DE2157512A1

DE2157512A1 - Erwärmungsverfahren für Stahlkörper wie beispielsweise Knüppel oder Vorwalzblöcke, mit einem für die Verbesserung der Bearbeitbarkeitseigenschaften durch spanabhebende Werkzeuge ausreichenden Tellurgehalt vor deren Warmbearbeitung

Info

Publication number: DE2157512A1
Application number: DE19712157512
Authority: DE
Inventors: Ronald David Crown Point Ind.; Henger Gary Wayne Homewood IU.; Hentz (V.St. A.)
Original assignee: Inland Steel Co
Current assignee: Inland Steel Co
Priority date: 1970-12-02
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1972-06-08
Also published as: GB1365718A; SE381678B; DE2157512C3; BE776027A; NL7116228A; AT324387B; AR196484A1; BR7107898D0; NO133938B; US3710608A; ES397586A1; IT943131B; AU3620771A; JPS523325B1; DK136256B; NO133938C; DK136256C; AU470302B2; CA940021A; DE2157512B2

Description

Patentanwalt Karl A. Brose

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DBr/By · München-Pullach, den 18.November 1971

94282

INLAND STEEL COMPANY, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, 30, West Monroe Street, Chicago. Illinois, 60603, USA.

Erwärmungeverfahren für Stahlkörper wie beispielsweise Knüppel oder Vorwalzblöcke, mit einem fUr die Verbesserung der Bearbeitbarkeitseigenschaften durch spanabhebende Werkzeuge ausreichenden Tellurgehalt vor deren Warmbearbeitung.

Die Erfindung betrifft ein Erwärmungsverfahren von nicht fertigen Stahlkörpern wie beispielsweise Knüppel, Vorwalzblöcke oder dergleichen, mit einem für die Verbesserung der Bearbeitungseigenschaften durch spanabhebende Werkzeuge ausreichenden Tellurgehalt vor deren Warmbearbeitung, bei dem die Stahlkörper längs eines Weges durch einen Ofen von einer 'Eingangsöffnung zu einer Ausgangsöffnung bewegt werden, innerhalb des Ofens die Körper durch eine oder mehrere Flammen erhitzt werden, die

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durch die Verbrennung eines Ofenheizbrennstoffee in Sauerstoff oder Luft erzeugt werden, wobei die Flamme oder Flammen oberhalb des.Weges austreten und derart gesteuert sind, dass das direkte Auftreffen derselben auf die Oberflächen der Stahlkörper ausgeschlossen ist. Die Ofenbrennstoffe sind beispielsweise öl, Generator- oder andere Gasarten, die normalerweise in öfen Verwendung finden. Im folgenden wird dieses Verfahren als "das Verfahren der definierten Art" bezeichnet.

Der Ausdruck "unfertige Stahlkörper", wie er im folgenden verwendet ist, schliesst nicht nur Knüppel, sondern auch andere Stahlzwiechenprodukte wie beispielsweise Vorwalzblöcke ein.

üblicherweise besteht die Warmbearbeitung in einem Warmwalzvorgang, beispielsweise bei der Umformung von Knüppeln in Träger oder Stangenmaterial. Die vorliegende Erfindung ist Jedoch gleichfalls auf andere Formen der Warmbearbeitung anwendbar, wie beispielsweise Warmschmieden.

Die Zugabe von Tellur zu einem Stahl verbessert die Bearbeitbarkeit des Stahles durch spanabhebende Werkzeuge, jedoch unterliegt ein tellurhaltiger Stahl anderersei-ts einer Erscheinung von Oberflächenfehlern, die als Oberflächenrissigkeit bekannt sind,welche sich während der Warmbearbeitung des Stahles entwickelt. Die Oberflächenrissigkeit wird durch kleine Risse an der Oberfläche des der Warmbearbeitung unterzogenen Körpers offensichtlich. Diese Risse treten insbesondere während des Warmwalzens auf und ιsind hierbei an den Ecken von Trägern oder Stangen konzentriert, die polygonale Querschnitte aufweisen und gleichfalls an den schmaleren, d.h. in engerem Radius abgebogenen Seiten von Ovalquerschnitten, die in Rundmaterial gewalzt werden. Die Oberflächenrlsaigkelt macht den fertig gasteilten Stahlkörper vom kommerziellen Standpunkt her unannehmbar.

