DE1508364A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Stahlblech oder Bandstahl - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Stahlblech oder BandstahlInfo
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
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Description
4728
Associated Electrical Industries Limited, London SW 1, England u.
The SteeJL Company of Wales Limited, Port Talbot, G-lamorgan/England
Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stahlblech
oder Bandstahl
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stahlblech oder Bandstahl. Sie ist insbesondere
auf die Wärmebehandlung von Stahlblech oder Bandstahl gerichtet, das für die Büchsenindustrie bestimmt ist.
Stahlsorten höherer Güte (d.h. Stähle mit hohen Zerreißfestigkeiten),
die heute für die Büchsenherstellung verwendet werden, werden allgemein durch zweifache Reduktion gewonnen, bei der
Stahl einer abschließenden Kaltreduktion zwischen 20$ und 30$
unterworfen wird. Weicher, unlegierter Stahl kann mit Zerreißfestigkeiten von 6300 kg/cm (90 000 psi) hergestellt werden.
Stähle mit Zerreißfestigkeiten von 8400 kg/cm2 (90 000 psi) können durch zweifache Reduktion von Stählen hergestellt werden,
die einen.Stickstoffgehalt von 0,02$ als Legierungszusatz aufweisen.
Das Verfahren der Kaltreduktion hat jedoch auch Nachteile, z.B. das Abnehmen der Geschmeidigkeit und die bedeutende Zunahme
der Riclitwirkung des Stahls. Es ist zwar möglich, durch sekundäre
Kaltreduktionen bis zu 50$ Zerreißfestigkeiten von
10 500 kg/cm (150 000 psi) zu erreichen, doch haben derartig
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liohe Kaltreduktionen einen so starken Einfluß auf die Geschmeidigkeit
und die Richtwirkung, daß der Stahl bei der Büchsenherstellung auf übliche Weise nicht mehr zu gebrauchen
ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen die Zerreißfestigkeit
des Stahlbleches oder Bandstahls besser als bisher gesteuert werden kann.
Nach der Erfindung wird bei dem Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlblech und Bandstahl der Stahl auf eine Temperatur
von über 74O0O erhitzt, schnell in einem Abschreckmittel
auf eine Temperatur von unter 35O0O abgeschreckt, und die
Bildung von Gas-, Dampf- oder Plussigkeitsschichten auf
der Stahloberfläche verhindert, die den raschen Übergang der Wärme vom Stahl auf das Abschreckmittel behindern.
Das Abschreckmittel ist vorzugsweise Wasser oder eine wässrige lösung, wobei es sich z.B. um eine in Wasser lösliche Flüssigkeit
wie Äthylenglykol handeln kann.
Die Vorrichtung zur Ausübung des oben beschriebenen Verfahrens enthält eine Einrichtung zur Dnrchleitung des Stahle turch
eine Heizstufe, in welcher die Temperatur des Stahls auf über 7400C angehoben wird, eine Einrichtung zur Weiterleitung des
erhitzten Stahls in eine Abschrecketufe, in welcher der Stahl schnell auf eine Temperatur unterhalb von 35O0C abgeschreckt
wird, und eine Einrichtung, mit der die Bildung von Gas-, . Dampf- oder Plussigkeitsschichten auf der Stahloberfläche
verhindert wird, die eine schnelle Wärmeübertragung vom Stahl auf das Abschreckmittel verhindern.
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In einer Anlage zur Wärmebehandlung von Stahlblechen oder Bandstählen, die die richtige Stärke und Länge zur Weiterverwendung in der BUchaeninduetrie aufweisen, kann der
Stehl duroh die Heizetufe geleitet und mit einer geschwindigkeit bis zu 610 m/sek (2000 feet per min) abgeschreckt
werden. Haoh dem Verlassen der Heizstufe wird der Stahl
vorzugsweise senkrecht nach unten durch einen schmalen Schlitz in einen Behälter eingeführt, durch den kontinuierlich Wasser oder eine wässrige Lösung gewäklzt wird. Der
Schlitz ist genügend schmal, damit nur das Stahlblech durchgeleitet werden kann und das Einströmen von Dampf
in die Heizetufe verhindert wird.
