DE2159597A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von kaltgewalzten Stahlblechen für die Kaltverarbeitung - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von kaltgewalzten Stahlblechen für die Kaltverarbeitung

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DE2159597A1 DE19712159597 DE2159597A DE2159597A1 DE 2159597 A1 DE2159597 A1 DE 2159597A1 DE 19712159597 DE19712159597 DE 19712159597 DE 2159597 A DE2159597 A DE 2159597A DE 2159597 A1 DE2159597 A1 DE 2159597A1
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Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von kaltgewalzten Stahlblechen für die Kaltverarbeitung
Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Kaltstahlblechen mit Kaltverarbeitungsfähigkeit, insbesondere mit Preßverformungsqualität, unter Verwendung eines kontinuierlichen Glühsystems.
Dünne Stahlbleche für die Kaltverarbeitung, insbesondere für das für Automobilteile verwendete Preßverformen, müssen unter anderem sowohl eine gute Verformbarkeit als auch eine gute Ziehfähigkeit und Dehnfähigkeit aufweisen. Um
VI/My
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diese Eigenschaften zu erreichen, ist es erforderlich, daß die Korngröße weit genug in dem Bereich liegt, in welchem der durch das Preßverformen /bewirkte Apfelsinenschaleneffekt an der Oberfläche nicht auftritt, der Gehalt an gelöstem Kohlenstoff und Stickstoff ausreichend reduziert ist, die Streckgrenze niedrig ist und die Dehnung groß ist. Pur diese Anforderungen werden die meisten der für derartige Zwecke bestimmten dünnen Stahlbleche auf konventionelle Weise unter Anwendung des Kastenglühens hergestellt.
Das Kastenglühen erfordert jedoch eine längere Behandlungszeit (normalerweise mehr als 60 Stunden) und ist daher hinsichtlich der Produktionswirtwchaftlichkeit nachteilig. Ein Verfahren zum Verkürzen dieser Behandlungszeit wurde unlängst mit der japanischen Patentschrift Sho 43-5995 vorgeschlagen. Dieses Verfahren erfordert noch immer mehr als 30 Stunden Behandlungszeit und ist daher für ein kontinuierliches Glühen völlig ungeeignet.
Verschiedene, das kontinuierliche Glühen von kaltgewalzten Stahlblechen betreffende Patentschriften sind veröffentlicht worden, doch die meisten von ihnen betreffen sehr dünne Stahlbleche hoher Härte zum Verzinnen. Von diesen Patentschriften ist die USA-Patentschrift 2 832 711 bemerkenswert. Obgleich diese Patentschrift ein unter kontinuierlichem Glühen behandeltes, relativ weiches, dünnes
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Stahlblech beschreibt, ist in ihr nichts enthalten oder durch sie angeregt, was ein Stahlblech mit ausgezeichneter Verarbeitungsfähigkeit für die Verwendung in einer Karosseriepresse betrifft; und eine kommerzielle Herstellung eines solchen Stahlblechs gab es bisher in der Praxis noch nie.
Die Gründe, warum Stahlbleche mit niedrigem Kohlenstoffgehalt für die Verwendung wie beim Karosseriepressen niemais mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Glühen hergestellt wurden sind folgende:
Es wurde bisher allgemein angenommen, daß eine Streckgrenze, eine hohe Dehnung und ein Lank-3?ord-Wert (r-Wert), wie sie beim Kastenglühen erreichbar sind, nicht zu erzielen sind, es sei denn, daß die Geschwindigkeit der Blechführung extrem herabgesetzt wird, um eine Übervergütungszeit für das Bewirken der vollen Ausscheidung des gelösten Kohlenstoffs zu erreichen, oder daß das Blech nach dem konti- ä nuierlichen Rekristallisierungsglühen gewickelt wird und ihm im gewickelten Zustand ausreichend Vergütungseffekt gegeben wird. Im vorherigen Pail muß ein Behandlungsofen für das Übervergüten extrem lang sein, so daß er daher für eine kommerzielle Produktion nicht anwendbar ist, im letzteren EaIl können die Vorteile einer kontinuierlichen -Behandlung als Ganzes nicht erreicht werden, obgleich das Glühen kontinuierlich durchgeführt wird.
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Ferner ist es im Hinblick auf den apparativen Aufwand, um das Rekristallisationsglühen, das Übervergüten, das Warmwalzen, das Ausrichten und das tfiederaufwickeln in kontinuierlicher V/eise zu bewirken, erforderlich, ein Stressaging-Härten infolge der Vergütungsbehandlung und des rapiden Abkühlens des Blechs nach dem Vergüten auf nahezu Raumtemperatur für das sich anschließende Warmwalzen zu vermeiden, und es ist weiter notwendig, den Austausch der Walzen des Warmwalzwerks schnell durchzuführen, ohne daß die kontinuierliche Behandlung des Blechs unterbrochen wird.
Geeignete Einrichtungen, welche vorstehenden Erfordernissen entsprechen, sind nicht bekannt.
Mit der Erfindung soll daher eine Vorrichtung zum wirtschaftlichen Herstellen eines Stahlblechs mit ausgezeichneter . Kaltverarbeitungsfähigkeit unter Anwendung kontinuierlichen Glühens geschaffen werden, was üblicherweise als für eine kommerzielle Produktion unmöglich betrachtet wurde.