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Die Oberflächenrissigkeit muss von anderen Arten von Oberflft- j chenfehlern unterschieden werden, wie beispielsweise die durch ■ Risse offensichtlich werden, die bereits im nicht fertigen Stahlkörper vorhanden sind, wenn dieser aus dem Wiedererwärmungstofen vor- dem Warmwalzen oder"einer anderen Warmbearbeitung austritt.

Vor der Warmbearbeitung,beispielsweise vor dem Warmwalzen derartiger tellurhaltiger unfertiger Stahlkörper in fertig gestellte Stahlkörper wie beispielsweise Stangen runden, hexagonalen ä oder anderen polygonalen Querschnittes werden die unfertigen Körper einem Wiedererwärmungsvorgang ausgesetzt, welcher typischerweise darin besteht, dass die Körper in der Form von Knüppeln durch einen langgestreckten Ofen bewegt werden, der in der zuvor beschriebenen Weise durch Brennerflammen erhitzt ist. Die Oberflächenrissigkeit wird durch diesen Wiedererwärmungsvorgang beeinflusst, der normalerweise in einem Ofen stattfindet, der eine oxydierende Innenatmosphäre aufweist. Eine oxydierende Atmosphäre ist im allgemeinen vom Gesichtspunkt des Wirkungsgrades des Brennstoffeinsatzes her wünschenswert, jedoch oxydiert eine oxydierende Atmosphäre eine Oberflächenschicht auf dem Körper und diese führt zu-Komplikationen, welche zu der Oberflächenrissigkeit von tellurhaltigen Stählen beitra- i gen.

Das Problem der Oberflächenrissigkeit bei Stählen, die Tellur in die Bearbeitbarkeit durch spanabhebende Werkzeuge verbessernden Mengen enthalten, wurde seitens der Anmelderin bereits früher erkannt, und es wurden verschiedene Versuche unternommen, diese Oberflächenrissigkeit zu bekämpfen, einschliesslich der Wiedererwärmung des Stahlgegenstandes ohne Auftreffen der Flammen auf der Oberfläche des Körpers, wie dies in dem älteren Patent Nr. 1 237 155 d-er Anmelderin beschrieben ist, oder durch Verringerung des Feuchtegehaltes des Atmosphäre des Wiedererwär-

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mungsofens, wie dies in dem älteren Patent Nr. 1 508 407 der Anmelderin beschrieben ist.

Typische Beispiele von Stählen, die Tellur in die Bearbeitbarkeit durch spanabhebende Werkzeuge verbessernden Mengen enthalten, sind in den zuvor erwähnten Patentschriften gegeben.

Obwohl die Techniken zur Verringerung der Oberflächenrissigkeit, wie sie in beiden oben erwähnten Patentschriften beschrieben sind, zur Verringerung der Oberflächenrissigkeit während der Warmbearbeitung,insbesondere während des Warmwalzens,wirksam waren, wurde in der Zwischenzeit gefunden, dass eine noch grössere Verringerung der Oberflächenrissigkeit durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erreichbar ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist folglich ein neues oder verbessertes Verfahren zum Erwärmen von Stahlkörpern vor deren Warmbearbeitung zu schaffen, die Tellur in die Bearbeitbarkeit durch spanabhebende Werkzeuge verbessernden Mengen enthalten, welches insbesondere zur Verringerung oder Verhinderung der Oberflächenrissigkeit während der Wannbearbeitung wirksam ist.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs definierten Art im wesentlichen dadurch gelöst,· dass um die Stahlkörper während des Erwärmens eine nicht oxydierende HHlIe von brennbarem Gas erzeugt wird, welche sich von der Ausgangsöffnung in Richtung der Eingangsöffnung erstreckt und dadurch, dass durch diese Hülle die Oberfläche der Körper gegen die Oxydation im Innern des Ofens geschützt wird, um somit die Oberflächenrissigkeit der Körper während der anschliessenden Warmbearbeitung zu verhindern.

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Durch die vorliegende Erfindung wird nicht nur die Oberflächenrissigkeit während des Warmbearbeitens verhindert, sondern es wird gleichfalls die Oxydation oder die Verzunderung der Oberfläche während des Erwärmens vor der Warmbearbeitung verhindert.

