DE2133411C3 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Abschrecken eines Metallbandes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Abschrecken eines MetallbandesInfo
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Description
3 4
F i g. 5 und 6 vergrößerte Ansichten der Vorrich- den Querschlitzen der Schlitzplatten. Unter den Betung
zum Abschrecken, dingungen, welche in den Bereich unter der Linie (B)
F i g. 7 eine vergrößerte Vorderansicht eines Ver- fallen, wird die Verteilung des Aufpralldruckes in
teilerkastens der Vorrichtung der Fig. 5 und 6, Richtung der Bandbreite innerhalb der Sirahlzone an
F i g. 8 einen vertikalen Schnitt des Verteiler- 5 den oberen und unteren Teilen des Bandes ungleich-
kastens der F i g. 7 und mäßig, und der Aufpraüdruck am Rande wird be-
F i g. 9 eine vergrößerte Darstellung der Anord· trächtlich stärker als im Mittelteil. Dieses ist für das
nung d~<- zwei Verteilerkasten im Verhältnis zum gleichmäßige Abschrecken des Bandes über die Breite
Band. unzweckmäßig. Demzufolge wird es notwendig, die
Das Verhältnis zwischen dem Aufpralldruck des io Verteilerkästen mit mehr als 40 mm Abstand anzu-Abschreckwassers
an der Oberfläche des Bandes ordnen. So werden die Bedingungen, welche in den (im folgenden kurz »Aufpralldruck« genannt) und Bereich oberhalb der Linie (Λ), oberhalb der
dem Temperaturunterschied zwischen der Mitte und Linie (B) und rechts der Linie (C) fallen, für am
dem Rand des Bandes ist in F i g. 1 dargestellt. Die zweckmäßigsten gehalten. In F i g. 3 a ist die Verteiverwendete
Probe war ein 1,6 mm dickes, 300 mm 15 lung des Aufpralldruckes unter zuvor erwähnten Bebreites,
kaltgewalztes Stahlband, welches einer Auf- dingungen am Punkt (α) der F i g. 2 dargestellt.
Wärmtemperatur von 710° C ausgesetzt worden war. Es wurde zuvor festgestellt, daß die Erfindung auf
Die weißen Punkte zeigen den Temperaturunter- Versuchsergebnissen beruht und beabsichtigt, ein
schied im Mittelteil und an einer Stelle 15 mm vom Verfahren zum kontinuierlichen Abschrecken und
Rand entfernt an, und die schwarzen Punkte zeigen 20 eine Vorrichtung zur Verwendung beim kontinuierdie
Temperaturdifferenz im mittleren Teil und an liehen Vergüten niedriggekohlter Stahlbänder unter
einer Stelle 45 mm vom Rand entfernt. Es ist zu Verwendung der Shelf-Behandlung und Aufsprühen
sehen, daß der Druck von 0,005 kp/cm2 eine gewisse von Abschreckwasser auf das Band in Form von
Wirkung ergibt, jedoch zeigt die Darstellung, daß Querstreifen von Druckwasser, welche mit Abstänein
Druck von mindestens 0,015 kp/cm2 notwendig 25 den entlang der Richtung des Bandvorschubs angeist,
um eine stabile Temperaturdifferenz von weniger ordnet sind, zu schaffen,
als 100° C sicherzustellen. Weitere Einzelheiten der Erfindung, wie sie in
Bei der Anwendung des obigen Ergebnisses auf einer Vergütungsanlage verwendet wird, werden im
ein Band im wirklichen Betrieb sollte eine optimale folgenden an Hand eines Beispieles und unter BeKombination
des Einzelabstandes zwischen den 3° zugnahme auf die F i g. 4 bis 9 beschrieben. Das verStrahlen
des Abschreckwassers in Streifenform und wendete Band bestand aus Flußstahl mit weniger als
dem Abstand der Schlitzplatten bestimmt werden, 0,06 Vo Kohlenstoff, war zwischen 0,06 und 1,6 mm
um eine Zone zu schaffen, in welcher das Band ohne dick und 600 bis 1800 mm breit. Die Geschwindig-Unterbrechung
der bandförmig aufgegebenen Ab- keit des Bandes im Glühofen betrug 60 bis 300 m/min,
streckflüssigkeit ausgesetzt ist, welche einen Auf- 35 Die gesamte Anlage zum kontinuierlichen Verpralldruck
