DE1583733B1

DE1583733B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallbandes durch pulverwalzen

Info

Publication number: DE1583733B1
Application number: DE19671583733
Authority: DE
Inventors: Oxley Derek Cyril; Sturgeon George Mchardy
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1966-12-01
Filing date: 1967-11-30
Publication date: 1972-05-31
Also published as: SE330754B; FR1548771A; GB1132730A; US3501561A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes durch Pulverwalzen in einem Druckwalzenpaar mit parallel und horizontal nebeneinanderliegenden Walzenaehsen und Abziehen des selbsttragenden Bandes aus dem Walzspalt nach unten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, welche einen dicht oberhalb des Walzspaltes mündenden Behälter zum Zuführen des Metallpulvers aufweist.

Es ist bekannt, Metallpulver in einem Druckwalzenpaar zu Blechen zu verarbeiten, indem das Pulver in den Walzspalt eingeführt und zwischen den Druckwalzen in einem derartigen Maße komprimiert wird, daß es ein selbsttragendes Metallband bildet, worauf eine Wärmebehandlung folgt und sich gegebenenfalls ein weiterer Walzvorgang zur Erreichung der angestrebten. mechanischen Eigenschaften anschließen kann. Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind die Druckwalzen mit ihren Achsen in einer horizontalen Ebene nebeneinanderliegend angeordnet und ist dicht oberhalb des Walzspaltes ein Behälter zum Zuführen des Metallpulvers vorgesehen, so daß das Metallpulver dem Walzspalt durch Schwerkraftförderung zugeführt und das selbsttragende Band nach unten aus dem Walzspalt abgezogen wird.

Bei dem bekannten Verfahren bestand nun die einschränkende Bedingung, daß das Walzen selbst mit einer Geschwindigkeit durchgeführt werden mußte, die eine in erster Linie von der Zusammensetzung und der Teilchengröße des Metallpulvers und der Dicke und Dichte des zu erzeugenden Metallbandes abhängige Minimalgeschwindigkeit niemals unterschreiten durfte, um eine Verschlechterung der Qualität und einen Verlust an Metallpulver zu vermeiden. So beträgt beispielsweise diese minimale ίο Walzgeschwindigkeit zur Herstellung eines 1,5 mm dicken Bandes mit einer Dichte von 86% der theoretischen Dichte aus wasserzerstäubtem rostfreiem Stahlpulver (ungefähr 0,14 mm Teilchendurchmesser) bei den bekannten Verfahren ungefähr 550 cm pro Minute. Bei Unterschreiten dieser Geschwindigkeit fällt das Pulver aus dem Walzspalt heraus, und die Qualität des erzeugten Metallbandes sinkt erheblich ab. Die durch den Pulververlust bedingte Verschlechterung der Qualität zeigt sich in erster Linie in Unao regehnäßigkeiten der Bandbreite und erheblichen Schwankungen der Dichte über die Breite des erzeugten Metallbandes. Bei weiterem Absenken der Walzgeschwindigkeit läßt sich überhaupt kein Metallband U mehr herstellen, sondern es fällt lediglich das Pulver durch den Walzspalt hindurch.

Nach einem in der deutschen Altpatentanmeldung F 812Ib/49 beschriebenen Verfahren sind nun Maßnahmen zur Verhütung des Ausfließens des Pulvers aus dem Walzspalt lediglich zu Beginn des WaIz-Vorganges vorgeschlagen worden, indem zu diesem Zeitpunkt der Abstand der Walzen voneinander auf einen der Pulverteilchengröße vergleichbaren Wert eingestellt und nach dem Anlaufen der Walzen allmählich auf die vorgesehene Walzspaltbreite vergrößert wird, oder indem zunächst ein entsprechend dicker Blechstreifen als Stopfen in den Walzspalt eingeführt wird. Durch diese bekannten Maßnahmen wurden jedoch die Schwierigkeiten beim Walzvorgang selbst und das Problem der Herabsetzung der erforderlichen Mindestwalzgeschwindigkeiten nicht berührt.

Ausgehend von dem allgemein bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art hat sich nun die Erfindung die Aufgabe gestellt, die bei der Herstel- Λ lung von Metallbändern durch Pulverwalzen bisher ^ erforderlichen hohen Walzgeschwindigkeiten wesentlich herabzusetzen, um hierdurch eine Reihe von Verbesserungen der Erzeugnisse und des Walzprozesses zu erzielen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes durch Pulverwalzen in einem Druckwalzenpaar mit parallel und horizontal nebeneinanderliegen-..,. den Walzenaehsen und Abziehen des selbsttragenden Bleches aus dem Walzspalt nach unten im wesentlichen dadurch gelöst, daß in die beiden Räume zwischen dem aus dem Walzspalt austretenden Band und den Walzen von unten nach oben zum Walzspalt hin gerichtete Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen geleitet werden. . .

