DE2729931A1

DE2729931A1 - Anlage zur kontinuierlichen thermischen behandlung von walzblechen

Info

Publication number: DE2729931A1
Application number: DE19772729931
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Metz; Fernand Dipl Ing Wagner
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1976-07-06
Filing date: 1977-07-02
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE2729931B2; LU75317A1; FR2357650A1; DE2729931C3; GB1589085A; FR2357650B1; IT1085826B; BE856510A

Description

PATENTANWÄLTE RUFF UND BEIER STUTTGART

Dipl.-Chem. Or. Ruft _ L^ N e c K arstraOe βθ

Dipl.-lno. J. Beier ^ * D-7OOO Stuttgart 1

^W ^M Tel.: CO711) 227O»·

Telex Ο7-23412 erub d

30. Juni 1977 JB/Ho

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Anmelderin: Acieries Reunies de Burbach-

Eich-Dudelange S.A., ABBED Avenue de la Liberte

Luxemburg / Luxemburg

Anlage zur kontinuierlichen thermischen Behandlung von Walzblechen

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur kontinuierlichen thermischen Behandlung von Walzblechen, insbesondere von kaltgewalzten Blechen, denen bestimmte erwünschte Eigenschaften vermittelt werden sollen, die in einer ausgezeichneten Kombination von Werten der Elastizitätsgrenze und der Dehnung und/oder der guten Eignung für das Tiefziehen bestehen. Anlagen dieser Art werden insbesondere in Fertigungsstraßen zur Herstellung verzinkter Bleche eingesetzt.

Eine neue Art der Wärmebehandlung, die Walzblechen die vorgenannten Eigenschaften zu vermitteln vermag, ist in de* deutschen Patentanmeldung P 27 11 041.4 vom 14. März 1977 dargelegt worden. Das charakteristische Merkmal dieses Verfahrens, das sowohl für die Wämiebehandlung

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allein als auch für eine mit einer Verzinkung kombinierten Wärmebehandlung einsetzbar ist, besteht darin, da3 das Walzblech, das zuvor auf eine Temperatur zwischen 650 und 95O°C gebracht worden ist, einer gesteuerten Abkühlung unterworfen wird, die durch Eintauchen in ein Bad aus geschmolzenen Salzen erreicht wird, das je nach den Erfordernissen auf einer Temperatur zwischen 250° und 500°C gehalten wird. Zur Durchführung des genannten Verfahrens zur Wärmebehandlung kombiniert mit einer Verzinkung ist in der deutschen Patentanmeldung P 27 11 041.4 v. 14.3.77 vorgeschlagen worden, die Blechbahn zunächst in einem Salzbad mit geschmolzenen Salzen und sodann in einem Zinkbad zu behandeln, wobei für das Zinkbad und das Salzbad ein in der Art eines Siphons unterteilter Behälter verwendet wird, dessen Eingangskaminer die geschmolzenen Salze enthalt, die an der Oberflache des Zinkbades schwimmen und dessen Ausgangskaitmer ausschließlich Zinkbad enthalt.

Diese Anlage hat zumindest den Nachteil, da3 es bei einer festen Durchlaufgeschwmdigkeit, die eine annehmbare Produktivität vermittelt, nicht möglich ist, die Behandlungsdauer nennenswert zu verändern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Anlage der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, eine Vielzahl verschiedener Wärmebehandlungen realisieren zu können, unabhängig davon, ob eine Verzinkung damit kombiniert ist oder nicht.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäO durch folgende Einrichtungen und deren Anordnung zueinander gelöst:

a) Auf einen Heizofen folgt eine Behändlungskammer, deren oberer Bereich von sich in vertikaler Richtung erstreckenden Teilkammern eingenounen ist;

b) der untere Bereich der Behändlungskammer bildet ein Bee-ten für ein Bad aus geschmolzenen Salzen;

c) die Behändlungskammer ist mit Führungseinrichtungen versehen, durch die das Blech durch die vertikalen Teilkammern gelenkt wird;

d) in der Behändlungsicanmer sind weitere Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen angeordnet;

e) iie unteren Pührungsvorrichtungen, die zwischen den aufeinanderfolgenden Teilkamnern angeordnet sind, können einzeln verschoben werden, um eine erwünschte Anzahl äer unteren Ualenkschleifen der Blechbahn in das Salzbai eintaucnen zu können.