Mit der Erfindung soll ferner eine Vorrichtungsstraße zum kontinuierlichen und wirtschaftlichen Behandeln von kaltgewalzten Stahlblechen durch Entfetten, kontinuierliches Glühen, Übervergüten, Entfernen der Haut, Abgleichen und Wiederaufwickeln geschaffen werden.
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3 —
Andere Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf kaltgewalzte Stahlbleche, die nach einem üblichen Verfahren hergestellt sind. Optimale Ergebnisse lassen sich erreichen, wenn ein Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und weniger als 0,25 Gew.^, vorzugsweise weniger als 0,20 Gew./^, Mangan λ und zum Mangan, Schwefel und Sauerstoff in folgender Beziehung steht
η ·£ /~Mn<£ 7 Atomgewicht von Mn / 0 - i Mn/fe_/ - Atomgewiclrt von 0 x L
Atomgewicht von Mn /~„a/ η <. n , R Atomgewicht von S L o/0-' ~ ' xzy
einem gewöhnlichen Warmwalzen, Wickeln unter hohen Temperaturen über 60O0G und folgendem Kühlen auf gewöhnliche Weise ausgesetzt und das so gewonnene Stahlblech als Ausgangsmaterial verwendet wird.
Die Vorrichtung zum kontinuierlichen Glühen von kaltgewalz ten Stahlblechen nach der Erfindung weist eine Heizkammer auf, die das Band innerhalb von zwei Minuten auf eine Temperatur zwischen 700 und 9000C erwärmen kann,und einen Durchwärmofen, der das Band zwei Minuten lang im angegebenen Temperaturboreich halten kann, eine erste Kühlkammer,
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— O —
die das Band mit einer Geschwindigkeit von 5 "bis 3O°G/see (vorzugsweise von mehr als 20 C/sec) vom oben angegebenen Temperaturbereich auf eine Vergütungstemperatur zwischen 250 und 45O0G abkühlen kann, eine Vergütungskammer, die das Band über 10, vorzugsweise 5 Minuten, einer Temperatur zwischen 250 und 45O0C, vorzugsweise 300 bis 4000O1 halten kann und einen kontinuierlichen Glühofen mit einer Sekundär-Schnellkühlkammer, die das Band innerhalb von 2 Minuten von der oben angegebenen Vergütungstemperatur auf eine Temperatur von unter 50 C, vorzugsweise auf Raumtemperatur, abkühlen kann. In dem oben erwähnten Glühofen kann das Blech vertikal oder horizontal geführt v/erden. Mehrere Umkehrstellen (Biegesektionen, welche gewöhnlich Heizwalzen aufweisen) sind innerhalb des Ofens vorgesehen, und das Stahlband wird behandelt, während es durch die Biegesektoren zur Schlaufe gebogen wird« Insbesondere in der Vergütungskammer wird das Stahlband Biegebeanspruchungen ausgesetzt, während das Stahlband durch die Biegesektion läuft,und das Stahlband neigt zur Spannungshärtung. Aus diesem Grunde ist die Biegestation so konstruiert, daß das gebogene Band einen Biegedurchmesser von mehr als dem 600fachen, vorzugsweise dem SOOfachen, der Stärke des Bandes aufweist, um unangebrachte Biegebeanspruchungen zu vermeiden. Ferner können
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die Walzvorrichtung zum Entfernen der Walzhaut und der kontinuierliche Glühofen aufeinanderfolgend mit der Nivelliereinrichtung, der Wiederaufwickeleinrichtung und einer gegen Rost schützendes Öl anbringenden Einrichtung in kontinuierlicher Weise angeordnet sein. Zwischen dem kontinuierlichen Glühofen und der Warmwalζeinrichtung kann eine Einrichtung zum Speichern des Bandes wie eine Schleifenanlage vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die "beiliegenden Zeichnungen im einzelnen "beschrieben. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführung der kontinuierlichen Glühvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Einzelheiten zeigende Ansicht der dritten Kühlsektion;
Pig. 3 einen schematischen Arbeitsplan, der die Fertigungsstraße hinter dem kontinuierlichen Glühofen zeigt, und
Fig. 4- Ms 8 erläuternde Darstellungen, die den schnellen Austausch von Skin-pass-Walzen zeigen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein kaltgewalztes Stahlband als Ausgangsmaterial verwendet.
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Das geeignetste Material für die vorliegende Erfindung ist ein Stahlblech mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, in dem der Mangangehalt weniger als 0,25 G*ew.# betragen soll, vorzugsweise weniger als 0,20$, und der Gehalt an Mangan, Schwefel und Sauerstoff folgender Gleichung entsprechen
Atomgewicht von Mn Atomgew.von Mn
K = /~M#7 * f$J
Atomgewicht von 0 ™ Atomgew.von S
55 55
7 = fWr$ 7 x/0#7 x /~S#
"16 "32
Eines der Merkmale der Erfindung besteht daher darin, daß die Beziehungen zwischen Mangan-, Schwefel- und Sauerstoffgehalt in einem bestimmten Bereich liegen, so daß eine zweckmäßige Menge von MnS und MnO gebildet ist, um die Bearbeitungsfähigkeit zu verbessern. Es ist ferner erwünscht, das warmgewalzte Stahlblech nach dem Warmwalzen unter hohen Temperaturen zu wickeln, nämlich zwischen und 800°0, vorzugsweise 675 und 8000C, um schädlichen Schwefel- und Sauerstoffgehalt in unschädliche Ausscheidungen im oben angegebenen Kompositionsbereich umzusetzen, wie auch um günstige Voraussetzungen für ein Kornwachstum bei der nachfolgenden Glühbehandlung vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Stahl mit geringem Kohlenstoff- und Mangangehalt beschränkt, sondern
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ein weiter Bereich von kaltgewalzten Bändern kann als Ausgangsmaterial verwendet werden. Eine Ausführung der vor liegenden erfindungsgemäßen Vorrichtungsstraße zum Erhalten von Stahlblechen mit guter Verarbeitungsbeschaffenheit ist in Pig. 1 gezeigt.
