DE2039016A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Metallblechen aus Metallpulver - Google Patents

Description

Br/Fo München-Pullach, 5. August 1970

THE BRITISH IRON AND STEEL RESEAHCH ASSOCIATION, 24- Buckingham Gate, London S.W. 1, England

Vorrichtung zur Herstellung von Metallblechen aus Metallpulver

Die Erfindung "betrifft die Herstellung von Metallblechen durch das Zusammenpressen von Metallpulver.

Metallpulver können zu Blechen durch Eingeben des Pulvers in den Walzspalt von zusammenpressenden Walzen, zwischen denen das Pulver in ausreichender Stärke zusammengedrückt wird, um ein selbsttragendes Blech bzw. ein solches Band zu bilden (im allgemeinen "Rohband" genannt (green strip)) und anschließendem Erwärmen des Bleches, um die Metallteilchen zu sintern, verarbeitet werden. Danach kann das gesinterte Metallband mechanischer Behandlung und/oder Wärmebehandlung unterworfen werden, um seine mechanischen Eigenschaften zu verändern und insbesondere zu verbessern. Alternativ dazu kann das Metallpulver heiß in den Walzspalt eingegeben werden,- so daß die Wärmebehandlung gleichzeitig mit der Zusammenpressung durchgeführt wird.

Bei der Durchführung dieser Verfahren können verschiedene Methoden verwendet werden, um das Pulver dem Walsspalt zuzumessen. Ein Verfahren ist die ständige Bereitstellung

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eines Pulvervorrates oberhalb des WalzSpaltes der zusammenpressenden Walzen (wobei die Drebhung der Walzen den Fluß des Pulvers in den Walzspalt untersuitzt) mittels eines Fülltrichters. Dieser Fülltrichter kann durch zwei parallel zu den Achsen der Walzen liegende Längswandungen, deren Unterkanten an den gewölbten Flächen der Walzen anliegen, und zwei undwandungen senkrecht zu den Achsen der Walzen, deren Unterkanten an den Walzenenden anliegen, definiert werden. Allgemein wird das Pulver in den Fülltrichter mittels mechanischer oder pneumatischer Fördereinrichtungen eingefüllt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen Weg zu finden, um eine gleichmäßige Eingabe des Pulvers in den Walzspalt zu gewährleisten.

Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallblechen aus Metallpulver, die zusammenpressende Walzen und einen Fülltrichter zur Eingabe des Pulvers in den Walzspalt zwischen den Walzen aufweist die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Behälter für ein Wirbelbett des Pulvers aufweist, der mit einem Überlaufwehr oberhalb des Fülltrichters derart angeordnet aufweist, daß das Pulver über das Wehr direkt in den fülltrichter fließt.

Die Erfindung befasst sich außerdem mit einem Verfahren zur Herstellung von Metallblechen aus Metallpulver, bei dem das Metallpulver in den Walzspalt zusammenpressender Walzen aus einem Fülltrichter eingegeben wird, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Metallpulver in den Fülltrichter aus einem Wirbelbett des Pulvers eingegeben wird, wobei das Pulver über die Oberkante des Wirbelbettee über ein Überlaufwehr fließt, welches oberhalb des Walsspalteβ angeordnet ist.

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BAD ORIGINAL

Durch die Erfindung werden die Leckverluste an Pulver, die normalerweise an den Enden der Walzen auftreten, ausgeglichen, und es kann nun ein Blechhand von im wesentlichen gleichförmiger Hasse pro Flächeneinheit über die Gesamtbreite des Bandes hergestellt werden.

Die Oberkante des überlaufwehres, über welche das Pulver fließt, kann gerade, d.h. parallel zum Walzspalt, ausgebildet sein. In diesem Falle ergibt sich pro Längeneinheit der Kante ein gleichmäßiger Fulverstrom über diese m Kante. Vorzugsweise ist jedoch die Oberkante des über- ^ laufwehres in einer vertikalen Ebene gebogen, so daß jedes Ende der Kante unterhalb des Mittelteiles der Kante liegt. Bei dieser Anordnung ist der Pulverstrom über die Kante an beiden Enden am größten und in der Mitte am kleinsten und folglich ist auch die Eingabemenge des Pulvers an den Enden des Walz Spaltes größer als am Mittelteil des Walzspaltes. Auf diese Weise werden die Leckverluste an Pulver an den Enden der Walzen durch das größere Verhältnis der Pulverzuführung ausgeglichen. Durch die Auswahl geeigneter gebogener Formen für die Oberkante des Wehres ist es möglich, kaltgewalzte Metallbleche herzustellen, deren Masse pro Fläcbenein-heit über ihre Breite im we- m sentlichen konstant ist.

