DE2729931B2 - Turmofen zur Wärmebehandlung von Walzblechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Turmofen zur Wärmebehandlung von Walzblechen, insbesondere von kaltgewalzten Blechen, bestehend aus einer Aufheizzone und einer daran anschließenden, in mehrere Teilkammern unterteilte Behandlungszone. Derartige Fertigungsstraßen, insbesondere zur kontinuierlichen Herstellung verzinkter Bleche zugeordnete Turmöfen werden eingesetzt, um Walzblechen bestimmte, ihre Elastizitätsgrenz- und Dehnungswerte und/oder ihre Tiefzieh-Eignung betreffende Eigenschaften zu verleihen. Dabei wird ein Blechrand (vgl. z.B. DE-OS 24 01381) kontinuierlich zunächst durch eine Aufheizzone und anschließend durch eine in mehrere vertikale Teilkammern unterteilte, mit der Bandführung dienenden Führungseinrichtungen versehene Behandlungszone gezogen, in der mehrere Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen vorgesehen sind. In der auf eine ältere Anmeldung zurückgehende DE-OS 2711041 ist ein derartiger Turmofen beschrieben der der Durchführung eines Verfahrens dient, das sowohl für die Wärmebehandlung allein als auch für eine mit einer Verzinkung kombinierten Wärmebehandlung einsetzbar ist und darin besteht, daß das Walzblech, das zuvor auf eine Temperatur zwischen 650° und 950⁰C gebracht worden ist, einer gesteuerten Abkühlung unterworfen wird, die durch Eintauchen in ein Salzbad erreicht wird, das je nach den Erfordernissen auf eine Temperatur zwischen

'5 250° und 500° C gehalten wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens zur Wärmebehandlung kombiniert mit einer Verzinkung ist nach dur vorerwähnten Patentanmeldung vorgeschlagen worden, das Blechband zunächst in einem Salzbad und dann in einem Zinkbad zu behandeln, wobei für das Zinkbad und das Salzbad ein in der Art eines Syphons unterteilter Behälter verwendet wird, dessen Eingangskammer die geschmolzenen Salze enthält, die an der Oberfläche des Zinkbades schwimmen und dessen Ausgangskammer ausschließlich Zinkbad enthält.

Bisher bekannte Turmöfen der eingangs erwähnten Art haben den Nachteil, daß sie von der Blechbahn jeweils mit gleichbleibender, von ihrer Produktivität abhängigen Geschwindigkeit durchlaufen werden, mit der Folge, daß bei ihnen die Behandlungsdauer der Blechbahn nicht oder zumindest nicht nennenswert verändert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, hier Abhilfe zu schaffen, d. h. einen Turmofen der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß mit ihm eine Vielzahl verschiedener Wärmebehandlungen realisierbar sind, unabhängig davon, ob sich daran eine Verzinkung anschließt oder nicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Turmofen der eingangs erwähnten Art gelöst, bei dem der untere Teil der Behandlungszone als ein ein Salzbad enthaltendes Becken ausgebildet ist und untere Führungen für das Bad vertikal zwischen Einstellungen verschiebbar sind, die innerhalb des Salzbades und zwischen der Salzbadoberfläche und den unteren Enden der Kammerwände liegen, wobei die unteren Bandführungen auch jeweils einzeln vertikal verschiebbar sind, also durch einen Turmofen zur Wärmtbehandlung von Walzblechen mit einer Aufheizzone und einer sich

so daran anschließenden, in mehrere Teilkammern unterteilten, weitere Heiz- und/oder Kühleinrichtungen aufweisenden Behandlungszone, der Führungseinrichtungen zugeordnet sind, durch die das Blechband durch deren Teilkammern führbar ist, wobei der untere

">5 Bereich der Behandlungszone als ein ein Salzbad enthaltendes Becken ausgebildet ist und die unteren, zwischen den aufeinanderfolgenden Teilkammern der Behandlungszone angeordneten Bandführungen vertikal verschiebbar sind, mit der Folge, daß es möglich ist, eine oder mehrere der unteren Blechbahn-Umlenkschleifen in das Salzbad zu tauchen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turmofens sind im unteren Bereich der vertikalen Teilkammern und/oder unmittelbar oberhalb des Salzbades Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, das Salzbad wenigstens teilweise nach oben abzusperren, ohne hierdurch dem Blechband und/oder deren unteren Umlenkschleifen ein Eintau-

chen in das Salzbad zu verhindern.