Insbesondere wird durch Erzeugung einer nicht oxydierenden Hülle aus einem brennbaren Gas um die Stahlkörper während deren Erwärmung erzielt, dass eine derartige Hülle zusätzlich dazu, dass sie aufgrund der eigenen Eigenschaften Ihrer· nicht oxydierenden Natur dazu dient, die Oberfläche der Stahlkörper gegen Oxyda- I tion zu schützen, aufgrund ihrer Brennbarkeit wirksam wird im Aussenbereich der Hülle Jeglichen Überschüssigen Sauerstoff zu verbrennen, der entweder als Luft oder Sauerstoff-Gas zur Verbrennung des Brennstoffes zugeführt werden kann, der die Heizflamme oder Heizflammen des Ofens erzeugt.

Somit ist das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wirksam, um zu gewährleisten, dass jeglicher derartiger überschüssiger Sauerstoff daran gehindert wird, weitgehend in die Hülle einzutreten, um die Oberfläche des Knüppels zu erreichen und dadurch in unerwünschter Weise dessen Oxydation herbeizuführen.

Aus dem Vorangegangenen ist offensichtlich, dass insoweit die Durchführung der vorliegenden Erfindung notwendigerweise das ir der zuerst erwähnten älteren Patentschrift beschriebene Verfahren verwendet, das Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet ist-, im erheblich grösseren Masse als das bekannte Verfahren die Oberfl äcljenrissigkeit zu verhindern, die während der Warmbearbeitung in der zuvor erwähnten Weise auftritt. Eine noch grössere Verringerung der Oberflächenrissigkeit während der Warmbearbeitung wird noch erreicht, wenn die vorliegende Erfindung zusammen mit dem Verfahren zur Anwendung gelangt, wie es in der letzterwähnten älteren Patentschrift beschrieben ist, indem insbesondere der Feuchtegehalt, d.h. der Wasserdampfge-

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halt der Ofenatmosphäre wie beschrieben verringert wird.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer nicht oxydierenden Hülle aus brennbarem Gas liegt darin, dass in vorteilhafter Weise di-e Verbrennung desselben im Innern des Ofens durchgeführt werden kann, um dadurch das Erwärmen der Stahlkörpe^zu unterstützen, wobei diese Verbrennung in einer derartigen Weise durchgeführt wird, dass sie eine minimale oxydierende Wirkung auf die Oberflächen des Stahles hat.

Obwohl zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung lediglich eine einzige Heizflamme von breiter, beispielsweise fächerförmiger Form, in einem kleinen Ofen Verwendung finden kann, sind im allgemeinen verschiedene Flammen vorgesehen.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist besonders wirksam durchführbar, indem die folgenden weiteren Verfahrensschritte eingeschlossen werden.

Vorsehen einer oder mehrerer Flammen und ein die Verbrennung unterstützendes Gas für diese im Bereich der Ausgangsöffnung ™ des Ofens und Vorschieben besagter nicht oxydierender Gashülle durch das Ofeninnere in einer Richtung von der Ausgangsöffnunf in Richtung der Eingangsöffnung, während das Mischen des HUIlgases mit dem die Verbrennung unterstützenden Gas verhindert wird, -

Ein besonders zweckdienliches, brennbares, nicht oxydierendes Hüllgas ist Kohlenwasserstoffmethan, das üblicherweise durch das sogenannte Erdgas geliefert wird. Höhere Kohlenwasserstoffe Jedoch wie beispielsweise Butan, Tetran, Äthan und Pentan können gleichfalls verwendet werden. Die Verwendung von Kohlenmonoxyd ist gleichfalls zulässig, jedoch nicht so vorteilhaft wie die

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Kohlenwasserstoffe. Die Verwendung von Wasserstoff ist nicht möglich aufgrund der zu hohen Explosivität.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die unfertigen tellurhaltigen Stahlkörper vorzugsweise längs eines Weges in einem langgestreckten Wiedererwärmungsofen bewegt, der sich von einem relativ kalten Ofeneingang zu einem relativ heissen Ofenausgang erstreckt. Die Stahlkörper werden während dieser Bewegung mit verschiedenen in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordneten Flammen erwärmt, die je aus einem entsprechenden Brenner austreten, der oberhalb des Weges j| angeordnet ist.

