DE2827695A1

DE2827695A1 - METHOD FOR PRE-TREATMENT OF IRON PARTICLES FOR THEIR FURTHER PROCESSING

Info

Publication number: DE2827695A1
Application number: DE19782827695
Authority: DE
Inventors: Chio-Tse Chen; Albert J Klein; Lou Kohl
Original assignee: American Can Co
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2395097B3; FR2395097A1; GB1602581A; GB1602582A; JPS5410209A

Description

München, den 23- Juni 1978Munich, June 23, 1978

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Case 11Case 11

"Verfahren zur Vorbehandlung von Eisenpartikeln für deren Weiterverarbeitung" " Process for the pretreatment of iron particles for their further processing "

Priorität? 24. Juni 1977 - V.St.A.Priority? June 24, 1977 - V.St.A.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbehandlung von Eisenpartikeln zu deren Weiterbehandlung. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Vorbehandlung von Eisenpartikeln, ein Sintern derselben und die Herstellung von Bandstahl aus den gesinterten Eisenpartikeln.The invention relates to a method for pretreating iron particles for their further treatment. The invention also relates to the pretreatment of iron particles, a sintering of the same and the production of steel strip the sintered iron particles.

Mit Hilfe der Erfindung können bei den unterschiedlichsten Pulvern aus Eisenpartikeln die Oxidhäute der Partikel reduziert werden. Bevorzugt wird aber bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von wasserzerstäubten-Eisenmetall-Partikeln ausgegangen .With the aid of the invention, the oxide skins of the particles can be reduced in the most varied of powders made from iron particles will. However, the method according to the invention is preferably based on water-atomized iron metal particles .

Unter dem Ausdruck "wasserzerstäubte-Eisenmetall-Partikel" werden Metällpartikel verstanden, die durch Wasserzerstäubung hergestellt und in diesem Zustand aus einer Wasserzerstäubungsvorrichtung ohne weitere Nachbehandlung oder Konditionierung, mit Ausnahme des gewöhnlichen Trocknens, herauskommen. In diesem Zustand haben die Partikel die irreguläre Gestalt von wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikeln mit einer martensitischen Struktur. Diese Struktur haben die Partikel ganz unabhängig davon, welche Oxide sie als wasserzerstäubte Metallpartikel bei ihrem Austritt aus dem Wasserzerstäubungsapparat aufweisen.The expression "water-atomized iron metal particles" is understood to mean metal particles which are produced by water atomization produced and in this state from a water atomization device without further post-treatment or conditioning, except for ordinary drying, come out. In this state the particles have the irregular shape of water-atomized ferrous metal particles with a martensitic structure. The particles have this structure quite independently of which oxides they form as water-atomized metal particles when they emerge from the water-atomizing apparatus exhibit.

Unter Agglomeration soll "jede mit bloßem Auge sichtbare interpartikuläre Bindung, die während der Kühlung und/oder nachfolgenden gewöhnlichen Pulverhandhabung besteht", verstanden werden.Agglomeration is intended to mean "any interparticle that is visible to the naked eye Bond existing during cooling and / or subsequent ordinary powder handling "is understood will.

übliche Techniken zur Herstellung von wasserzerstäubtem Metallpulver sind in den US-Patenten des R. A. Huseby beschrieben.common techniques for making water atomized metal powder are described in U.S. Patents to R. A. Huseby.

Die US-PS 3 325 277 mit dem Titel "Method of Making Metal Powder" beschreibt, daß die Partikel eine hohe Dichte und irreguläre Gestalt haben. Geschmolzener Stahl wird hierbei mittels der Schwerkraft in einem sich nach unten bewegenden Strom ge-US Pat. No. 3,325,277 entitled "Method of Making Metal Powder" describes that the particles are high density and irregular Have shape. Molten steel is here by means of gravity in a downward moving stream.

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führt. Mehrere flache Bahnen oder Vorhänge aus Wasser prallen gegen den geschmolzenen Stahlstrom unter einem Winkel, der größer als 5° ist, auf. Hierbei wird der Stahlstrom zu Eisenpartikeln mit Eisenoxidoberflächen zerstäubt.leads. Several flat webs or curtains of water collide against the molten steel stream at an angle that is greater than 5 °. The steel stream is atomized into iron particles with iron oxide surfaces.