Durch die Erfindung wird erreicht, daß durch die nunmehr möglichen wesentlich geringeren Walzgeschwindigkeiten Bänder größerer Dicke und auch ^ besserer und gleichmäßigerer Qualität erhalten werden können, da das Verhältnis zwischen den zu walzenden Banddicken und den Fließeigenschaften des Metallpulvers einerseits und den Walzgeschwindigkeiten andererseits auf die jeweiligen Bedingungen r

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fein abgestimmt werden kann. Weiterhin ermöglicht Gasquelle (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Gasdie Erfindung einen günstigeren Betriebsablauf unter verteiler sind derart angeordnet, daß die aus den

geringerem maschinellen Aufwand in der Anlage zum Düsen 19 austretenden Gasstrahlen in den Walzspalt

Walzen und anschließenden Sintern der Bänder. beidseitig des austretenden Metallbandes gerichtet

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfin- 5 sind. Die Gasstrahlen erzeugen in dem Walzspalt

dungsgemäßen Verfahrens werden von den Stirn- einen die vollständige Füllung des Walzspaltes ge-

flächen der Druckwalzen aus die Breite des sich bil- währleistenden Gegendruck, so daß das Fließen des

denden Bandes regelnde Gas- oder Flüssigkeitsstrah- Pulvers durch den Walzspalt vermindert wird und

len seitlich in den Walzspalt gerichtet. durch geeignete Einstellung des Gasdruckes, d. h. der

In vorteilhafter Weise läßt sich dieses Verfahren io Blasenergie, das Herausfallen von losem Pulver aus

mittels' einer Vorrichtung durchführen, die aus einem dem Spalt verhindert werden kann. Als Gas findet

einen Walzspalt bildenden Druckwalzenpaar mit par- üblicherweise Druckluft Verwendung,

allel und horizontal nebeneinanderliegenden Walzen- Die Verwendung von Gas ist gegenüber der Ver-

achsen und einem dicht oberhalb des Walzspaltes Wendung einer Flüssigkeit von Vorteil, da Gase

mündenden Behälter zum Zuführen des Metallpul- 15 naturgemäß das austretende Metallband nicht be-

vers besteht und durch beiderseits neben dem aus feuchten. Darüber hinaus sind Gase auch einfacher

dem Walzspalt austretenden Metallband angeord- zu handhaben.

nete und in die Räume zwischen diesem und den Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform Walzen mündende Düsen für nach oben zum Walz- der Erfindung sind am unteren Ende des Zuführungsspalt hin gerichtete Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen ge- 20 behälters 13 angeordnete Düsen (nicht dargestellt) kennzeichnet ist. zum seitlichen Einleiten von die Breite des zu bilden-

In vorteilhafter Weise sind dann am unteren Ende den Metallbandes 14 regelnden Gas- oder Flüssig-

des Zuführungsbehälters angeordnete Düsen zum keitsstrahlen in den Walzspalt 12 vorgesehen,

seitlichen Einleiten von die Breite des zu bildenden Bei Verwendung der in der Zeichnung dargestell-

Metallbandes regelnden Gas-oder Flüssigkeitsstrahlen 25 ten Vorrichtung wurde ein Metallband mit einer

in den Walzspalt vorgesehen. Dicke von 1,5 mm in ausgezeichneter Qualität aus

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer in wasserzerstäubtem rostfreiem Stahlpulver (0,14 mm den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Aus- Teilchendurchmesser) erzeugt, und zwar bei einer führungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Walzgeschwindigkeit von 150 cm/min. Die Dichte erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Es 30 des Metallbandes lag im Bereich von 86 % des theozeigt retischen Wertes, wobei Dichteschwankungen über

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung im Be- die Breite des erzeugten Metallbandes von ±2°/o auftrieb und traten. Das auf diese Weise erzeugte Metallband war

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrich- in jeder Beziehung mindestens genausogut wie das-

tung nach Fig. 1 von unten, wobei das austretende 35 jenige, das mit einer Geschwindigkeit von 550 cm pro

