DE1186888B - Method and device for annealing thin sheets - Google Patents
Method and device for annealing thin sheetsInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Glühen von Feinblechen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum alterungsbeständigen Glühen von in lockeren Windungen liegenden Blechen, insbesondere von aufgelockerten Blech-, vorzugsweise Stahlblechbunden.Method and apparatus for annealing thin sheets The invention relates to a method and apparatus for aging resistant annealing of sheet metal lying in loose turns, especially of loose sheet metal, preferably sheet steel coils.
Die Erfindung bringt eine wesentliche Verbesserung der Technik des Glühens von Blechen, hauptsächlich von Stahlblechen, und schließt gewisse Abänderungen der Glühöfen und der Verteilungssysteme für die zum Schutz oder zur Behandlung dieser Bleche im Glühofen verwendeten Gase ein.The invention brings a substantial improvement in the technology of Annealing of sheets, mainly steel sheets, and includes certain modifications the annealing furnaces and the distribution systems for the protection or treatment of these Trays of gases used in the annealing furnace.
Es ist bekannt, daß das Glühen der Bleche in lockeren Windungen im Prinzip eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Bleches und namentlich des Stahlbleches durch Einwirkung der im freien Zwischenraum zwischen den Windungen umlaufenden Gase ermöglicht.It is known that the annealing of the sheets in loose turns in the Principle a change in the chemical composition of the sheet and specifically of the steel sheet by the action of the free space between the turns allows circulating gases.
Eine wichtige Anwendung dieses Glühverfahrens ist die Erzeugung von Stahlblechen, die durch Beseitigung der in ihnen enthaltenen Stickstoff- und Kohlenstoffspuren alterungsbeständig gemacht werden; diese Beseitigung erfolgt am besten durch Gliihen der Stahlbleche in einer aus feuchtem Wasserstoff gebildeten Atmosphäre. Die bisher empfohlene Technik besteht in der Verwendung von Glühöfen, die den herkömmlicherweise für eng gewickelte Blechspulen benutzten Haubenöfen nahestehen und eine mit einem Gasumlaufsystem wie jene herkömmlichen Öfen ausgestattete Ofensohle enthalten. Diese Öfen für lose Blechwickel unterscheiden sich von den Öfen für übliche Blechwickel praktisch nur durch ihre Abmessungen und durch einige Einzelheiten in bezug auf ihre Abdichtungen. Ihre Verwendung für eine alterungsbeständige Glühbehandlung umfaßt im wesentlichen eine Erhitzung unter einem Schutzgas, wie z. B. Monogas, eine sogenannte »Tränkungs«-Periode, nämlich Durchleitungsperiode einer feuchten Wasserstoffatmosphäre, unter Aufrechterhaltung einer konstanten Glühtemperatur, und eine Abkühlungsperiode unter einem Schutzgas, wie trockenem Monogas.An important application of this annealing process is the production of Steel sheets, which by eliminating the nitrogen and carbon traces they contain be made resistant to aging; this removal is best done by annealing of the steel sheets in an atmosphere formed from moist hydrogen. The so far recommended technique is to use annealing furnaces similar to those conventionally used hood ovens used for tightly wound sheet metal coils are close and one with a Gas circulation system like those conventional ovens contain oven sole. These Ovens for loose sheet metal coils differ from ovens for conventional sheet metal coils practically only by their dimensions and by some details relating to their seals. Their use for an aging-resistant annealing treatment includes essentially heating under a protective gas, such as. B. monogas, a so-called "Soaking" period, namely passage period of a moist hydrogen atmosphere, while maintaining a constant annealing temperature, and a cooling period under a protective gas such as dry monogas.