Die ÜS-PS 3 309 733 mit dem Titel "Apparatus for Producing Metal Powder" bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des in der US-PS 3 325 277 beschriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung eine verbesserte Düsenanordnung aufweist.The ÜS-PS 3 309 733 with the title "Apparatus for Producing Metal Powder "refers to an apparatus for carrying out the process described in US Pat. No. 3,325,277, the apparatus having an improved nozzle arrangement.

Die US-PS 3 33 4 408 (M. D. Ayers) mit dem Titel "Production of Powder, Strip and Other Metal from Refined Molten Metal" lehrt die Abgabe von Pulver zu Verdichtungswalzen. Das verdichtete Band wird dann gesintert und einem weiteren Satz Verdichtungswalzen zugeführt.U.S. Patent 3,334,408 to M.D. Ayers entitled "Production of Powder, Strip and Other Metal from Refined Molten Metal "teaches the delivery of powder to compaction rollers Ribbon is then sintered and fed to another set of compaction rollers.

Für die Umwandlung der Partikel in einen handhabbaren oder förderbaren Bogen oder Streifen bzw. ein handhabbares oder förderbares Band, ist die Partikelgestalt bzw. -struktur wichtig. Das aus den Partikeln verdichtete Band muß genügende Festigkeit und Flexibilität aufweisen, wobei die Partikel, aus denen das Band hergestellt wird, zum großen Teil eine irreguläre Gestalt haben sollen.For converting the particles into a manageable or conveyable sheet or strip or a handleable or conveyable belt, is the particle shape or structure important. The band compressed from the particles must have sufficient strength and flexibility, whereby the particles, from which the tape is made, should for the most part have an irregular shape.

Wasserzerstäubte Eisenpartikel, beispielsweise nach dem Huseby-Verfahren hergestellte Partikel weisen gewöhnlich eine irreguläre Gestalt auf. Wenn jedoch das Verfahren nicht sehr genau gesteuert wird, ist ein beachtlicher Anteil der Partikel abgerundet oder gar kugelförmig. Die wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikel weisen einen Eisenkern mit Martensit-Struktur, die besonders hart ist, sowie eine Haut aus Eisenoxid mit einem geringen Anteil an Eisenlegierungsoxiden auf. Martensit ist eine harte, nicht im Gleichgewicht befindliche Struktur, die bei rascher Abkühlung von aus flüssigem Stahl gewonnenen Partikeln besteht. Da bei Partikeln mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung diejenigen mit Martensit-Struktur eine höhere Härte als Partikel mit anderer Struktur haben, werden für dasWater-atomized iron particles, for example using the Huseby method particles produced are usually irregular in shape. However, if the procedure is not very accurate controlled, a considerable proportion of the particles are rounded or even spherical. The water-atomized ferrous metal particles have an iron core with a martensite structure, which is particularly hard, and a skin made of iron oxide a small amount of iron alloy oxides. Martensite is a hard, unbalanced structure, which consists in rapid cooling of particles extracted from liquid steel. As with particles with similar chemical Composition Those with martensite structure have a higher hardness than particles with other structure are used for that

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erfindungsgemäße Verfahren die Martensit-Partikel bevorzugt.Method according to the invention, the martensite particles are preferred.

Es gibt auch andere Verfahren zur Herstellung von Eisenmetallpulvern. Das Pulver kann beispielsweise mit Hilfe eines elektro-Iytischen Verfahrens hergestellt werden. Das hierdurch hergestellte Produkt weist meistens eine nicht-martensitische/ sondern eine dendritische oder baumförmige Partikel-Struktur auf.There are other methods of making ferrous metal powders as well. The powder can for example with the help of an electro-Iytischen Process are produced. The product produced in this way usually has a non-martensitic / but a dendritic or tree-shaped particle structure.

Bisweilen werden auch Pulver durch .Zermahlen von Eisenmaterial hergestellt. Beim Mahlen entstehen nadeiförmige (lang und schmal), winkelig kantige oder bruchstück- bzw. splitterartig geformte Pulverpartikel.Sometimes powders are also made by grinding iron material. When grinding, needle-shaped (long and narrow) , angularly angular or fragmentary or splinter-like shaped powder particles are created.