Die Heizetufe kann eine geeignete Atmosphäre anfeieen,
die z.B. die Oxidierung oder andere Veränderungen der
Stahlzusammensetzung steuert.
Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus
der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im
Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen
wurden.
Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Bandstahl nach der Erfindung.
Die Pig. 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer derartigen Vorrichtung·
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Die figur 1 zeigt einen Ofen 1 oberhalb eines Behälters 3, der mit Wasser gefüllt ist, welches mittels einer Pumpe 7
durch Leitungen 9 zugeführt wird. Ein ununterbrochenes Stahlband 11 läuft durch den Ofen 1 senkrecht nach unten, dann
durch einen engen Schlitz 15 in eine Kammer 15 und anschliessend
in das Wasserbad 5t in welchem es schnell auf seiner ganzen
Breite abgeschreckt wird. Die Pumpe hält eine konstante Wasserströmung durch die Leitungen 9 und Düsen 17 aufrecht,
so daß das Stahlband 11 auf ssiner ganzen Beite am Ort der
Abschreckung mit Wasserstrahlen bespritzt wird. Die Düsen 17 können derart angeordnet sein, daß über die gesamte
Breite des Stahlbandes eine gleichförmige Abschreckgesohwindigkeit besteht, sie können aber auch dazu dienen, ausgewählte
Zonen auf der Breite des Stahlbandes weniger schnell als andere Zonen abzuschrecken. Die Wasserstrahlen aus den Düsen verhindern
die Ausbildung von Gas-, Dampf- oder im wesentlichen stationären Wasserschichten auf der Oberfläche äee Stahlbandes, die die
schnelle Wärmeübertragung vom Stahlband auf das Wasser
stören könntnn. Man erhält also eine schnelle Abkühlung des Stahlbandes auf der ganzen Breite. Der schmale Schlitz
13 verhindert das Eindringen von Dampf in den Ofen 1. Das abgeschreckte Stahlband wird über eine Walze 19 geführt und
aus dem Behälter 3 herausgeleitet. Der WSsserüberstrom aus
dem Behälter 3 wird jti einem Vorratsbehälter 21 gesammelt
und dmrch die Pumpe umgewälzt. Die Umwälzanlage kann einen Wärmeaustauscher (nicht gezeigt) und eine Einrichtung zur
Aufrechterhaltung eines konstanten Wasserspiegels im Behälter 3 enthalten.
Im Ausführungsbeispiel nach der Pig. 2 wird das Stahlband 11 ebenfalls durch den Ofen 1 und den achmalen Sohlitz
13 senkrecht nach unten in die Kammer 15 geleitet.
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Anschließend gelangt es in das Wasserbad 5, welches durch Leitungen 9 fortlaufend umgewäklzt wird. Während des
Absehreckvorgangs wird das Stahlband außerdem durch zwei rotierende Bürsenwalzen 23 geführt, die zum Abkratzen
der Oberfläche dienen und die Gas-, Dampf- oder stationären Wasserschichten entfernen, die sich auf der Oberfläche des
Stahlbandes ansammeln könnten. Die Bürstenwalzen 23 können mit Drahtbürsten aus Nicket-Silber-Drähten versehen sein
und durch eine hohle Welle mit Wasser versorgt werden.
Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 zeigt wieder das Stahlband, das durch den Ofen 1 und den schmalen Schlitz
13 senkrecht nach unten in die Kammer 15 geleitet wird. Anschließend wird es in das Wasserbad 5 eingeleitet,
welches durch die Leitungen 9 fortlaufend umgewäklzt
wird. Während des Abschreckvorgangs läuft das Stahlband zwischen einer Reihe von Walzen 25, 27, 2 9 und 31 hindurch,
die dazu dienen, die Gas-, Dampf- oder Wasserschichten abzustreifen, die sich auf der Oberfläche des Stahls bilden.
Die Größe der Walzenspalte zwischen den Walzen 25 und 27 bzw. 27 und 29 bzw. 29 und 31 ist derart gewählt, daß gerade
das Stahlband hindurchpaßt und die Gas-, Dampf- oder PlussigkeIbschichten vom Stahlband entfernt werden.