Bei solcher Verwendungsweise ergeben diese Öfen geraume Zeit nach dem Glühen nicht alternde Stähle. Dieses Ergebnis erhält man aber nur durch eine übermäßige Verlängerung der Glühtemperaturhaltezeit unter feuchter Wasserstoffatmosphäre, die zwischen 10 und 20 Stunden beträgt. Dieser Nachteil verringert beträchtlich die Erzeugungskapazität der Öfen und erfordert außerdem ein Übermaß von Wasserstoffaufwand und Glühwärmeverbrauch.When used in this way, these ovens yield for a considerable period of time steels that do not age after annealing. This result can only be obtained through a excessive extension of the annealing temperature holding time under a moist hydrogen atmosphere, which is between 10 and 20 hours. This disadvantage is considerably reduced the production capacity of the furnaces and also requires an excessive amount of hydrogen consumption and glow heat consumption.
Diese Ergebnisse sind um so enttäuschender, als man im Laboratorium dieselben Stahlbleche durch eine 3 Stunden nicht überschreitende Behandlung mit feuchtem Wasserstoff alterungsbeständig machen kann.These results are all the more disappointing than they are in the laboratory the same steel sheets by a treatment not exceeding 3 hours with can make moist hydrogen resistant to aging.
Versuche an einem halbindustriellen Ofen und genaues Studium des Gasumlaufes in den bisher zum Glühen von lockeren Blechwickeln benutzten Öfen haben gezeigt, daß die erwähnten Schwierigkeiten von ungenügendem Umlauf des feuchten Wasserstoffs zwischen den Windungen der Blechwickel herrührten. Das herkömmliche Gasumlaufsystem, das im allgemeinen ein Kreiselgebläse enthält, hat zweifellos gute Wirkung beim Glühen in einer Schutzgasatmosphäre, wie Monogas. Wenn aber diese Gase heiß werden und vor allem, wenn man diese Schutzgasatmosphäre durch feuchtes Wasserstoffgas ersetzt, nehmen die Umlaufmengen beträchtlich ab. Es wurde festgestellt, daß die in den Blechwickeln umlaufenden Gasmengen, gemessen in Normalkubikmetern, während der Glühtemperatur-Halteperiode mit Wasserstoff auf ein Hundertstel der am Beginn des Glühens unter Schutzgas, wie Monogas, meßbaren Umlaufmengen abnehmen. Man kann daher annehmen, daß während der Periode der Durchleitung von feuchtem Wasserstoff ein durch ein Kreiselgebläse betriebenes Umlaufsystem nutzlos und sogar schädlich wird.Experiments on a semi-industrial furnace and careful study of the gas circulation in the furnaces previously used for annealing loose sheet metal coils have shown that the mentioned difficulties of insufficient circulation of the moist hydrogen between the turns of the sheet metal coils. The conventional gas circulation system, which generally includes a centrifugal fan, undoubtedly has a good effect on Annealing in a protective gas atmosphere, such as monogas. But when these gases get hot and especially when you use moist hydrogen gas to create this protective gas atmosphere replaced, the amounts in circulation decrease considerably. It was found that the Amounts of gas circulating in the sheet metal coils, measured in normal cubic meters, during the annealing temperature holding period with hydrogen to one hundredth of that at the beginning of annealing under protective gas, such as monogas, decrease measurable quantities in circulation. One can therefore assume that during the period of passage of moist hydrogen a circulating system operated by a centrifugal fan is useless and even harmful will.
Die vorliegende Erfindung hat namentlich ein diesem Nachteil abhelfendes Verfahren zum Ziel.Namely, the present invention has one overcoming this disadvantage Procedure to the goal.
