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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von schniedbaren
Stücken aus Stangen, Knüppeln od. dgl. mit einer Wärmeeinrichtung, in der die Stücke
auf Schmiedetemperatur gebracht werden, mit einer der Wärmeeinrichtung vorgeordneten
Einstoßmaschille, über die in Form eines Strangs hintereinander angeordnete Stücke
in Strangrichtung reversibel durch die Wärmeeinrichtung geführt sind, und mit einer
Trennvorrichtung, in der die Stangen, Knüppel od. dgl. in die Stücke trennbar sind.
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Beim Gesenkschmieden werden schmiedewarme, entzunderte Stücke einem
Gesenk zugeführt. Die schmiedewarmen Stücke werden nach den bekannten Verfahren
wie folgt hergestellt: Im SM-Ofen, Thomaskonverter oder Elektroofen erschmolzener,
gegossener, durch Walzen, Pressen oder Hämmern auf gewünschte Abmessungen verformter
Werkstoff wird in die Form von Knüppeln, Rund- und Flachstangen, geschmiedeten Vierkant-
und Achtkant-Brammen gebracht. Aus dieser Form wird der Werkstoff in Trennrnaschinen
durch Scheren, Brechen, Sägen oder seltener durch Brennschneiden in Stücke oder
Böckchen erforderlichen Gewichts getrennt.
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Kohlenstoffstähle mit bis 0,45 ovo C und niedriglegierte Stähle sind
bei Raumtemperatur zu scheren. Stahl höheren C-Gehaltes wird vorher auf 400 bis
500 C angewärmt. Kohlenstoffstahl mit mehr als 0,601:,C kann eingekerbt und gebrochen
werden. Hochlegierter Stahl, Guß und Stangen, deren Durchmesser größer ist als 150
mm werden auf Hochleistungssägen in Stücke oder Blöckchen getrennt. Sodann gelangen
die Stücke in eine Wärweeinrichtung, wo sie auf Schmiedeteniperatur gebracht werden.
Soweit es sich um hochlegierten Stahl und Guß handelt, werden die Stücke langsam
und vorsichtig in Stoßöfen mit glattem Herd, in Rillenstoßöfen oder in Drehherdöfen
auf Schmiedetemperatur gebracht (vgl.
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Taschenbuch für Eisen-Hütten-Leute, 1961 S. 1204) Bei den bekannten
Verfahren ergeben sich beim Erwärmen der Stücke oder Blöckehen in den Öfen Schwierigkeiten:
Beim Stoßofen mit glattem Herd liegen die Stücke dicht an dicht und bilden fast
eine durchgehende Platte. Die Wärmebehandlung kann dabei nur von oben geschehen,
so daß ein sehr schlechter und einseitiger Wärmedurchgang gegeben ist. Dies führt
zu Ungleichmäßigkeiten einerseits und ZU Überhitzungen der Oberfläche andererseits.
Letzteres hat zur Folge, daß die Stücke zusammenbacken und am Ziehherd des Ofens
zu mehreren Stücken aus dem Ausfa.llschacht herausfallen, wenn sie nicht auf dem
Ziehherd auseinandergestoßen werden. Um zu erreichen, daß die Stücke von selbst
wieder auseinanderfallen kann man den Ofen mit flüssiger Schlacke fahren. Die Schlacke
zerstört jedoch frühzeitig, das Mauerwerk des Ofens. Außerdem ist die überhöhte
Temperatur für legiertes Material nicht zulässig.
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Für einen induktiv erhitzten Stoßofen ist folgende Vorrichtung bekannt,
mit deren Hilfe das Aneinanderbacken der zu erhitzenden Stücke vermieden werden
soll (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 068 832): Die Werkstücke werden strangartig
hintereinander auf eine zweiteilige Gleitbahn gegeben. Das am Ofen ausgang angeordnete
Teilstück der Gleitbahn ist ortsfest, das am Ofeneingang angeordnete Teilstück entgegen
der Wirkung einer Feder in Strangrichtung begrenzt verschiebbar. Wird mit Hilfe
eines Einstoßers der Ofen mit einem neuen Werkstück beschickt, werden alle Werkstücke
im Ofen so weit in Richtung auf den Ofenausgang zu bewegt, bis sich das neue Werkstück
im Ofen befindet und das letzte Werkstück innerhalb des Strangs den Ofen verlassen
hat. Unter der Reibungswirkung der Werkstücke hat sich bei diesem Vorgang das vordere
Teilstück der Gleitbahn auf das hintere Teilstück zu bewegt. Auf dem hinteren Teilstück
der Gleitbahn liegt nur noch das letzte Werkstück, welches sich im Ofen befindet
und bei dem folgenden Stoßvorgang aus dem Ofen herausgestoßen werden soll. Wird
nun der Einstoßer zurückgenommen, federt das vordere Teilstück der Gleitbahn in
seine Ausgangslage zurück. Zwischen vorderem und hinterem Teilstück und damit zwischen
letztem und vorletztem Werkstück bildet sich dadurch ein Zwischenraum, wodurch ein
Anbacken der Werkstücke in diesem Bereich nicht möglich ist.