Metallband weggelassen ist und die Anordnung der Minute ohne die Verwendung von Gasdüsen erzeugt

Gasdüsen veranschaulicht ist. wurde.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung be- Bei einem anderen Versuch, bei dem mit Drucksteht aus einem Paar parallel und horizontal neben- walzen eines Durchmessers von 200 mm gearbeitet einanderliegender Druckwalzen 10 und 11, zwischen 40 wurde, war ein Walzspalt von 0,38 mm eingestellt, denen ein Walzspalt 12 freigelassen ist. Die Walzen und es wurde ein wasserzerstäubtes Pulver aus rostsind durch einen geeigneten Antriebsmechanismus freiem Stahl (in einer Größenordnung zwischen (nicht dargestellt) miteinander verbunden. Ein Zu- 0,5 mm Teilchendurchmesser und Staub) zusammenführungsbehälter 13 für das Pulver ist oberhalb der gepreßt. Bei diesem Versuch wurde die minimale GeWalzen angeordnet, dessen unterer Teil unmittelbar 45 schwindigkeit von 550 cm/min auf 61 cm/min durch in den Walzspalt 12 hineinreicht und zu diesem Anordnung eines Paares aus Luftstrahlen an jeder Zweck eine der Oberfläche der beiden Walzen ange- Seite des Bandes herabgesetzt. Diese Strahlen waren paßte Kontur aufweist. Der Zuführungsbehälter ist von unten nach oben zum Walzspalt hin auf die unten offen, und das Pulver fällt durch diese Boden- Seiten des Bandes gerichtet. Die Düsen für die Luftöffnung hindurch und wird durch die Druckwalzen 50 strahlen hatten einen Innendurchmesser von 1,5 mm, bei seinem Eintritt in den Walzspalt zusammen- und der Luftdruck betrug etwa 1,5 kg/cm²,
gepreßt. Das gepreßte Band 14 verläßt die Druck- Die Strömung des Metallpulvers in den Walzspalt walzen selbsttragend nach unten, wie dies durch den hängt von der genauen Anordnung und Ausrichtung Pfeil 15 angedeutet ist. Die Breite des Bandes wird der Gasstrahlen, von dem eingestellten Gasdruck und bei der dargestellten Ausführungsform mittels seit- 55 von der Größe der verwendeten Düsen ab. Äußerlicher Führungsplatten 16 an beiden Enden des Walz- dem hängt diese Strömung von der Pulverdichte, der spaltes bestimmt, wobei die Führungsplatten dicht Teilchengröße, der Teilchenverteilung, der WaIzan den entsprechenden Enden der beiden Druck- spalteinstellung und dem Walzendurchmesser ab. Es walzen anliegen. Ein rohrförmiger Gasverteiler 18, ist deshalb nicht möglich, sie beispielsweise auf einen der eine Anzahl kurzer offener Rohre 19 als Düsen 60 bestimmten, zu verwendenden Gasdruck festzulegen, aufweist, ist unter jeder Druckwalze angeordnet, wo- da die anderen Faktoren gleichfalls zu berücksichtibei jeder Gasverteiler über Gasschläuche 20 mit einer gen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Metallbandes durch Pulverwalzen in einem Druckwalzenpaar mit parallel und horizontal nebeneinanderliegenden Walzenachsen und Abziehen des selbsttragenden Bandes aus dem Walzspalt nach unten, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Räume zwischen dem aus dem Walzspalt austretenden Band und den Walzen von unten nach oben zum Walzspalt hin gerichtete Gasoder Flüssigkeitsstrahlen geleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, die Breite des sich bildenden Bandes regelnde Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen von den Stirnflächen der Druckwalzen aus seitlich in den Walzspalt gerichtet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem einen Walzspalt bildenden Druckwalzenpaar mit parallel und horizontal nebeneinanderliegenden Walzenachsen und einem dicht oberhalb des Walzspaltes mündenden Behälter zum Zuführen des Metallpulvers, gekennzeichnet durch beiderseits neben dem aus dem Walzspalt (12) austretenden Metallband (14) angeordnete und in die Räume zwischen diesem und den Walzen (10, 11) mündende Düsen (19) für nach oben zum Walzspalt (12) hin gerichtete Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zusätzliche, am unteren Ende des Zuführungsbehälters (13) angeordnete Düsen zum seitlichen Einleiten von die Breite des zu bildenden Metallbandes (14) regelnden Gas- oder Flüssigkeitsstrahlen in den Walzspalt (12).