Früher wurde angenommen, daß das aus Eisenmetall hergestellte Pulver zur Weiterverarbeitung für Stahlblech oder Bandstahl vor dem Walzen getempert ggf. geglüht werden muß, um ein Pulver zu erhalten, das weich genug für ein bequemes Verformen ist. Während der Temper- oder Erweichungsstufe bei der Pulverherstellung können Sauerstoffreduktionen durchgeführt werden. Derartige Reduktionen werden bei relativ hohen Temperaturen vorgenommen, Temperaturen, die über 649⁰C (1200⁰F) und gewöhnlich zwischen 871⁰C (1600⁰F) und 982°C (1800⁰F) liegen. Diese hohen Temperaturen haben jedoch den Nachteil, daß die Pulverpartikel zusammenbacken oder agglomerieren. Die agglomerierten Partikel müßten dann abgekühlt und trommelgeschleudert, gemahlen oder zerrieben und danach, d.h. vor ihrer Weiterverarbeitung gesiebt werden.It used to be assumed that the powder made from ferrous metal for further processing for sheet steel or strip steel must be annealed or annealed prior to rolling in order to obtain a powder which is soft enough for easy deformation. Oxygen reductions can be carried out during the tempering or softening stage in powder production. Such reductions are carried out at relatively high temperatures, temperatures (1200 F ⁰⁾ and usually 982 ° C (1800 ⁰ F) higher than 649 ⁰ C between 871 ⁰ C (1600 F ^0). However, these high temperatures have the disadvantage that the powder particles cake together or agglomerate. The agglomerated particles would then have to be cooled and tumbled, ground or grinded and then sieved, ie before they are further processed.

In diesem Zusammehang wird nochmals auf das US-Patent 3 334 408 von Ayers (insbesondere Sp. 7, Z. 53 bis 55) hingewiesen, wonach eine reduzierenden Atmosphäre dem Pulver in einem Vorratsbunker zugeführt wird. Gemäß dieser Patentschrift wird das reduzierende Gas, beispielsweise Wasserstoff, bei den Partikeln gehalten und während des Nacherwärmens des Pulvers freigelassen. Dieses Verfahren unterscheidet sich erheblich vom erfindungsgemäßen Verfahren. Hierzu wird insbesondere aufIn this context, reference is again made to US Pat. No. 3,334,408 by Ayers (in particular Col. 7, lines 53 to 55), after which a reducing atmosphere is added to the powder in a storage bunker. According to this patent specification the reducing gas, e.g. hydrogen, is kept with the particles and during the reheating of the powder released. This method differs considerably from the method according to the invention. For this purpose, in particular

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Sp. 9, Z. 17 bis 19 hingewiesen.Col. 9, lines 17 to 19.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise von wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikeln ausgegangen, wobei diese Partikel vorzugsweise irreguläre Form haben. Die Partikel werden dann in einer reduzierenden Atmosphäre, vorzugsweise einer Wasserstoffatmosphäre trommelgeschleudert. Gleichzeitig werden die Partikel hierbei wenigstens 10 Minuten lang bei einer zwischen 427°C (800⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegenden Temperatur warmbehandelt, um im wesentlichen den gesamten Sauerstoffgehalt der Eisenoxide auf und in der Oxidoberfläche zu reduzieren. Dadurch wird ein Partikelpulver erhalten, dessen gesamter Sauerstoffgehalt reduziert ist, das aus nicht-agglomerierten, frei-fließenden Partikeln mit getemperten Martensitkernen und einer Haut aus im wesentlichen reinem porösem Eisen besteht.The method according to the invention preferably starts from water-atomized iron metal particles, these particles preferably having an irregular shape. The particles are then tumbled in a reducing atmosphere, preferably a hydrogen atmosphere. At the same time, the particles are heat treated in this case at least 10 minutes at a temperature between 427 ° C (800 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F) temperature in order to reduce the total oxygen content of the iron oxides in and on the oxide surface substantially. As a result, a particle powder is obtained, the total oxygen content of which is reduced, which consists of non-agglomerated, free-flowing particles with tempered martensite cores and a skin of essentially pure porous iron.

Anstelle der Wasserstoffatmosphäre können auch andere reduzierende Gase, beispielsweise dissoziierter Ammoniak, ein Gemisch aus 40 % Stickstoff, 40 % Wasserstoff und 20 % Carbonmonoxid oder ein Gemisch aus 90 % Stickstoff, 0 bis 5 % Wasserstoff, 0 bis 5 % Carbonmonoxid und 0 bis 10 % Kohlenwasserstoffgasen verwendet werden. Instead of the hydrogen atmosphere, other reducing atmospheres can also be used Gases, for example dissociated ammonia, a mixture of 40% nitrogen, 40% hydrogen and 20% carbon monoxide or a mixture of 90% nitrogen, 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gases can be used.

