DE2256978B2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen hochgluehen von barren, stangen, rohren o.dgl. aus nichteisen- metall - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen hochgluehen von barren, stangen, rohren o.dgl. aus nichteisen- metallInfo
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Description
Die thermische Behandlung des Gußgefüges von Barren aus NE-Metall, wie Al-Legierungen od. dgl ,
ist bekannt und wird in der Fachsprache als »Banenhochglühung« bezeichnet, weil sie in der Regel bei
Temperaturen in der Nähe der Solidustemperatur durchgeführt wird, beispielsweise im Temperaturbereich
zwischen 500 und f>20J C bei Aluminiumlegierungen.
Die thermische Behandlung dient der Vorbereitung der Barren zur Weiterverarbeitung derselben
durch Pressen oder Walzen.
Die Anforderungen an eine Hochglühung zur metallurgischen Veränderung des Gußgefüges von NE-Metall
richten sich nach der angestrebten Qualität des Endproduktes und der anschließenden, möglichst
wirtschaftlichen Verarbeitbarkeit der Werkstoffe.
So vielfältig die Werkstoffe selbst, ihre Qualitätsunterschiede und die Stufen ihrer Verarbeitung sind,
so unterschiedlich sind auch die Anforderungen an die richtige Barrenhocligluhung, die normalerweise
aus drei Abschnitten, nämlich der Anwärm-, Halte- und Abkühlpeiiodc besteht. Sämtliche Abschnitte
werden bestimmt durch »Temperatur« und »Zeit«, so daß sich durch Veränderung dieser Größen ein bestimmter
gewünschter Temperatur-Zeit-Verlauf zur Erzielung des optimalen Hochglüheffektes einstellen
läßt. Sofern die Möglichkeit besteht, die Barren direkt aus der Hochglühwärme heraus weiterzuverarbeiten.
entfällt natürlich die Abkühlperiode ganz oder teilweise.
Bei einem bekannten »Barrenhochglühverfahren« werden mehrere Barren zu einer der Größe des jeweiligen
Ofens entsprechenden Charge zusammengestellt. Bei dem zur Verwendung gelangenden Ofen
handelt es sich in der Regel um einen Kammer- oder Schachtofen mit Zwangsiimwälzung der Ofenatmosphäre.
In einem solchen Ofen erfolgt zunächst ein Aufheizen der Barren auf Hochglühtemperatur und
alsdann ein Halten bei dieser Temperatur über eine bestimmte Zeitdauer. Dieses bekannte und allgemein
angewandte Verfahren zur thermischen Behandlung von NE-Metall weist erhebliche Mangel auf. So dauert
die Aufheizung der Charge mit umgewälzter Luft oder Rauchgas, deren Temperatur gleich der Hochglühtemperatur
ist oder geringfügig darüber liegt, sehr lange, da die Temperaturdifferenz und die zur Wärmeübertragung
vorhandene Oberfläche klein sind. Die ungünstig in der Charge angeordneten Barren erreichen
die Hochglühtemperatur erklärlicherweise sehr viel später als die äußeren und damit günstiger
positionierten Barren. Da jedoch alle Bariren eine bestimmte Mindestzeit auf Hochglühtemperatur gehalten
werden müssen, betragen die in der Praxis angewandten Ofenzeiten beim Hochglühen von beispielsweise
Rundbarren ils Al-Legierungen je nach deren Durchmesser 12 bis 20 Stunden. Als eigentliche HaI-lezcit
sind jedoch nur eine halbe bis drei Stunden erforderlich.