Der kontinuierliche Glühofen A in Fig. 1 besteht aus den folgenden, in Serie verbundenen Kammern:
a). eine Heizkammer 4 für Gasbeheizung mit einem Heizröhrensystem;
b) eine Durchwärmkammer 5 mit Widerstandselementen für elektrische Beheizung;
c) eine Primär-Kühlkammer 6 mit einem Strahl-Kühlsystem, in der wassergekühltes atmosphärisches Gas zwecks Druckkühlung geblasen wird;
d) eine Vergütungskammer 7 mit elektrischer Heizung; und
e) eine Sekundär-Kühlkammer 9 mit einer ersten Kühlsektion 10 mit einem Strahl-Kühlsystem des Wasserkühlungstyps und einer Sekundär-Kühlstation 11 mit einem Strahl-Kühlsystem, in der zwecks Druckkühlung von einer Kühlmaschine gekühltes Kammergas geblasen wird.
In den Zeichnungen ist mit 8 eine Heizwalze für ein Span-
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und Auf- und Abfordern des Stahlbands 2 bezeichnet, 12 stellt eine Spezial-Heizwalze mit großem Durchmesser dar, die in der Vergütungekammer 7 angeordnet ist.
Die Einzelheiten der Sekundär-Kühlstation 11 sind in Fig.2 gezeigt. Bei dieser Ausführung werden acht von zehn Durchgängen des Bandes durch die Sekundär-Kühlkammer 9 in der Sekundär-Kühlsektion 10 und die übrigen zwei Durchgänge in der Sekundär-Kühlsektion 11 ausgeführt. 23 repräsentiert eine Gasstrahlkammer, 24 einen Wärmetauscher, 25 eine Kühlmaschine j 26 sind Rohre für das Führen eines hochtemperierten Gases in den Wärmetauscher 24; 27 sind Rohre für zirkulierendes Kühlwasser, 28 Rohre für das durckbeaufschlagte Führen eines unter Druck gekühlten Kammergases in eine Gfasstrahlkammer, 29 sind Rohre für die Rückgewinnung von bei der Kühlung verbrauchtem Gras. 30 ist ein Gebläse für das druckbeaufschlagte Führen des gekühlten Gases in zugeordneten Gasstrahlkammern, und 31 sind Rohre für die. Gasversorgung.
Es wurde für das Reduzieren der Spannungshärtung eines Stahlbandes als sehr nützlich gefunden, den Durchmesser des gebogenen Stahlbandes am Biegepunkt zu vergrößern, beispielsweise den Durchmesser einer Heizwalze in der Vergütungszone.
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Wenn der Durchmesser der Heizwalze klein ist, ist die Biegebelastung des Bandes im Biegepunkt nicht vernachlässigbar, und daher wird eine Vergrößerung der Dehnfähigkeit infolge Vergütung durch die Spannungshärtung unterdrückt; und wenn solche Biegebelastung groß ist, härtet das Stahlband schon vor der Vergütungsbehandlung.
Da es erwünscht ist, keine derartige Belastung auf das Stahlband auszuüben, wurde seitens der Erfinder das Ver- ^ hältnis der Blechstärke zum Biegeradius geprüft, das kritisch für das Vermeiden des bemerkenswerten Härtens des Bandes infolge der Spannungshärtung ist. Als Ergebnis wurde folgendes Verhältnis festgesetzt:
- ^ 2,02 χ 10~3 - 1,05 x 10~3 log (t + 1)
wobei d die Stärke des Bandes in Millimeter ist, R der Biegeradius in Millimeter (der Radius eines kreisförmigen Bogens um den Umkehrpunkt der Bandschleife herum) und t die Zeit in Minuten, während der die Belastung gegeben ist (die Zeit zum Durchlaufen des kreisförmigen Bogens).
Entsprechend den obigen Erläuterungen, wenn die Zeit, während der die Belastung auf das Band ausgeübt wird, verkürzt wird, steigt der kritische viert von d/R, welcher kein stärkeres Härten des Stahlbandes infolge Spannungshärtung verursacht.
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Zum Beispiel ist es im Falle, daß die Zeit, während der die Biege "belastung auf das Band ausgeübt wird, eine Minute beträgt, notwendig, eine Heizwalze zu verwenden, die einen Radius aufweist, der mehr als das 60Ofache, vorzugsweise mehr· als das 80Ofache, der Bandstärke beträgt.