Die vorbehandelten Partikel haben vorzugsweise eine getemperte Martensit-Kernstruktur und eine Oberfläche, die dazu führt, daß die Partikel aneinanderhaften, sobald sie in eine Verdichtungswalze gelangen. Das resultierende frische Band ist ausreichend fest, um sein eigenes Gewicht zu tragen und den Zugkräften der Verdichtungswalzen standzuhalten.The pretreated particles preferably have a tempered one Martensite core structure and a surface that causes the particles to stick together as soon as they enter a compaction roller reach. The resulting fresh tape is strong enough to support its own weight and tensile forces to withstand the compaction rollers.

Das vorbehandelte Pulver wird aus dem Vorbehandlungs- bzw. Konditionierofen in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre den Verdichtungswalzen zugeführt. Die Zufuhr kann über eine wärmeisolierte Schwerkraftrutsche erfolgen, die Schwerkraftrutsche kann bei Bedarf geheizt werden. Das vorbehandelte Metallpulver kann stattdessen über eine FörderschneckeThe pretreated powder is removed from the pretreatment or conditioning oven in a reducing or neutral one Atmosphere supplied to the compaction rollers. The supply can take place via a thermally insulated gravity chute, which The gravity slide can be heated if necessary. The pretreated Metal powder can instead use a screw conveyor

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den Verdichtungswalzen zugeführt werden. Die Temperatur des den Verdichtungswalzen zugeführten Pulvers liegt gewöhnlich um 93⁰C (200⁰F) bis 149°C (300⁰F) unter der Vorbehandlungstemperatur. are fed to the compaction rollers. The temperature of the compaction rolls supplied powder is usually around 93 ⁰ C (200 ⁰ F) to 149 ° C (300 ⁰ F) below the pre-treatment temperature.

Ein Verteiler befördert das Pulver in den Walzenspalt der Verdichtungsrollen. Das verdichtete Band hat dann im wesentlichen eine konstante Dicke und Breite.A distributor conveys the powder into the nip of the compaction rollers. The compacted band then essentially has a constant thickness and width.

Das die Verdichtungswalzen verlassende, verdichtete Band wird in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre gesintert. Die Bandtemperatur wird auf 982°C (1800⁰F) bis 1260⁰C (2300⁰F) erhöht. Das Band wird dann mittels trockener Heißwalzen (die Walzen werden nicht durch eine Flüssigkeit gekühlt) in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre heißgewalzt. Hierbei wird das Band vollständig verdichtet. Ferner werden hierbei seine Dicke verringert, beispielsweise von 0,254 cm (0,100 inch) auf 0,0254 cm bis 0,0508 cm (0,010 bis 0,020 inch).The compacted ribbon leaving the compaction rollers is sintered in a reducing or neutral atmosphere. The strip temperature is increased to 982 ° C (1800 ⁰ F) to 1260 ⁰ C (2300 ⁰ F). The strip is then hot rolled by means of dry hot rolls (the rolls are not cooled by a liquid) in a reducing or neutral atmosphere. The tape is completely compacted here. It also reduces its thickness, for example from 0.254 cm (0.100 inches) to 0.0254 cm to 0.0508 cm (0.010 to 0.020 inches).

Das Band wird dann in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre auf 93°C bis 204⁰C (200⁰F bis 400⁰F) abgekühlt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Kühlung dadurch vorgenommen, daß Stickstoff auf das Band aufgesprüht wird. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kühleinrichtung drei Kühlzonen auf. Jede Zone wird bei einer vorgegebenen Temperatur gefahren. Die Temperatur wird durch Erhöhen oder Erniedrigen der Flußrate der reduzierenden oder neutralen Atmosphäre herbeigeführt. Die Flußratenänderung selbst wird über ein Steuersignal eines Thermosensors herbeigeführt. The tape is then cooled in a reducing or neutral atmosphere to 93 ° C to 204 ⁰ C (200 ⁰ F to 400 ⁰ F). In a preferred embodiment, the cooling is carried out in that nitrogen is sprayed onto the belt. In a particularly preferred embodiment, the cooling device has three cooling zones. Each zone is run at a given temperature. The temperature is brought about by increasing or decreasing the flow rate of the reducing or neutral atmosphere. The change in flow rate itself is brought about via a control signal from a thermal sensor.

