steels prior to bending.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Öfen zum Glühen von Stählen bekannt. Beim Glühen von Stählen werden diese üblicherweise in einen Temperaturbereich von 550°C bis 1300°C erhitzt um Umwandlungen im Gefüge zu erzielen. Beispielsweise sind folgende Öfen aus dem Stand der Technik bekannt. Furnaces for annealing steels are known from the prior art. When steels are annealed, they are usually heated in a temperature range of 550°C to 1300°C in order to achieve structural changes. For example, the following ovens are known from the prior art.

[0003] CN203498433Uveröffentlicht am 26.03.2014, offenbart einen Glühofen mit einem Glühschrank, einer Glühführungsrolle A und einer Glühführungsrolle B, die am oberen bzw. unteren Teil des Glühschranks angeordnet sind, einer Bleidrahtrolle oberhalb der oberen Glühführungsrolle A, Trocknern im Glühschrank und einer äußeren Abdeckung des Glühschranks. CN203498433U published on 03/26/2014 discloses an annealing furnace with an annealing cabinet, an annealing guide roller A and an annealing guide roller B, which are arranged at the upper and lower parts of the annealing cabinet, a lead wire roller above the upper annealing guide roller A, dryers in the annealing cabinet and an outer one Cover of the glow cabinet.

[0004] JP2009091642Averöffentlicht am 30.04.2009 offenbart eine Glühvorrichtung zum kontinuierlichen Glühen eines Stahlbandes, das durch den Glühofen von einer Einlassseite zu einer Auslassseite des Glühofens bewegt wird, wobei das Führungselement zum Führen des Stahlbandes, um es durch den Glühofen einzuführen, außerhalb des Glühofens angeordnet ist und sich entlang des Glühofens von der Einlassseite zur Auslassseite erstreckt, und ein Einführungsschlitz zum Einführen des Führungselements in den Glühofen so angeordnet ist, dass er sich entlang des Glühofens von der Einlassseite zur Auslassseite des Glühofens erstreckt, und auch Dichtungsmittel zum Schließen der Führungsschlitze vorgesehen sind. JP2009091642A published 2009-04-30 discloses an annealing apparatus for continuously annealing a steel strip moved through the annealing furnace from an inlet side to an outlet side of the annealing furnace, wherein the guide member for guiding the steel strip to insert it through the annealing furnace is outside the annealing furnace and extending along the annealing furnace from the inlet side to the outlet side, and an insertion slot for inserting the guide member into the annealing furnace is arranged to extend along the annealing furnace from the inlet side to the outlet side of the annealing furnace, and also sealing means for closing the guide slots are provided.

[0005] Jedoch handelt es sich bei derartigen Anlagen zumeist entweder um Glühöfen bei denen die Werkstücke entweder diskontinuierlich der Wärmebehandlung unterzogen werden, oder um sehr grosse Anlagen. So wird beim so genannten Kontiglühen Stahlband oder Stahldraht abgewickelt und passiert in einem kontinuierlichen Prozess einen mehrere hundert Meter langen Glühofen. Beim oft angewendeten Spannungsarmglühen werden Temperaturen zwischen 480 °C und 680 °C benötigt um Eigenspannungen des Werkstücks, welche vorher durch Bearbeitung oder mechanische Verformung entstanden sind zu beheben. Der Nachteil dieser Wärmebehandlungen sind die langen Prozesszeiten oder sehr grossen Anlagengrössen. Auch ist nicht immer eine derart starke Gefügeveränderung gewünscht. [0005] However, such systems are mostly either annealing furnaces in which the workpieces are either subjected to heat treatment discontinuously, or very large systems. In what is known as continuous annealing, steel strip or steel wire is unwound and passed through an annealing furnace several hundred meters long in a continuous process. In stress-relief annealing, which is often used, temperatures between 480 °C and 680 °C are required to eliminate internal stresses in the workpiece that have previously arisen through processing or mechanical deformation. The disadvantage of this heat treatment is the long process times or very large plant sizes. Also, such a strong structural change is not always desired.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

[0006] Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin die bekannten Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht derart zu optimieren, dass ein Kompromiss aus zu erzielenden Materialeigenschaften und einer ökonomischen Anlagengrösse und Prozesszeiten realisiert wird. [0006] One object of the invention is to optimize the known methods for the heat treatment of steel wire in such a way that a compromise between the material properties to be achieved and an economical plant size and process times is achieved.

