DE2714791A1 - Verfahren zur durchlauferwaermung eines langgestreckten metallenen werkstuecks, insbesondere zur durchlauferwaermung von stahlroehren - Google Patents
Verfahren zur durchlauferwaermung eines langgestreckten metallenen werkstuecks, insbesondere zur durchlauferwaermung von stahlroehrenInfo
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Description
AEG-Elotherm Gesellschaft mit beschränkter Haftung
o782/77-(o2) Remscheid, οΙ.οΊ.77
Pat/Seiffert/Sw.
Verfahren zur Durchlauferwärmung eines langgestreckten
metallenen Werkstücks, insbesondere zur Durchlauf erwärmung von Stahlröhren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchlauferwärmung
eines langgestreckten metallenen Werkstücks endlicher Länge, das eine mehrstufige Ofenstrecke in Richtung seiner Längsachse
durchläuft und von einer Vor-auf eine Endtempera tür erwärmt wird, bei dem das Werkstück in einer Stufe der Ofenstrecke
induktiv mittels einer das Werkstück umfassenden wechselstromgespeisten Induktionsspule erhitzt wird.
Zur Vergütung von Stahlröhren jeden Durchmessers ist es bekannt,
die Röhren entlang ihrer Längsachse mit vorgegebener Geschwindigkeit durch eine mehrstufige Ofenstrecke zu transportieren,
um sie dabei von einer Vortemperatur auf ihre Austenitisierungstenperatur
zu erhitzen und danach abzuschrecken, worauf eine Nachwärmung auf eine Anlaßtemperatur zum Zweck der Vergütung
erfolgt.
Die mehrstufigen Ofenstrecken sind dabei entweder als flammenbeheizte
Öfen oder als Kombination von flammenbeheizten Ofen mit Induktionsöfen ausgebildet, wobei die flaramenbeheizten
Ofenstufen der Ofenstrecke eine Vorwärmung und nachgeschaltete
Induktionsstufen eine Erhitzung des Röhrenmaterials auf die
Austenitisierungstemperatur bewirken.
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Bekannte Einrichtungen zur Durchlauferwärmung auf dem Wege
der Kombination einer Flammen- und Induktionserwärmung leiden unter dem Mangel, daß die der flammenbeheizten Ofenstufe
nachgeschaltete Tnduktionsstufe wegen des sogenannten Kanteneffekts
nicht in der Lage ist, das die Induktionsspule durchlaufende Werkstück entlang seiner gesamten Länge gleichmäßig
zu beheizen. Die Werkstücke werden vielmehr am Beginn und am Ende ihrer Länge stärker beheizt als in ihren Mittelpartien,
so daß insgesamt eine ungleichmäßige Erwärmung der Werkstücke
auftritt. Diese ungleichmäßige Erwärmung entlang der Werkstücklänge bewirkt Unterschiede in der Wärmebehandlung der
Werkstücke, wodurch sich Qualitätsunterschiede ergeben, die eine Kürzung der langgestreckten Werkstücke um ihre jeweiligen
Endlängen erforderlich machen.
Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die Werkstücke lückenlos durch die Durchlaufwärmstrecke zu transportieren
oder aber ihnen sogenannte Blindröhren vor- und nachzuschalten, so daß das zu erhitzende Werkstück zwischen zwei solcher
Blindröhren abstandslos transportiert und damit gleichförmig
erwärmt wird.
Auch ist es zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmebedürfnisse an den einzelnen Röhren, die sich aus unterschiedlichen Wandstärken
an den Röhren oder durch einen unterschiedlichen Vorwärmeinhalt
beim Einführen der Röhren in die Ofenstrecke ergeben können, bereits vorgeschlagen worden, die einzelnen
Werkstücke vor ihrer Zuführung zur eigentlichen Ofenstrecke einem entlang ihrer Längsauedehnung gleichförmig verlaufende
Vorwärmvorgang zu unterziehen, wobei dieser Vorwärmvorgang in einer Vorwärmstufe unter individueller Anpassung an die
Wandstärke des einzelnen Werkstücks entlang seiner Länge gleichförmig
vorgenommen werden soll.
Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, das Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art in der Weise zu verbessern, daß
die die Ofenstrecke ggf. unter Einhaltung eines von null verschiedenen
Abstands durchlaufenden Werkstücke am Ende der Wärestrecke
an einem vorgebbaren Punkt der Länge der Wärmstrecke
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-X-If
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eine in diesem Punkt im wesentlichen konstante Temperatur aufweist, ohne daß es dazu der Verwendung von Blindröhren bedarf.
c-.-findungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der
eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, daß das Werkstück in einer Vorstufe der Ofenstrecke mit entlang seiner
Längsachse variierender Heizleistung zum Ausgleich des hinter der Induktionsspule variierenden Wärmeergebnisses beheizt
wird.
Die Beheizung des Werkstücks wird also z.B. am Beginn einer
mehrstufigen Ofenstrecke mit entlang seiner Längsausdehnung
variierende Heizleistung in der Weise vorgenommen, daß das entlang der Längsachse des Werkstücks gemessene Temperaturprofil komplementär zum dem Profil ist, welches sich ohne
diese variierende Heizleistung hinter der nachgeschalteten Induktionsofenstufe einstellen würde. Die Überlagerung der
beiden ungleichförmigen Temperaturprofile führt dahin, daß
die Werkstücktemperatur beim Durchlauf durch eine Meßstelle am Ende der Ofenstrecke konstant ist.