Das Verfahren nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß während dem Halten auf Glühtemperatur die Eintritts- und/oder Austrittsöffnung des die Umwälzung der Ofenatmosphäre bewirkenden Gebläses od. dgl. abgesperrt und von einem Vorratsbehälter aus feuchter Wasserstoff derart unter Druck in den Ofeninnenraum eingeführt wird, daß eine hinreichende Strömung durch die Windungszwischenräume gewährleistet ist. Nach der Erfindung genügt es, ein Wasserstoffnetz unter hinreichendem Druck einzurichten und für die Hauben des Glühofens druckfeste Abschlußdichtungen vorzusehen. Um die Wirksamkeit der Erfindung zu zeigen, ohne sie auf dieses Beispiel zu beschränken, sei angenommen, daß ein Glühofen durch eine Leitung aus einem mit Wasserstoff unter einem Druck von 300 mm Wassersäule gefüllten Gasbehälter gespeist werden möge; man verfügt dann im Glühofen . über einen Treibdruck über 200 mm Wassersäule, während bei Verwendung eines den heißen Wasserstoff umwälzenden Gebläses (mit 1 m Durchmesser und einer Umdrehungszahl von 750 U/min) man nur Treibdrücke im Ofen in der Größenordnung von 2,5 mm Wassersäule- erreicht.The method according to the invention is essentially characterized in that that while maintaining the annealing temperature, the entry and / or Outlet opening the fan or the like causing the circulation of the furnace atmosphere is shut off and from a reservoir of moist hydrogen under pressure into the furnace interior is introduced that a sufficient flow through the winding spaces is guaranteed. According to the invention, it is sufficient to use a hydrogen network Set up pressure and pressure-tight sealing seals for the hoods of the annealing furnace to be provided. To show the effectiveness of the invention without relying on this example to restrict, it is assumed that an annealing furnace by a line from a with Hydrogen fed under a pressure of 300 mm water column filled gas container may be; one then has in the annealing furnace. with a driving pressure of more than 200 mm water column, while when using a fan that circulates the hot hydrogen (with 1 m diameter and a speed of rotation of 750 rpm) you only need driving pressures in the furnace in the order of 2.5 mm water column- achieved.
Eine . vorteilhafte:. RAtzsführung ..der. Vorrichtung nach der Erfindung besteht in der Anordnung eines Wärmeaustauschers im Gaskreislauf zwischen dem Ausgang und dem Eintritt der Öfen. Man kann so einen großen. Teil: ,der Heizwärme der die Ofenatmosphäre bildendm#,Gase rückgewinnen.One . advantageous: Council leadership ..the. Device according to the invention consists in placing a heat exchanger in the gas circuit between the outlet and the entry of the ovens. You can be that big. Part:, the heating of the Creating furnace atmosphere m #, recovering gases.
Gemäß einer anderen'wichtigen Ausführungsform der Erfindung wird ebenso der Ofenventilator abgesperrt und der Druck einer unabhängigen Quelle für die Verteilung des Schtrtagases, wie Monogas u. dgl., während der ganzen-Heiz- und Abkühlungsperiode oder während eines Teils davon benutzt. Diese Ausführungsform'hat den'Vorteildaß der Abstand zwischen den lockeren Blechwindungen verkleinert und daher die Einsatzkapazität erhöht und/oder die Heiz-und Abkühlungsgeschwiridigkeit beträchtlich beschleunigt .werden köumn.According to another important embodiment of the invention, the same applies the furnace fan shut off and the pressure from an independent source for distribution of the bulk gas such as monogas and the like during the whole heating and cooling period or used during part of it. This embodiment has the advantage that the distance between the loose sheet metal windings is reduced and therefore the operational capacity increases and / or accelerates the heating and cooling speed considerably .be able to.
Das Verfahrene noch der Erfindung ergibt noch einen sehr großen und unerwarteten Vorteil. Es muß bemerkt werden, daß .die erforderliche Abkühlungszeit für die Blechwickel bei dem gewöhnlichen Verfahren sehr lang war.- In den bisher verwendeten Ofen ist sie in der Größenordnung von 24 Stunden für 60. t, und bis jetzt war es nicht angezeigt, diese Abkir'hlung unbedenklich zu beschleunigen, da die Industrieerfahrung die unbestreitbare Bedeutung eines langsamen Abkühlens der lockeren Wickel für die Gewinnung guter Tiefzieheigenschaften erwiesen hat.The method of the invention still gives a very large and unexpected benefit. It must be noted that the cooling time required was very long for the sheet metal winding in the usual process furnace used, it is of the order of 24 hours for 60th t, and up now it was not advisable to safely accelerate this cooling down, there the industry experience the undeniable importance of a slow cooling of the loose winding has proven to achieve good deep-drawing properties.