Gena3 einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgecalen Anlage sind in. unteren Bereich der vertikalen Teilkammern und/oder unmittelbar oberhalb des Salzbades Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, das Salzbad mindestens teilweise gegen den weiteren Teil der Anlage abzusperren und dennoch den Durchtritt der Blechbahn und/oder deren unterer UnJcehrschleifen zum Eintauchen in das Salzbad zuzulassen.

Die Steuerung und Regelung der Temperatur und der Kühlkapazität des Salzbades aus geschmolzenen Salzen wird vorzugsweise durch Umwälzen des Bades mittels einer Pumpe durch

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einen zweiten Behälter hindurch erzielt. Diese Pumpe ist guns tiger weise als Mammutpumpe ausgebildet, die mit mindestens teilweise verdampftem Wasser betrieben wird. In dem zweiten Behälter wird das Wasser von dem geschmolzenen Salz abgetrennt, das aufgrund seines Gewichtes in den Tank der Behandlungsanlage für geschmolzenes Salz zurückströmt.

Der Ausgang des Ofens ist durch eine Austrittsschleuse gebildet, die mit Pührungswalzen und ggf. mit Kühl- und/ oder Heizvorrichtungen versehen ist.

Wenn die Wannebehandlungsanlage mit einer Verζinkungseinrichtung kombiniert ist, dann ist die Austrittsschleuse vorzugsweise in der Art einer Tauchglocke ausgebildet, die direkt nit einem zweiten Bad aus geschmolzenem Salz kommuniziert, das durch einen Siphon von dem Zinkbad getrennt ist. Das zweite Salzbad dient dazu, Salzpartikel aufzunehmen und zurückzuhalten, die aus dem ersten Salzbad Bitgeschleppt worden sind, mit dem es über das Kühlsystem des Salzes kommuniziert. In einer der möglichen Anwendungen des Verfahrens (und der Anlage), insbesondere dann, wenn man weniger biegbare Stahlbleche herzustellen wünscht, wird das erste Salzbad nicht benutzt und das zweite Salzbad übernimmt die Aufgabe eines Abschreckungsbades. Es erfüllt dann Punktionen, die denjenigen ähnlich sind, die in der deutschen Patentanmeldung P 27 11 041.4 vorgeschlagen wurden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, in die Einzelheiten gehende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.

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Die Zeichnung zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer mit einer Verzinkungseinrichtung kombinierten erfindungsgemäßen Anlage, die verschiedene Wärmebehandlungen ermöglicht.

Man erkennt, daß die zu behandelnde Stahlblechbahn 1 oberhalb einer Ablenkwalze 2 verläuft und einen Eintrittsspalt

3 durchquert, um sodann in einen vertikal angeordneten Ofen

4 mit Direktheizung zu gelangen. Sodann gelangt es in einen Heizofen 5, der mit Rohrheizkörpern 6 versehen ist und tritt dann mit erhöhter Temperatur in eine Kammer 10 ein, die in sich vertikal erstreckenden Teilkammern 10', 10'' und 10'^lf unterteilt ist. Diese Teilkammern können entweder mit Hilfe der Rohrheizkörper 6 als Heizöfen benutzt werden, oder als Zonen, in denen eine bestimmte Temperatur aufrechterhalten wird, mit Hilfe der ebenfalls vorgesehenen Gebläse-Kühlvorrichtungen 13, aber auch als klassische Kühlkammern. Jede Teilkammer ist an ihrer Unterseite mit Klappen 25 verschließbar. Umlenkwalzen 7, 9 und 11, die dazu dienen, das durch die Anlage hindurchlaufende Blech im unteren Bereich der Kammer 10 zwischen dem Heizofen 5 und den aufeinanderfolgenden Teilkammern 10', 10'', 10*·' zu führen, sind in vertikaler Richtung beweglich und können einzeln in das Salzbad 15 eintauchen, wenn Klappen 14 geöffnet werden, deren Schwenkachse senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft. Das Eintauchen der untersten Abschnitte der Umlenkschleifen in das Salzbad bewirkt eine rasche und gleichmäßige Abkühlung des Stahlbleches auf die erwünschte Temperatur.