Bei dem herkömmlichen Barrenhochglühverfahren erfolgt die sich an die Haltezeit anschließende Abkühlung
der Barren (die immer dann erforderlich ist, wenn die Barren nicht sogleich der Weiterverarbeitung unterliegen)
wiederum chargenweise, entweder im gleichen Ofen, in einer besonderen Kühlkammer oder
freistehend. Beider Abkühlung der Barren-mit Ausnahme
der Ofenabkühlung - ergeben sich ähnliche Nachteile und Verhältnisse wie beim Aufheizen: Die
Abkühlgeschwindigkeit ist bei den einzelnen Barren unterschiedlich, je nach ihrer Anordnung innerhalb
der Charge. Außerdem entstehen bei schroffer Abkühlung mit Luft und Wasser oder durch Eintauchen
in ein Wasserbad Verkrümmungen bei 'langgestreckten Barren, weil es nicht möglich ist. die chargenweise
Abkühlung bei allen Barren genügend gleichmäßig
durchzuführen. Schließlich ist es bei den bekannten Verfahren wenig vorteilhaft, daß die Arbeitsweise bei
der Glühung in Chargen ungünstige Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Materialfluß der gesamten
Fertigung von Preß- und Walzbarren schafft, weil bei den der Hochglühung vor- und nachgeschalteten Arbeitsgangen
die Barren gleichmäßig in wesentlich kleineren Losen bzw. einzeln gehandhabt werden.
Insgesamt gesehen besitzt das herkömmliche Verfahren
zur thermischen Behandlung von NE-Metallen folgende Nachteile: Unterschiedliche metallurgische
Behandlung der einzelnen Barren, nach oben verhältnismäßig begrenzte Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit,
lange Ofenzeit, Verkrümmung und Oberflächenschäden, kostspielige Handhabung der Barren,
ungünstige Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Materialfluß. Darüber hinaus ist das Herrichten der
sorgfältig aufzubauenden Chargen aufwendig. Es treten ferner häufig Beschädigungen der Barrenoberfläche
an den Auflagestellen auf.
Es ist ferner ein Verfahren zum kontinuierlichen Hochglühen von Barren aus Aluminium und Aluimimuinlegierungen
bekannt (DT-OS 1558788), bei dem die Barren zunächst ohne Berührung mit Verbrennungsgas
und anschließend in Berührung mit Verbrennungsgas angewärmt werden wobei während
des zweiten Anwärmschrittes die Verbrennungsgase nicht direkt auf die Barrenfläche auftreffen. Das An
wärmen der Barren ohne Berührung mit Verbrenniingsgasen
im ersten Anwärmschritt ist erforderlich, weil das Anwärmen in Temperaturbereichen stattfindet,
die unterhalb des Taupunktes des in der Anwärmatmosphäre enthaltenen Wasserdampfes liegen,
was zu Korrosionscrscheinungen durch Adsorption des Wasserdampfes an der Oberfläche der Barren
führen kann.
Die Anwärmzeit ist bei dem bekannten Verfahren verhältnismäßig lang, was die Flexibilität des Verfahrens
beeinträchtigt und nicht in allen Anwendungsfällen einen kontinuierlichen Materialfluß zuläßt, wie er
durch die Erfindung angestrebt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Hochglühen von
Barren, Stangen, Rohren od. dgl. aus NE-Metall, insbesondere von Aluminium- und/oder Magnesiumlegierungen,
anzugeben, wobei die Barren einzeln zunächst angewärmt und anschließend erforderlichenfalls
auf die gewünschte Hochglühtemperatur gebracht und darauf gehalten werden. Dadurch wird
ermöglicht, daß erstens der gewünschte spezielle Temperatur-Zeit-Verlauf bei allen gleich zu behandelnden
Barren gleich ist und zweitens der Temperatur-Zeit-Verlauf in weiten Grenzen variiert werden
kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt ausgehend von einem Verfahren der erwähnten Art dadurch, daß die
Barren mittels direkter Flammenbeaufschlagung angewärmt und auf der Hochglühtemperatur in einer gesonderten
Atmosphäre mit Zwangsumwälzung von Heißgas gehalten werden. Durch diese erfindungsgemäße
Maßnahme wird jeder einzelne Barren mit der gleichen Geschwindigkeit auf die gewünschte Temperatur
aufgeheizt. Die Aufhei/.zjit beträgt dabei beispielsweise
10 bis 30 Minuten bei Aluminium und 500
bis 570° C Endtemperatur, je nach Barrendurchmesser. Die angewärmten Barren werden anschließend
'<<·> iMnein elektrisch- oder brennstoffbeheizten Durchlaufofen
mit Zwangsumwälzung der Ofenatmosphäre erforderlichenfalls auf die genaue Hochglühtemperatur
nacherwärmt und dann für die gewünschte Zeitdauer auf Temperatur gehalten.
