DE2421318A1

DE2421318A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von metallstreifen

Info

Publication number: DE2421318A1
Application number: DE2421318A
Authority: DE
Inventors: Terence Fieldsend; George Jackson
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1973-05-03
Filing date: 1974-05-02
Publication date: 1974-11-21
Also published as: AU6855074A; CA1013180A; FI58082C; AR201229Q; JPS5624683B2; RO66625A; IE39215B1; NO140288B; BR7403563D0; LU69978A1; PL90394B1; IE39215L; SE399372B; FI58082B; JPS5041705A; AT334718B; DE2421318C3; NO741581L; NL7405951A; IL44686A

Description

BRITISH STEEL CORPORATION London, England

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metallstreifen

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum kontinuierlichen Herstellen von Streifen oder Bändern aus Metall, insbesondere die Herstellung von Streifen aus Stahl durch das Verdichten von Metallpulver mit Hilfe von 'Walzen.

Es sind bereits Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von Streifen oder anderen Produkten aus Metall im Wege des ^verdichtens von pulverförmigem Ausgangsmaterial vorgeschlagen worden. Bei diesen Verfahren genügt jedoch das vorgeschlagene ausschließliche Verdichten des Metallpulvers im kalten Zustand nicht, um einen Streifen zu erzeugen, der bezüglich seiner Dichte und Festigkeit Eigenschaften hat, die sich den entsprechenden Eigenschaften eines Streifens annähern,. der durch Auswalzen eines Blocks oder Barrens hergestellt worden ist. Vielmehr muß das verdichtete Pulver gesintert werden, d.h. es muß auf eine Temoeratur erhitzt werden, bei der die Teilchen des Pulvers dazu neigen, sich durch beginnendes Schmelzen miteinander zu verbinden, oder die so hoch ist, daß eine Diffusion im festen Zustand herbeigeführt wird. Auf das Sintern können weitere Verdichtungsarbeitsschritte und !wärmebehandlungen folgen, damit man Streifen erhält, welche die gewünschten mechanischen Eigenschaften und die gewünschte Oberflächengüte haben. Hieraus ergibt sich die grundsätzliche Möglichkeit, Streifen zu erzeugen, die eine ausreichende Dichte

409847/0897

_₂_ 2421319

haben und mechanische" Eigenschaften aufweisen, die mit den entsprechenden Eigenschaften von Streifen vergleichbar sind, welche durch Auswalzen von Blöcken oder Barren hergestellt worden sind.

Im Idealfall soll der Streifen in einem kontinuierlich arbeitenden Durchlaufofen gesintert werden, und damit der Streifen nicht durchhängt oder eine andere unerwünschte Form annimmt, muß er unterstützt werden, während er sich in dem Ofen befindet. Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Unterstützung zu benutzen, die die Form eines endlosen Metallbandes hat und den Ofen durchläuft.

Versuche, Metallstreifen auf diese Weise herzustellen, haben gezeigt, daß sich hierbei ein schwer lösbares Problem ergibt. Wird der Streifen gesintert, während er von einem endlosen Metallband oder dergleichen getragen wird, ist es nicht möglich, einen Streifen mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erzeugen, da die Zugkräfte, die auf das verdichtete Pulver während des Sinterns durch das endlose Band aufgebracht werden, ein Schrumpfen des Streifens beim Durchlaufen des Sinterofens verhindern. Insbesondere führt hierbei der Reibungswiderstand, der durch das endlose Band jeder Bewegung des Streifens entgegengesetzt wird, während der Streifen bestrebt ist, zu schrumpfen, zu einer unzureichenden Sinterung, und dies hat zur iolge, daß während des nachfolgenden Äuswalzens des Streifens Hisse an der Oberfläche des Streifens entstehen.

Durch die Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Metallstreifen geschaffen worden, das Maßnahmen umfaßt, um das Metallpulver zu einem halbfertigen Streifen zu verdichten, den halbfertigen Streifen durch einen Sinterofen zu führen und den Streifen mit Hi&fe eines Gaskissens zu unterstützen, während er den · Sinterofen durchläuft; hierbei wird die I'ransportbewegung des halbfertigen Streifens so geregelt, daß die Zugspannung, die auf den Streifen während des Durchlaufens des Sinterofens praktisch den Wert Ivull hat.

409847/0897

Das Metallpulver kann einem Spalt zwischen zwei sich gegenläufig drehenden Walzen einer Verdichtungseinrichtung zugeführt werden, um den halbfertigen Streifen zu formen, und dieser halbfertige Streifen kann vor seinem Eintreten in den Sinterofen von einem Tisch aus "schwimmend" unterstützt werden. Der halbfertige Streifen wird durch den Sinterofen hindurch mit Hilfe zweier zusammenarbeitender Abzugwalzen bewegt, die am Austrittsende des Sinterofens angeordnet sind. Man kann den halbfertigen Streifen dem Sinterofen mit Hilfe von Transportwalzen zuführen, und zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Transportwalzen und der Abzugwalzen kann eine solche Beziehung bestehen, daß die Zugspannung, welcher der Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens ausgesetzt ist, praktisch den Wert Null annimmt.