Auf dem Stahlband, das zwischen zwei Walzen aus dem Walzenspalt herausragt, kommt von Gasen oder Dämpfen
relativ freies Wasser mit der Stahlbandoberfläche in Berührung und ermöglicht einen schnellen Übergang der
Wärme vom Stahl auf das Wasser. Außerdem fördert die Anwesenheit der Walzen das Abstreifen der Gas- oder
Dampfschichten vom Stahlband, die dann zur Wasseroberfläche
aufsteigen können.
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Bei der Anwendung der Vorrichtung kann das Stahlband durch den Ofen geleitet und bei einer Geschwindigkeit bis zu
etwa 610 m/sek (2 000 fee* per min) abgeschreckt werden.
Die folgende Tabelle 1 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Kohlenstoffgehalt, der Anlaßtemperatur und der Zerreißfestigkeit, der bei der Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf ein Stahlband mit einer Stärke bis zu o,9 mm (35/1000 inch) erreichbar ist.
etwa 610 m/sek (2 000 fee* per min) abgeschreckt werden.
Die folgende Tabelle 1 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Kohlenstoffgehalt, der Anlaßtemperatur und der Zerreißfestigkeit, der bei der Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf ein Stahlband mit einer Stärke bis zu o,9 mm (35/1000 inch) erreichbar ist.
°/o Kohlanstoff
AnIa ßt empera tür
Zerreißfestigkeit kg/cm
o,o6
o,10
o,15
75o 800 850 900 950 750 800 850
900 950
750 800 850 900 950
5320 7060 8800
10500 10350 6580 8600
10650 12050 11820
7840 10850 12520 13220 13300
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Das Stahlband kann in einem Walzwerk einer weiteren
Kaltreduktion unterworfen werden, wenn eine Erhöhung der Zerreißfestigkeit notwendig ist.
Die folgende Tabelle II gibt Beispiele für die Zusammensetzung Ton Stahlbändern, die der Wärmebehandlung naoh der Erfindung
unterzogen wurden, und gibt außerdem Einzelheiten über meohanisohe Eigenschaften der Stahlbänder nach der Wärmebehandlung. Sie Zerreißfestigkeiten (Gesamtausdehnung #)
werden an Proben von 5 cm Meßlänge gemessen.
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Zusammensetzung Behandlungs- Ausgangszustand
temperatur C Mechanische Eigenschaften nach der Wärmebehandlun
R30T Erichsen- Jenkina- endgültige Gesamtaus
Wert mm Biegung Zerreißfestigkeit dehnung
kg/cm2 ft *
o,o71 o,ol4
ο, o,o3o
η ,on/.
75o
820 900
voll kaltredu ziert (88 </o)
Il
7,5
6,1
4,6
4,6
23:15 3590
17:10 7350
Io: 5 1065ο
17:10 7350
Io: 5 1065ο
20 9 3,5
o,ol9
o,55 o,o23 o,oo35
750 820 900
Il Il
7,6
4,6
4,3
4,6
4,3
27:20 · 5950
13:7 9730
12:6 12250
13:7 9730
12:6 12250
7,5
o,160 ο,οΐο o,4o o,ol7 o,oo4
750 820 900
it η
6,8
4,8
5,0
4,8
5,0
26:21
16:9
13:8
7220
12250
13180
12250
13180
9,0 3,0
2,5
* Meßlänge 5 cm cn CD CX) CO
cn
Me Erfindung bietet den Vorteil, daß Stahlblech und Bandstahl erzeugt werden können, welche eine viel größere Zerreißfestigkeit
als Stähle haben, die bei einer zweiten Kaltreduktion entstehen, und trotzdem eine höhere Geschmeidigkeit und geringere Richtwirkung
besitzen. Die Anwendung des Verfahrens und der Vorriditung nach der
Erfindung führt bei Stahlblechen und Bandstählen, die in der BuchsenIndustrie verwenden werden können, zu Zerreißfestigkeiten
von mehr als 14100 kg/cm (200 000 psi).