Anwärmofen oder -öfen und Warmhalteofen arbeiten im gleichen Takt. Die Barren werden zweckmäßigerweise
einzeln beschickt und entnommen, so daßbeigleichenTemperaturen und gleicher Blockfolgezeit
alle Barren die gleiche thermische Behandlung erfahren.
Zur Verbesserung der Anwärmbedingungen und zur Erzielung eines Richteffektes bei langgestreckten
Barren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Barren während ihres Durchlauftransportes durch
die zweite, die Barren auf ihrer Endtemperatur haltende Einrichtung, um ihre Längsachse gedreht werden.
Erfindungsgemäß können zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades der Anlage die Abgase
der Anwärmöfen zur Vorwärmung der Barren und/ oder zur Beheizung des Warmhalteofens verwendet
werden.
Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Barren von ihrer
Endtemperatur vorzugsweise im Durchlauf einzeln nacheinander auf eine Weiterverarbeitungs-Temperatur
abgekühlt werden. Dabei empfiehlt es sich, die Barren während der Abkühlung mit Wasser oder mit
Wasser und Luft, um ihre Längsachse zu drehen, wodurch vermieden wird, daß sich die Barren während
des Abkühlungsprozesses verziehen. Die Abkühlung im Durchlauf ermöglicht erforderlichenfalls eine sehr
schroffe A.bkühlungund gewährleistet eine gleichmäßige
Abkühlbehandlung aller Barren.
In Ergänzung der Arbeitsfolge kann vorgesehen sein, daß der Hochglühbehandlung der Barren ein Arbeitsgang
zur Reinigung der Barrenoberfläche folgt, der mit dem Abkühlvorgang kombiniert sein kann.
Selbstverständlich können auch weitere Einrichtungen, z. B. in Form selbsttätig arbeitender Qualitätskontrollen,
einer Säge oder Schere zum Einteilen oder Schöpfen der Barren, eine Strangpresse, ein Walzwerk
od. dgl. vorgesehen werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch
mindestens einen Anwärmofen mit darin eingebauten Brennern, deren Flammen die zu erwärmenden Barren
unmittelbar beaufschlagen, und einen elektrisch oder mit Brennstoff beheizten Durchlaufwarmhalteofen
mit Zwangsumwälzung der Ofenatmosphäre. Falls erwünscht, kann dem Durchlaufwarmhalteofen
eine Kühlstation mit vornehmlich Wasserkühlung nachgeschaltet sein und Mittel zur Drehungder Barren
um ihre Längsachse aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsart sind die Mittel zur Drehung der Barren um ihre L ängsachse Rollenpaare,
von denen jeweils eine Rolle angetrieben wird. Zur Säuberung der Barren können erfindungsgemäß rotierende
Bürsten dienen.
Die Verfahrensweise und die Vorrichtung nach der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung
erläutert.
Die Zeichnung zeigt in sehematischer Darstellung ein mit Barren 1 gefülltes Magazin 2, von wo die Barren
mittels üblicher Transportmittel in die Anwärmöfen 3 befördert werden. Die Anwiirrnoicn 3 sind mit
Brennerreihen ausgerüstet und die sich in den Ofen 3 befindlichen Einzelbarren (es können auch mehrere
in Längsrichtung hintereinander liegende Barren in die Öfen eingeschoben sein) werden somit unmittelbar
von den Flammen beaufschlagt. Als Anwärmöfen sind vorzugsweise solche der durch die
DT-OS 1 807 504 bekanntgewordenen Art vorgesehen.
Nach dem Aufheizen der Barren 1 auf Hochglühtemperatur
oder etwas darunter, werden sie einzeln hintereinander dem Warmhalteofen 4 zugeführt.