Eine durchgehende, nicht oxydierende Hülle aus brennbarem Gas, vorzugsweise einem Natur- oder Erdgas wie Methan, wird um die Stahlkörper, die der Erwärmung in dem Ofen unterzogen werden, erzeugt, um die Oberfläche derselben vor der Oxydation zu schützen. Diese Hülle erstreckt sich vom Ofenausgang in Richtung des Ofeneinganges.

Vorzugsweise tritt mindestens eine der Heizflammen für den Körper im Bereich des Ofen^usganges für die erhitzten Körper aus. Dass die Hülle bildende Gas wird in den Ofen gleichfalls im Bereich des Ausganges unterhalb der hier vorhandenen Flamme e- " geführt. Die so geformte Gashülle bewegt sich stromaufwärts, d^h. entgegengesetzt zu der Vorschubbewegung¹ der Stahlkörper vom Ofenausgang in Richtung des Einganges. Eine derartige Bewegung erfolgt ohne eine wesentliche Mischung des Hüllgases mit den anderen Gasen, die in den Ofen an dem Brenner eintreten, an dem die Flamme austritt.

In dem Ofen werden verbrannte Gase an einer AuspuffÖffnung aus dem Ofen entfernt, die· stromaufwärts bezüglich des Ausganges

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angeordnet ist und das Hüllgas wird in dem Ofen verbrannt, ehe das Hüllgas ausgestossen wird. Die Verbrennung des Hüllgases wird an einer Stelle in dem Ofen durchgeführt, an der die Temperatur verglichen mit der Temperatur am Ofenausgang relativ niedrig .ist und an der die Oberflächenoxydation oder Verzunderung der tellurhaltigen Stahlkörper kein signifikantes Problem darstellt.

Das Hüllgas wird durch Einführen von Sauerstoff in den Ofen an einer Stelle zwischen der Auspufföffnung des Ofens und dem Ofenausgang (an dem das Hüllgas eingeführt wird) verbrannt. Der Ofen weist eine Flamme auf, die aus einem Brenner austritt, der zwischen der AuspuffÖffnung und der Stelle angeordnet ist, an der der Sauerstoff eingeführt wird, um die-Verbrennung des Hüllgases vor dessen Austritt zu gewährleisten. Dies verhindert eine Verbrennung in der Auspuffleitung, die von dem Ofen führt, die sonst stattfinden würde, falls das Hüllgas nicht vor dem Verlassen des Ofens verbrannt werden würde.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beispielhaft veranschaulichten Ofens näher erläutert. Die Fig.1 zeigt eine skizzenhafte Ansicht eines Ofens, in dem das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt wird.

In Fig. 1 ist allgemein mit 10 bezeichnet ein langgestreckter Ofen veranschaulicht, in den Stahlkörper in «der Form von Knüppeln vor dem Warmwalzen erhitzt werden, wobei die Knüppel Tellur in die Bearbeitbarkeit durch spanabhebende Werkzeuge verbessernden Mengen enthalten. Die Knüppel 11 werden längs eines Ofenweges 12 bewegt, der sich von einem Ofeneingang 13 zu einem Ausgang 14 erstreckt.

Die Knüppel werden durch eine Anzahl von Flammen, die Je aus einer Anzahl von längs des Weges 12 in Längsrichtung im Abstand

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zueinander angeordneten Brennern austreten, während der Bewegung entlang des Weges 12 erhitzt. Eine Flamme 15 tritt aus einem Brenner 25 aus, der am Ausgangsende 30 des Ofens 10 angeordnet und oberhalb der Knüppel 11 auf dem Weg 12 vorgesehen ist. Gleichfalls oberhalb des Weges 12 und den Flammen 16 und 17, die aus entsprechenden Brennern 26 und 27 austreten, ist unterhalb des Weges 12 eine Flamme 18 aus einem Brenner 28 austretend vorgesehen. Die Richtung und die Länge der Flammen sind gesteuert, d.h. in der in dem zuerst erwähnten älteren Patent beschriebenen Weise, so dass keine von ihnen auf die Oberfläche der Blöcke 11 auftrifft.