Das Wehr bildet vorzugsweise eine Seite des Wirbelbettbebälters. Die Höhe des Oberlaufwehres kann in Beziehung zu der Oberkante des Wirbelbettes einstellbar auegebildet sein, um gesteuerte Veränderungen des Zuführungsverhältnisses von Pulver in den Fülltrichter zu ermöglichen. Die Pulverzufuhr zu dem Wirbelbett kann mittels gebräuchlicher Vorrichtungen wie z.B. Förderbändern oder pneumatischen Fördervorrichtungen geschehen. Das dem Wirbelbett zugeführte Pulver wird schnell gleichmäßig in ihm ver-

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teilt und folglich kann das Maß des Pulverstromes aus dem Wirbelbett über das überfallwehr in den Fülltrichter leicht gesteuert werden. Das G·«samtmaß des in den Fülltrichter eingegebenen Pulvers wird durch das Maß gesteuert, in dem Pulver in das Wirbelbett gespeist wird.

Die Größe der Zuführung von Durchwirbelungsgas in das Wirbelbett ist solange nicht kritisch, bis sie ausreichend groß ist, um ein Schwebeschichtbett des Metallpulvers aufrecht zu erhalten. Beispielsweise ist bei Verwendung von rostfreiem Stahlpulver 100 mesh (entspricht ungefähr Siebnummer O«15i DIN 1171) bei Raumtemperatur eine Gasgeschwindigkeit von ungefähr 0.3 m/Sekunde durch das Wirbelbett zweckmäßig.

Vorzugsweise sind zusätzlich Vorrichtungen vorgesehen, um eine Druckgasschicht innen an den Endwandungen (d.h. den Wandungen quer zu den Walzen), zu bilden. Durch die Ausbildung einer Druckgasschicht innen an den Endwandun gen des Fülltrichters kann die Reibung zwischen diesen Endwandungen und dem Metallpulver in dem Fülltrichter verringert werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

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Fig. 2 einen Querschnitt durch den, Behäl-

terj

Fig, 3 einen Querschnitt durch den Fülltrichter in Beziehung zu den zusammen pressenden Walzen ί

Fig. M- einen Schnitt längs der linie If-IY von Figur 3; und

Fig. 5 eine Ansicht des Behälters mit der vorgezogenen Ausführangsform des Überfallwehres·

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus eines Paar parallel zueinander angeordneter horizontaler Preßwalzen 10 und 11, die durch einen geeigneten Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) in den durch die Pfeile gezeigten Hichtungen angetrieben werden. Auf die Walzen 10 und 11 ist ein Fülltrichter 12 aufgesetzt, der aus zwei Längswandungen 15 und 14-, deren unterkanten auf den gewölbten Flächen der Walzen 10 bzw. 11 aufliegen und zwei Eadwandungen 15 und 16 (die Sndwandung 15 ist in Figur 1 teilweise weggeschnitten), deren Unterkanten an aen Enden der Walzen 10 und 11 (siebe Figur 3) anliegen, besteht. Oberhalb des Fülltricnters 12 ist ein Bebälter 17 als Wirbelbett für das Metallpulver angeordnet. Eine Seitenwandung 19 des Behälters 17 ist senkrecht oberhalb und parallel zu dem zwischen den Walzen 10 und 11 ausgebildeten Walzspalt angeordnet und erstreckt sich über die Gesamtlänge des Walzspaltes. Diese Seitenwandung 19 bildet ein Überlaufwehr mit einer überlaufkante 24, über welche das durchwirbelte Metallpulver fließen und in den Fülltrichter 12 fallen kann. Die Länge des überfallwehres 19 sollte mindestens gleich der Breite des herzustellenden Metallstreifens sein. Mittels eines Förderbandes 25 oder einer anderen zweckmäßigen Vorrichtung

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wird das Metallpulver in den Behälter 17 gespeist.

. Im Boden des Behälters 17 ist ein Gaseinlaß 18» um das Pulver in durchwirbeItem Zustand zuhalten, angeordnet. Das durch den Boden, des Behälters 17 am Einlaß 18 einströmende DurchwirbeluBgsgas fließt durch eine poröse Platte 20, um die Pulvermeage 21 in dem Behälter 17 zu durchwirbeln. Die poröse Platte 20 kann aus Metall oder zweckmäßigem keramischen Material bestehen. Das zur Burchwirbe-A lung dienende Gas kann Luft sein oder in Fällen* in denen heißes Metallpulver verwendet wird, aus einem reduzierenden oder inerten Gas bestehen. Die Menge des Gasstromes durch die poröse Platte 20 wird in Beziehung zu den Eigenschaften des verwendeten Metallpulvers eingestellt, so daß die Oberfläche der durchwirbelten Pulvermenge gerade oberhalb der Oberkante des Wehres 19 gehalten wird. Anderebekannte Durcbwirbelungsanordnungen können Verwendung finden.