von mehr als 0,15 kp/cm2 aufweist, bis guten ist einschließlich eines Abschnittes für die
das Band auf eine Temperatur unterhalb der als Shelf-Behandlung in F i g. 4 dargestellt. Ein Stahluntere Grenze des Siedens des Filmes bekannten band 1 wird vom Coil 2 geliefert, im Reinigungs-Temperatur
abgekühlt ist (500° C). Die Länge einer behälter 3 vom Fett gesäubert und über eine Richtsolchen
Zone beträgt ungefähr 60 m, wenn die For- 4° strecke 4, einen Schleifenturm 5 und eine freie
dergeschwindigkeit bei einem Band von 0,8 mm Schleife 6 in die Aufheizzone 7 gebracht. Nachdem
Dicke 180 m/min beträgt. das Band in der Aufheizzone 7 bis auf 700 bis 800° C
Wenn die folgenden Erläuterungen im einzelnen erwärmt ist, tritt es in die Glühzone 8 ein, in welcher
betrachtet werden, ist es zweckmäßig, gleichzeitig die Temperatur in Richtung der Breite ausgeglichen
die F i g. 4 bis 9 und die entsprechende Beschreibung 45 wird, und wird dann in der Abschreckvorrichtung 9
der Vorrichtung mitzubetrachten. auf eine Temperatur von weniger als 100° C abge-
F i g. 2 zeigt, wie sich der Aufpralldruck abhängig schreckt. Die dünnen Zunderschuppen auf der Bandvon
verschiedenen Kombinationen der Abstär le Y fläche welche während des Abschreckens gebildet
zwischen benachbarten Querschlitzen und dem Ab- werden, werden im Beiztank 10 mit Chlorwasserstofl
stand X zwischen den Schlitzplatten ändert. Diese 50 abgewaschen. Das Band läuft dann durch einer
Figur zeigt ein Beispiel, bei welchem die Schlitz- Wassertank II, eine Trockenzone 12 und eine Wieöffnung
Z 2 mm und der Hydraulikdruck in den dererwärmungszone 13, um es auf die Shelf-Ver
Verteilerkasten 0,17 kp/cm2 beträgt. Wenn diese Be- gütungstemperatur von 400 bis 500° C aufzuwärmen
dingungen jedoch in einem Bereich von 1 bis 3 mm Nachdem es in der Glühzone 14 für 15 bis 60 sei
bzw. 0.1 bis 0,4 kp/cma geändert werden, ändert sich 55 auf dieser Temperatur gehalten wurde, wird es durcl
die Verteilung des Aufpralldruckes nicht wesentlich. die Schleifengrube 15 über die freie Schleife 16 un<
Ein Beispiel der Aufpralldruckverteilung unter Be- die Richtstrecke 17 geführt, bis es von den Zug
dingungen entsprechend den schwarzen Punkten («) spulen 18 aufgewickelt wird,
bis (d) in F i g. 2 ist in F i g. 3 dargestellt. Die Abschreckvorrichtung ist im einzelnen in de
Unter den Bedingungen, welche in den Bereich der 6° Fig. 5 und 6 dargestellt. Nach dem Durchlauf durc
unteren rechten Seite der Linie (A) fallen, ist der die Glühzone 8 läuft das Band durch die Dichtwal
Aufpralldruck auf die Oberfläche des Bandes in zen 19 hindurch und zwischen die Abschreckvorrich
einem großen Bereich kleiner als 0,015 kp/cm2, wie tungen in Form von Verteilerkasten 20. Das Ban
in F i g. 3 b zu sehen ist. Dieses ist für ein dauerndes wird darin bis auf eine Temperatur unterhalb 100°
<
Entfernen des Dampffilmes nicht zweckmäßig. Um 65 abgeschreckt, verläuft über die Umlenkrolle 21 un
den Dampffilm zu entfernen, ist der Abstand Y weiter zum Beiztank. Das Abschreckwasser wird dei
zwischen benachbarten Querschlitzen kleiner als der Verteilerkasten 20 durch die Wasserzuführungsie
einfache Abstand X zwischen den gegenüberliegen- tung 22 mit einem flexiblen Teil 23 zugeführt. Nacr
dem es auf die Bandoberfläche aufgeprallt ist, fließt das Wasser durch eine Schleuse 24 zu einem Speichertank.
Die Verteilerkasten 20 sind starr auf einer verschiebbaren Basis 25 befestigt, und die Abstände
zwischen den gegenüberliegenden Basen und damit zwischen den Verteilerkasten bzw. deren Schlitzplatten
können beliebig über einen Handgriff 26 eingestellt werden.