Die Steuerung und Regelung der Temperatur und der Kühlkapaziiät des Saizbades wird vorzugsweise durch Umwälzen des Salzbades durch einen zweiten Behälter mittels einer Pumpe erzielt, die vorzugsweise als Mammut-Pumpe ausgebildet ist und mit mindestens teilweise verdampftem Wasser betrieben wird. Im zweiten Behälter wird das Wasser von dem geschmolzenen Salz abgetrennt, das auf Grund seines Gewichtes in den Salzbadtank des Turmofens zurückströmt. ι ο

Am Ausgang des Turmofens ist eine Austrittsschleuse vorgesehen, die mit Führungswalzen und gegebenenfalls mit Kühl- und/oder Heizvorrichtungen versehen ist

Die Austrittsschleuse des erfindungsgemäßen Turmofens ist dann, wenn dieser mit einer Verzinkungseinrichtung kombiniert ist, vorzugsweise nach Art einer Tauchglocke ausgebildet, die direkt mit einem zweiten Salzbad zusammenwirkt, das durch eine·' Syphon von dem Zinkbad getrennt ist Das zweite Salzbad dient dazu, Salzpartikel aufzunehmen und zurückzuhalten, die aus dem ersten Salzbad mitgeschleppt worden sind, mit dem es über das Salz-Kühlsystem kommuniziert. Mit dem erfindungsgemäßen Turmofen ist es insbesondere dann, wenn weniger biegbare Stahlbleche hergestellt werden sollen, auch möglich, das erste Salzbad nicht zu benutzen. Das zweite Salzbad übernimmt dann die Aufgabe eines Abschreckbades und erfüllt dann die Funktionen, die denen des Salzbades ähneln, das in der DE-OS 27 11 041 zugrunde liegenden Anmeldung bereits vorgeschlagen wurde.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Turmofens im Zusammenhang mit der Zeichnung, die schematisch einen Schnitt durch einen mit einer Verzinkungseinrichtung kombinierten Turmofen gemäß Erfindung zeigt.

Das zu behandelnde Stahlband 1 verläuft oberhalb einer Umlenkrolle 2, tritt durch einen Eintrittsspalt 3 und gelangt dann in eine vertikale, direkt beheizte Aufheizzone 4. Von dort gelangt es in einen mit Heizrohren 6 versehene weitere Heizzone 5, aus dem es dann mit erhöhter Temperatur in eine Behandlungskammer 10 gelangt, die in vertikal verlaufende Teilkammern 10', 10" und 10'" unterteilt ist. Diese Teilkammern können entweder mit Hilfe der Heizrohre 6 zum weiteren Aufheizen benutzt werden oder aber als Zonen, in denen eine bestimmte Temperatur aufrechterhalten wird, und zwar mit Hilfe hierzu vorgesehener Kühlgebläse 13 oder aber auch entsprechend klassischer Kühlkammern. Die Teilkammern sind an ihrer Unterseite mit Klappen 14 verschließbar. Zur Führung des Bandes im unteren Bereich der Behandlungskammer 10 zwischen der Heizzone 5 und den aufeinanderfolgenden Teilkammern 10', 10", 10'" sind Umlenkrollen 7, 9 und 11 vorgesehen, die in vertikaler Richtung beweglich sind und einzeln in das Salzbad 15 eintauchen können, wenn die Klappen 14 zuvor geöffnet werden, deren Schwenkachsen senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufen. Im oberen Bereich der Behandlungskammer 10 befinden sich die Umlenkrollen 12, deren Achsen nicht beweglich sind. Das Eintauchen der untersten Abschnitte der Umlenkschleife in das Salzbad bewirkt eine rasche und gleichmäßige Abkühlung des Stahlbleches auf die gewünschte Temperatur.

