DE1000843B

DE1000843B - Process for hardening blowpipes

Info

Publication number: DE1000843B
Application number: DEG18001A
Authority: DE
Inventors: Ernst Risse
Original assignee: REEUSS BERGBAU U INDUSTRIEBEDA
Current assignee: REEUSS BERGBAU U INDUSTRIEBEDA
Priority date: 1955-09-19
Filing date: 1955-09-19
Publication date: 1957-01-17

Description

Verfahren zum Härten von Blasversatzrohren Die Erfindung bezieht sich auf Blasversatzrohre für unterirdische Grubenbetriebe oder andere Anwendungsfälle, bei denen ein Schüttgut pneumatisch oder hydraulisch gefördert wird.Method of Hardening Blower Pipes The invention relates to on blow-off pipes for underground mining operations or other applications, where bulk goods are conveyed pneumatically or hydraulically.

Da die Blasversatzrohre u. dgl. einem erheblichen Verschleiß durch das an der Rohrwandung entlang gleitende Fördergut unterworfen sind, ist es allgemein üblich, die dem Verschleiß ausgesetzte Rohrwandung zu härten. Besonders bewährt haben sich Versatzrohre, die aus Doppellagenmaterial bestehen, dessen innere Schicht aus einem härtbaren Stahl besteht und dessen Außenschicht, die mit der Innenschicht verschweißt ist, aus einem nicht härtenden Eisen besteht. Der Vorteil derartiger Versatzrohre liegt darin, daß man die dem Verschleiß unterworfene Innenseite auf eine sehr hohe Härte bringen kann, so daß solche Rohre eine vergleichsweise hohe Lebensdauer haben.Since the blower pipes and the like are subject to considerable wear the conveyed goods sliding along the pipe wall are subject to it, it is general It is common practice to harden the pipe wall exposed to wear. Particularly proven offset pipes, which consist of double-layer material, have their inner layer consists of a hardenable steel and its outer layer that connects to the inner layer is welded, consists of a non-hardening iron. The advantage of such Offset pipes lies in the fact that the inner side which is subject to wear and tear is placed on can bring a very high hardness, so that such pipes a comparatively high Have lifetime.

Die Verwendung von Zweilagenmaterial für die Herstellung von Blasversatzrohren bedingt jedoch einen nicht unerheblichen Material- und Werkstattaufwand. Für gewisse Verwendungszwecke ist es deshalb erwünscht, ein Versatzrohr zur Verfügung zu haben, das aus relativ wohlfeilem Einlagenmaterial besteht. An Versuchen, derartige einschichtige gehärtete Stahlrohre herzustellen, hat es nicht gefehlt. Es hat sich dabei herausgestellt, daß eine durchgehende Härtung des einschichtigen Stahlrohres unzweckmäßig ist, weil dabei der Rohrkörper zu wenig widerstandsfähig gegen die ziemlich hohen Beanspruchungen durch Stoß und Schlag ist, denen das Versatzrohr im Untertagebetrieb erfahrungsgemäß ausgesetzt ist. Man hat deshalb die Härte der Rohrwand außen z. B. durch nachträgliches Anlassen, wieder vermindert, wobei der Rohrkörper im Querschnitt nahe der inneren Wandung eine martensitische Zone etwa 200 bis 230 kg/mm2 Festigkeit behält, die nach außen, in. ein sorbitisches oder troostisches übergangsgefüge mit einer Festigkeit von 120 bis 140 kg/mm2 übergeht. Jedoch wurde festgestellt, daß auch derartige Rohre, obgleich ihre Wandung gegen. Verschleiß durch das Fördergut sich ziemlich günstig verhält, den vorkommenden Beanspruchungen durch Stoß oder Schlag nicht ausreichend gewachsen sind.The use of two-layer material for the manufacture of blow pipes However, it requires a not inconsiderable amount of material and workshop costs. For certain For purposes of use, it is therefore desirable to have an offset pipe available, which consists of relatively cheap insert material. Attempts to find such single-layer There was no shortage of producing hardened steel pipes. It turned out that a continuous hardening of the single-layer steel pipe is inexpedient because at the same time, the tubular body is insufficiently resistant to the rather high stresses experience has shown that the backfill pipe in underground operation is caused by shock and impact is exposed. You therefore have the hardness of the pipe wall outside z. B. by subsequent Tempering, again diminished, with the tubular body in cross-section close to the inner one Wall a martensitic zone about 200 to 230 kg / mm2 strength retains the outwards, in. a sorbitic or troostic transition structure with a firmness goes from 120 to 140 kg / mm2. However, it was found that such pipes, although its wall against. Wear due to the conveyed goods is pretty cheap does not respond adequately to the stresses caused by shock or impact have grown.