Nach dem Heißwalzen kann das Band in heißen oder kalten Walzen erneut gewalzt und dann abgegratet und aufgewickelt werden.After hot rolling, the strip can be rolled again in hot or cold rollers and then trimmed and wound up.

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Ziel und Zweck der Erfindung ist die Vorbehandlung von Eisenmetall-Partikeln .The aim and purpose of the invention is the pretreatment of ferrous metal particles .

Insbesondere werden bei der Erfindung wasserzerstäubte Eisenmetall-Partikel einer Vorbehandlung unterworfen, bei welcher der Sauerstoffgehalt der Partikelhäute in einem Temperaturbereich von 427⁰C bis 649°C (800⁰F bis 1200⁰F) reduziert wird. Specifically, in the invention wasserzerstäubte iron metal particles subjected to a pretreatment in which the oxygen content of the particles skins in a temperature range from 427 ⁰ C to 649 ° C (800 ⁰ F to 1200 ⁰ F) is reduced.

Ferner ist Ziel und Zweck der Erfindung, wasserzerstäubte Eisenmetall-Partikel derart vorzubehandeln, daß sie sich zur Herstellung und Weiterverformung zu besonders strukturierten Formen oder Teilen eignen.Furthermore, the aim and purpose of the invention is to pretreat water-atomized ferrous metal particles in such a way that they become Production and further deformation into particularly structured shapes or parts are suitable.

Die Erfindung lehrt weiterhin eine Vorbehandlung von wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikeln, bei welcher nach einer wenigstens 10-minütigen Behandlungsdauer der Partikel in einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 427°C bis 649°C (800⁰F bis 1200⁰F) nichtagglomerierte, frei-fließende, konditionierte Eisenpartikel mit irregulärer Gestalt und einem niedrigen Gesamtsauerstoffgehalt hergestellt werden.The invention further teaches a pretreatment of water-atomized ferrous metal particles, in which after a treatment time of at least 10 minutes the particles in a hydrogen atmosphere at about 427 ° C to 649 ° C (800 ⁰ F to 1200 ⁰ F) non-agglomerated, free-flowing, conditioned iron particles with an irregular shape and a low total oxygen content can be produced.

Weiterhin ist Ziel und Zweck der Erfindung, eine Vorbehandlung von wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikeln zur Reduzierung des Sauerstoffgehaltes der Oxidoberflächenschicht der Partikel.Furthermore, the aim and purpose of the invention is a pretreatment of water-atomized ferrous metal particles for reduction the oxygen content of the oxide surface layer of the particles.

Die Erfindung lehrt auch die metallurgische Struktur der Kerne der vorbehandelten Pulverpartikel zu Martensit zu tempern und eine poröse Oberflächenschicht aus im wesentlichen reinem Ferrit zu erhalten.The invention also teaches the metallurgical structure of the cores of the pretreated powder particles to be tempered to martensite and to obtain a porous surface layer made of essentially pure ferrite.

Schließlich ist Ziel und Zweck der Erfindung die Herstellung von Stahlband aus Eisenpartikeln.Finally, the aim and purpose of the invention is the production of steel strip from iron particles.

Die Erfindung lehrt ein Verfahren zur Vorbehandlung von Metallpartikeln in einer reduzierenden Atmosphäre mittels Wärme, um den Sauerstoffgehalt der Partikel zu reduzieren, ohne daß diese agglomerieren, wobei die vorbehandelten Partikel leichtThe invention teaches a method for pretreating metal particles in a reducing atmosphere by means of heat to reduce the oxygen content of the particles without these agglomerate, leaving the pretreated particles lightly

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gießbar sind und frei fließen können. Ferner lehrt die Erfindung eine Weiterverarbeitung der Partikel zu einem Stahlband.are pourable and free to flow. The invention also teaches further processing of the particles to form a steel strip.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the attached schematic representations.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

Fig. 1 eine schematische Ansicht von einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 shows a schematic view of an apparatus for carrying out the method according to the invention;

Fig. 2 eine Abbildung eines Abschnittes eines wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikels in 200-facher Vergröß erung;Fig. 2 is an illustration of a section of a water-atomized ferrous metal particle in 200 times Magnification;