Die Flammen werden durch Verbrennung konventioneller Brennstoffe (beispielsweise durch Erdgas erzeugtes Methan) und Sauerstoff (unter Verwendung von entweder kommerziell reinem Sauerstoff oder Luft) erzeugt und die verbrannten Gase werden durch eine AuspuffÖffnung 20 in der Oberseite des Ofens 10 zwischen dem Eingang 13 und dem Brenner 27 ausgestossen, wobei der Brenner 27 in dieser speziellen Ausführungsform der am dichtesten am Eingang 13 angeordnete Brenner ist. Die durch die Auspufföffnung 20 ausgestossenen Gase werden durch eine Auspufflei-tung 21 abgeführt. .

Die Atmosphäre im Innern des Ofens ist ganz allgemein geringfügig oxydierend. Beispielsweise 'beträgt das' Brennstoff/Sauerstoff-Verhältnis auf stö-chbmetrischer Basis allgemein ungefähr 0,95. Dies ist anstrebenswert, um die Verbrennung in dem Ofen von einer maximalen*Menge verbrennbarer Stoffe zu gewährleisten. Falls nicht alle Brennstoffe im Innern des Ofens verbrannt würden (beispielsweise einige Brennstoffe in der Auspuffleitung 21 verbrannt würden), würde weniger als das volle Heizpotential des Brennstoffes im Ofen freigegeben werden.

Obwohl vom Standpunkt des Wirkungsgrades der Verbrennung im

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Ofen eine oxydierende Atmosphäre anstrebenswert ist, trägt sie, da sie die Oxydation der Oberfläche der Knüppel bewirken kann, zu dem Problem der Oberflächenrissigkeit von tellurhaltigen Stahlknüppeln während des anschliessenden Warmwalzens bei.

Erfindungsgemäss wird um die Knüppel 11 eine nicht oxydierende Hülle aus brennbarem Gas erzeugt, um die Oberfläche derselben vor der Oxydation zu schützen. Das Gas dieser Hülle wird in den Ofen bei einer Düse 22 eingeführt und die Hülle erstreckt sich vom Ofenausgangsende 30 in Richtung des Einganges 13. Bei der speziell beschriebenen Ausführungsform endet die Hülle dicht vor dem Teil des Weges 12 unter der Flamme 17.

Das Hüllgas besteht vorzugsweise aus Methan, welches ein verbrennbares, nicht oxydierendes Gas ist und vorzugsweise als Erdgas zugeführt wird.

In dem Ofen 10 erfolgt eine Bewegung aller Gase vom Ausgangsende 30 in Richtung der Auspufföffnung 20. Diese Bewegung ist vom Ausgangsende 30 zu einer Stelle im Bereich der Ofenwandung 31, an der der Brenner 27 angeordnet ist, im wesentlichen horizontal. Hinzu kommt, dass sich das an der. Düse 22 eingeblasene Hüllgas an einer Stelle unterhalb der Höhenerstreckung der Brenner 25, 26 und 27 befindet, an denen die Brenngase (Brennstoff und Sauerstoff) eingeführt werden. Diese beiden Faktorer, verhindern das Vermischen des Sauerstoffes von den Brennern mit dem Hüllgas und verhindern dadurch, dass das brennbare Hüllgas abgebrannt v$rd un^fchalten die Hülle über eine erhebliche Entfernung stromaufwärts vom Ausgangsende 30. Das an der Düse 22 eingeblasene Hüllgas steigt nicht in wesentlichem Masse nach oben, um sich mit den an den Brennern 25 bis 27 oder an der Düse 23 eingeführten Gasen zu mischen, bis sich das Hüllgas eine erhebliche Entfernung stromabwärts längs des Weges 12 in den Bereich des Brenners 27 bewegt hat, wo dann das

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HUllgas mit an einer Düse 23 eingeführtem Sauerstoff in der im folgenden beschriebenen Weise verbrannt wird.

