DE1178452B

DE1178452B - Verfahren und Einrichtung zum Widerstands-erhitzen von staehlernen, verhaeltnismaessig kurzen Stabstuecken

Info

Publication number: DE1178452B
Application number: DEB61332A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Stich
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1961-02-17
Filing date: 1961-02-17
Publication date: 1964-09-24
Also published as: SE301202B; CH416877A; GB949553A

Description

Verfahren und Einrichtung zum Widerstandserhitzen von stählernea, verhältnismäßig kurzen Stabstücken Die Erfindung bezieht sich auf die Widerstandserhitzung von stählernen Stabstücken, die ausgewalzt oder geschmiedet werden sollen. Die Widerstandserhitzung ist bekanntlich besonders dann wirtschaftlich, wenn die zu erhitzenden Knüppel eine gewisse und weiter unten angegebene Mindestlänge haben. Bei der Erhitzung von verhältnismäßig kurzen Stabstücken, wie man sie in Strauch- oder Gesenkschmieden oder in gewissen Walzwerken braucht, ist der Stromverbrauch relativ hoch. Außerdem ist es bei der Widerstandserhitzung kurzer Stabstücke umständlich, homogen die gewünschte Verformungstemperatur genau zu erhalten. Auf eine genaue Verformungstemperatur kommt es vor allem bei hochlegierten Stählen an.
Die Erfindung, die bezweckt, die Widerstandserhitzung auch dem genannten Bedarf besser zugänglich zu machen, schlägt vor, einen Knüppel in einer Länge, die ein Vielfaches der Länge der benötigten kurzen Stabstücke beträgt, durch den Widerstand elektrischen Stroms zu erhitzen und nach dem Erhitzen in die gewollten Längenabschnitte zu zerteilen. Ferner sollen die Stabstücke, bevor sie der Warmverformungsanlage zugeführt werden, hintereinander in ein nach außen isoliertes und/oder auf die Soll-Temperatur des Materials erhitztes Rohr gebracht werden, dem sie im Rhythmus der Verarbeitung schrittweise entnommen werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich also auch kurze Stabstücke mit dem verhältnismäßig niedrigen Stromverbrauch langer Stäbe erhitzen. Dabei ist es an sich unbeachtlich, ob die langen Stäbe vor dem Eintritt in das Ausgleichsrohr oder nach dem Austritt aus demselben zerteilt werden. Es ist aber unzweckmäßig, die Zerteilung hinter dem Ausgleichsrohr vorzunehmen, weil damit an dem Schnittende des Knüppelrestes, das bereits aus dem Ausgleichsrohr ausgetreten ist, bis zum Bedarf eines nächsten Stabstückes eine Abkühlung oder sonstige Veränderung stattfindet. Ferner wird mit einfachen Mitteln erreicht, daß jedes Stabstück, bevor es verarbeitet wird, die vorgeschriebene Temperatur an allen Stellen hat.
Der letztgenannte der beiden Vorteile tritt schon dann in vollem Maße auf, wenn der Knüppel vor dem Eintritt in das Ausgleichsrohr nicht zerteilt wird. Bei der Widerstandserhitzung kann es nämlich vorkommen, daß der Knüppel im Inneren bereits anfängt, flüssig zu werden, während die Oberfläche erst die verlangte Walztemperatur zeigt. Das ist schädlich vor allem bei Knüppeln aus hochwarmfesten Stählen, deren Schmelzpunkt verhältnismäßig niedrig ist. Das Temperaturgefälle von innen nach außen kann Ursache einer sogenannten Spaltempfindlichkeit dieser Stähle sein. Bringt man Knüppel aus solchen Stählen nach einer außen nicht ganz auf die Soll-Temperatur erfolgten Widerstandserhitzung in ein die Temperatur homogenisierendes und die resultierende Temperatur unter Umständen noch etwas erhöhendes Ausgleichsrohr, so läßt sich auf diese Weise der Knüppel leicht auf die für das Auswalzen ideale Temperatur bringen.
Ausgleichsöfen sind an sich bei der Warmbehandlung von Stahl bekannt. In der erfindungsgemäßen Einrichtung kommt es darauf an, den rohrförmigen Ausgleichsofen - im weiteren und auch schon oben mit "Ausgleichsrohr« bezeichnet - mit möglichst kleiner Transportstrecke des Knüppels der Vorrichtung zur Widerstandserhitzung nachzuordnen. Zweckmäßig wird das Ausgleichsrohr einer Vorrichtung zur Widerstandserhitzung nachgeordnet. Dabei hat das Ausgleichsrohr eine solche Länge, daß der Knüppel, der durch einen Stößel in das Rohr hineingeschoben und aus ihm wieder herausgeschoben werden kann, insgesamt in das Rohr hineinpaßt.
Das Ausgleichsrohr selbst kann ein nach außen isoliertes und/oder auf die Verarbeitungstemperatur thermostatisch geregeltes Rohr mit eigener Widerstandserhitzung sein. Die Führungsrinne des Rohres besitzt zweckmäßig ein Prismen-Profil und besteht aus abriebfestem gesintertem keramischem Material. Da der Knüppel eine gewisse Zeit und gegebenenfalls unter Schutzgas in dem Ausgleichsrohr gespeichert wird, ist es je nach dem Ablauf des Warmverformungsprogramms mitunter zweckmäßig, mehrere Ausgleichsrohre nebeneinander anzuordnen.