Wenn im folgenden davon gesprochen wird, daß die Zugspannung im wesentlichen den Wert Hull annimmt, soll dies bedeuten, daß die Zugspannung, die auf das verdichtete Pulver wirkt, während sich das Pulver in dem Sinterofen befindet, einen so niedrigen Wert hat, daß der Streifen während des Sinterns ungehindert schrumpfen kann. Die auf ein verdichtetes Pulver aus ferritischem und austenitischem nichtrostendem Stahl aufgebracht werden, betragen vorzugsweise weniger als 50 bzw. JO kK/m , Bei beiden Pulverarten kann die aufgebrachte Zugspannung zweckmäßig unter 15 k/Nm

2
und vorzugsweise unter 10 kN/m liegen. Es ist vorteilhaft, den halbfertigen Streifen Druckbeanspruchungen auszusetzen, um den Ablauf des Sintervorgangs zu verbessern, doch darf diese Druckbeanspruchung nicht dazu führen, daß sich der halbfertige Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens ausbeult oder auf andere Weise verformt.

Als den Streifen tragendes Gas kann man ein beliebiges Gas oder ein Gasgemisch verwenden, dessen physikalische und chemische Eigenschaften mit den Teilen der Trageinrichtung und dem zu verarbeitenden "Werkstoff vereinbar sind. Beispielsweise kann das Gaskissen aus Argon bestehen, ferner aus Stickstoff oder einem Gemisch aus Argon und Wasserstoff,

4 0 9 8 U 7 / 0 B 9 7

aus Stickstoff und Wasserstoff oder Argon, aus Stickstoff und Wasserstoff oder aus Argon, Wasserstoff und !methan. Das Gasgemisch bildet vorzugsweise etwa 80% des dichten Traggases, d.h. des Argons und/oder des Stickstoffs.

Wach dem Verlassen des Sinterofens kann der gesinterte Streifen kalt gewalzt werden, so daß seine Dicke um einen Betrag verringert wird, der in der Größenordnung von 20% liegt. Hierauf kann man den gesinterten, kaltgewalzten Streifen durch einen Wachwärmofen leiten, bevor er weiter auf die gewünschte Stärke ausgewalzt wird. Bei dem Eachwärmofen kann es sich um einen Sinterofen handeln, der im wesentlichen dem vorstehend beschriebenen Sinterofen ähnelt, und in dem der Streifen von einem Gaskissen getragen wird, während er diesen Ofen durchläuft. Alternativ kann man den gesinterten, vorgewälzten Streifen erneut durch den zuerst genannten Sinterofen laufen lassen, bevor er durch weiteres Auswalzen auf die gewünschte Stärke gebracht wird, ßach jedem Sinter-, ixaltwalz- und iNachwärmvorgang kann der Streifen aufgewickelt werden, bevor an ihm der nächste Arbeitsschritt durchgeführt wird. Alternativ können mehrere dieser Arbeitsschritte unmittelbar aufeinander folgen, ohne daß der Streifen dazwischen aufgewickelt wird.

i'erner ist durch die Erfindung eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Erzeugen von Metallstreifen geschaffen worden, die eine Einrichtung zum Verdichten des Pulvers und zum Erzeugen eines halbfertigen Streifens aufweist, ferner eine Einrichtung zum Transportieren des verdichteten halbfertigen Szreifens durch einen Sinterofen, eine Einrichtung zum Zuführen von Gas zu dem Sinterofen derart, daß ein Gaskissen erzeugt wird, das den halbfertigen Streifen trägt, während er den Sinterofen durchläuft, sowie eine Einrichtung, die es ermöglicht, die Sfcreifentransporteinrichtung so zu steuern, daß die Zugspannung, die auf den Streifen aufgebracht wird, während er den Sinterofen durchläuft, praktisch den Wert Nuil annimmt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

409847/0897

~ ι? —

Fig. 1 eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Leitenansicht einer "Vorrichtung zum Erzeugen von Metallstreifen;

Jig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Sinterofens, der einen Bestandteil der Vori'ichtung nach Fig. 1 bildet;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Kaltwalzen eines mittels der "Vorrichtung nach Fig. 1 erzeugten Streifens;