Vom Ofenausgang 16 gehngt das Band, ohne mit der Umgebungsluft in Kontakt zu kommen, durch eine Tauchglocke 18 hindurch in ein zweites Salzbad 19, das in einer Eintrittskammer eines Tanks 21 angeordnet ist, der zwei Trennwände 22, 23 aufweist, die einen Syphon begrenzen. Das Stahlband durchläuft dann das Zinkbad 20, in dem es mittels einer Führungsrolle 24 in seine Ausgangsrichtung umgelenkt wird. Der erfindungsgemäße Turmofen hat im Vergleich zu bisher bekannten Anlagen den Vorteil, daß man mit Hilfe seiner Behandlungskammer 10 die Geschwindigkeit des Abkühlvorganges vervielfachen kann und daß man durch zweckentsprechende Benutzung der verschiebbaren Umlenkrollen 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 dem erfindungsgemäßen Turmofen leicht alle wichtigen, auf dem Markt verlangten Blecharten 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, gemäß Erfindung auch möglich, bei vorgegebener Länge einer Fertigungsstraße deren Produktivität erheblich zu erhöhen.

Wenn man zum Tiefziehen geeignete Stahlbleche herstellen will, so erfolgt das Abschrecken im Bereich der ersten Umlenkeinrichtung 7 bei einer Umgebungstemperatur von 700° C, wobei das Salzbad auf einer Temperatur zwischen 300° und 550° C gehalten wird. Zum Weichglühen nutzt man dann die volle Durchlaufstrecke des Ofens, d. h. daß das Band über sämtliche Umlenkrollen 12 geführt wird. Die Durchlaufstrecke im Ofen, in der sich das Wiederanlassen vollzieht, kann leicht im Hinblick auf den vorbestimmten Weichglüheffekt berechnet werden. 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 Weichblechen mit Baustahlqualität vollzieht sich der Abschreckvorgang im Bereich der Umlenkrollen 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 Umlenkrolle 7 durchgeführt.

Ein durch die erfindungsgemäße Anlage erzielbarer wesentlicher technologischer Vorteil besteht darin, daß sich 60% der auf dem Markt verlangten kommerziellen Stahlqualitäten dadurch herstellen lassen, daß der Abschreckvorgang im Bereich der ausgangsnahen Umlenkrolle 11 durchgeführt wird. Die in üblichen Anlagen der Kühlung vorbehaltenen Bereiche der Behandlungskammer 10 und der Tauchglocke 18 können im Bedarfsfall auch zur Aufheizung verwendet wurden. Dadurch kann die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungsstraße auch bei erhöhten Materialstärken ausgenutzt werden, was wiederum zu Produktivitätssteigerungen führt. Darüber hinaus unterscheidet sich der erfindungsgemäße Turmofen von von

der Produktivität her vergleichbaren Anlagen in vorteilhafter Weise durch kompakteren Aufbau. Darüberhinaus kann der erfindungsgemäße Turmofen auch zum Feuerverzinken dekapierter Walzbleche benutzt werden, deren Behandlung in klassischen Ofenanlagen die bekannten Zinkhaftungs-Probleme aufwirft. Beim Feuerverzinken der Coils wird die Aufheiztemperatur vorzugsweise auf 500° C beschränkt. Das zweite Salzbad 19 wirkt dann günstigerweise als Flußmittel, das die Zink-Haftung verbessert.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 Patentansprüche:

1. Turmofen zur Wärmebehandlung von Walzblechen, bestehend aus einer Aufheizzone und einer daran anschließenden, in mehrere Teilkammern unterteilte Behandlungszone, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Behandlungszone als ein ein Salzbad (15) enthaltendes Becken ausgebildet ist und untere Umlenkrollen (7, 9,11) für das Band (1) vertikal zwischen Endstellungen verschiebbar sind, die innerhalb des Salzbades (15) und zwischen der Salzbadoberfläche und den unteren Enden der Kammerwände liegen.

2. Turmofen 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. Turmofen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des das Salzbad (15) enthaltenden Beckens verschließbare Klappen (14) vorgesehen sind.

4. Turmofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der mit Direktheizung arbeitenden Aufheizzone (4) und der unterteilten Behandlungskammer (10) eine weitere Heizzone (5) mit Heizrohren (6) vorgesehen ist.

5. Turmofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung der Temperatur und der Kühlkapazität des Salzbades vorgesehen ist.

6. Turmofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinrichtung eine unter der Wirkung mindestens teilweise verdampften Wassers fortlaufend oder intermittierend arbeitende Mammut-Pumpe und einen der Trennung von Wasser und Salzbad dienenden zweiten Behälter aufweist.

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

8. Turmofen 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 siphonartige Kammer mit einem Zinkbad (20) in Verbindung steht.