Weitere Einzelheiten der Verteilerkästen 20 sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Der besondere in
der Figur dargestellte Typ ist einer, bei welchem ein Verteilerkasten mehr als zwei gleichförmige Streifen
von Abschreckwasser entlang der Richtung der Bandbreite ausstößt. Das Abschreckwasser wird in die
zwei, an symmetrischen, einander entsprechenden Stellen zu beiden Seiten des Bandes 1 vorgesehenen
Verteilerkasten durch die Wasserzuführungsleitung 22 eingeleitet, mittels der Zwischenwand 27 in Pfeilrichtung
der Zeichnung getrieben und durch eine Gruppe von durch Querschlitze 28 gebildeten öffnungen,
welche in Abständen in Richtung des durchlaufenden Bandes angeordnet sind und rechtwinklig
zur Bandbreite verlaufen, ausgesprüht. Die Zwischenwand 27 dient dazu, die Gleichförmigkeit jedes Streifens
oder Bandes des Abschreckwassers in Richtung seiner Breite zu erhalten und ebenso zum Ausgleichen
der Stärke jedes Streifens. Die Schlitzplatte 29 ist in eine Vielzahl von zeriiegbaren Abschnitten aufgeteilt,
so daß die Entfernung zwischen den Querschlitzen wahlweise entsprechend den einzelnen Notwendigkeiten
ausgewählt werden können. Die Schlitzplatte 29 ist am Verteilerkasten durch Schrauben 32
zwischen dem Sitz 30 und dem Rahmen 31 befestigt. Normalerweise wird eine 10 bis 20 mm dicke Schlitzplatte
verwendet, und die Schlitzöffnung Z beträgt ungefähr 1 bis 3 mm. Weil der Aufpralldruck des aus
dem oberen Querschlitz austretenden Abschreckwassers dazu neigt, durch das aus dem mittleren Teil
geschwächt zu werden, ist die Schlitzöffnung Z des oberen Querschlitzes (F i g. 3 a) breiter als die der
anderen eingestellt, und die Richtung der Streifen bzw. Bänder der oberen Querschlitze wird nach unten
abgelenkt, um ihren Aufpralldruck zu verstärken.
Dadurch wird eine noch bessere Form des Bandes erzielt. Der hydraulische Druck in den Verteilerkästen
wird durch den Druckwandler 33 gemessen und normalerweise bei 0,1 bis 0,4 kp/cm2 gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet die oben beschriebene Abschreckvorrichtung, um das
Band abzuschrecken. In der Vorrichtung sind Verteilerkästen für Abschreckwasser zum Abschrecken
des Bandes an entsprechenden symmetrischen Stellen zu beiden Seiten des durchlaufenden Bandes mit
mehr als 40 mm Abstand zwischen den Schlitzplatten angeordnet, und diese lassen das Abschreckwasser
gegen beide Seiten des Bandes strömen, um das Band auf eine Temperatur von weniger als 500° C zu bringen,
wobei ein Aufpralldruck von 0,015 kp/cm2 oder mehr herrscht. Der Abstand Y zwischen benachbarten
Querschlitzen 28 jeder Schlitzplatte ist kleiner als der zwischen den Schlitzplatten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand des folgenden Beispiels näher erläutert:
Kaltgewalztes Stahlband von 0,8 mm Dicke und 300 mm Breite wird unter nichtoxydierenden Bedingungen auf 710° C erwärmt und wird mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min zwischen den Verteilerkasten mit verschiedenen Schlitzabständen und Verteilerkastenabständen hindurchgeführt (wie oben beschrieben). Die an den Rändern (15 mm vom Rand entfernt) und dem Mittelteil des Musters verursachte Temperaturdifferenz und die Form des Bandes, nachdem es zwischen den Verteilerkästen hindurchgegan-
Kaltgewalztes Stahlband von 0,8 mm Dicke und 300 mm Breite wird unter nichtoxydierenden Bedingungen auf 710° C erwärmt und wird mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min zwischen den Verteilerkasten mit verschiedenen Schlitzabständen und Verteilerkastenabständen hindurchgeführt (wie oben beschrieben). Die an den Rändern (15 mm vom Rand entfernt) und dem Mittelteil des Musters verursachte Temperaturdifferenz und die Form des Bandes, nachdem es zwischen den Verteilerkästen hindurchgegan-
gen ist, werden untersucht. Das Ergebnis ist in der Tabelle dargestellt. Die Temperatur des Abschreckwassers
beträgt 60° C, und der hydraulische Druck innerhalb der Verteilerkasten beträgt 0,17 kp/cm2.