Vie in Figur 3 veranschaulicht, weist die Endwandung 16 des fülltrichters 12 (die Endwandung 13 ist genau gleichartig ausgebildet) einen mittleren Teil 22 aus porösem oder gelochtem Material auf. Wird Gas durch die Poren oder φ kleinen Löcher in der Endwandung 16 geschickt, so wird eine Schicht unter Druck stehenden Gases an der Innenseite der Endwandung 16 bzw. 1j? ausgebildet. Dies verringert die Reibung zwischen dem Pulver und den Endwandungen I5 und 16 des Fülltrichters 12, wodurch ein gleichmäßigerer Strom des Metallpulvers gewährleistet ist. Zur größeren Deutlichkeit ist in dieser Zeichnung das Metallpulver nicht dargestellt.

Figur 4 veranschaulicht die Anordnung zur Zuführung des Gases zu dem porösen Teil 22 der Endwsndung 16. Das Gas wird unter Druck über den Gaseinlaß 26 in die gasdichte Doppelwandung 25 eingespeist,

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Figur 5 zeigt, daß die Oberkante 24 des Wehres 19 in einer senkrechten Ebene gebogen ist, so daß die Jeweiligen Enden der Kante 24 unterhalb des Mittelteiles der Kante 24 liegen. Dadurch kann bei gegebener Pulvernachschubmenge über die Enden des Wehres 24 mehr Pulver als über den Mittelteil der Kante 24 fließen, wodurch die Pulververluste an den Enden der Walzen 10 und 11 ausgeglichen werden.

Im Betrieb wird das Metallpulver von der Fördervorrichtung 23 kontinuierlich in den Behälter 17 gespeist, das Pulver fließt dann über das Wehr 19 in den Fülltrichter 12, um von dort anschließend zwischen den zusammenpressenden Walzen 10 und 11 zusammengepresst zu werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können sowohl zum Zusammenpressen von kaltem Pulver zur Herstellung von Rohblechbändern als auch beim Zusammenpressen von heißem Metallpulver verwendet werden. Im zweiten Falle ist das Durchwirbelungsgas heiß und dient gleichzeitig dazu, das Pulver kurz vor dem Preßvorgang in der geeigneten hohen Temperatur zu halten.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims (1)

1. - 8 PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Metallblechen in Streifenform aus Metallpulver, bestehend aus zusammenpressenden Walzen und einem Fülltrichter zur Lenkung des Pulvers in dem Walzspalt zwischen den Walzen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Behälter (1?) für ein Schwebeschichtbett des Pulvers (21) mit einem Wehr (19) oberhalb des Fülltrichters (12) derart angeord-

   W net ist, daß das Pulver über das Wehr (19) direkt in den Fülltrichter (12) fließt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der das Wehr (19) liegt, senkrecht und parallel zum Walzspalt zwischen den Walzen (10 und 11) ist.

   5. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante (24) des Wehres (19) in einer senkrechten Ebene derart gewölbt ist, daß jedes Ende der Oberkante (24) unterhalb des Mittelteiles der Kante (24) liegt.

   4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Endwandungen (15 und 16) des Fülltrichters (12) (das sind die Wandun gen quer su den Walzen (10 und 11)) aufweist, die derart ausgebildet sind, daß eine Druckgasschicht auf den Innenseiten der Fülltrichterendwandungen (15 und 16) gebildet werden kann.

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   5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwandungen (15 und 16) zumindest teilweise aus porösem Material gebildet werden.

   6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Überfallwehres (19) verstellbar ist.

   7. Verfahren zur Herstellung von streifenförmigen Metallblechen aus Metallpulver, bei dem das Metallpulver in den Walzspalt der zusammenpressenden Walzen aus einen Fülltrichter eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver in den Fülltrichter aus einem Schwebeschichtbett (21) eingebracht wird, wobei das Pulver oben aus dem Bett (21) über ein Überfallwehr (19) geführt wird, welches oberhalb des Walzspaltes zwischen den Walzen (10 und 11) angeordnet ist.

   8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver an den Enden des Wehres (19) in größerer Menge als am Mittelteil über das Wehr (19) fließt.

   9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckgasschicht auf der Innenseite der Endwandungen (15, 16) des Fülltrichters (12) (d.h. die Wandungen quer zu den Walzen) ausgebildet wird, um die Reibung zwischen dem Pulver und den End wandungen (15 und 16) des Fülltrichters (12) zu verringern.

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