Die Temperatur des Ofens ist am Ausgangsende 30 am höchsten und die Temperatur nimmt graduell stromaufwärts längs des Weges
des Richtung des Einganges 13 ab. Beispielsweise liegt die Ofen temperatur am Ausgangsende 30 typischerweise in dem Bereich
zwischen 1200° und 1370° C und eine typische Knüppeltemperatur liegt in dem Bereich zwischen 1150° und 1260° C. An einer
Stelle längs des Weges 12 direkt unterhalb des Brenners 27
liegt die Ofentemperatur in dem Bereich zwischen 980° und 1100° C und die Knüppeltemperatur in dem Bereich zwischen 870° und
925° C

Das Risiko, dass die Knüppel einer Oberflächenoxydation unterzogen werden, ist in den heissesten Teilen des Ofens am grössten. Beim Abnehmen der Ofentemperatur nimmt gleichfalls die
Wahrscheinlichkeit der Oberflächenoxydation und deren resultierender nachteiliger Beitrag zur Oberflächenrissigkeit während des anschliessenden Warmwalzens ab. Es ist folglich von Bedeutung, dass die Hülle aus Gas um die Knüppel 11 in den heissesten Teilen des Ofens aufrecht erhalten werden muss, wobei die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Gashülle mit der Abnahme
der Ofentemperatur gleichfalls nachlässt. Aufgrund seiner bret.r baren Natur ist ein derartiges Hüllgas im Prinzip geeignet, ur im Aussenbereich der Hülle jeglichen überschüssigen Sauerstoff zu verbrennen, der als Luft oder Sauerstoffgas zur Verbrennung der zu den Brennern*25, 26, 27, 28 zugeführteri Brennstoffe zugeführt wird und verhindert somit, dass jeglicher derartiger
Überschüssiger Sauerstoff weit genug in die Hülle eintritt, um die Knüppeloberfläche zu erreichen.

Das Hüllgas wird durch die Auspufföffnung 20 wie die verbrannten Gase, die aus der Verbrennung von Brennstoff und Sauerstoff an den Brennern 25 bis 28 eingeführt, ausgestossen. Wegen der

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Wärme in der Auspuffleitung 21, insbesondere des Abschnittes nahe der Auspufföffnung 20, würde sich jegliches, nicht verbranntes HUllgas, das durch die Auspufföffnung 20 mit jeglichem überschüssigen Sauerstoff oder Luft, der durch die Auspuff öffnung 20 austritt, verbinden und würde in der Leitung 21 unter Erzeugung von Flammen in der Leitung verbrennen. Dies ist zu vermeiden und nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wird das HUllgas im Ofen 10 vor dem Austreten durch die Auspufföffnung 20 verbrannt.

Die Verbrennung des Hüllgases wird durch Einführen von Sauerstoff an einer Düse 23 durchgeführt, welche oberhalb des Weges 12 zwischen dem Ausgangsende 30 und der Auspufföffnung 20 angeordnet ist. Der Sauerstoff von der Düse 23 wird nach unten in Richtung der mit Gas umhüllten Knüppel 11 eingeblasen und vermischt sich mit dem Hüllgas. Da die Flamme 17 zwischen der Sauerstoffeinblasdüse 23 und der Auspufföffnung 20 angeordnet ist, gewährleistet die Flamme 17 eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des Hüllgases und des Sauerstoffes, ehe diese die Auspufföffnung 20 erreichen. Dadurch, dass verhindert wird, dass unverbranntes Hüllgas durch die Auspufföffnung 20 geleitet wird, ist die Wahrscheinlichkeit, verringert, dass eine Verbrennung in der Auspuffleitung 21 auftritt.

Da die Oberflächenoxydation der tellurhaltigen Stahlknüppel progressiv mit Ansteigen der Temperatur zunimmt, ist es anstrebenewert, das HUllgas so weit wie möglich hinten im Ofen, d.h. so nahe wie möglich am Eingang 13 zu verbrennen. Je dichter man nämlich am Eingang 13 ist, desto niedriger ist die Temperatur. Da die Verbrennung des Hüllgases an einer Stelle (im Bereich des Brenners 17) längs des Weges 12 der Knüppel erfolgt, an der sowohl die Ofentemperatur (980°-1100⁰C) und die Knüppeltemperatur (870° - 925° C) vergleichsweise niedrig sind, ist die Gefahr der Oberflächentemperatur an der Stelle, an der

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das Hüllgas verbrannt wird, minimal.

Bei einer typischen Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht das Hüllgas aus 98% Methan und ungefähr 2% höheren Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise Äthan. Das HUIlgas wird mit einer Menge im Bereich zwischen 1,13 bis 2,27 cbm/min eingeführt. An den Brennern 15 bis 18 wird der Brennstoff in einer Menge von 56,6 cbm/min und die Luft in einer Menge von 566 cbm/min, einem Volumenverhältnis von Luft zu Brennstoff von 10:1 eingeführt. Der an der Düse 23 eingeführte Sauerstoff wird in einer Menge von ungefähr 14,2 cbm/min einge- " leitet.