Ferner haben die Erfinder durch Erforschung zwecks Erzeugung von weichem Stahlmaterial auch unter niedrigen "Vergütungstemperaturen gefunden, daß es möglich ist, weiches Stahlmaterial unter solchen Temperaturen zu erzeugen, und zwar unter den Bedingungen des Bestimmens der Zeit, während welcher Biegebelastung auf das Stahlband während des Durchlaufs durch die Vergütungszone ausgeübt wird, und der Zeit, während der keine Biegebelastung ausgeübt wird, und der Anpassung der Zahl der Biegesektionen unter bestimmten Bedingungen. Speziell in der Vergütungskammer, wenn der Durchmesser der Biegesektion des Bandes mittels D, die Anzahl der Biegesektionen, durch welche das Band läuft, mittels N, die Stärke des Bandes mittels ts und die erforderliche Zeit, während der das Band eine Biegesektion durchläuft und in eine andere Biegeeektion eintritt, mittels ta (zweite) bezeichnet wird, kann man einen weichen Stahl mit weniger gelöstem Kohlenstoff auch unter solch niedrigen Temperaturen zwischen 250 und 5200C folgenden Bedingungen erfüllt sind:
Temperaturen zwischen 250 und 5200C erhalten, sofern die
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■ζ 4> d ta 2/3 ^
5 x 10"° 5 N- ( ) * 12 χ 10
D ta + ta
Die Biegesektion für das Stahlband kann anstelle einer Einzelnen Heizwalze aus mehreren Walzen mit einem.kleineren Durchmesser gebildet sein und die Biegesektion kann verschiedene Formen aufweisen wie U-, L- oder stumpfwinklige Form. Der Durchmesser der Heizwalze ist daher gemäß der Erfindung im wesentlichen gleich dem Durchmesser eines Stahlbandes der Biegesektion.
Am Eingang des kontinuierlichen Giühofens A ist eine Bandoberflächen-Reinigungseinrichtung 3 angeordnet, z.B. eine elektrische Reinigungseinrichtung oder eine blasende Entfettungseinrichtung usw., und an seinem Ausgang ist durch eine Biegewalze 13 ein Schleifenspeicher 14 angeordnet. 15 und 17 sind Spannwalzen, die vor und hinter der WaIzhautentfernungsstation entsprechend angeordnet sind. 16, 18 und 20 sind Spannwalzen, die vor und hinter der Nivel- " liereinrichtung 19 entsprechend angeordnet sind, und 21 ist eine Spannwalze, die vor der Bobine 22 angeordnet ist. Es ist selbstverständlich möglich, eine Schneideinrichtung und eine Schlitzeinrichtung anzuordnen, falls dies erwünscht ist.
Einzelheiten der Ausriistungsanordnungen, welche der WaIzhuutentfernungsstation 16 nachgeordnet sind, zeigt Fig. 3.
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In Pig. 3 sind 15' und 7' Motoren zum Antreiben der Spannwalzen 15 und 17»und durch Einstellen der Rotationsgeschwindigkeit· der Walzen kann auf das Stahlband in der Glühstation 16 (Temper mill) eine gewünschte Spannung ausgeübt werden. 39 ist eine Arbeitswalze der Glühstation 16, die von einem Motor 39' angetrieben wird. Alternativ können Stützwalzen 35 und 36 für den gleichen Zweck angetrieben werden. 13" und 20' sind Motoren zum Antreiben der Spannwalzen 18 und 20, welche zum Einstellen der auf das Stahlband einwirkenden Spannung dienen, und 21' ist ein Motor zum Antreiben der Spannwalze 21, die zum Einstellen der Wickelspannung dient.
Nachstehend wird die Durchführung der Erfindung beschrieben.
Gemäß Fig. 1 wird die Oberfläche des von der Bobine 1 abgewickelten Stahlbandes 2 durch eine Oberflächen-Reinigungseinrichtung 3 gesäubert und das Band zum kontinuierlichen Glühofen A gefördert. Darauf wird das Stahlband 2 zuerst in die Heizklammer 4 eingeführt, in der das Stahlband 2 auf Temperaturen zwischen 700 und 9000O erwärmt wird. Das Erwärmen bis in den oben angegebenen Temperaturbereich erfolgt innerhalb von zwei Minuten. Falls der Aufheizungsgrad jedoch zu stark ist, wächst die Korngröße unter unvorteilhafter Orientierung, und daher sinkt der
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Lank-Pord-Wert (r-vfert) ab, welcher ein die Preßverformungseigenschaft, insbesondere die Ziehfähigkeit kennzeichnender Wert ist, und die Rekristallisationskerne wachsen auf das Maß der Korngröße, wodurch sich die Streckgrenze erhöht.
Darauf wird das Band durch die Durchwärmkammer 5 geführt, in welcher es im oben angegebenen Temperaturbereich von 700 bis 9000C von 0 bis 2 Minuten gehalten- wird» Die oben angegebene Zeit für das Aufrechterhalten der Temperatur steht in einem gewissen Verhältnis zur Heiztemperatur. Bei im oberen Temperaturbereich liegender Temperatur ist nur eine kurze Zeit des Durchwärmens oder kein Durchwärmen erforderlich, während bei im unteren Temperaturbereich liegender Temperatur eine relativ lange Zeit des Durchwärmens beibehalten wird. In der Durchwärmkammer 5 muß nämlich die Rekristallisation und das Kornwachstum des Stahlbandes bewirkt werden, und die Durchwärmzeit ist, abhängig von der Temperatur, sachdienlich bemessen.