Fig. 4- eine Seitenansicht einer Einrichtung zum IN achwärmen des mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 3 erzeugten keilt gewalzt en Streifens;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines V.alzgerüstes der Bauart Sendzimir zum weiteren Auswalzen des mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 4 nachgewärmten Streifens; und

Fig·;. 6 und 7 jeweils einen Längsschnitt durch weitere Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Erzeugen von Metallstreifen.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Aufgabebehälter 1 auf, der das zu Vt rarbeitende Pulver P enthält. Das Pulver P kann aus einem eisenhaltigen Material hergestellt sein, z.B. aus ferritischen oder austenitischen nichtrostenden Stählen, einem Hichteisenmaterial, z.B. Aluminium, einem metallhaltigen Erz oder einem Metalloxide Unmittelbar unter dem Aufgabebehälter 1 sind zwei Verdichtungswalzen 2 so angeordnet, daß das vom offenen unteren Ende das Aufgabebehälters abgegebene Pulver in den Spalt zwischen den Verdichtungswalzen eintritt. Gemäß Fig. 1 werden die Verdichtungswalzen 2 gegenläufig gedreht; die Verdichtungswalzen 2 bilden zusammen mit dem Aufgabebehälter 1 eine Verdichtungseinrichtung zum Erzeugen eines halbfertigen Streifens S.

Jenseits er Verdichtungseinrichtung 1,2 sind hintereinander weitere Einrichtungen angeordnet, und zwar zwei

4 09847/0897

zusammenarbeitende Transportwalzen 4, ein Tisch 5 zum "schwimmenden" Unterstützen des Streifens S, ein Sinterofen 6, zwei zusammenarbeitende Abzugwalzen 7 und eine Einrichtung 8 zum Aufwickeln des Streifens S zu einer Rolle 9. Gemäß Fig» 1 wird der halbfertige Streifen S jenseits der V er dicht ung s einrichtung 1, 2 über den i'lotationstisch 5 geleitet und durch den Sinterofen 6 geführt; zu diesem Zweck wird der Streifen durch die Paare von Walzen-4 und 7 bewegt. Zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der vor dem Sinterofen 6 angeordneten Iransportwalzen 4 und der Abzugwalzen 7 besteht eine solche Beziehung, daß die Zugspannung, die in dem halbfertigen Streifen zur Wirkung kommt, während er den Sinterofen durchläuft, praktisch den Wert Null annimmt; bei einem halbfertigen Streifen, der aus pulverisiertem austenitischem nichtrostendem Stahl hergestellt ist, würde man die Zugspannung so einregeln, daß sich ein Wert von weniger als 70 kN je Quadratmeter des Querschnitts und bei einem pulverisiertem ferritischen Material ein Wert von weniger als 50 kK je Quadratmeter des Querschnitts ergibt«. Um ein Schrumpfen des Streifens beim Durchlaufen des öinterofens 6 zu ermöglichen, wird daher die Umfangsgeschwindigkeit der beschriebenen Walzen durch einen Itegler 10 so geregelt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der walzen 7 im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 4 um einen .betrag niedriger ist, der der zu erwartenden linearen Verkürzung des Streifens entspricht, der beim Durchlaufen des Sinterofens einer Schrumpfung unterliegt»

Die zu erwartende Schrumpfung oder Schwindung läßt sich ermitteln, wenn man die Zusammensetzung des halbfertigen Streifens, die Morphologie des üietallpulvers und die in dem Sinterofen herrschenden Bedingungen kennt. Bei einem aus pulverisiertem nichtrostenden Stahl hergestellten Streifen kann eine lineare Verkürzung um bis zu 5/⁰ eintreten. Normalerweise liegt die lineare Verkürzung in der Größenordnung von 1% bis 2%. Bei einem halbfertigen Streufen, der z.B. aus Metalloxiden besteht, kann die lineare Verkürzung Werte zwischen 30% und 40% erreichen. Der Regler kann mit der hand oder aber automatisch mit Hilfe einer

409847/0897

zur Qualitätssicherung dienenden Rückkopplungsschaltung
betätigt werden. Alternativ kann die in dem Streifen herrschende Zugspannung an einem bestimmten Punkt zwischen den Walzen 4- und 7 gefühlt werden, und ein entsprechendes Signal kann dem Regler 10 zugeführt werden, der dann die Umfangsgeschwindigkeiten der "Walzen so einregelt, daß sich der
richtige Unterschied zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen der beiden Paare ergibt. Die Zugspannung würde
vorzugsweise innerhalb des Sinterofens an einer bestimmten Stelle gefühlt werden.