Typische Abmessungen für den Ofen 10 betragen 14,7 m Breite und 30,5 m Länge. Die Höhenabmessung zwischen dem Weg 12 und dem Ofendach 19 variiert zwischen 0,9 m Höhe an dem niedrigen Punkt 32 des Daches und 3,35 m Höhe an dem hohen Punkt 33 des Daches.

Die vorangegangene detaillierte Beschreibung dient lediglich dem Zwecke der Erläuterung einer Form des Ofens zur Verwendung zur Durchführung des erfindungßgemässen Verfahrens.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichmmg ä erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung vor Bedeutung.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erwärmen von unfertigen Stahlkörpern, beispielsweise Knüppeln, Vorwalzblöcken und dergleichen, die einen Tellurgehalt einer die Bearbeitbarkeit durch spanabhebende Werkzeuge verbessernden Grosse aufweisen, vor der Warmbearbeitung der Körper, bei dem die Stahlkörper längs eines Weges durch einen Ofen von einer Eingangsöffnung zu einer Ausgangsöffnung bewegt werden, wobei in dem Ofen die Körper durch ein oder mehrere Flammen erwärmt werden, die durch Verbrennung eines Ofenheizbrennstoffes in Luft oder Sauerstoff erzeugt werden und die Flamme oder Flammen oberhalb des Weges austreten und derart gesteuert sind, dass das Auftreffen der Flammen auf die Oberfläche der Stahlkörper ausgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass um die Stahlkörper während deren Erwärmung eine nicht oxydierende HUlIe aus brennbarem Gas erzeugt wird, die sich von der Ausgangsöffnung in Richtung der Eingangsöffnung erstreckt, und dadurch, dass die Hülle d-'· Oberfläche der Körper gegen Oxydation im Innern des Ofens schützt, um somit die Oberflächenrissigkeit.der Körper während der anschliessenden Warmbearbeitung zu verringern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ausgangsöffnung des Ofens eine oder mehrere Flammen und ein die Verbrennung für diese aufrecht erhaltendes Gas erzeugt wird, und dass die nicht oxydierende Hülle aus brennbarem Gas durch das Ofeninnere in einer Richtung von der Ausgangsöffnung zu der Eingangsöffnung bewegt wird, während die

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Vermischung des Hüllgases mit dem die Verbrennung aufrecht erhaltenden Gas verhindert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass daa Hüllgas im Ofen an einer Stelle verbrannt wird, die der EingangsÖffnung näher als der Ausgangsöffnung liegt, wo die Temperatur der Stahlkörper unter der Temperatur liegt, auf die sie vor der Warmbearbeitung erhitzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- . | kennzeichnet, dass das Hüllgas durch den Ofen in einer Richtung strömen gelassen wird, die der Richtung des Vorschubes der Stahlkörper von der Eingangs- zu der Ausgangsöffnung entgegengerichtet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ausstossen der Gase von dem Ofen an einer AuspuffÖffnung, die in Bezug auf die Richtung des Vorschubes der Stahlkörper stromaufwärts der AusgangsöffnungXrorgesehen wird;

b) Einführen von Sauerstoff in den Ofen an einer Stelle zwischen f der AuspuffÖffnung und der Ausgangsöffnung;

c). und Verbrennen des Sauerstoffes mit dem Htillgas, ehe der Sauerstoff und die Hüllgase durch&ie Auspufföffnung ausgestossen werden. %

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ofen eine oder mehrere Flammen zur Erhitzung des Stahlkörpers erzeugt werden, die zwischen der AusgangsÖffnung und der Stelle erzeugt werden,· an der der Sauerstoff eingeführt wird.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllgas in den Ofen im Bereich der Ausgangsöffnung desselben eingeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Erzeugen einer oder mehrerer Heizflammen in dem Ofen, die im Bereich der Ausgangsöffnung austreten und sich stromaufwärts von dieser erstrecken; und

b) Einführen von Hüllgas in den Ofen an einer Stelle unterhalb dieser Flamme bzw. Flammen.

9· Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlkörper nach dem Erwärmen warmbearbeitet, beispielsweise warmgewalzt werden.

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