Bei einer Einrichtung mit Zerteilung des Knüppels in Stabstücke vor dem Eintritt in das Ausgleichsrohr ist es zweckmäßig, eine Zerteilvorrichtung vorzusehen, die ,aus einer Reihe in den Abständen der Länge der Stabstücke verteilter, gleichzeitig wirkender Schneidmittel besteht. Die Zerteilvorrichtung wird in der Ausführungsform besonders einfach. wenn sie aus einem Satz Schneidbrennern besteht.
Vor allem bei schneller Arbeitstaktfolge ist es zweckmäßig, einen Stößel zu verwenden, der geeignet ist, nach dem Einschieben der Reihe Stabstücke in Berührung mit dem letzten Stabstück zu verbleiben und die Stabstücke schrittweise so lange vorzuschieben, bis das letzte Stabstück das Ausgleichsrohr verlassen hat.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaubild der Abhängigkeit des Stromverbrauchs von der Knüppellänge und vom Knüppelquerschnitt, F i g. 2 schematisch eine Einrichtung zur Widerstandserhitzung von zu schmiedenden Stabstücken, F i g. 3 schematisch eine Einrichtung zur Widerstandserhitzung von in ganzer Länge auszuwalzenden Knüppeln aus hochlegiertem Stahl.
Der Stromverbrauch für die Widerstandserhitzung ist nach F i g. 1 für Stabmaterial gleichen Querschnitts unterhalb einer Knüppellänge von etwa 3 m verhältnismäßig hoch. Das liegt daran, daß die Verluste an den Enden des Stabes, an denen gekühlte und häufig auch von außen mit Wasser bespritzte Elektroden angreifen, unabhängig von der Länge des Stabes sind. Der Anteil der Verluste am gesamten Stromverbrauch ist also bei kurzen Knüppeln höher als bei langen Knüppeln.
Deshalb ist die Widerstandserhitzung bei längeren Knüppeln wirtschaftlicher als bei kürzeren. Diese Erkenntnis wird in einer Einrichtung nach F i g. 2 für die Erhitzung von verhältnismäßig kurzen Stabstücken verwertet.
Eine in F i g. 2 durch einen Transformator 1 und ein Paar Amboßelektroden 2 angedeutete Vorrichtung 3 zur Widerstandserhitzung nimmt einen Knüppel 4 von z. B. 4 m Länge und einem quadratischen Querschnitt von 70 mm Kantenlänge auf. Nach dem Erhitzen der Oberfläche auf etwa l050° C fällt der Knüppel 4 in eine Mulde. In dieser punktiert gezeichneten Lage 4' wird der Knüppel durch einen Satz Schneidbrenner 5, die symbolisch als Strich dargestellt sind, zerteilt in Stabstücke 6 von der Länge L. Alsdann schiebt ein Stößel 7 die Reihe Stabstücke 6 in ein Ausgleichsrohr B. Das Ausgleichsrohr ist ein außen isoliertes und innen ausgemauertes Stahlrohr. Die Führungsrinne ist aus besonders abriebfestem keramischem oder gesintertem Material hergestellt und ist im Querschnitt prismenförmig, d. h. V-förmig. An den Enden des Rohres greifen Kontakte einer nicht gezeichneten Widerstandserhitzungseinrichtung an. Die Stromleistung des Ausgleichsrohrs ist im Verhältnis zur Stromleistung der Vorrichtung 3 klein. In dem Ausgleichsrohr wird die Temperatur der Stabstücke 6 vergleichmäßigt und z. B. auf 1100° C erhöht. Der Stößel 7 bleibt in dem Ausgleichsrohr mit der Reihe Stabstücke in Berührung und schiebt im Rhythmus des Arbeitstaktes einer nicht gezeichneten Gesenkschmiedepresse fertig erhitzte Stabstücke 6' in Pfeilrichtung 9. Dem Ausgleichsrohr 8 ist, um die Zeit des Temperaturausgleichs einer folgenden nächsten Reihe Stabstücke zu überbrücken, ein zweites, gleiches Ausgleichsrohr 8' benachbart, das durch einen zweiten Stößel?' bedient wird.
Die Einrichtung nach F i g. 3 ist einem Walzwerk vorgeordnet. Die mit der Einrichtung nach F i g. 2 vergleichbaren Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Aus der Vorrichtung 3 zur Widerstandserhitzung gelangt ein erhitzter Knüppel 10 aus temperaturunempfindlichem Material auf einem Rollgang 11 unmittelbar in das Walzwerk. Dagegen erfährt ein Knüppel 12 aus temperaturempfindlichem Material von der Vorrichtung 3 aus eine weitere Querbewegung in Pfeilrichtung 13, um vor den Stößel ? zu gelangen, der ihn in das Ausgleichsrohr 8 hineinschiebt. Während der Knüppel 12 darin verweilt und die Soll-Temperatur annimmt, wird durch den Stößel ?' ein inzwischen fertig erhitzter Knüppel 12' aus dem anderen Ausgleichsrohr 8' herausgedrückt. Der Knüppel 8' gelangt in Pfeilrichtung 14 auf den Rollgang 11 und erst dann in das Walzwerk.