Die anliegende Zeichnung dient zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.
In der Zeichnung bezeichnen 1, 2A, 2B und 3 die Stufen einer dreistufigen Wärmstrecke, wobei 1 eine vorgeschaltete Induktionsstufe, 2A eine abgasbeheizte Ofenstufe, 2B eine flammenbeheizte Durchlaufofenstufe, deren Abgase die Ofenstufe 2A
beheizen, und 3 eine nachgeschaltete Induktionsofenstufe bezeichnen. Die Induktionsspulen 1 und 3t die durchlaufende
Großröhren aus Stahl umfassen, werden jeweils aus gesonderten Generatoren 4 und 5, deren Leistungen einstellbar sind,
mit Wechselströmen von Mittel- und Netzfrequenz gespeist.
Die Ofenstufe 2A, 2B, deren Länge größer als die Länge der zu beheizenden röhrenförmigen Werkstücke 6,7 und 8 ist, dient
dazu, die einzelnen röhrenförmigen Werkstücke bis in die Nähe der zum Werkstückstahl gehörigen Austenitisierungs-
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~x' ° 27Η79Ί
temperatur zu erhitzen. Die Heizleistung der Ofenstufe 2B ist dazu durch Dosierung der über die Rohrleitungen 9 und
Io der Stufe dosiert zugeführten gasförmigen Brennstoffmengen so einstellbar, daß die Werkstücktemperatur am Ausgang
des Ofens einen vorgegebenen Temperaturwert aufweist. Die Resterwärmung übernimmt die nachgeschaltete Induktionsofenstufe 3t die das Röhrenmaterial auf die erforderliche Austenitisierungstemperatur erwärmt. Dabei werden die Enden der
in die Ofenstufe 3 eintretenden Röhren in bekannter Weise stärker erhitzt als die zugehörigen Mittelteile der einzelnen Röhren, wodurch - die Ofenstufe 3 wird mit Netzfrequenz
gespeist - die Temperaturverteilung im Röhrenmaterial entlang seiner Längsachse derart ist, daß am Ausgang der Ofenstufe
die Werkstücktemperatur beim Durchlauf des Werkstücks nicht konstant ist.
Zum Ausgleich dieser Erscheinung, die beim Durchlauf der Röhren durch eine der Ofenstufe 3 nachgeschaltete Abschreckstufe zu einem entlang der Längsachse der Röhren variierenden Abschreckergebnis am Röhrenmaterial führt, ist die Heizleistung der Wärmstufe 1 durch Eingriff in den Generator k
derart steuerbar, daß die durch die Ofenstufe 1 durchlaufenden Röhren an ihren Enden weniger als in ihrem Mittelteil
erhitzt werden. Die in die Ofenstufe 2A, 2B eintretenden Röhren sind deshalb an ihren Enden kalter als in ihrem Mittelteil, wodurch die in der Ofenstufe 3 eintretende unterschiedliche Erwärmung mindestens angenähert ausgeglichen
wird und die aus der Ofenstufe 3 austretenden Röhren beim Durchlauf einer vorgegebenen Stelle am Ofenavisgang eine im
wesentlichen konstante Materialtemperatur aufweisen.
Die Steuerung der Heizleistung der Ofenstufe 1 hängt im wesentlichen von der Durchlaufgeschwindigkeit des Werkst ückmat er i als , seiner in Laufrichtung gemessenen Länge, der
Röhrenwandstärke und den Eigenschaften der Ofenstufe 3 ab.
Die Anordnung wird dabei z.B. derart getroffen, daß die Heizleistung an der Ofenstufe 1 mittels eines automatischen
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Programmsteuerwerks abhängig von der Durchlaufgeschwindigkeit des Werkstückmaterials oder der durchgelaufenen Materiallänge gesteuert wird.
Ia übrigen ist das Verfahren nach der Erfindung unabhängig
von der Ausbildung der Ofenstrecke, den zugehörigen Transportmitteln der Werkstücke und der Ausbildung der Werkstücke
selbst. Es lassen sich mit dem Verfahren nach der Erfindung also nicht nur Röhren sondern auch stabförmige oder anderweitig geformte Werkstücke erhitzen. Die Ofenstufe 1 läßt sich
auch durch eine flammenbeheizte Stufe ersetzen, sofern
deren Heizleistung hinreichend schnell veränderbar ist.
1 Zeichnung
2 Ansprüche
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Claims (2)
1. Verfahren zur Durchlauferwärmung eines langgestreckten
metallenen Werkstücks, das eine mehrstufige Ofenstrecke in Richtung seiner Längsachse durchläuft und von einer
Vor- auf eine Endtemperatur erwärmt wird, bei dem das Werkstück in einer Stufe der Ofenstrecke induktiv
mittels einer das Werkstück umfassenden wechselstromgespeisten Induktionsspule erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück in einer Stufe der Ofenstrecke mit entlang seiner Längsachse variierender Heizleistung zum Ausgleich des hinter der Induktionsspule
variierenden Wärmeergebnisses beheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die variierende Erwärmung mittels einer Induktionsofenstufe erfolgt.
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ORIGINAL INSPECTED
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