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Der bekannte Stoßofen bedingt genau in ihrer Länge auf die Gleitbahn
abgestimmte Werkstücke; denn wenn ein Werkstück auf dem Spalt zwischen dem vorderen
und dem hinteren Teilstück der Gleitbahn liegen bleibt, tritt der gewünschte Effekt
nicht auf.
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Außerdem wird - selbst bei ordnungsgemäß arbeitendem Ofen - das Aneinanderbacken
nur zwischen dem letzten und dem vorletzten Werkstück verhindert; die übrigen Werkstücke
liegen mit ihren Stirnflächen aneinander und werden während des Durchlaufens durch
den Ofen mittels des Stößers gegeneinander gedrückt, so daß nicht mit Sicherheit
ausgeschlossen werden kann, daß die Reibungskräfte zwischen vorletztem Werkstück
und Gleitbahn größer sind als die bei in Strangrichtung ansteigender Ofentemperatur
anwachsenden Sohäsionskräfte zwischen dem jeweils letzten und vorletzten Werkstück,
was zum Anbacken dieser Werkstücke führen würde.
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Schließlich ist die aus Einstößer und zweigeteilter Gleitbahn bestehende
Vorrichtung aufwendig und wegen der notwendigen Führungen der Gleitbahn im Ofen
störanfällig.
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Zur Vermeidung der bei Stoßöfen mit glattem Herd auftretenden Nachteile
hat man Rillenstoßöfen in Anwendung gebracht. Zwar werden damit einige Nachteile
des Stoßofens mit glattem Herd aufgehoben, dafür stellen sich aber andere Nachteile
ein.
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Es ist unnmöglich, einen Rillenstoßofen teigig oder gar flüssig zu
fahren, weil dadurch die Rillen in kürzester Zeit zerstört werden. Außerdem ist
der Belag pro Quadratmeter Herdfläche bedeutend geringer als im Stoßofen mit flachem
Herd. Um dieselbe Leistung zu erzielen, muß also der Ofen größer gebaut werden.
Die Verwendung von Drehherdöfen bringt zwar gegenüber den Stoßöfen eine Raumeinsparung;
Drehherdöfen sind aber noch empfindlicher als Stoßöfen, denn es darf unter keinen
Umständen flüssige Schlacke auftreten, da sich der Herd sonst festsetzt. Die Herdflächenausbringung
ist daher geringer als bei Stoß öfen (vgl. »Betriebshütte« Band II, 1964 S. 496).
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Die Erfindung verfolgt den Zweck, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen
und Verfahren zur Herstellung von schmiedewarmen Stücken und Blöckchen zu beseitigen.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, nicht nur zum Gesenkschmieden, sondern allgemein
eine Vorrichtung zum Herstellen von schrmiede-.varmen Sticken oder Blöckchen aus
Stangen, Knüppeln od. dgl. zu schaffen, bei der es in der Wärmeeinrichtung mit Sicherheit
nicht mehr zum Zusammenbacken der Stücke kommen kann und
bei der
aufwendige Führungen u. dgl. in der Wärmeeinrichtung vermieden sind, ohne daß dabei
die Herdflächenausbringung gegenüber bekannten Vorrichtungen verringert wird und
ohne daß das Mauerwerk des Ofens über das übliche Maß hinaus belastet wird. Erfindungsgemäß
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wärmeeinrichtung eine Schweißvorrichtung,
in der die Stangen, Knüppel od. dgl. zu einem endlosen, von der Einstoßmaschine
erfaßten Strang aneinandergeschweißt sind, vorgeordnet und die mit einem verstellbaren
Anschlag versehene Trennmaschine nachgeordnet ist. Bei der Erfindung findet also
eine grundlegende Umkehr der Arbeits-und Bearbeitungsschritte statt, indem die -
zu einem Strang verschweifiten - Stangen, Knüppel od. dgl.
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zuerst auf Schmiedetemperatur gebracht und dann erst in Stücke oder
Blöckchen geschnitten werden.
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Dadurch wird eine Reihe von Vorteilen erzielt: Das Abschercn oder
Absägen der Stücke von dem kalten Material sowie ihr Transport an die Wärmeeinrichtung
entfällt. Vielmehr ist die Trennmaschine unmittelbar an der Ausgangsöffnung der
Wärmeeinrichtung angeordnet. Die Ein- und Ausgabe der Stränge erfolgt über die Einstoßmaschine;
eine getrennte Ausgabevorrichtung entfällt.