Der Flotationstisch 5 hat eine waagerechte Fläche und ist so angeordnet, daß er die Lücke zwischen den Transportwalzen 4 und dem Sinterofen 6 möglichst vollständig ausfüllt. Der Tisch 5 weist einen Gaseinlaß 11 und zahlreiche nicht dargestellte kleine Gasauslässe auf, die an der Oberseite des Tisches münden, so daß der halbfertige Streifen S von einem Gaskissen getragen wird, bevor er in den Sinterofen eintritt.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform ist der Flotationstisch durch eine Gasaufnahmekammer mit geneigten
Seitenwänden ersetzt, welche den Seitenwänden ähneln, die
gemäß Fig. 2 in dem Sinterofen 6 vorhanden sind»

Gemäß Fig. 2 weist der Sinterofen 6 eine feuerfeste
Auskleidung 12 auf, und er ist gemäß Fig, 1 an seinem Eingang mit einer üichtungseinrichtung 18 und an seinem Ausgang mit einer Dichtungseinrichtung 14 versehen. Ferner sind
Gaseinlässe 15 vorhanden, die über die Unterseite des Ofens in Längsabständen verteilt sind. Alternativ könnten Gas_
einlasse vorhanden sein, die längs einer Seite oder beider Seiten des Ofens 6 in Abständen verteilt sind.

Mindestens ein Teil des dem Sinterofen 6 zugeführten Gases kann über eine Rohrleitung 19 abgezogen werden, um
dann den Gaseinlässen 15 über einen Kühler 19A, einen Verdichter 19B und eine Gasaufbereitungskammer 19C zum
Beseitigen von Verunreinigungen wie Sauerstoff erneut zugeführt zu werden. Zusätzliches Gas mit der erforderlichen Zusammensetzung, das einer Quelle 19D entnommen wird, wird

409847/0897

dem erneut umgewälzten Gas beigemischt, bevor letzteres dem Ofen erneut zugeführt wird. Vor dem Wiedereintritt in den Ofen wird das erneut umgewälzte Gas und das zusätzliche Gas auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt.

In dem Sinterofen 6 sind zusammen mit einem oder mehreren nicht dargestellten Temperaturreglern elektrische Heizelemente 16 angeordnet, und längs der senkrechten Seitenwände des Ofens erstrecken sich zwei Hippen 17, die bei einer abgeänderten Anordnung unter einem kleinen Winkel nach innen und unten geneigt sind.

Beim Verlassen des Sinterofens 6 wird der Streifen S abgekühlt, von den Abzugwalzen 7 erfaßt und durch die Wickeleinrichtung 8 zu einer Rolle 9 aufgewickelt.

Hierauf wird der Wickel oder Coil zu einem Walzgerüst gebracht, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Gemäß Fig. 3 wird der Streifen zwischen den Yv'alzen 20 eines Kaltwalzferüstes 21 hindurchgeführt und dann erneut mit einer wickeleinrichtung 22 zu einer Rolle 23 aufgewickelt.

Bei einer abgeänderten Anordnung wird der Streifen vor dem Abkühlen und Aufwickeln im warmen Zustand gewalzt. In diesem Fall würden die Walzen zum Warmwalzen an die Stelle der Abzugwalzen 7 treten, und die Umfangsgeschwindigkeit dieser Walzen würde so geregelt, daß die Zugspannung, die in dem Streifen beim Durchlaufen des Ofens auftritt, praktisch auf dem wert Null gehalten wird.

Gemäß Fig. 4 wird der zu der Rolle 23 aufgewickelte Streifen zu einer Nachwärmstation gebracht, wo der Streifen durch einen Nachwärmofen 24- geleitet wird, um dann erneut zu einer Rolle 25 aufgewickelt zu werden. Zum Transportieren des Streifens von der Rolle 24 zum Ofen sowie vom Ofen zu der Rolle 25 dienen Transportwalzen 26 und Abzugwalzen 27· Her Ofen 24- kann von gleicher Konstruktion sein wie der anhand von Fig. 1 und 2 beschriebene. Bei einer abgeänderten Ausführungsform wird die Rolle 25 zum Zweck des Wachwärmens erneut durch den Sinterofen 6 nach Fig. 1 und 2

409847/0897

geleitet· Alternativ kann der Ofen 24 ein sich kontinuierlich bewegendes ^and aufweisen, das den Streifen in dem Ofen unterstützt.

Schließlich wird die Rolle 25 aus Streifenmaterial gemäß Fig. 5 zu einem Vvalzenstuhl 28 der bauart Sendzimir (Ζ-ΪΛ/alzenstuhl) gebracht, um auf die endgültige Stärke ausgewalzt und erneut endgültig zu einer Holle 29 aufgewickelt zu werden.