Dieser ist als Durchlaufofen ausgebildet und arbeitet mit bewegter Heißluft bzw. Heißgas und ist so ausgelegt,
daß er erforderlichenfalls die noch nicht erreichte Hochglühtemperatur der Barren 1 vervollständigt
und dann diese Temperatur über einen vorbestimmten Zeitraum aufrechterhält.
Innerhalb des Ofens 4 sind Mittel vorgesehen, die die Barren um ihre Längsachse drehen, so daß diese
sich infolge ihres Eigengewichts und ihres durch die Glühtemperatur gegebenen plastisch verformbaren
Zustandes selbsttätig richten.
Sofern die Möglichkeit gegeben ist, werden die aus dem Ofen 4 heraustretenden Barren 1 mittels geeigneter
Transportgliedcr unmittelbar einer Weiterverarbeitungsvorrichtung 5 (Presse, Walzwerk od. dgl.)
zugeführt. Anderenfalls gelangen sie in eine Kühistation 6, die vorzugsweise eine Durchlaufstation ist und
"> Mittel zur Drehung der Barren 1 um ihre Längsachse aufweist. Durch die beim Kühlvorgang erfolgende
Rotation der Barren wird eine gleichmäßige Kühlwirkung erzielt und damit erreicht, daß sich die Barren
nicht verziehen.
>" Von der Kühlstation 6 gelangen die Barren 1 in ein
Magazin 7, um von dort aus der Weiterverarbeitung am anderen Ort zugeführt zu werden.
Da die gesamte Anlage kontinuierlich arbeitet, ergibt sich ein günstiger Materialfluß. Aufwand zum
i'' Handhaben der Barren vor, hinter und zwischen den
Verarbeitungsstufen, wie er beim konventionellen Verfahren erforderlich ist, entfällt. Da die Barren einzeln
transportiert und behandelt werden, werder Oberflächenbeschädigungen vermieden, wie sie durch
-1" die Gewichtsbelastung der unteren Barren durch die
darüber befindliche Charge bei chargenweisem Hochglühen entstehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Hochglühen von Barren, Stangen, Rohren od. dgl. aus Nichteisen-Metall,
insbesondere aus Aluminium- und/ oder Magnesiumlegierungen, wobei die Barren einzeln zunächst angewärmt und anschließend erforderlichenfalls
auf die gewünschte Hochguihtemperatur gebracht und darauf gehalten werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Barren mittels direkter Flammenbeaufschlagung angewärmt
und auf der Hochglühtemperatur in einer gesonderten Atmosphäre mit Zwangsumwälzung
von Heißgas gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Barren während des im Durchlauf erfolgenden Glühvorganges in der Heißgasatmosphäre um ihre Längsachse gedreht
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Harren von Hochglühtemperatur
in einer weiteren Vorrichtung einzeln nacheinander auf eine Weiterbehandlungstemperatur
abgekühlt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Barren während der Abkühlung
mit Wasser oder mit Wasser/Luft um ihre Längsachse gedreht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrenoberflächen nach
dem Hochglühen gleichzeitig mit oder getrennt von dem Abkühlvorgang gereinigt werden.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet
durch
- mindestens einen Anwärmofen (3) mit darin eingebauten Brennern, deren Flammen die
zu erwärmenden Barren (1) unmittelbar beaufschlagen, und
- einen elektrisch oder mit Brennstoff beheizten Durchlaufwarmhalteofen (4) mit
Zwangsumwälzung der Ofenatmosphäre.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
- eine dem Durchlaufwarmhalteofen (4) nachgeschaltete Kühlstation (6) mit vornehmlich
Wasserkühlung und
- Mittel zur Drehung der Barren (1) um ihre Längsachse an der Kühlstation.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Drehung der
Barren (1) um ihre Längsachse aus Rollenpaaren bestehen, wobei jeweils mindestens eine Rolle angetrieben
ist.
l). Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch .5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit rotierenden Bürsten ausgerüstet ist.
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DE2256978A1 DE2256978A1 (de) | 1974-05-30 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2706345A1 (de) * | 1977-02-11 | 1978-08-17 | Mannesmann Ag | Ofenanordnung zum erwaermen von brammen |
Also Published As
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BE807593A (fr) | 1974-03-15 |
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