Das aus der Durchwärmkammer 5 auslaufende Band wird sofort in die Primär-Kühlkammer 6 eingeführt, in der das Band sehr schnell auf die Vergütungstemperatur abgekühlt wird. Die Kühlung muß beispielsweise mittels eines Strahl-Kühlsystems durchgeführt werden. Palls die Abkühlung langsam vor sich geht, erreicht die sich anschließende Vergü-
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tungsbehandlung nicht ihre volle Yfirkung. Es ist nämlich für das Erreichen einer zufriedenstellenden Präzipitation von Kohlenstoff während des Vergütens vorteilhaft, den Kohlenstoff vor dem Vergüten in einer übersättigten festen Lösung zu belassen. Für diesen Zweck ist es vorzuziehen, das Band unter einem Kühleffekt von 5 bis 3O°O/sec abzukühlen; stärker vorzuziehen ist eine Abkühlung von 20°C/sec.
Das wie oben aufbereitete Band läuft innerhalb von 10, vorzugsweise 5 Minuten, durch die Aufbereitungskammer 7» in der das Band auf 250 bis 45O0G, vorzugsweise 300 bis 4000C, erwärmt wird, wobei der Kohlenstoff im Band vollständig ausgefällt als Carbid festgelegt wird, um eine zufriedenstellende Verformbarkeit und Weichheit zu erhalten.
Oberhalb von 4500C werden die Eigenschaften wie Dehnfähigkeit und Streckgrenze nicht zufriedenstellend verbessert, obgleich die Vergütung bewirkt wird, während unterhalb von 3000C eine größere Länge der Kammer erforderlich ist und daher höhere Kosten für die Vorrichtung entstehen.
Mehr als 8 Minuten Vergütung erfordert eine größere Länge der Kammer, was eine kommerzielle Produktion ausschließt, jedoch schon weniger als 5 Minuten Vergütung sind genug für die gewünschten Ergebnisse, wenn die Temperatur innerhalb des oben angegebenen Bereichs liegt.
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Das Verhältnis zwischen der Temperatur und der Zeit ist gleich wie im Falle des Durchwärmens, im oberen Teil des Temperaturbereichs ist eine kürzere Vergütungszeit zweckmäßiger, während "bei niedrigeren Temperaturen eine längere Vergütungszeit angebracht ist.
Das so vergütete Band wird innerhalb von 2 Minuten bis auf etwa 5O0C in der Sekundär-Kühlkammer 9 gekühlt. Diese Kühlung übt eine bedeutende Wirkung auf das kontinuierliche g Herstellungssystem aus. In dem Pail nämlich, in dem das Band bis nahe der Raumteperatur abgekühlt werden kann, ist es möglich, das Band sofort von der Walzhaut zu befreien, was die Produktionswirtschaftlichkeit bemerkenswert verbessert. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird das Band von der Vergütungstemperatur in der ersten Kühlsektion 10 auf nahezu 10O0G abgekühlt und dann in der Sekundär-Kühlsektion 11 sehr schnell auf weniger als 50 C, wobei das durch einen Kühler gekühlte Kammergas verwendet wird. Die Kühlung erfolgt bei niedrigeren Temperaturen langsamer. Das Band ist jedoch gemäß der Erfindung leicht bis auf unter 50 C, vorzugsweise unter 40 0, in einer kurzen Zeit gekühlt.
Gemäß Fi^. 2 wird das Kammer(Ofen)-Gas durch die leitung 26 zuiu r/ürmetauscher 24 geführt, wo es durch Wärmetausch mit dem Kühlmittel, welches vom Kühler 25 durch das Um-
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laufrohr 27 kommt, sehr schnell abgekühlt und dann durch das Gebläse 30 zu den zugeordneten Gasstrahlkammern 23 gefördert wird. Die Gasstrahlkammern 23 sind längs der Bandbahn angeordnet, so daß das gekühlte Kammergas gleichmäßig auf die Bandoberfläche gerichtet wird und das Band sehr schnell bis auf Raumtemperatur abkühlt. Verbrauchtes Gas wird durch die Gasrückgewinnungsleitung 29 zurückgewonnen und in Umlauf gebracht.
Das aus der Kühlkammer· 9 kommende Band wird unter Spannung im Schleifenspeicher 14 gelagert; falls erforderlich durch die Biegewalze 13 und dann zur Walzhautentfernungsstation 16 geführt.
Nachfolgend wird das Band dem Temperwalzen unterworfen. In der üblichen Praxis wurde ein kontinuierliches System für das Walzhautentfernungswalzen im Anschluß an die Vergütungsbehandlung noch nicht vorgesehen. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß eine Anhäufung von Glüh- und Vergütungsbehandlungen erforderlich ist, um ausreichende mechanische Eigenschaften zu erreichen, und auch auf die Tatsache, daß das Austauschen der v/alzhautentfernungswalzen eine lange Zeit in Anspruch nimmt und daher - im Fall eines kontinuierlichen Ofensystems - einen Leerlauf des Ofens erfordert, so daß sich, wie angenommen wurde, ungleichmäßige Qualität und Verschlechterungen der mechani-
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sehen Eigenschaften ergeben. Ein anderer Grund für das Obige "besteht darin, daß kein zweckmäßiges Verfahren für das echnelle Abkühlen im Anschluß an das Vergüten bei einer kontinuierlichen Glüfcbe hand lung zur Verfügung stand.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein kontinuierlicher Glühofen mit einer "bestimmten thermischen Behandlungsform vorgesehen, und ein Band-Lagerteil 14 ist zwischen der Vergütungszone und der Walzhaujfcentfernungswalze angeordnet, und ferner ist einKassetten-Typ-Schnellaustausch-System, wie es später in Einzelheiten "beschrieben werden wird, angesetzt, um mittels eines schnellen Walzenaustauschvorgangs die oben erwähnten Probleme beseitigen zu können.