Die öffnung jedes Querschlitzes beträgt 2 mm, die
ao Zahl derselben beträgt auf beiden Seiten 7, und der
Betrag an ausgesprühter Flüssigkeit beträgt für ein Paar Verteilerrohre 2,4 m3/min.
»5 | Bedingungen beim | Schlitz- | Vertei | Temperatur | Bemerkungen |
Abschrecken | abstancl | lerkasten | differenz | ||
Y | abstand | (4 Messungen) | |||
(mm) | X | ||||
40 | (mm) | ||||
80 | |||||
30 | |||||
90 | (0C) | ||||
A | 80 | 20 bis 60 | Bedingungen | ||
gemäß Fig. 2 | |||||
35 | 40 | Punkt (α) | |||
B | 30 | 80 bis 200 | Bedingungen | ||
gemäß Fig. 2 | |||||
20 | Punkt (f>) | ||||
40 | C | 80 | 60 bis 150 | Bedingungen | |
gemäß Fig. 2 | |||||
kein Ab | Punkt (c) | ||||
D | 40 bis 100 | Bedingungen | |||
schrecken | gemäß F i g. 2 | ||||
45 | mittels Quer | Punkt (d) | |||
E | schlitzen | 300 bis 400 | |||
Die Bedingungen gemäß A (Punkt a, Fig. 2) ergaben
eine gute Form des fertigen Bandes, während bei den Bedingungen gemäß B (Punkt b, Fig.2)
Wellen und bei den Bedingungen gemäß C (Punkt c, F i g. 2) kleinere Wellen am Band auftraten. Auch
die Bedingungen D (Punkt d, Fig. 2) ergaben eine gute Form des Bandes, während die Bedingungen E
zu ausgesprochen schlechten Ergebnissen führten
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Ab- Schreckgeschwindigkeit ist daher dort, vergliche]
schrecken eines Metallbandes auf eine Tempera- 5 mit den seitlichen Rändern, extrem langsam. Es er
tür unterhalb 5000C durch beidseitiges Auf- gibt sich daraus eine Differenz von mehr als 300° (
bringen von Wasser mit einem Aufpralldruck von zwischen den Temperaturen am Rande und im Mittel
mindestens 0,015 kp/cm2 dadurch ge kenn- teil. Die thermische Beanspruchung auf Grund solcl
zeichnet, daß das Abschreckwasser mit einem einer Differenz ist die Ursache für die nachteilig
Druck von 0,1 bis 0,4kp/cma aus Schlitzplatten io Verformung, z. B. Wellenbildung.
aufgebracht wird. Ein Verfahren der eingangs genannten Art is
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- durch die DT-OS 15 08 432 bekanntgeworden. Ge
rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, maß diesem bekannten Verfahren wird das Ab
daß Schlitzplatten (29) beiderseits des Bi-ndes (1) schrecken mit Düssn bzw. Düsengruppen durchge
mehr als 40 mm voneinander entfernt angeord- 15 führt, d. h., das Abschreckwasser wird mit hohen
net sind, die Querschlitze (28) aufweisen, welche Druck ausgesprüht, mischt sich mit Luft und prall
in geringerem Abstand als dem Abstand der als Wasser-Luft-Gemisch auf die Oberfläche des Me
Schlitzplatten (29) angeordnet sind. tallbandes auf. Das Metallband wird dabei horizon
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- tal geführt. Dieses Verfahren erfordert eine sehi
kennzeichnet, daß die Schlitzplatten (29) aus 20 große Anzahl von Düsen bzw. Düsengruppen, so da£
übereinander angeordneten Plattenabschnitten eine viel Raum beanspruchende, aufwendige Vorrich
bestehen und jeweils eine Seitenwand eines mit tung zu seiner Durchführung benötigt wird.
einer Zwischenwand (27) versehenen Verteiler- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bein:
kastens (20) darstellen und daß weiterhin die kontinuierlichen Abschrecken eines Metallbandes di<
Länge der Querschlitze (28) der Bandbreite ent- 25 Bildung eines Dampffilmes auf der Bandoberfläche zi
spricht. verhindern.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßer Verfahren dadurch gelöst, daß das Abschreckwassei
mit einem Druck von 0,1 bis 0,4 kp/cm2 aus Schlitz-
30 platten aufgebracht wird, wobei die erfindungsgemäßf Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens se
beschaffen ist, daß Schlitzplatten beiderseits de: Bandes mehr als 40 mm voneinander entfernt ange·
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum ordnet sind, die Querschlitze aufweisen, welche ir
kontinuierlichen Abschrecken eines Metallbandes auf 35 geringerem Abstand als dem Abstand der Schlitzeine
Temperatur unterhalb 500° C durch beidseitiges platten angeordnet sind.