Beim Betrieb der vorstehend beschriebenen "Vorrichtung wird das btahlpulver P von dem Aufgabebehälter 1 abgegeben und dem Spalt zwischen den Verdichtungswalzen 2 zugeführt, aus denen der hlabfertige Streifen S austritt. Dann wird der Streifen durch die Transportwalzen 4 über die waagerechte Fläche des l'lotationstisches 5 hinweg an der Dichtung 13 am Öfeneingang vorbei in den Ofen 6 und durch ihn hindurch geführt, woraufhin sich der Streifen an der Dichtung 14 am Ofenausgang vorbei bewegt, um den Ofen zu verlassen. Jenseits des Ofens wird der Streifen S von den Abzugwalzen 7 erfaßt und dann durch die Aufwickeleinrichtung 8 zu der Rolle 9 aufgewickelt.

'während sich der Streifen in dem Ofen 6 befindet, wird er von dem Gas getragen, das dem Ofen unter Druck über die Gaseinlässe 15 zugeführt wird. Durch das Gas, das gemäß lig. 2 zwischen den Längskanten des Streifens S und den geneigten oberen Flächen der Hippen 17 hindurchströmen kann, wie es in Iig. 2 durch die Pfeile 18 angedeutet ist, wird eine Berührung zwischen den Händern des Streifens und den Rippen an den oeitenwänden des Ofens auf ein Minimum verringert oder vollständig verhindert. Das zugeführte Gas entweicht aus dem Ofen über die Rohrleitung 19, um in der beschriebenen Vveise abgekühlt, verdichtet, gereinigt und erneut erwärmt zu werden, bevor es dem Ofen über die Gaseinlässe 15 erneut zugeführt wird. Die an der Eingangsdichtung 13 und der Ausgangsdichtung 14 auftretenden Gasverluste werden durch zusätzliches Gas ausgeglichen, das gemäß Fig. 2 der quelle 19D entnommen wird.

409847/0897

- ίο -

Bei dem über die Einlasse 1S zugeführten Gas kann es sich um ein Gemisch handeln, das sich zu 20 Volumenprozent aus Wasserstoff und zu 80 Volumenprozent aus Argon zusammensetzt. Alternativ kann das Gemisch Argon und ein anderes Gas enthalten, das mit dem Material des Streifens chemisch reagiert; um den. Stickstoff- oder Kohlenstoffgehalt des Metallpulvers zu erhöhen, aus dem der Streifen hergestellt wird, kann man z.B. ein Gasgemisch verwenden, das aus Argon und Stickstoff oder aus Argon und einem Kohlenwasserstoffgas wie Methan besteht. Soll der Stickstoffgehalt eines Streifens aus austenitischem nichtrostendem Stahl um 0,2% gesteigert werden, kann man ein Gasgemisch verwenden, das 25% Stickstoff, 55% Argon und 20% Wasserstoff enthält.

Soll ein Streifen aus nichtrostendem pulverisiertem Stahl erzeugt werden, wird die Temperatur des Ofens 6 durch die Heizelemente 16 auf etwa 1350° C gehalten, damit der Streifen S bei der richtigen Temperatur gesintert wird. Während sich der Streifen in dem Ofen 6 befindet, wird die auf den Streifen wirkende Zugspannung; praktisch auf dem Wert KuIl gehalten, da der Streifen von dem Gaskissen getragen wird, und da zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Transportwagen 4- einerseits und der Abzugwalzen 7 andererseits die weiter oben beschriebene Beziehung besteht.

Der gesinterte Streifen wird aus dem Ofen 6 durch die Abzugwalzen 7 und die Aufwickeleinrichtung 8 herausgezogen. Nach dem Aufwickeln zu der Rolle 9 wird das Erzeugnis zu dem Kaltwalzstuhl 21 gebracht, wo der Streifen von der Rolle 9 abgewickelt, zwischen den Walzen 20 nach Fig, 3 hindurchgeführt und dann mit Hilfe der Aufwickeleinrichtung 22 erneut zu einer Rolle 23 aufgewickelt wird. Die Walzen 20 bewirken eine Verringerung der Stärke des Streifens um 20%.

Dann wird die Rolle 23 zu der Hachwärmeinrichtung nach iig. 4- gebracht; hier wird der Streifen von der Rolle 23 abgewickelt, mit Hilfe der iransportwalzen 26 und der Abzugwalzen 27 durch den Hachwärmofen 24 geleitet und dann erneut wo. einer Rolle 25 aufgewickelt.