Eine andere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Hautentfernungswalze 16 und die Nivelliereinrichtung in der gleichen Produktionsstraße sich miteinander verbindend angeordnet sind.
Noch eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Spannwalzen 17 und 18 zwischen den Hautentfernungswalzen 16 und dem Nivellierer 19 angeordnet sind, um zwei Spannsysteme vorzusehen; das Hautentferungs-Spannsystem und das Nivellier-SpannsyBtem.
Gemäß Fig. 3 ist im Hautentfernungs-Spannsystem die Rota-
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tionsgeschwindigkeit der Spannwalzen 15 und 17» nämlich durch die Belastung der Antriebsmotoren 15' und 17', auf
ρ ρ
eine Rückspannung von 2 kg/mm und-3 kg/mm Zugspannung zur Hautentfernungswalze 16 eingestellt, um das Hautabwalzen durch Rotieren der Arbeitswalzen zu "bewirken. Dagegen ist die Relativgeschwindigkeit im Nivellierspannsystem der Spannrollen 18 und 20 beispielsweise auf
10 kg/mm Zug- und Rückspannung zum Nivellierer eingestellt,
Auf diese Weise sind gemäß der Erfindung die Hautentfernungswalzen- und Spannungs-Mvellierung, die üblicherweise für die Verbesserung von Form und Qualität des geglühten Stahlbandes verwendet werden, in der gleichen Produktionsstraße; und auf der Basis der Tatsache, daß die Spannung beim Hautabwalzen eine kritische Wirkung auf das Stahlband ausübt, ist das Spannsystem in der Hautentfernungswalze und das im Spannungsnivellierer getrennt, um eine Spanneinstellung jeder der Systeme individuell zu ermöglichen.
Wie vorstehend erläutert, wird das Stahlband nach dem kontinuierlichen Glühen sofort der Hautentfernung und dem Nivellierer ausgesetzt, um die Materialeigenschaften und -form zu verbessern und zu korrigieren, und es wird anschließend fortlaufend aufgewickelt. Pur diesen Zweck ist das schnelle Auswechseln der Arbeitswalzen in der Hautentfernungsstation erforderlich.
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Ein anschauliches Beispiel für die Schnellaustauscheinrichtung ist in den Fig. 4 Ms 6 gezeigt. Nach diesen Figuren weist die Hautentfernungsstation 16 Gestelle 32 und 32', Andriickwalzen 35 und 36, Andrückbacken 33 und 34, Arbeitswalzen 39 und 40 an Wellen 41 und 42 und Arbeitswalzen-Spannbacken 37 und 38 auf. 43 ist eine Schraube für die Einstellung des Walzenspalts, 44 ein Druckzylinder zum Ausüben eines vorbestimmten Aufwärtsdrucks auf die Walzen-Spannbacken 34, und 45 ist ein Zylinder für f
den Ausgleich der Walzen, der die Walzen-Spannbacke 37 nach oben drückt. Am unteren Ende der Walzen-Spannbacke 38 sind ein Rad 47 und eine Schiene 48 übereinstimmend an der Walzen-Spannbacke 34 vorgesehen. Ein Zylinder 54 zum Heben der Schiene ist in der Walzen-Spannbacke vorgesehen. 53 ist ein Verbindungsteil für das Verbinden der unteren und oberen Walzen-Spannbacken 37 und 38, und der Verbindungsteil ist mit einer Längsöffnung für das Ermöglichen der Auf- und Abbewegungen der Spannbacken ver- ä sehen.
In der Entnahmeeinrichtung sind 49 und 49' Walzenstützrahmen für eine ausgetauschte Walze, an deren Boden eine Schiene 50 in Übereinstimmung mit dem Rad 47 angebracht ist. 51 und 51' sind Wagen für das Anbringen der Stützrahmen 49 und 49* und der Wagen 51 ist mit einem Schieber 52 versehen. Der Wagen 51 ist an der Arbeitsseite der
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Walzmtihle angeordnet und der Wagen 51 ' an der treibenden Seite der Stützwalze.
Während des Betriebs der Hautentfernungsanlage wird der Walzspalt durch die Schraube 43 eingestellt und dann ein vorbestimmter Druck auf den Zylinder 44 gegeben, um die Walzen-Spannbacke 34 zu sohieben, und zwar zusammen mit der Walzen-Spannbacke 38. Ferner werden die Spannbacken 33 und 37 mit einem vorbestimmten Druck durch Zylinder 45 und 46 nach oben geschoben, die an der Walzen-Spannbacke 34 vorhanden sind, um einen Walzspalt zu schaffen, damit das Walzgut auf eine gewünschte Stärke gewalzt werden kann.
Wenn die Arbeitswalzen 39' und 40' ausgetauscht werden, ist der Walζenstutζrahmen 49·, der die neuen Arbeitswalzen 39 und 40 trägt, auf dem an der Walzenarbeitsseite angeordneten Wagen 51 angebracht. Selbstverständlich muß der Stützrahmen an seinem Platz sein, so daß die Schiene 50 des Stützrahmens und die Schiene 48 der Walzen-Spannbacke 34 zueinander ausgerichtet sind.