Nun wurde aber .festgestellt, daß die durch Behandlung in feuchtem Wasserstoff alterungsbeständig gemachten Stähle ihre Tiefzieheignung auch bei großen Abkühlungsgeschwindigkeiten beibehalten, die sogar bis zur Geschwindigkeit des Härtens im Ölbad gingen.But it has now been established that the treatment in moist Hydrogen aging-resistant steels are suitable for deep drawing even with large ones Maintain cooling rates even up to the rate of hardening went in the oil bath.
Es ist so nach der Erfindung möglich, sehr große Abkühlgeschwindigkeiten zu erhalten, wenn nach dem Absperren des Ofenventilators oder -gebläses eine Speisung mit Schutzgas; wie trockenem Monogas, unter Druck erfolgt, um diese Gase durch die Blechwickel im Verlauf der Abkühlung hindurchzutreiben; die Gase werden in erhitztem Zustand am Ofenausgang aufgefangen und, nachdem sie in einem Kühlmittel von großer Wärmekapazität abgekühlt worden sind, mit Hilfe eines Zusatzgebläses in das Schutzgasnetz zurückgeleitet. Die Abkühlgeschwindigkeit der Wickel ist. so eine Funktion der Schutzgasmenge und nicht auf die bloßen Abkü Igng5m@öglichkeiten des Haubenofens_ beschränkt. Beispielsweise kann ein 60-t-Ofen in einer Zeit von etwa 10 Stunden mittels einer umlaufenden Monogasmange in der Größenordnung von 3000 ms/h abgekühlt -.werden.. Der Verschluß, -des Ventilators! oder Gebläses kann gemäß der Erfindung beliebig an der Eintritts- oder Austrittsöffnung desselben angebracht und von außen durch ein die Haubensohle durchdringendes Gestänge od. dgl. bedient werden.It is thus possible according to the invention to obtain very high cooling speeds if, after the furnace fan or blower has been shut off, a supply of protective gas; such as dry monogas, under pressure to drive these gases through the sheet metal coils in the course of cooling; the gases are caught in a heated state at the furnace outlet and, after they have been cooled in a coolant with a high thermal capacity, are returned to the protective gas network with the help of an additional fan. The cooling rate of the winding is. Such a function of the amount of protective gas and not limited to the mere cooling options of the hood furnace. For example, a 60 t furnace can be cooled in a time of around 10 hours by means of a circulating monogas range in the order of 3000 ms / h. . The closure of the fan! or blower according to the invention can be attached to the inlet or outlet opening of the same and operated from the outside by a rod penetrating the hood sole or the like.
Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Ausübung des oben beschriebenen Verfahrens zum Gegenstand. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen zum Glühen lockerer Blechwickel eine Absperrvorrichtung für die Eintritts- und/oder Austrittsöffnung des Gebläses sowie ein Zwangsumlaufsystem enthält, das die Gase durch das bloße Mittel des Förderdruckes zwischen den Windungen der Blechwickel hindurchtreibt.The invention also includes apparatus for practicing the above Procedure to the subject. The device of the invention is essential characterized in that the furnace has a shut-off device for annealing loose sheet metal coils for the inlet and / or outlet opening of the fan and a forced circulation system that contains the gases by the mere means of the delivery pressure between the coils the sheet metal coil drives through.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese auch einen Kreislauf zur Rückgewinnung des während der Abkühlperiode benutzten Schutzgases mit den zur neuerlichen Umwälzung dieser Gase nach deren Abkühlung erforderlichen Mitteln enthalten.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention this can also be a circuit for the recovery of the during the cooling period protective gases used with those used to recirculate these gases after they have cooled down necessary funds included.
Die Zeichnung dient zum besseren Verständnis der Erfindung, ohne diese auf das dargestellte Beispiel zu beschränken.The drawing serves for a better understanding of the invention without it to the example shown.