Fig. 3 eine Abbildung des in Fig. 2 dargestellten Partikelabschnittes nach der Vorbehandlung, in 200-facher Vergrößerung;FIG. 3 shows an illustration of the particle section shown in FIG. 2 after pretreatment, magnified 200 times;

Fig. 4 eine Abbildung eines vorbehandelten Partikels, welche eine aufgebrochene Partikelhaut aus im wesentlichen reinem Eisen zeigt;FIG. 4 shows an illustration of a pretreated particle which has a broken particle skin made of im shows essential pure iron;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines vorbehandelten Partikels, wobei Teile der Partikelhaut weggebrochen sind;5 shows an enlarged view of a section of a pretreated particle, with parts of the particle skin have broken away;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes einer im wesentlichen aus reinem Eisen bestehenden Partikelhaut;6 is an enlarged view of a portion of an essentially pure iron Particle skin;

Fig. 7 eine 10000-fache Vergrößerung der Oberfläche eines nicht-vorbehandelten Partikels;7 shows a 10,000-fold enlargement of the surface of a particle that has not been pretreated;

Fig. 8 eine 10000-fache Vergrößerung der Haut eines vorbehandelten Partikels;8 shows a 10,000-fold enlargement of the skin of a pretreated one Particle;

Fig. 9 eine graphische Darstellung, in welcher der Sauerstoffgehalt, gemessen in Prozent, eines Partikels gegen die in einer Wasserstoffatmosphäre herrschenden Vorbehandlungstemperatur aufgetragen ist - das Partikel stammt hierbei aus einer ersten Partie eines ersten Herstellers;Fig. 9 is a graph in which the oxygen content, measured in percent, a Particle applied against the pretreatment temperature prevailing in a hydrogen atmosphere is - the particle here comes from a first batch of a first manufacturer;

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Fig. 10 eine graphische Darstellung, in welcher derFig. 10 is a graph showing the

Sauerstoffgehalt, gemessen in Prozent, gegen die Zeit aufgetragen ist, wobei als Parameter die Vorbehandlungstemperaturen in einer Sauerstoffatmosphäre dienen und als Partikelpartie die in Fig. 9 gemessene Partikelpartie gewählt wurde;Oxygen content, measured in percent, against the Time is plotted, the parameters being the pretreatment temperatures in an oxygen atmosphere serve and the particle batch measured in FIG. 9 was selected as the particle batch;

Fig. 11 eine graphische Darstellung, in welcher der Sauerstoffgehalt, gemessen in Prozent, eines Partikels gegen die Vorbehandlungstemperatur in einer Wasserstoffatmosphäre aufgezeichnet ist, wobei von einer zweiten Partie eines zweiten Herstellers ausgegangen wurde;Fig. 11 is a graph showing the Oxygen content, measured in percent, of a particle versus the pretreatment temperature recorded in a hydrogen atmosphere, with a second batch of a second Manufacturer was assumed;

Fig. 12 eine graphische Darstellung des Sauerstoffgehalts, gemessen in Prozent, gegen die Vorbehandlungszeit, wobei als Parameter die Temperaturen in einer Sauerstoffatmosphäre dienen und als Partikelpartie diejenige von Fig. 11 zugrundegelegt wurde;12 shows a graph of the oxygen content; measured in percent against the pretreatment time, the parameters being the temperatures in serve an oxygen atmosphere and that of FIG. 11 is used as the basis for the particle portion became;

Fig. 13 eine graphische Darstellung des Sauerstoffgehalts, gemessen in Prozent, eines Partikels gegen die Behandlungstemperatur in einer Wasserstoffatmosphäre, wobei von einer dritten Partie eines dritten Herstellers ausgegangen wurde;13 shows a graph of the oxygen content; measured in percent, of a particle versus the treatment temperature in a hydrogen atmosphere, where a third batch from a third manufacturer was assumed;