409847/0897

Schließlich wird die.. Rolle 25 zu dem Z-Walzenstuhl 28 nach Fig. 5 gebracht, mittels dessen der Streifen auf die endgültige Stärke ausgewalzt wird, μΐη dann erneut zu einer iiolle 29 aufgewickelt zu werden. Die Verringerung der Stärke, die sich mit Hilfe des Z-Vvalzenstuhls erreichen läßt, liegt normalerweise in der Größenordnung von 55^» doch ist es je nach der gewünschten endgültigen Stärke und den Eigenschaften des iriaterials auch möglich, eine noch erheblich weitergehende Verringerung der. Stärke zu erzielen.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform wird der von den Abzugwalzen 7 nach Fig. 1 abgegebene gesinterte Streifen unmittelbar dem Vtialzenstuhl 21 nach Fig. 3 zugeführt, ohne vorher aufgewickelt zu werden. Zusätzlich oder alternativ kann man den von dem 'Walzenstuhl 21 abgegebenen gewälzten Streifen unmittelbar dem Nachwärmofen 24 zuführen, ohne daß der Streifen jenseits des Vialzenstuhls 21 nach Fig. 3 aufgewickelt worden ist.

Die öfen 6 und 24 brauchen nicht unbedingt auf direktem Wege elektrisch beheizt zu werden, sondern man kann z.B. eine Hochfrequenz-Induktionsheizeinrichtung oder eine KLektronenstrahlheizeinrichtung vorsehen.

Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit, in dem halbfertigen Streifen S praktisch eine Zugspannung mit dem Wert Null aufrechtzuerhalten, während der Streifen den Sinterofen 6 durchläuft, wobei er von einem Gaskissen getragen wird. Bei dieser abgeänderten Anordnung, bei der Teile, die anhand von Fig. 1 beschriebenen Teilen entsprechen, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, ist zwischen den Verdichtungswalzen 2 und dem Flotationstisch 5 eine antreibbare Trommel 30 zum Aufbringen von Reibung angeordnet.

Diese durch einen Motor antreibbare Heibungstrommel ist an ihrer Umfangsfläche mit einem Reibungsbelag 31 versehen, bei dem es sich zweckmäßig um ein zellenförmiges Elastomermaterial, z.B. aufgeschäumtes Polyurethan, handelt. Dieses material ermöglicht nicht nur die übertragung von

409 8 47/0897

Eeibung zwischen seiner Oberfläche und dem darüber hinweglaufenden halbfertigen Streifen, sondern es hält sich darauf ablagernde Pulverteilchen nicht fest. Lose Pulverteilchen, die von der Oberfläche des Zeilenmaterials 31 aufgenommen werden, während der Streifen über die Trommel 30 läuft, fallen in die offenen Poren des Materials, aus denen sie unter der Sirkung der Schwerkraft wieder herausfallen, während sich die Trommel 30 dreht und der betreffende Teil des Belages außer Berührung mit dem Streifen kommt.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird der von der Verdichtungseinrichtung 1, 2 abgegebene halbfertige Streifen S über einen Teil der äußeren Umfangsfläche des Materials 31 auf der Eeibungstrommel 30 geleitet, über den Flotations-

tisch 5 hinweg bewegt und durch den Sinterofen 6 geführt, aus dem der Streifen mit Hilfe sich gegenläufig drehender Abzugwalzen 32 entnommen wird, um der Aufwickeleinrichtung 8 zugeführt zu werden. Ebenso wie bei der Vorrichtung nach Fig. Λ wird der halbfertige Streifen in dem Sinterofen 6 nach Fig. 6 durch ein Gaskissen getragen, da dem öfen Gas über die Gaseinlässe 15 zugeführt wird.

Wie erwähnt, ist es wichtig, daß die auf den Streifen S wirkende Zugspannung praktisch auf dem Wert Null gehalten wird. Bei der Anordnung nach Iig. 6 hängt der halbfertige Streifen S über eine kurze Strecke in Form einer Schleife L mit der Form einer Kc ttenlinie zwischen der Verdichtungseinrichtung 1, 2 und der Eeibungstrommel 30 herab, doch steht die Umfangsgeschwindigkeit der Eeibungstrommel in einer solchen Beziehung zur Umfangsgeschwindigkeit der Verdichtungswalzen 2, der Abzugwalzen 32 und der Aufwickeleinrichtung 8, daß die Zugspannung in dem halbfertigen Streifen praktisch auf dem Wert Null gehalten wird. Dieser wert der Zugspannung bleibt jenseits der Heibungstrommel 30 erhalten, während sich der Streifen über den Flotationstisch 5 hinweg und durch den Ofen 6 bewegt.