[0007] Das erfindungsgemässe Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht nach dem Walzen vor einem Biegevorgang, wird vom unabhängigen Anspruch 1 definiert. The inventive method for heat treatment of steel wire after rolling before a bending process is defined by independent claim 1.

[0008] In einer bevorzugten Variante des Verfahrens zur Wärmebehandlung von Stahldraht nach dem Walzen wird der gewalzte Stahldraht vor dem Biegevorgang in eine Wärmebehandlungskammer zugeführt. Gute Resultate können erzielt werden, wenn die Wärmebehandlung dem Walzen direkt nachgeschaltet wird. Somit kann die Erwärmung des Stahldrahtes durch den Walzvorgang genutzt werden. Dies ermöglicht eine energieeffiziente Wärmeführung, da der Stahldraht eingangsseitig der Wärmebehandlung durch das Walzen bereits vorgewärmt ist. Vorzugsweise wird gewalzter Stahldraht bereitgestellt, welcher aufgrund des Walzvorgangs eine Temperatur von 80°C - 120°C aufweist. Der im Wesentlichen 80°C - 120°C warme Stahldraht wird in eine Wärmebehandlungskammer zugeführt und von 80°C - 120°C Eingangstemperatur auf 1 50°C - 250°C Ausgangstemperatur im kontinuierlichen Durchlauf erhitzt. Nach dem Erhitzen kann der auf 1 50°C - 250°C aufgeheizte Stahldrahtes vorzugsweise durch Biegen weiterverarbeitet werden. Durch das Erhitzen wird das Risiko von spannungsbedingten Rissen verringert. Hierzu ist die Wärmebehandlungskammer vorzugsweise hinter der Walzvorrichtung angrenzend angeordnet um den vom Walzvorgang 80°C - 120°C erwärmten Stahldraht zuzuführen. In a preferred variant of the method for the heat treatment of steel wire after rolling, the rolled steel wire is fed into a heat treatment chamber before the bending process. Good results can be obtained if the heat treatment is carried out immediately after rolling. Thus, the heating of the steel wire by the rolling process can be used. This enables energy-efficient heat management, since the steel wire is already preheated by rolling on the input side of the heat treatment. Rolled steel wire is preferably provided which, as a result of the rolling process, has a temperature of 80°C - 120°C. The essentially 80°C - 120°C warm steel wire is fed into a heat treatment chamber and heated from an inlet temperature of 80°C - 120°C to an outlet temperature of 150°C - 250°C in continuous flow. After heating, the steel wire heated to 150°C - 250°C can be further processed, preferably by bending. Heating reduces the risk of stress cracking. For this purpose, the heat treatment chamber is preferably arranged adjacent behind the rolling device in order to feed in the steel wire heated to 80°C - 120°C by the rolling process.

[0009] Üblicherweise erhitzt sich der Stahldraht beim Walzen auf etwa 80°C - 120°C durch die Oberflächenreibung. Der Stahldraht wird bei der Wärmebehandlung von 80°C - 120°C Eingangstemperatur auf 150°C - 250°C Ausgangstemperatur im kontinuierlichen Durchlauf erhitzt und vorzugsweise durch Biegen weiterverarbeitet. Gute Resultate können erzielt werden, wenn der Stahldraht kontinuierlich im Durchlauf erhitzt wird. Vorzugsweise wird der Stahldraht zum Abbau von Spannungen im Gefüge bis in die Anlassstufe 1 aufgeheizt. Die Temperatur wird hierbei üblicherweise an einer Oberfläche des Drahtes gemessen. Usually, the steel wire heats up to about 80°C - 120°C during rolling due to surface friction. During heat treatment, the steel wire is continuously heated from an input temperature of 80°C - 120°C to an output temperature of 150°C - 250°C and is preferably further processed by bending. Good results can be obtained if the steel wire is continuously heated in the run. The steel wire is preferably heated up to tempering stage 1 to reduce stresses in the structure. In this case, the temperature is usually measured on a surface of the wire.