Daraufhin, ist vorgeschlagen worden, den aus einschichtigem hartbarem Stahl bestehenden Rohrkörper so zu härten, daß in dem Rohr über die Ausdehnung seiner Länge und seinem Umfang verteilte, durchsehende Abschnitte von gehärtetem und ungehärtetem Stahl entstehen. Wenn dabei die ungehärteten Ab-;chnitte klein gegenüber den gehärteten Abschnitten tusgebildet werden., erhält man ein Rohr, das einen 'ür manche Anwendungszwecke ausreichenden Vercchleißwiderstand besitzt. Die Widerstandsfähigkeit solcher Rohre gegen Schlag und Stoß läßt allerdings an sich noch zu wünschen übrig. Auch ist die Fertigung derartiger zonen- oder feldergehärteter Rohre ziemlich schwierig. Es mußte bisher bei derartiger Rohren das Material nach der Härtung mehr oder weniger angelassen werden., um einen gegen Stoß und Schlag genügend stabilen Rohrkörper zu erhalten, wodurch natürlich die Verschleißfestigkeit wieder herabgesetzt wird.As a result, it has been suggested that single-layer hardenable materials should be used To harden steel existing pipe body so that in the pipe over the expansion of its Translucent sections of hardened and unhardened distributed along its length and circumference Steel are made. If the unhardened sections are small compared to the hardened ones Sections are formed., A tube is obtained that can be used for many purposes has sufficient wear resistance. The resilience of such pipes against blow and shock, however, still leaves something to be desired. Also is that Manufacture of such zone or field hardened pipes quite difficult. It should hitherto, the material more or less tempered after hardening in such pipes in order to obtain a tubular body that is sufficiently stable against shock and impact, which of course reduces the wear resistance again.

Die, Erfindung folgt demgegenüber dem Leitgedanken, ein aus einschichtigem härtbarem Stahlmaterial bestehendes Blasversatzrohr zu entwickeln, welches auf der Innenseite durchgehend eine gehärtete martensitische Schicht aufweist, auf der Außenseite des Rohres hingegen eine durchgehende perlitische zähe Schicht.In contrast, the invention follows the main idea, a single layer Hardenable steel material to develop an existing blowpipe, which is based on the Inside has a hardened martensitic layer throughout, on the outside On the other hand, the tube has a continuous pearlitic tough layer.