Claims

Patentansprüche: I. Verfahren zum unmittelbaren elektrischen Widerstandserhitzen von stählernen, zur Beschikkung von Warmverformungsanlagen, insbesondere von Schmiedemaschinen, dienenden verhältnismäßig kurzen Stabstücken, d a d u r c h gekennzeichnet. daß ein Knüppel in einer Länge, die ein Vielfaches der benötigten kurzen Stabstücke beträgt, widerstandserhitzt und nach dem Widerstandserhitzen zerteilt wird und daß die Stabstücke, bevor sie der Warmverformungsanlage zugeführt werden, hintereinander in ein nach außen isoliertes und/oder auf die Soll-Temperatur des Materials erhitztes Rohr gebracht werden, dem sie im Rhythmus der Verarbeitung schrittweise entnommen werden.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Vorrichtung (3) zur Widerstandserhitzung ein Ausgleichsrohr (8) unmittelbar nachgeordnet ist, in das der Knüppel (4, 12) in voller Länge durch einen Stößel (7) hineinschiebbar und aus dem der Knüppel wieder herausschiebbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsrohr (8) ein nach außen isoliertes und/oder auf die Verformungstemperatur thermostatisch geregeltes Rohr mit Widerstandserhitzung ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsrohr (8) eine keramische oder gesinterte Führungsrinne mit Prismenprofil besitzt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in untereinander parallelem Abstand mehrere Ausgleichsrohre (8, 8') besitzt.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet. daß zwischen der Vorrichtung zur Widerstandserhitzung und dem Ausgleichsrohr eine aus einer Reihe in den Abständen der Länge der Stabstücke verteilter, gleichzeitig wirkender Schneidmittel (5) bestehende Zerteilvorrichtung angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmittel (5) Schneidbrenner sind. B. Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (7) in Material und Antriebsart geeignet ist, nach dem Einschieben der Reihe Stabstücke (6) in Berührung mit dem letzten Stabstück zu verbleiben und schrittweise so lange vorgeschoben zu werden, bis das letzte Stabstück (6') das Ausgleichsrohr verlassen hat.