Zwischenzeitlich wird der Druck auf den Zylinder 46 für den Ausgleich der Walzen reduziert, um die obere Arbeitswalze 39 auf der unteren Arbeitswalze abzustützen, so daß die obere und die untere Arbeitswalze zusammenkommen
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und die Schiene 48 wird durch den Zylinder 54 angehoben, um die obere und die untere Arbeitswalze 39 und 40 durch das Rad 47 anzuheben und den Kontakt zwischen der unteren Arbeitswalze und der unteren Stützwalze aufzuheben und die untere Stützwalze zu senken und den Arbeitswalzen 39 und 40 eine Bewegung längs der Schiene 47 zu erlauben.
An der Walzenantriebsseite der Station wird der Stützrahmen 49' auf den Wagen 51' gebracht, wie an der Stationsarbeitsseite. Die Schiene 50' wird so angeordnet, daß sie zur Schiene 48 ausgerichtet ist.
Wenn die oben erläuterten Yorbereitungsarbeiten abgeschlossen sind, wird die untere Walze durch den am Wagen 51 vorhandenen Schieber 52 gedrückt. Wenn die Wellen 41 und 42 der oberen und der unteren Arbeitswalzen 39' und 40' im Gehäuse und die Wellen 41 und 42 der neuen oberen und unteren Arbeitswalzen 39 und 40 an der gleichen Stelle angeordnet sind, berühren sich die Stirnflächen der WeI- | len, wenn sich die ober* und untere Arbeitswalzen bewegen und die ober* und die untere Arbeitswalzen werden ausgeschoben und zum Walzenstützrahmen 49' geführt, der an der Walzenantriebsseite vorbereitet worden ist.
Wenn die neue obere und untere Arbeitswalze 39 und 40 in ihrer Stellung im Gehäuse angeordnet sind, werden die ge~
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"brauchten Arbeitswalzen zum Stützrahmen 49' versetzt und sind damit für die Förderung zum Walzenreparaturlager fertig.
Die tfalzenaustauscheinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann modifiziert werden. Wie z.B. in den Fig.7 und 8 gezeigt ist, sind die Schienen 55, 56, 55r und 56· über und unter den Stützrahmen 49 und 49' angeordnet, und die den oben erwähnten Schienen entsprechenden Schienen 59 und 61 sind an dem Vorsprung 60 angeordnet, der im Fenster des Walzengehäuses und an dem Vorsprung 58 der Salzen-Klemmbacke 57 für die obere Stützwalze angeordnet ist. Die Stützwalzen-Klemmbacke 57 wird durch den Druck des Ausgleichszylinders 63 nach oben gedrückt, der an dem Vorsprung 62 im Fenster des Walzengehäuses zum Anbringen des Rades 65 der oberen Arbeitswalzen-Klemmbacke 64 an der Schiene 59 vorgesehen ist, und zur gleichen Zeit wird die Arbeitswalze 40 durch Reduzieren des Drucks im Druckzylinder 44 nach unten gebracht, um das Rad 67 der Walzen-Klemmbacke 66 für die untere Arbeitswalze 40 auf der Schiene 61 im Gehäuse anzubringen und um die Walzen-Klemmbacken 64' und 66f, die entsprechend an der oberen und unteren Schiene am Walzenstützrahmen 49' angebracht sind, auszuschieben und die Arbeitswalzen 39 und 40 im Gehäuse zu ersetzen.
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Der Schieber 52 kann beispielsweise durch einen im Gehäuse vorgesehenen Zylinder ersetzt werden, wobei dessen Ende an der Arbeitswalzen-Klemmbacke im Walzen-Stützrahmen angreift und die Klemmbacke in das Gehäuse zieht»
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können gute Wirkungen sowohl bezüglich Formkorrektur als auch zufriedenstellende Hautentfernungswirkungen in der gleichen Vorrichtung ohne eine Verschlechterung des Stahlban- f des erzielt werden, so daß weiches Stahlband für die Preßverformung und andere Behandlung, bei welcher die mechanischen Eigenschaften und die Form als wichtig betrachtet werden, ohne Störungen erhalten werden kann. Im üblichen Verfahren werden Hautentfernung und lOrmkorrektur gleichzeitig durch Hautentfernungswalzen bewirkt. In Anbetracht der vorliegenden Erfindung ist die Hautentfernungswalzanlage nur für das Entfernen der Haut bestimmt, so daß das Gehäuse oder die Walzen dieser Einrichtung kleiner i
gemacht werden kann und sich die Produktionskosten bemerkenswert verringern.
Eine übliche Hautentfernungswalzenanlage ist auf eine große Kapazität von 50 000 bis 100 000 t/Monat beschränkt und daher unwirtschaftlich, ausgenommen für eine große Nachfrage. Demgegenüber ist die kleine Hautentfernungswalzenanlage sehr wirtschaftlich, da die Vergrößerung der
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Walzenanlage entsprechend der Nachfrage vorgenommen werden kann.