Das den. Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren, zur Herstellung derartiger Rohre besteht in folgenden Maßnahmen: Der ungehärtete Rohrkörper wird in fortlaufender Bewegung zunächst an einer vorzugsweise von außen wirkenden Heizeinrichtung, etwa einem ringförmigen Gassauerstoffbrenner, entlang geführt, in dessen Bereich der Rohrkörper auf eine Temperatur nahe unterhalb der Härtetemperatur des Werkstoffes gebracht wird. Nachdem im Querschnitt des Rohrkörpers der Temperaturausgleich erreicht ist, wird das Rohr an einer in seiner Höhlung angeordneten Heizeinrichtung, beispielsweise ebenfalls einem Gassauerstoffbrenner, entlang geführt, in dessen Bereich das Rohr von innen heraus auf Härtetemperatur unter hohem Wärmeeinfall erhitzt wird, wobei gleichzeitig das Rohr von außen einer solchen Kühlung, etwa durch Aufblasen vom, Luft, unterworfen wird, daß die Außenschicht des Rohres unter Härtetemperatur bleibt: Unmittelbar anschließend an diese Erhitzung des Rohres auf Härtetemperatur kommt das Rohr in den Bereich einer stark wirkenden, in der Höhlung des Rohres angeordneten Kühleinrichtung, etwa einer Wasserbrause, durch welche das Material abgeschreckt und gehärtet wird.That the. Processes forming the subject of the invention for production Such pipes consists of the following measures: The unhardened pipe body is in continuous movement, initially on a heating device that preferably acts from the outside, for example an annular gas oxygen burner, guided along, in its area the pipe body to a temperature close to below the hardening temperature of the material is brought. After the temperature equalization has been achieved in the cross section of the tubular body is, the tube is arranged in its cavity on a heating device, for example also a gas oxygen burner, guided along, in the area of which the tube is heated from the inside out to hardening temperature with high incidence of heat, wherein at the same time the pipe from the outside of such a cooling, for example by inflating the, Air, is subjected to the outer layer of the pipe under hardening temperature remain: Immediately after this heating of the tube to hardening temperature comes the tube in the area of a strong acting, arranged in the cavity of the tube Cooling device, such as a water shower, through which the material is quenched and is hardened.

Vorzugsweise werden bei dem Gegenstand der Erfindung während der Erhitzung des Rohres auf Härtetemperatur von außen in beschränkten Sektoren des Rohrumfanges stärker wirkende Kühleinrichtungen, etwa kleine Wasserbrausen, zur Einwirkung gebracht, in deren Bereich die äußeren Schichten. des Rohrkörpers etwas tiefer als im Bereich der Luftkühlung auf Temperaturen unterhalb der Härte` temperatur gehalten werden.Preferably in the subject matter of the invention during the heating of the pipe to the hardening temperature from the outside in limited sectors of the pipe circumference more powerful cooling devices, such as small water showers, brought into effect, in their area the outer layers. of the pipe body a little deeper than in the area the air cooling must be kept at temperatures below the hardening temperature.

Das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Blasversatzrohr od. dgl. zeichnet sieh durch eine hohe Verschleißfestigkeit und zugleich eine hohe Widerstandfähigkeit gegen. Beanspruchungen durch Schlag und Stoß aus. Dadurch, daß der ganze Rohrkörper vor der Erhitzung auf Härtetemperatur von innen auf eine nahe unterhalb der Härtetemperatur liegende Temperatur vorgeheizt wird, gelingt es, die Tiefe der auf Härtetemperatur gebrachten inneren Schicht bedeutend zu steigern, auch wenn gleichzeitig das Rohr von außen so gekühlt wird, daß die Außenschicht unterhalb der Härtetemperatur bleibt.The blow-off pipe produced according to the method according to the invention od. The like. Is characterized by a high wear resistance and at the same time a high one Resistance to. From impact and impact. As a result of that the whole tube body before heating to hardening temperature from the inside to a close is preheated below the hardening temperature, it is possible to achieve the To significantly increase the depth of the inner layer brought to the hardening temperature, even if at the same time the pipe is cooled from the outside so that the outer layer remains below the hardening temperature.

Die auf diese Weise erzeugte vergleichsweise tief gehärtete Schicht an der Innenseite der Rohre gibt dem Rohr eine hohe Lebensdauer gegenüber denn Verschleiß durch das Fördergut.The comparatively deep hardened layer produced in this way on the inside of the pipe gives the pipe a long service life against wear and tear through the conveyed material.

Außen wird der Rohrkörper durch die perlitische zähe Schicht, die sich über den ganzen, Rohrumfang erstreckt, in vorteilhafter Weise gegen Schlag und Stoß geschützt, insbesondere gegen Kerbwirkung.The outside of the tube body is covered by the pearlitic tough layer that extends over the entire pipe circumference, advantageously against impact and impact protected, in particular against notch effects.