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Am Ausgang der Ofenanlage 12 tritt das Stahlblech, ohne mit der Umgebungsluft in Kontakt zu kommen, durch 6ine Tauchglocke 16 hindurch in ein zweites Salzbad 19 ein, das in einer iäintrittskammer eines Tanks 21 angeordnet ist, der zwei Trennwände 22 und 23 aufweist, die einen Siphon begrenzen. Das Stahlband durchläuft sodann das Zinkbad 20, in dem es mittels einer Führungswalze 24 in seine Austrittsrichtung umgelenkt wird. Die erfindungsgemäße Wärmebehandlungsanlage hat im Vergleich zu üblichen Anlagen den Vorteil, daß man mit Hilfe der Kammer 10 die Geschwindigkeit des Abkühlvorganges vervielfachen kann, und daß man durch zweckentsprechende Benutzung der verschiebbaren Umlenkwalzen 7, 9» 11 und der Tauchglocke 18 den Beginn des Abkühlvorganges beliebig wählen kann.

Die Möglichkeit, den Wärmebehandlungszyklus beliebig abwandeln zu können, hat den Vorteil, daß man mit der erfindungsgemäßen Anlage leicht sämtliche wichtigen Stahlblecharten, die auf dem Markt verlangt werden, herstellen kann. Insbesondere ist es möglich, ausgehend von ein und demselben Stahl-Grundmaterial, sämtliche Qualitätsabstufungen verzinkter Stahlbleche, angefangen von einem Material großer Härte bis hin zu tiefziehbarem Stahlblech, herzustellen. Andererseits ist es, was nicht weniger bedeutsam ist, durch die Erfindung möglich, bei vorgegebener Länge einer Fertigungsstraße die Produktivität erheblich zu erhöhen.

Wenn man für das Tiefziehen geeignete Stahlbleche erzielen will, erfolgt das Abschrecken im Bereich der ersten Umlenk-

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einrichtung 7 bei einer Umgebungstemperatur von 7OO°C und das Salzbad wird dabei auf einer Temperatur zwischen 30O⁰C und 55O⁰C gehalten. Man nutzt dann zum Weichglühen die maximale Durchlaufstrecke des Ofens 12 aus. Die Durchlaufstrecke im Ofen, in der sich das Wiederanlassen vollzieht, kann leicht danach berechnet werden, welcher vorbestimmte Weichglüheffekt erzielt werden soll. Dies ist umso schneller erreichbar, je größer die Abkühlgeschwindigkeit ist. Dank dieses Effektes kann die Dauer des Wiederanlassens auf maximal 60 Sekunden beschränkt werden.

Bei Walzblechen mit Baustahlqualität vollzieht sich der Abschreckvorgang im Bereich der Umlenkeinrichtungen 9 oder 11 oder im Bereich der Tauchglocke 18. Die Biegefestigkeit und die Elastizitätsgrenze nehmen zu, je näher der Ort, an dem abgeschreckt wird, an das Zinkbad 20 herangerückt ist. Eine erhöhte Festigkeit und Elastizitätsgrenze geht in jedem Fall auf Kosten der Dehnung. Trotzdem ist die Restdehnung für die Mehrzahl der Anwendungsfälle ausreichend.

Bei tiefziehfähigen Walzblechen mit hoher Elastizitätsgrenze muß eine hohe Elastizitätsgrenze auch mit einer erhöhten Dehnung gekoppelt sein. Man wird auch eine Stahlart mit hohem Mangangehalt wählen. Der Abschreckvorgang wird dann vorzugsweise im Bereich der ersten Umlenkeinrichtung 7 durchgeführt.

Ein durch die erfindungsgemäße Anlage vermittelter, bedeutsamer technologischer Vorteil besteht darin, daß sich 60 i» der auf dem Markt verlangten kommerziellen Stahlquali·

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täten dadurch herstellen lassen, daß der Abschreckvorgang im Bereich der ausgangsnahen Umlenkeinrichtung 11 durchgeführt wird. Die in üblichen Anlagen der Kühlung vorbehaltenen Kammerbereiche 10 und der Austrittsschleuse 18, können im Bedarfsfall auch zur Aufheizung ausgenutzt werden. Dadurch kann die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungsstraße auch bei erhöhten Materialstärken ausgenutzt werden, wodurch sich wiederum die Produktivität er-höht. Andererseits kann man auch sagen, daß die erfindungsgemäße Anlage bei vorgegebener Produktivität im Vergleich zu bekannten Anlagen einen kompakteren Aufbau haben kann.