Beim Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 6 wird die Heibungstrommel 30 so angetrieben, daß ihre Umfangsgeschwin-

409847/0897

digkeit etwas kotier ist als die Geschwindigkeit, mit der der halbfertige Streifen £5 von den Verdichtungswalzen 2 abgegeben wird. Man kann die nach hinten wirkende Zugspannung, die in dem Streifen beim Eintreten in den Ofen 6 wirksam ist, dadurch regeln und praktisch auf den Wert Kuli einstellen, daß man die Höhe der kettenlinxenformigen Schleife L entsprechend regelt, über die der Streifen herabhängt. Zu diesem Zweck regelt man die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugwalzen 32 und der Aufwickeleinrichtung 8 am Austrittsende des Ofens 6 entsprechend. Diese Regelung der Umfangsgeschwindigkeit kann automatisch in Abhängigkeit von Signalen erfolgen, die durch Fühleinrichtungen erzeugt werden und z.B₀ die Spannung in dem Streifen anzeigen, die dort herrscht, wo der Streifen über den Flotationstisch 5 hinwegläuft.

Fig. 7 zeigt eine weitere Vorrichtung, bei der es möglich ist, die Zugspannung in dem halbfertigen Streifen S praktisch auf dem Vi/ert Mull zu halten, während der Streifen durch den Sinterofen 6 gefördert wird.

Bei dieser abgeänderten Vorrichtung ist ein gekrümmter, nach unten geneigter Flotationstisch 35 zwischen den Verdichtungswalzen 2 und dem Eingang 41 des Sinterofens 6 angeordnet. Dem Flotationstisch 35 wird Gas durch eine Rohrleitung 36 zugeführt. Der Ofen 6 ist gegen die Waagerechte unter einem kleinen Winkel geneigt, damit der Streifen den Ofen unter der wirkung der Schwerkraft durchlaufen kanu« Der .Neigungswinkel gegenüber der Waagerechten ist so gewählt, daß der Reibungswiderstand, der auf den Streifen beim Hindurchlaufen durch den Ofen 6 aufgebracht wird, durch die auf den Streifen wirkende Schwerkraft ausgeglichen wird; der Neigungswinkel kann im Bereich von 0,5° bis 5° liegen, und um bei dem Streifen S diesen Neigungswinkel einzustellen, kann man den Eingang 4-1 des Ofens entsprechend höher anordnen als den Ausgang 4-2„ Gemäß Fig. 7 dient eine Fühleinrichtung 39 zum Ermitueln des Abstandes zwischen dem Flotationstisch 35 und dem Streifen S.

409847/0897

Der Streifen wird .durch, zwei sich gegenläufig drehende Abzugwalzen 37 durch den Ofen hindurch transportiert, und die Umfangsgeschwindigkeit dieser Walzen wird durch einen Regler 40 so eingeregelt, daß die auf den Streifen wirkende Zugspannung praktisch auf dem Wert Null gehalten wird; zu diesem Zweck erzeugt die Fühleinrichtung 39 Signale, die der Zugspannung in dem Streifen entsprechen und dem Kegler 40 zugeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Zugspannung in dem Streifen vor dem Ofen auf dem gewünschten Wert zu halten.

Zwar ist die Erfindung vorstehend bezüglich der Erzeugung von Metallstreifen aus einem halbfertigen Streifen beschrieben, wobei Iketallpulver durch eine Verdichtungswalzenanordnung geleitet wird, doch liegt es auf der Hand, daß man den halbfertigen Streifen auch unter Anweadung anderer Verfahren aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial herstellen könnte. Beispielsweise könnte man ein Verfahren anwenden, das Maßnahmen umfaßt, um auf eine Unterlage einen überzug aus einer Aufschwemmung aufzubringen, bei der es sich um eine Suspension pulverisierten Materials in einem Bindemittel handelt, um diese Aufschwemmung auf der Unterlage zu trocknen, so daß ein getrockneter selbsttragender Film entsteht, um den getrockneten Film von der Unterlage zu entfernen, um den getrockneten Film zu walzen, damit er verdichtet wird, und um auf diese Weise einen halbfertigen Streifen herzustellen.

Ansprüche: 409847/089 7

Claims

ANSPRtJ CHE

1. "Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines MetallStreifens, das Maßnahmen umfaßt, um ein Pulver zu verdichten und einen oder mehrere halbfertige Streifen zu erzeugen, um den bzw. jeden halbfertigen Streifen einem Sinterofen zuzuführen, und um den bzw. jeden Streifen mit Hilfe eines Gaskissens zu unterstützen, während er den Sinterofen durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportgeschwindigkeit des Streifens so geregelt wird, daß die Zugspannung, der der Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens ausgesetzt ist, praktisch auf dem Wert Null gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der halbfertige Streifen dadurch erzeugt wird, daß Metallpulver dem Spalt zwischen zwei sich gegenläufig drehenden Walzen einer Verdichtungseinrichtung zugeführt wird.