Dabei erzielt man durch die zusätzlichen: stärker wirkenden Kühleinrichtungen oder kleinen Brausen, die von außen. während der Erhitzung auf Härtetemperaturen auf den Rohrkörper einwirken, die Bildung von perlitischen, ' d. h. zähen: Streifen, oder Rippen in dem Rohrkörper, die dessen Widerstandsfähigkeit gegen Schlag- und Stoßbeanspruchungen so erhöhen, daß das erfindungsgemäße Rohr in dieser Beziehung nahezu die gleichen, günstigen Eigenschaften aufweist wie das eingangs erwähnte Zweilagenversatzrohr. Daß dabei im Bereich der stärkeren, von außen wirkenden Kühleinrichtung die martensitische Schicht nicht ganz so tief reicht wie in den dazwischen liegenden Sektoren, ist auf die Verschleißfestigkeit der Rohre praktisch ohne Einfluß, weil die härteren Schichten in einem gewissen. Ausmaß auch dazwischen liegende weichere Schichten gegen, Verschleiß zu schützen vermögen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn, die stärker wirkende Kühleinrichtung nicht auf einer Mantellinie des Rohres parallel zur Rohrlängsachse auf das Rohr einwirkt, sondern, auf einer Schraubenlinie um das Rohr läuft oder einen wellen- oder zickzackförmigen Verlauf auf dem Rohr ergibt. Ein solcher Verlauf läßt sich erzielen, wenn zusätzlich zu der Rohrbewegung in Richtung seiner Längsachse entweder das Rohr oder die von außen wirkende Kühleinrichtung eine gleichmäßige Drehbewegung bzw. ' eine gesteuerte Drehschwingung um die Rohrlängsachse ausführt.The additional: more powerful cooling devices are achieved or small showers from the outside. during heating to hardening temperatures act on the tubular body, the formation of pearlitic, 'd. H. tough: strips, or ribs in the tubular body, which increase its resistance to impact and Increase impact loads so that the pipe according to the invention in this respect has almost the same, favorable properties as the one mentioned at the beginning Two-layer offset pipe. That in the area of the stronger, externally acting cooling device the martensitic layer does not extend quite as deep as in the intermediate layers Sectors, is practically without influence on the wear resistance of the pipes because the harder layers in some way. Extent also intermediate softer ones Layers are able to protect against wear and tear. This is particularly the case if, the more powerful cooling device is not on a surface line of the pipe acts on the pipe parallel to the pipe's longitudinal axis, but on a helical line runs around the pipe or in a wavy or zigzag shape on the pipe results. Such a course can be achieved if in addition to the pipe movement in the direction of its longitudinal axis either the pipe or the cooling device acting from the outside a uniform rotary movement or a controlled rotary oscillation around the longitudinal axis of the pipe executes.

Das erfindungsgemäße Rohr wird vorteilhaft mit einer Gesamtwandstürke von 8 mm ausgeführt. Man erreicht durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Härtetiefe an der Innenseite der Rohre auf etwa 4 bis 5 mm, wobei das Rohr außen eine perlitische Schicht von etwa 1 bis 2 mm aufweist, die sich im Bereich der erwähnten zäh bleibenden Streifen oder Rippen auf etwa 3 bis 4 mm erstreckt.The pipe according to the invention is advantageous with a total wall thickness of 8 mm. The method according to the invention achieves a depth of hardness on the inside of the tubes to about 4 to 5 mm, the tube being pearlitic on the outside Layer of about 1 to 2 mm, which remains in the range of the aforementioned tough Stripes or ribs extending to about 3 to 4 mm.

Bei einem Blasversatzrohr von 150 mm 1. W. und i einer Wandstärke von etwa 7,5 mm werden z. B. vier bis fünf zäh bleibende Streifen in symmetrischer Verteilung von je etwa 20 bis 30 mm Breite vorgesehen. Diese Streifen laufen bei einer Rohrlänge von 3 m z. B. zwei- bis dreimal um den Rohrumfang.With a blow-off pipe of 150 mm 1. W. and one wall thickness of about 7.5 mm z. B. four to five tough permanent strips in symmetrical Distribution of about 20 to 30 mm in width is provided. These strips run at a pipe length of 3 m z. B. two to three times around the pipe circumference.