Aufbringen von Wasser mit einem Aufpralldruck von Es stellt sich heraus, daß trotz des niedrigen Auf·
mindestens 0,015 kp/cm2 und eine Vorrichtung zur pralldruckes beim Inberührungbringen des AbDurchführung
dieses Verfahrens, die beim fortlaufen- schreckwassers mit der Bandoberfläche der innewohden
Vergüten niedriggekohlter Stahlbänder unter An- 40 nende Druck, mit welchem das Abschreckwassei
wendung einer Shelf-Behandlung verwendet werden ausgestoßen wird, die Bildung des Dampffilms aul
können. Unter Shelf-Behandlung wird das nach dem der gesamten Breite wirksam verhindert und das
Abschrecken erfolgende Halten des Bandes auf 400 Band gleichmäßig gekühlt wird,
bis 5000C für eine Dauer von 15 bis 60 sek ver- Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfin-
bis 5000C für eine Dauer von 15 bis 60 sek ver- Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfin-
standen. 45 dungsgemäßen Vorrichtung ist so ausgestaltet, daß
Bei fortlaufenden Vergütungsverfahren wird der die Schlitzplatten aus übereinander angeordneten
folgende Vergütungszyklus bei der Herstellung kalt- Plat'tenabschnitten bestehen und jeweils eine Seitengewalzter, niedriggekohlter Stahlbänder verwendet: wand eines mit einer Zwischenwand versehenen Vernämlich
Erwärmen der kaltgewalzten Bänder bis auf teilerkastens darstellen und daß weiterhin die Länge
700 bis 800° C durch Strahlungswärme, Ab- 50 der Querschlitze der Bandbreite entspricht,
schrecken auf eine Temperatur von weniger als Im folgenden wird die Erfindung zum besseren
schrecken auf eine Temperatur von weniger als Im folgenden wird die Erfindung zum besseren
500° C mit einer Abschreckgeschwindigkeit von 500 Verständnis an Hand der Zeichnung näher erläutert,
bis 2000° C/sek, Halten bei 400 bis 500° C für einen Es zeigt
Zeitraum von 15 bis 60 sek (Shelf-Behandlung) und Fig. 1 eine grafische Darstellung des Verhältnisses
kräftige Luftkühlung, bis die Temperatur die Raum- 55 zwischen dem Aufpralldruck des Abschreckwassers
temperatur erreicht. Wenn die Abschreckflüssigkeit an der Bandoberfläche und der Temperaturdifferenz
das Band beim Abschrecken berührt, wird an seiner im mittleren Teil und am Rande des Bandes,
Oberfläche ein Dampffilm gebildet, und das Band F i g. 2 eine Darstellung, welche die Änderung des
Oberfläche ein Dampffilm gebildet, und das Band F i g. 2 eine Darstellung, welche die Änderung des
wird deformiert. Aufpralldruckes mit dem Abstand zwischen benach-
Es wurden verschiedene Versuche durchgeführt, 60 harten Querschlitzen und dem Abstand zwischen den
welche die Fehler dieser Abschreckbehandlung mit Schlitzplntten darstellt,
Wasser verringern sollten. Auf der Basis von Grund F i g. 2 α eine Bezugsfigur zu F i g. 2,
Wasser verringern sollten. Auf der Basis von Grund F i g. 2 α eine Bezugsfigur zu F i g. 2,
auf beginnender Beobachtungen stellte sich heraus, Fig. 3a, 3b, 3c und 3d Temperaturverteilungs-
daß die Ursache für die Verformung des Bandes, schaubilder für die Punkte α bis rf in F i g. 2,
z. B. Wellen an den Kanten, welche während des 65 F i g. 4 eine schematische Darstellung der Anlage, Abschreckens mit Wasser zwischen 700 und 800° C in welcher die Shelf-Behandlung und die erfindungsin Übereinstimmung mit den oben beschriebenen gemäße Vorrichtung zum fortlaufenden Abschrecken Verfahren auftreten, folgende ist: angewendet werden,
z. B. Wellen an den Kanten, welche während des 65 F i g. 4 eine schematische Darstellung der Anlage, Abschreckens mit Wasser zwischen 700 und 800° C in welcher die Shelf-Behandlung und die erfindungsin Übereinstimmung mit den oben beschriebenen gemäße Vorrichtung zum fortlaufenden Abschrecken Verfahren auftreten, folgende ist: angewendet werden,
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