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Dadurch, daß Stränge in Axialrichtung durch den Ofen bewegt werden,
können keine Stücke oder Blöckchen übereinanderrollen und aneinanderbakken. Die
Wärmeeinrichtung kann also, ohne daß Betriebsstörungen auftreten können, teigig
oder flüssig gefahren werden. Eine starke Verzunderung mit Abbrand und eine Zerstörung
des Mauerwerks werden verhindert. Man erreicht außerdem, daß die warmen Stangen
in der Wärmeeinrichtung zwecks sofortiger Abkühlung bei Betriebsstörungen oder am
Schichtende leicht nach hinten aus der Wärmeeinrichtung gezogen werden können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 bis 7 angegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 teilweise im Längsschnitt
eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Vorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie Il-II durch den in der Vorrichtung
nach F i g. 1 verwendeten Ofen.
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Ein Aufgabetisch 1 nimmt Stangen 2, Knüppel od. dgl. als Ausgangsmaterial
für Schmiedestücke auf.
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Der Aufgabetisch 1 dient zugleich als Stangenmagazin und enthält etwa
die für eine Schicht benötigten Stangen 2. Dem Aufgabetisch 1 nachgeordnet ist eine
Schweißvorrichtung 3 in Form einer Punktschweißstation, in der die Stangen 2 Stirnseite
an Stirnseite zu einem endlosen Strang 4 aneinandergeheftet werden.
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Der Schweißstation 3 nachgeordnet ist eine Einstoßmaschine 5. Die
Einstoßmaschine 5 enthält mehrere Hydraulikzylinder 6 in einer Ebene senkrecht zur
Stangenrichtung. Jeder Hydraulikzylinder 6 ist mit einer Druckrolle versehen, mit
deren Hilfe der Strang 4 erfaßt wird und sowohl in Vorwärts- wie in Rückwärtsrichtung
bewegt werden kann. Die Einstoßmaschine 5 arbeitet also reversibel und stößt so
viele Stränge 4 in eine nachgeordnete Wärmeeinrichtung 7, wie sich in der Wärmeeinrichtung
7 Rillen 8 für die Führung je eines Stranges 4 befinden.
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Bei der im Ausführungsbeispiel gewählten Wärme-
einrichtung 7 handelt
es sich um einen Stoßofen neuester Bauart mit Hochtemperaturteil 12 und Niedertemperaturteil
13. Der Hochtemperaturteil 12 wird durch einen in der Stirnwand eingebauten Nakkenbrenner
14 beaufschlagt, der automatisch geregelt wird. Der Hochtemperaturteil 12 dient
als Wärmespeicher und beaufschlagt die Stränge 4 mit seiner Strahlungswärme. Damit
ist der größtmögliche Wärmedurchgang gesichert. Eine starke Isolierung zwischen
feuerfestem Mauerwerk und Ofenpanzer vermeidet unnötige Wandverluste. Da der Ofen
keine Türen aufweist, entstehen auch keine Ausflammverluste. Damit wird ein sehr
günstiger spezifischer Wärmeverbrauch erreicht. Schlackenbildung und Abbrand sind
kaum wahrnehmbar und liegen an der niedrigsten Grenze. Die Abgase aus dem Hochtemperaturteil
12 werden im Niedertemperaturteil 13 zur Vorwärmung der Stränge 4 ausgenutzt. Es
ist möglich, bei Gasbeheizung die Abgase in einem Rekuperator zur Rückgewinnung
der Abgaswärme bzw. zur Vorwärmung der Verbrennungsluft auszunutzen.
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Letztere wird dem Brenner 14 zugeführt. An Stelle von Türen enthält
der Ofen für je einen Strang 4 eine Einführöffnung 9 sowie eine Ausstoßöffnung 11.
Im Anschluß an die Einführöffnungen 9 sind die Rillen 8 vorgesehen, die je einen
Strang 4 durch die Wärmeeinrichtung 7 hindurchführen. Am Ende jeder Rille 8 ist
diametral jeder Einführöffnung 9 gegenüber die zugehörige Ausstoßöffnung 11 vorgesehen.
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Die Ausstoßöffnungen 11 sind durch eine selbstschließende Klappe verschlossen.
Die Einführöffnungen 9 und die Ausstoßöffnungen 11 für das Ein- und Ausstoßen der
Stränge 4 sind jeweils - entsprechend dem Profil der Stränge 4 - nur klein.