Die innere martensitische Schicht des Rohres wird auf etwa 200 bis 230 kg/mm-2 gehärtet. Das sich daran verlaufende anschließende sorbitische oder troostitische Übergangsgefüge weist eine mittlere Festigkeit von 120 bis 140 kg/mm2 auf, während die perlitische Außenhaut durchgehend eine Festigkeit von 50 bis 60 kg/mm2 besitzt.The inner martensitic layer of the pipe is hardened to about 200 to 230 kg / mm-2. The subsequent sorbitic or troostitic transition structure has an average strength of 120 to 140 kg / mm2, while the pearlitic outer skin has a continuous strength of 50 to 60 kg / mm2.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Einrichtung ist einfach und betriebssicher. Sie besteht im wesentlichen aus einer Bewegungseinrichtung für die senkrechte und gegebenenfalls zusätzliche drehende Bewegung des zu härtenden Rohres, einem Ringbrenner, der die Vorerwärmung des Rohres bewirkt, einem Innenbrenner, mit dem das Rohr von innen mehr auf Härtetemperatur erhitzt wird, einer etwa in der Höhe dieses letzteren Brenners liegende Kühleinrichtung, die das Rohr außen umgibt, und einer im Inneren des Rohres in Bewegungsrichtung desselben hinter dem Brenner liegenden Abschreckbrause. Die äußere Kühleinrichtung kann, aus sektorfönn.igen Schlitzrohren bestehen, beispielsweise vier bis fünf solchen Rohren, durch welche z. B. Kühlluft in regelbarer Menge gegen den Rohrumfang geblasen wird, und dazwischen angeordneten kleinen Wasserbrausen., welche die zäh bleibenden perlitischen Streifen im Rohrkörper hervorrufen.The facility required to carry out the procedure is simple and reliable. It essentially consists of a movement device for the vertical and, if necessary, additional rotating movement of the material to be hardened Tube, a ring burner that preheats the tube, an internal burner, with which the pipe is heated from the inside to the hardening temperature, one in the height of this latter burner lying cooling device, which the pipe outside surrounds, and one inside the tube in the direction of movement of the same behind the Burner lying quenching shower. The external cooling device can, from sector-oriented Slotted tubes exist, for example four to five such tubes through which z. B. cooling air is blown against the pipe circumference in an adjustable amount, and in between arranged small water showers, which show the tough perlitic stripes cause in the pipe body.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for hardening blower pipes or. Like. Made of single-layer hardenable sheet steel, the inside over the entire length and the entire circumference of the wall is hardened, the unhardened pipe on one in its cavity arranged heating and a cooling device is guided along, characterized in that the tube in continuous movement initially at one the tubular body preferably from outside to a temperature close to below Hardening temperature heating burner and after temperature equalization within the pipe cross-section guided along a burner which heats the tube from the inside to hardening temperature is, at the same time with the heating from the inside the tube by cooling of outside in the outer layer kept below the hardening temperature and the tube from is quenched inside by a water shower or the like and thus hardened.

2. Method according to claim 1, characterized in that the during the heating External cooling of the pipe to the hardening temperature in individual sectors the scope in such a way, for example by means of small water showers, is made that in Tube cross-section over the entire length of the tube extending strips of. pearlitic structure, the thickness of which is greater than that of the pearlitic outer layer the remaining parts of the pipes.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the pipe or the cooling device acting from the outside during the actual hardening apart from the movement in the direction of the pipe's longitudinal axis performs a uniform or oscillating rotary movement around the pipe's longitudinal axis, so there.B the pearlitic stripes: greater thickness in the form of a screw or A wavy line or a zigzag curve over the pipe.