[0010] Typischerweise wird der Stahldraht kalt gewalzt. Bei der Kaltumformung wird der Stahldraht unterhalb der Rekristallisationstemperatur plastisch umgeformt. Durch die dabei auftretende Kaltverfestigung steigt die Werkstofffestigkeit an, es wird jedoch auch die Duktilität verringert. Durch das Erhitzen, auch Anlassen genannt, wird der Stahldraht im Vergleich zum Ausgangszustand vor dem Anlassen weicher, wobei dem Verlust an Härte eine höhere Zähigkeit des Materials gegenübersteht. Typically, the steel wire is cold rolled. During cold forming, the steel wire is plastically formed below the recrystallization temperature. The strain hardening that occurs increases the material strength, but the ductility is also reduced. As a result of heating, also known as tempering, the steel wire becomes softer than it was before tempering, with the loss of hardness being offset by the material's greater toughness.

[0011] In einer Variante des Verfahrens zur Wärmebehandlung von Stahldraht wird der Stahldraht mittels einer Mehrzahl von Gasbrennern aufgeheizt. Alternativ kann der Stahldraht auch induktiv erwärmt werden. Gute Resultate können erzielt werden, wenn der Stahldraht in einer gekapselten Wärmebehandlungskammer aufgeheizt wird. Vorzugsweise weist die gekapselte Wärmebehandlungskammer eine Länge von im Wesentlichen 800 mm - 1 500 mm und einen Querschnitt von 80 mm - 150 mm auf. Bei einer Länge der Wärmebehandlungskammer von im Wesentlichen 1000 mm wird ein gutes Verhältnis von Anlagengrösse und Durchlaufgeschwindigkeit erzielt. In a variant of the method for the heat treatment of steel wire, the steel wire is heated by means of a plurality of gas burners. Alternatively, the steel wire can also be heated inductively. Good results can be obtained if the steel wire is heated in an enclosed heat treatment chamber. Preferably, the encapsulated heat treatment chamber has a length of substantially 800 mm - 1500 mm and a cross section of 80 mm - 150 mm. With a length of the heat treatment chamber of essentially 1000 mm, a good ratio of system size and throughput speed is achieved.

[0012] In einer bevorzugten Variante wird der Stahldraht vor der Wärmebehandlung mittels Profilwalzen gewalzt. Der Stahldraht wird typischerweise endlos verarbeitet. Dies bedeutet, dass der Stahldraht auf Spulen oder Rollen, auch Coils genannt, dem Verfahren zugeführt werden kann. In einer Variante des Verfahrens ist der Stahldraht als Betonstahl ausgeführt. Mittels Profilwalzen können beispielsweise Schrägrippen auf den Stahldraht gewalzt werden. Mittels der Profilwalzen kann der Stahldraht zu Armierungseisen geformt werden indem Rippen auf die Mantelfläche des Stahldrahtes gewalzt werden. In a preferred variant, the steel wire is rolled by means of profile rollers before the heat treatment. The steel wire is typically processed endlessly. This means that the steel wire can be fed into the process on spools or rolls, also known as coils. In a variant of the method, the steel wire is designed as reinforcing steel. For example, inclined ribs can be rolled onto the steel wire by means of profile rolling. The steel wire can be formed into reinforcing bars by means of profile rollers by rolling ribs onto the lateral surface of the steel wire.

[0013] Nach dem Profilwalzen des Stahldrahtes wird dieser der Wärmebehandlungskammer im Durchlauf kontinuierlich zugeführt. Gute Resultate können erzielt werden, wenn die Wärmebehandlungskammer als gekapselte Wärmekammer ausgeführt ist, welche eine Länge von im Wesentlichen 1000mm und einen Querschnitt von 100x100 mm aufweist. Vor dem nachgelagerten Biegevorgang kann der Stahldraht optional abgelängt werden. After the steel wire has been roll-formed, it is continuously fed to the heat treatment chamber in a continuous flow. Good results can be achieved if the heat treatment chamber is designed as an encapsulated heat chamber which has a length of essentially 1000 mm and a cross section of 100×100 mm. Before the subsequent bending process, the steel wire can optionally be cut to length.