Ferner kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Seitentrimmer, ein Öler usw. angesetzt werden, und diese Schritte nach der Hautentfernungsanlage können in einer einzelnen Produktsionsstraße angeordnet sein, und daher können Vorteile wie verbesserte mechanische Eigenschaften, Rationalisierung der Arbeitskraft und Reduzierung der Halbfertig-Produkte erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung schafft also eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von kaltgewalzten Stahlblechen für die Kaltverarbeitung mit einer Grlühkammer, die mit einer Wärmebehandlungskammer für die Rekristallisierung und einer dieser angefügten Vergütungskammer sowie mit einem Abschnitt für das Biegen von laufenden Stahlblechen versehen ist. Die vorliegende Erfindung ist sehr vorteilhaft, da mit ihr auf wirtschaftliche Weise kaltgewalzte Stahlbleche mit ausgezeichneten Verarbeitungseigenschaften erhalten werden können. Der vorstehend beschriebene! kontinuierlichen Behandlungsvorrichtung kann eine Hautentfernungswalz- und Nivelliervorrichtung und eine Rücklaufvorrichtung nachgeordnet sein.
- Patentansprüche -
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Claims (7)

Patentansprüche t
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von kaltgewalzten Stahlblechen, gekennzeichnet durch einen kontinuierlichen Glühofen (A), durch den das Blech kontinuierlich geführt wird und der eine. Heizkamin er (4) für das Erwärmen des kaltgewalzten Stahlblechs auf einen Temperaturbereich von 700 bis 9000C innerhalb von zwei Minuten aufweist und eine Durchwärmkammer (5) ι die das Blech über zwei Minuten in diesem Temperaturbereich hält, eine P±imär-Kühlkammer (10) für das Schnellkühlen des Blechs aus diesem Temperaturbereich auf eine Vergütungstemperatur mit einem Wert von 5 bis 30°0/sec, eine Vergütungskammer (7), die das Blech über eine Zeit von zehn Minuten auf einer Temperatur von 250 bis 45O0O hält,und eine Sekundär-Kühlkammer (11), die das Blech innerhalb von zwei Minuten von der oben angegebenen Vergütungstemperatur auf eine Temperatur von unter 500O abkühlt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeradius der Biegesektion in der Vergütungskammer (7) mehr als das 60Ofache der Stärke des durch diese hindurchgeführten Stahlbandes beträgt.
3. Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von kaltgewalztem Stahlblech, gekennzeichnet durch einen kon-
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tinuierlichen Glühofen (A), durch den das Blech kontinuierlich geführt wird und der eine Heizkammer (4) für das Erwärmen des kaltgewalzten Stahlblechs auf einen Temperaturbereich von 700 bis 900 C innerhalb von zwei Minuten enthält, eine Durchwärmkammer (5)» die das Blech im oben angegebenen Temperaturbereich über zwei Minuten hält, eine Primär-Kühlkammer (1O) für eine Schnellkühlung des Blechs von dem oben angegebenen Temperaturbereich auf eine Vergütungstemperatur mit 5 bis 3O°O/sec, eine Vergütungskammer (7)» die das Blech über zehn Minuten auf einer Temperatur zwischen 250 und 45O0C halten kann, eine Sekundär-Kühlkammer (9), die das Blech von der oben angegebenen Vergütungstemperatur innerhalb von zwei Minuten auf unter 5O0C abkühlen kann, und ferner eine Einrichtung (16,19,22) für das anschließende Hautentfernungs-Walzen, Nivellieren und Wiederaufwickeln des im Glühofen (A) behandelten Blechs.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergütungskammer (7) eine Heizwalze (12) mit einem die folgende Formel erfüllenden Walzendurchmesser aufweist:
- ^ 2,02 χ 10~3 - 1,05 χ 10 5 log ("fc + 1) R
in welcher d die Stärke des Stahlblechs in Millimeter, t die Zeit in Minuten, während der die Belastung gegeben
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ist, und R den Biegeradius in Millimeter darstellen, und daß die Sekundär-Kühlkammer (11) mit Strahlkühlern für das Blasen von duroh Kühlwasser gekühltem Kammergas und von durch eine Kühlmaschine gekühltem Kammergas in Serie versehen ist, um eine ZweiStufenkühlung zu "bewirken.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautentfernungswalzenanlage mit einem Antriebsmechanismus für ihre Arbeitswalze (40,64) und Stützwalze versehen ist und die Hautentfernungswalzanlage durch eine Spannwalze mit einem Nivellierer (19) in einer kontinuierlichen V/eise angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hautentfernungswalzanlage (16) einen auf einem Wagen (51) angeordneten Stützrahmen (49) an einer Seite der Anlage (16) für das Stützen einer neuen Walze
für den Austausch, eine Einrichtung zum Anordnen der |
neuen Walze in koaxialer Ausrichtung mit einer gebrauchten Walze in einem Gehäuse (30) der Walzanlage (16), eine Einrichtung (52) zum Schieben der neuen Walze in Richtung des Gehäuses (32) und zum Ausschieben der gebrauchten Walze aus dem Gehäuse, und einen anderen auf einem an der gegenüberliegenden Seite der Walzanlage angeordneten Wagen (51') befindlichen Stützrahmen (49') für das Halten der gebrauchten Walze, wenn diese auf diesen Stützrahmen vom Gehäuse aus geschoben wird, aufweißt.
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7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14) zum Speichern des Stahlbandes zwischen dem kontinuierlichen Glühofen und der Hautentfernungswalzanlage vorgesehen ist.
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Lee rseite
DE19712159597 1970-12-01 1971-12-01 Anlage zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines kaltgewalzten Stahlbleches Expired DE2159597C3 (de)

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