In F i g. 1 stellt 1 die Außenwand eines Ofens zum Glühen von Blechen in Form lockerer Wickel .dar. Dieser Ofen wird bei 2 durch ein beliebiges System beheizt. In dem Ofen 1 befindet sich die mit einer hydraulischen Abdichtung 4 versehene Haube 3, und diese enthält einen Blechbund 5 mit einander nicht berührenden Windungen 10, der auf einem durchbrochenen festen Sockel 6 ruht.In Fig. 1 shows 1 the outer wall of a furnace for annealing sheet metal in the form of loose coils .dar. This oven is heated at 2 by any system. The hood 3, which is provided with a hydraulic seal 4 , is located in the furnace 1, and it contains a sheet-metal collar 5 with non-contacting windings 10, which rests on a perforated solid base 6.
Ein Ventilator 7 bewirkt in an sich bekannter Weise den inneren Umlauf der die Ofenatmosphäre bildenden Gase, wobei das frische Gas bei 9 ankommt und die verbrauchten Gase bei 11 austreten.A fan 7 effects the internal circulation in a manner known per se of the gases forming the furnace atmosphere, the fresh gas arriving at 9 and the spent gases escape at 11.
Der vor dem Gebläse angeordnete Verschluß 12 wird von außen durch ein schematisch bei 13 angedeutetes Betätigungssystem bedient; er wird geschlossen, sobald man den Vorgang des Durchleitens von feuchtem Wasserstoff beginnt. In diesem Zeitpunkt werden die Gase durch den Druck des Vorratsbehälters 19 gezwungen, zwischen den Windungen 10 des Wickels 5 hindurchzuströmen und durch denselben Kanal 11 auszutreten, ohne daß durch den Ventilator ein Kurzschluß des Kreislaufs entstehen kann.The shutter 12 arranged in front of the fan is operated from the outside by an actuation system indicated schematically at 13; it is closed as soon as the process of passing moist hydrogen through begins. At this point in time the gases are forced by the pressure of the storage container 19 to flow between the turns 10 of the roll 5 and exit through the same channel 11 without the fan being able to short-circuit the circuit.
Ein Wärmeaustauscher 14 ermöglicht gemäß der weiteren Erfindung die Erhitzung der bei 9 eintretenden Gase durch die von den bei 11 austretenden Gasen mitgenommene Wärme.According to the further invention, a heat exchanger 14 enables the gases entering at 9 to be heated by the heat carried along by the gases exiting at 11.
F i g. 2 zeigt schematisch den für die Kühlung durch Monogas bestimmten Kreislauf bei abgesperrtem Gebläse und Rückführung des Monogases nach Kühlung und Drucksteigerung.F i g. Figure 2 shows schematically that intended for cooling by monogas Circuit with the fan shut off and return of the monogas after cooling and Pressure increase.
Das vom Gasbehälter 20 kommende Monogas tritt durch die Leitung 22 in den Ofen 23 ein, wo es mit den lockeren Blechbunden 24 in Berührung gebracht wird. Die verbrauchten Monogase treten aus dem Ofen 23 durch die Leitung 25 aus und werden durch das Zusatzgebläse 27 in den Gasbehälter 20 zurückgeführt, nachdem sie ihre Wärme an ein Kühlmittel 26 abgegeben haben. Auf diese Weise wird die Abkühlung der Blechbunde beträchtlich beschleunigt.The monogas coming from the gas container 20 enters the furnace 23 through the line 22, where it is brought into contact with the loose sheet metal collars 24. The used monogases exit the furnace 23 through the line 25 and are returned to the gas container 20 by the additional fan 27 after they have given off their heat to a coolant 26 . In this way, the cooling of the sheet metal coils is considerably accelerated.
Claims (6)
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Country Status (1)
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DE (1) | DE1186888B (en) |
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1962
- 1962-02-23 DE DES78177A patent/DE1186888B/en active Pending
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