3 ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der halbfertige Streifen durch einen Flotationstisch unterstützt wird, bevor er in den Sinterofen eingeführt wird«,

4c Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der halbfertige Streifen mit Hilfe zweier zusammenarbeitender Abzugwalzen, die jenseits des Ausgangs des Sinterofens angeordnet sind, durch den Sinterofen gezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der halbfertige Streifen dem Sinterofen mit Hilfe zweier zusammenarbeitender Transportwalzen zugeführt wird, und daß zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Transportwalzen und der Umfangsgeschwindigkeit

409847/0897

der Abzugwalzen eine solche Beziehung aufrechterhalten wird, daß die Zugspannung, die auf den Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens wirkt, praktisch auf dem !wert Null gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der halbfertige Streifen mindestens über einen Teil der Umfangsfläche einer angetriebenen Eeibungstrommel geleitet wird, und daß zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Abzugwalzen und der Umfangsgeschwindigkeit der Eeibungstrommel eine solche Beziehung aufrechterhalten wird, daß die Zugspannung, die auf den Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens wirkt, praktisch auf dem Wert hull gehalten wird·

7· Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flotationstisch benutzt wird, der eine gekrümmte, nach unten geneigte Fläche aufweist, und daß die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugwalzen in Abhängigkeit von der Spannung geregelt wird, die auf den Streifen wirkt, während er sich über den Flotationstisch hinweg bewegt, um die Zugspannung, die auf den Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens wirkt, praktisch auf dem Wert Null zu halten.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn, längs welcher sich der halbfertige Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens bewegt, gegen die Waagerechte nach unten geneigt ist.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der halbfertige Streifen durch Verdichten eines Pulvers aus ferritischem nichtrostendem Stahl erzeugt wird, und daß die Zugspannung, die auf den Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens wirkt, weniger als 50 kN je Quadratmeter des Querschnitts des Streifens beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der halbfertige

409847/0897

Streifen durch Verdichten eines Pulvers aus austenitischem nichtrostendem Stahl erzeugt wird, und daß die Zugspannung, die auf den Streifen während des Durchlaufens des Sinterofens wirkt, weniger als 70 kN je Quadratmeter des Querschnitts des Streifens beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 -oder 10, dadurch g e kennzeichme t, daß die Zugspannung, die auf den Streifen aufgebracht wird, weniger als 10 kN je Quadratmeter des Querschnitts des Streifens beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaskissen Argon und/oder Stickstoff oder ein Gemisch aus Argon und/oder Stickstoff zusammen mit Wasserstoff und/oder einen gasförmigen Kohlenwasserstoff enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Gasgemisch etwa 80% Argon und/ oder Stickstoff enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein i'eil des Gasinhalts des Sinterofens aus dem Sinterofen abgezogen, verdichtet, einer Behandlung unterzogen und danach dem Sinterofen erneut zugeführt wird.

15· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen nach dem Verlassen des Sinterofens gewalzt wird, um eine Verringerung seiner Stärke zur bewirken, daß der Streifen einer "wärmebehandlung unterzogen wird, und daß der Streifen erneut bis zur Erzielung der gewünschten Stärke ausgewalzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung in einem Sinterofen durchgeführt wird.

17. Vorrichtung, dadurch gekenneeich.net, daß die Vorrichtung geeignet ist, das Verfahren nach einem

A0 9847/0897

der Ansprüche 1 bis 16 durch^fühfcen.

18. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Metallstreifen mit einer .Einrichtung zum Verdichten von Pulver zum Zweck des Erzeugens eines halbfertigen Streifens, einer Einrichtung zum Transportieren des verdichteten halbfertigen Streifens durch einen Sinterofen sowie einer Einrichtung zum Zuführen von Gas zu dem Sinterofen zum Zweck des Erzeugens eines Gaskissens zum Unterstützen des halbfertigen Streifens beim Durchlaufen des Sinterofens, dadurch gekennzeichnet , daß -einrichtungen vorhanden sind, die es ermöglichen, die Einrichtung zum Transportieren des Streifens so zu steuern, daß die Zugspannung, die auf den Streifen beim Durchlaufen des Sinterofens wirkt, praktisch auf dem Wert Null gehalten wird.

409847/0897

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 16 mit Förderwalzenpaaren am Eingang und Ausgang des Sintercfens, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (10) vorgesehen ist, der die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenpaares (7) am Ausgangsende im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit des Walzenpaares (4) am Eingangsende um einen solchen Betrag niedriger einstellt, der der zu erwartenden linearen Verkürzung des Streifens entspricht, der beim Durchlaufen des Sinterofens einer Schrumpfung unterliegt.

Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (10) automatisch mit Hilfe einer Rückkopplungsschaltung einstellbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor vorgesehen ist, der die im Streifen herrschende Zugspannung zwischen den Walzenpaaren (4 und 6) feststellt und dem Regler ein Signal im Sinne einer Verminderung der Spannung liefert.

409847/0397