LISTE DER FIGURENLIST OF CHARACTERS

[0014] Anhand der in den nachfolgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Beschreibung werden Aspekte der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Variante der Wärmebehandlungskammer zur Verwendung für ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht; Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Variante von Profilwalzen mittels derer der Stahldraht gewalzt wird.Aspects of the invention are explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the following figures and the associated description. 1 is a schematic view of a variant of the heat treatment chamber to be used for a steel wire heat treatment method; 2 shows a schematic view of a variant of profile rolls by means of which the steel wire is rolled.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS

[0015] Figur 1zeigt eine schematische Ansicht einer Variante der Wärmebehandlungskammer 2 zur Verwendung für ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht 1. Die gezeigte Wärmebehandlungskammer 2 eignet sich zur Verwendung für ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht 1 nach dem Walzen. Der durch das Walzen auf etwa 80°C - 120°C aufgewärmte Stahldraht 1 wird bereitgestellt und in die Wärmebehandlungskammer 2 zugeführt. In der Wärmebehandlungskammer wird der Stahldraht 1 von 80°C - 120°C Eingangstemperatur auf 150°C - 250°C Ausgangstemperatur aufgeheizt. Anschliessend wird der aufgeheizte Stahldraht direkt weiterverarbeitet, vorzugsweise gebogen. Beim gezeigten Verfahren wird der Stahldraht 1 kontinuierlich im Durchlauf erhitzt. Das Erhitzen erfolgt in der gezeigten Variante mittels einer gekapselten Wärmekammer, welche eine Länge von im Wesentlichen 1000mm und einen Querschnitt von 100x100 mm aufweist. Die gezeigte Wärmebehandlungskammer umfasst eine Mehrzahl Gasbrenner 4. Der Stahldraht 1 wird vorzugsweise bis in die Anlassstufe 1 aufgeheizt. Das Aufheizen bis in die Anlassstufe 1 führt zur Verringerung von Spannungen im Gefüge. Figure 1 shows a schematic view of a variant of the heat treatment chamber 2 for use in a method for heat treatment of steel wire 1. The heat treatment chamber 2 shown is suitable for use in a method for heat treatment of steel wire 1 after rolling. The steel wire 1 heated to about 80°C - 120°C by the rolling is provided and fed into the heat treatment chamber 2 . In the heat treatment chamber, the steel wire 1 is heated from an inlet temperature of 80°C - 120°C to an outlet temperature of 150°C - 250°C. The heated steel wire is then further processed directly, preferably bent. In the method shown, the steel wire 1 is continuously heated in the run-through. In the variant shown, the heating takes place by means of an encapsulated heating chamber which has a length of essentially 1000 mm and a cross section of 100×100 mm. The heat treatment chamber shown comprises a plurality of gas burners 4. The steel wire 1 is preferably heated up to the tempering stage 1. Heating up to tempering stage 1 reduces stresses in the structure.

[0016] Figur 2zeigt eine schematische Ansicht einer Variante des Walzvorgangs, mittels Profilwalzen 3, welche der Wärmebehandlung vorgelagert ist. Hierbei wird der Stahldraht 1 mittels der Profilwalzen 3 gewalzt. In der gezeigten Variante wird der Stahldraht 1 mittels drei Profilwalzen 3 gewalzt, welche mit Bezug zur Längsachse 5 des Stahldrahtes versetzt zueinander angeordnet sind. In der gezeigten Variante werden mittels der drei Profilwalzen 3 Schrägrippen auf den Stahldraht 1 gewalzt. In der gezeigten Variante wird der Stahldraht 1 vorzugsweise endlos verarbeitet. Dies bedeutet, dass der Stahldraht auf Spulen oder Rollen, auch Coils genannt, dem Verfahren zugeführt wird. In einer Variante des Verfahrens ist der Stahldraht 1 als Betonstahl ausgeführt. Mittels der drei Profilwalzen 3 werden Schrägrippen auf den Stahldraht 1 gewalzt. Mittels der Profilwalzen 3 kann der Stahldraht 1 zu Armierungseisen geformt werden. Figure 2 shows a schematic view of a variant of the rolling process, using profile rollers 3, which is upstream of the heat treatment. Here, the steel wire 1 is rolled by means of the profile rollers 3. In the variant shown, the steel wire 1 is rolled by means of three profile rollers 3 which are offset from one another with respect to the longitudinal axis 5 of the steel wire. In the variant shown, 3 oblique ribs are rolled onto the steel wire 1 by means of the three profile rollers. In the variant shown, the steel wire 1 is preferably processed in an endless manner. This means that the steel wire is fed into the process on spools or rolls, also known as coils. In a variant of the method, the steel wire 1 is designed as reinforcing steel. Diagonal ribs are rolled onto the steel wire 1 by means of the three profile rollers 3 . The steel wire 1 can be formed into reinforcing iron by means of the profile rollers 3 .