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Der Wärmeeinrichtung 7 nachgeordnet ist eine Trennmaschine 15 in
Form einer Warmschere mit hydraulischem Antrieb. Die Anzahl der Scherenmesser 17
entspricht der Anzahl der Stränge 4 in der Wärmeeinrichtung7, so daß die Trennmaschine
15 nicht ortsbeweglich angeordnet zu sein braucht. Die Trennmaschine 15 weist einen
verstellbaren Anschlag 16 auf. Gegen diesen Anschlag 16 drückt die Einstoßmaschine
5 den auf Schmiedetemperatur erwärmten Strang 4 mit seinem vorderen Ende. Sodann
trennt die Trennmaschine 15 von dem Strang 4 die Stücke oder Blöckchen vorbestimmter
Länge ab. Bei stärkeren Strängen kann das Abtrennen durch Warmsägen oder Abbrennen
erfolgen. Das abgetrennte Stück fällt in einen Schacht oder über ein Transportband
zum Bedienungsmann. Bei dünneren Strängen mit einem Durchmesser von etwa 15 bis
25 mm speist die Trennmaschine 15 gleichzeitig mindestens zwei Hämmer, Pressen od.
dgl. Dabei können in der Wärmeeinrichtung 7 Stränge unterschiedlichen Profils auf
Schmiedetemperatur gebracht werden. Dadurch, daß die Stränge in dem Hochtemperaturteil
12 mit großer Strahlung von oben erwärmt werden und zum anderen in Rillen liegen,
kann eine seitliche Beeinflussung der Stränge gegeneinander nicht stattfinden.
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Andererseits wird durch diese Arbeitsweise eine noch nicht dagewesene
Rentabilität für diesen Arbeitsvorgang erreicht.
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Nach dem Abschneiden des auf Schmiedetemperatur erwärmten Stücks
wird über die Einstoßmaschine 5 der um das abgeschnittene Stück verkürzte Strang
4 mit erhöhter Geschwindigkeit wieder in die Wärmeeinrichtung 7 zurückgezogen. Über
ein Taktschaltwerk gesteuert wird dann der benachbarte
Strang 4
aus der Wärmeeinrichtung 7 heraus gegen den Anschlag 16 geführt, abgeschnitten und
auch dieser Strang wieder in die Wärmeeinrichtung gezogen, sodann der diesem Strang
benachbarte Strang usw., bis wieder der erste Strang an der Reihe ist.
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Sind nur kurze Stücke oder Blöckchen zu schneiden, kann nach dem Abschneiden
des vorderen Stücks mit Hilfe der Einstoßmaschine 5 noch ein oder mehrere Male nachgestoßen
werden, bis das jeweils vordere Ende den Anschlag erreicht, um während einer Phase,
in der sich der auf Schmiedetemperatur erwärmte Teil des Strangs außerhalb der Wärmeeinrichtung
befindet, mehrere Stücke von dem Strang abzuschneiden.
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Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Herstellen von schmiedbaren Stücken
aus Stangen, Knüppeln od. dgl.
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mit einer Wärmeeinrichtung, in der die Stücke auf Schmiedetemperatur
gebracht werden, mit einer der Wärmeeinrichtung vorgeordneten Einstoßmaschine, über
die in Form eines Strangs hintereinander angeordnete Stücke in Strangrichtung reversibel
durch die Wärmeeinrichtung geführt sind, und mit einer Trennvorrichtung, in der
die Stangen, Knüppel od. dgl. in die Stücke trennbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmeeinrichtung (7) eine Schweißvorrichtung (3), in der die Stangen (2),
Knüppel od. dgl.
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zu einem endlosen, von der Einstoßmaschine (5) erfaßten Strang (4)
aneinandergeschweißt sind, vorgeordnet und die mit einem verstellbaren An-Anschlag
(16) versehene Trennmaschine (15) nachgeordnet ist.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel
zueinander mehrere Stränge (4) vorgesehen sind, die im Takt mit Hilfe je eines Hydraulikzylinders
(6) der Einstoßmaschine(5) bewegbar sind und von Rillen (8) in der Wärmeeinrichtung
(7) geführt sind.
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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennmaschine
(15) als Schere ausgebildet ist, die für jeden Strang (4) ein Trennmesser (17) aufweist.
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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeeinrichtung (7) als Stoß ofen ausgebildet ist, der von mindestens einem
Nackenbrenner (14) gespeist einen Hochtemperaturteil (12) und einen Niedertemperaturteil
(13) aufweist.
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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßofen
für jeden Strang (4) eine Einführöffnung (9) und eine mit einer selbsttätig schließenden
Klappe versehene Ausstoß öffnung (11) aufweist, deren lichte Weite im wesentlichen
gleich dem größtmöglìchen Profil eines Strangs (4) ist.
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6. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Strang (4) ein oder mehrere Stücke abgetrennt
werden, bevor er in die Wärrneeinrichtung (7) zurückbewegt wird.