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Claims (17)
1) Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahlblech oder Bandstahl, bei dem der Stahl auf eine Temperatur oberhalb von 74O0C erhitzt
und in einem Abschreckmittel schnell auf eine Temperatur unterhalb von 35O0O abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausbildung von Gas- , Dampf- oder Flüssigkeitsschiehten auf der Oberfläche des Stahls vermieden
wird, die eine schnelle Wärmeübertragung vom Stahl auf das Abschreckmittel behindern.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschreckmittel Wasser oder eine
wässrige Lösung ist.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Abschreckmittel eine wasserlösliche organische Flüssigkeit ist.
4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung
von Schichten auf der Stahloberfläche durch Rührung oder Umwälzung der Abschreckflüssigkeit verhindert wird.
5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung
von Schichten auf der Stahloberfläche durch das Einspritzen von Strahlen der Abschreckflüssigkeit auf die Stahloberfläche
verhindert wird.
6) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung
von Schichten auf der Stahloberfläche durch Abschaben der Oberfläche verhindert wird.
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7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahloberfläche abgeschabt wird,
indem der Stahl zwischen rotierenden Walzen hindurchgeleitet wird.
8) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung
von Schichten auf der Stahloberfläche dadurch verhindert wird, daß der Stahl zwischen zusammenwirkenden Walzen hindurchgeleitet
wird, wobei die Größe des Walzenspalts derart bemessen ist, daß der Durchgang der Schichten nicht möglich ist.
9) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl
einen Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,2?$ hat.
10) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlblech
oder der Bandstahl eine Stärke bis zu etwa 0,9 mm
(35/1000 inch) aufweist.
11) Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stahlblech und Bandstahl mit einer Einrichtung zum Hindurchleiten des Stahls durch eine
Heizstufe, in der der Stahl auf über 740 C erhitzt wird und einer Einrichtung zum Hindurchleiten des erhitzten Stahls durch eine
AbBchreckstufe, in der der Stahl schnell auf eine Temperatur unterhalb von 35O0C abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet
, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die das Entstehen von Gas-, Dampf- und Flüssigkeitsschichten auf
der Stahloberflache verhindern, die eine schnelle Wärmeübertragung
vom Stahl auf das Abschreckmittel unmöglich machen.
12) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen aus einer Hühr- oder
Umwälzeinrichtung für das Abschreckmittel bestehen.
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13) Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet
, daß die Einrichtungen Düeen (17) enthalten, durch die Strahlen der AbschreckflüsBigkeit auf die
Stahloberfläche gereichtet werden können.
14) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis'13»
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen eine Abschabvorrichtung (23) für die Stahloberfläche
enthalten.
15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet
, daß die Abschabvorrichtung zusammenwirkende rotierende Bürsten (25-31) enthält, zwischen denen der Stahl
durchläuft.
16) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zusammenwirkende Y/alzen enthalten, deren Walzenspalt eine
derartige Größe'aufweist, daß der Durchgang der Schichten durch
ihn verhindert wird.
17) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstufe (1) eine Vorrichtung aufweist, die eine Atmosphäre herstellt,
mit der die Oxidation oder andere Veränderungen der Stahlzusammensetzung gesteuert wird.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB19664/65A GB1148912A (en) | 1965-05-10 | 1965-05-10 | Improvements relating to the heat treatment of steel sheet and strip |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1508364A1 true DE1508364A1 (de) | 1969-10-30 |
Family
ID=10133127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19661508364 Pending DE1508364A1 (de) | 1965-05-10 | 1966-05-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Stahlblech oder Bandstahl |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| DE (1) | DE1508364A1 (de) |
| ES (2) | ES326513A1 (de) |
| GB (1) | GB1148912A (de) |
| NL (1) | NL6606289A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3046656A1 (de) * | 1979-12-12 | 1981-10-15 | Centre de Recherches Métallurgiques-Centrum voor Research in de Metallurgie-Association sans but lucratif-Vereniging zonder winstoogmerk, Bruxelles | Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen waermebehandlung von stahlblechen |
| EP0195659A2 (de) * | 1985-03-22 | 1986-09-24 | Kawasaki Steel Corporation | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Stahlband in einer kontinuierlichen Glühanlage |
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- 1965-05-10 GB GB19664/65A patent/GB1148912A/en not_active Expired
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- 1967-03-01 ES ES337431A patent/ES337431A1/es not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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