LISTE DER BEZUGSZEICHENLIST OF REFERENCE MARKS

[0017] 1 Stahldraht 2 Wärmebehandlungskammer 3 Profilwalzen 4 Gasbrenner 5 Längsachse 1 steel wire 2 heat treatment chamber 3 profile rollers 4 gas burner 5 longitudinal axis

Claims (8)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach dem Walzen vor einem Biegevorgang, umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen von gewalztem Stahldraht (1), welcher aufgrund des Walzvorgangs eine Temperatur von 80°C - 120°C aufweist; b. Zuführen des 80°C - 120°C warmen Stahldrahtes (1) in eine Wärmebehandlungskammer (2); c. Aufheizen des Stahldrahtes (1) auf 150°C - 250°C Ausgangstemperatur im kontinuierlichen Durchlauf; d. Weiterverarbeiten des auf 150°C - 250°C aufgeheizten Stahldrahtes (1), vorzugsweise durch Biegen.A method for heat treating steel wire (1) after rolling before bending, comprising the following steps: a. providing rolled steel wire (1), which has a temperature of 80°C - 120°C due to the rolling process; b. feeding the 80°C - 120°C warm steel wire (1) into a heat treatment chamber (2); c. heating of the steel wire (1) to an initial temperature of 150°C - 250°C in continuous flow; i.e. Further processing of the steel wire (1) heated to 150°C - 250°C, preferably by bending. 2. Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlungskammer (2) hinter der Walzvorrichtung angrenzend angeordnet ist um den vom Walzvorgang 80°C - 120°C erwärmten Stahldraht (1) zuzuführen.A method for heat-treating steel wire (1) according to claim 1, characterized in that the heat-treating chamber (2) is arranged adjacently behind the rolling device to feed the steel wire (1) heated to 80°C - 120°C by the rolling process. 3. Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Stahldraht (1) mittels einer Mehrzahl von Gasbrennern (4) aufgeheizt wird.A method of heat treating steel wire (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the steel wire (1) is heated by a plurality of gas burners (4). 4. Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Stahldraht (1) in einer gekapselten Wärmebehandlungskammer (2) aufgeheizt wird.A method of heat treating steel wire (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the steel wire (1) is heated in an encapsulated heat treatment chamber (2). 5. Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die gekapselte Wärmebehandlungskammer (2) eine Länge von 800 mm - 1500 mm und einen Querschnitt von 80 mm - 150 mm aufweist.A method for heat treating steel wire (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the enclosed heat treatment chamber (2) has a length of 800mm - 1500mm and a cross section of 80mm - 150mm. 6. Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Stahldraht (1) mittels Profilwalzen (3) gewalzt ist, welche mit Bezug zur Längsachse des Stahldrahtes versetzt angeordnet sind.Method for heat treatment of steel wire (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the steel wire (1) is rolled by means of profile rolls (3) which are offset with respect to the longitudinal axis of the steel wire. 7. Wärmebehandlunaskammer (2) zur Verwendung für ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahldraht nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlungskammer (2) als gekapselte Wärmekammer (2) ausgeführt ist, welche eine Länge von im Wesentlichen 1000mm und einen Querschnitt von 100×100 mm aufweist.A heat treatment chamber (2) for use in a steel wire heat treatment method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat treatment chamber (2) is designed as an encapsulated heat chamber (2) having a length of substantially 1000mm and a cross section of 100×100 mm. 8. Stahldraht (1) hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.8. Steel wire (1) produced by a method according to any one of claims 1 to 6.
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