Des weiteren kann die erfindungsgemäße Anlage auch zu Feuerverzinken dekapierter Walzbleche benutzt werden, deren Behandlung in klassischen Ofenanlagen die bekannten Probleme hinsichtlich der Haftung des Zink aufwirft. Beim Feuerverzinken der Coils wird die Aufheiztemperatur vorteilhafterweise auf 500 C beschränkt. Das zweite Salzbad 19 wirkt dann in günstiger Weise als Flußmittel, das die Haftung des Zinks verbessert.

Die vorstehend beschriebenen möglichen Betriebsarten der erfindungsgemäßen Anlage zeigen insgesamt, daß diese unter den bevorzugten Anforderungen hinsichtlich der Qualität, der Ausbeute und der Wirtschaftlichkeit zur Durchführung in verschiedener Weise abgewandelter Wärmebehandlungen an verschiedenartigen Erzeugnissen geeignet ist.

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eerseite

Claims

1. Anlage zur kontinuierlichen thermischen Behandlung von Walzblechen, gekennzeichnet durch folgende Einrichtungen und deren Anordnung zueinander:

a) Auf einen Heizofen (4) folgt eine Behandlungskammer, deren oberer Bereich von sich in vertikaler Richtung erstreckenden Tei!kammern (10), eingenomEen ist;

b) der untere Bereich der Behändlungskammer (10) bildet ein Becken (15) für ein Bad ausgeschmolzenen Salzes;

c) die Behandlungskammer ist mit Pührungseinrichtungen (7i 9, 11, 12) versehen, durch die das Blech (1) durch die vertikalen Teilkammern (10·, 10··, 10···) geführt ist;

d) in der Behändlungskammer sind weitere Heizvorrichtungen (6) und/oder Kühlvorrichtungen (13) angeordnet;

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e) die unteren Pührungsvornchtungen (7, 9, 11), die zwischen den aufeinanderfolgenden Teilkammern (1Ο·, ΙΟ¹', 10'·') angeordnet sind, sind einzeln verschiebbar , um eine erwünschte Anzahl der unteren Umlenkschleifen der Blechbahn (1) in daa Salzbad (15) eintauchen zu können.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

an der Basis der vertikalen Teilkammern (10·, 10*', 10'·♦) " bewegliche Verschlußvorrichtungen (25) vorgesehen sind, die einen Durchtrittsspalt für die Blechbahn (1) begrenzen.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des das Bad aus geschmolzenen Salzen enthaltenden Beckens (15) Klappen (14) vorgesehen sind, die verschließbar sind, wenn eine der durch die Führungsvorrichtungen (7, 9, 11) umgelenkten Schleifen nicht in das Bad eingetaucht ist.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit Direktheizung arbeitenden Ofen (4) und der unterteilten Behandlungskammer (10) ein Heizofen (5) mit Heizrohren (6) vorgesehen ist.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung der Temperatur und der Kühlkapazität des Schmelz-Salzbades vorgesehen ist.

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6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinrichtung eine Mammut-Pumpe umfaßt, die unter der Wirkung mindestens teilweise verdampften Wassers fortlaufend oder intermittierend einen Teil des Bades aus geschmolzenen Salzen in einen zweiten Behälter fördert, in dem das Wasser von dem geschmolzenen Salz getrennt wird, das in einem teilweise abgekühlten Zustand wieder in das Salzbadbecken (15) zurückgeleitet wird.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Austrittsschleuse vorgesehen ist, die mit Heizvorrichtungen (6) und/oder Kühlvorrichtungen (13) ausgestattet ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsschleuse in der Art einer Tauchglocke

(18) ausgebildet ist, die in ein separates Salzbad

(19) hineinragt, das über eine durch Trennwände (22, 23) gebildete eiphonartige Kammer mit einem Zinkbad

(20) in Verbindung steht.

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