Fig. 14 eine graphische Darstellung des Sauerstoffgehalts, gemessen in Prozent,gegen die Vorbehandlungszeit, wobei als Parameter die Temperaturen in einer Wasserstoffatmosphäre dienen und von der der Fig. 13 zugrundeliegenden Partikelpartie ausgegangen wurde.14 shows a graph of the oxygen content; measured in percent against the pretreatment time, the parameters being the temperatures in a Serve hydrogen atmosphere and from which the Fig. 13 underlying particle portion was assumed.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Eisenmetallpartikel vorbehandelt, und dabei der Sauerstoffgehalt ihrer Oberflächenschicht reduziert. Ferner werden gemäß dem erfin— dungsgemäßen Verfahren Stahlbänder aus-derartig vorbehandelten Partikeln hergestellt. Die Vorbehandlungstemperatüren und -zeiten sind so ausgewählt, daß eine PartikelagglomerationAccording to the method of the invention, ferrous metal particles are obtained pretreated, thereby reducing the oxygen content of their surface layer. Furthermore, according to the invention method according to the invention from steel strips pretreated in this way Particles produced. The pretreatment temperatures and times are selected so that particle agglomeration

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nicht stattfindet nröS.öie freie Fließfähigkeit der Partikel vergrößert -wird, wäüSeäs8.~Sie -EiEEsesoixide in der Harat 5^e^^es Partilceis ständig weJjteir ' reätEZtejrfc ee?iea.does not take place nröS.öie free flowability of the particles is increased, wäüSeäs8. ~ They -EiEEsesoixide in the Harat 5 ^e ^ ^es Partilceis constantly weJjteir 'reätEZtejrfc ee? iea.

Die Partikel werden bei eimer fexperatör ¥oa 427°C bis 643°C 1('8O¹O⁰F bis 12OtT⁰Ff* besesKlers Iwgeaogzatgf; bei einer Temperatur von uiagefabr 593⁰C CIIOO⁰Fl ^rbe&^iäelt. Hierijei werden im wesentlichen sämtliche Eisenoxide öear FartikelliaMt reduziert.The particles are fexperatör ¥ oa at 427 ° C to 643 ° C 1 ('8O ¹ O ⁰ F to 12OtT ⁰ Ff * besesKlers Iwgeaogzatgf; at a temperature of uiagefabr 593 ⁰ C CIIOO ⁰ Fl ^ rbe & ^ iäelt. Hierijei are im substantially all iron oxides are reduced by FartikelliaMt.

Die im iPartükelkenn befiaaäliciieE. Oxide werden nickt eatfernt. Sie stellen kleine EiaasclalSsse Im Staiil dar, der aiis den Partikeln hergestellt ist.The befiaaäliciieE in the iPartükelkenn. Oxides are not removed from food. They represent small egg clasps in the Staiil, which aiis the particles is made.

Eine geringe Oxidmenge, die aaaf imgefäkr 1 % der Oxide geschätzt wird, simü keime reimen Eisenoxide und finden sich besonders bei deaa groBerem Partikeln. Insbesondere sind dies Mangan, Silizium waA amdere Freedstoffe, die Eisenlegierungsoxide auf der Fartikellaaiat bilden. Diese Oxide können - selbst bei Verwendung einer Wasserstoff atmosphäre - nuir bei Temperataaren reduziert werden, die über den ie erfindungsgeiaäßen ¥erfa3iren Verjiemsieteia ^ea^eraturen liegen. Diese Temperaturen liegeaa mamiicli über 12S©^eC 12300⁰Fj- Diese 3^egieröngsoxide bilden in dem anas dem Polver laergestellteia Stahlblech Einschlüsse. A small amount of oxide, which is estimated to be 1% of the oxides, simulates germs and iron oxides and is particularly found in larger particles. In particular, these are manganese, silicon, and other substances that form iron alloy oxides on the particles. These oxides can - even when using a hydrogen atmosphere - be reduced only at temperatures which are above the verifiable values found according to the invention. These temperatures liegeaa mamiicli above 12S © ^e C ^{12300 0} Fj- These 3 ^ egieröngsoxid form inclusions in the anas dem Polverlaerigteia sheet steel.

Erf iaadaaaagsgeänai werden wasserzerstänabte Eisenuaetall-Partikel verarbeitet. Es kQnaaeaa Jedoda amcla wasserzerstäiabte Partikel verarbeitet werdem, öeren aaicht—reine Eisenlegienangsoxide physikalisch eaatfermt worden sind. Bezüglich der Unterscheidung zwischen reimiesa Eisernoxid-Masserzerstätobten —Partikeln und solchem vcaa denen saicht—reiaae Eisenlegienangsoxide entfernt worden siraä, werden keime weiterem Äusfühnangen gemacht.Erf iaadaaaagsgeänai become water-atomized ferrous metal particles processed. It kQnaaeaa Jedoda amcla water-atomized particles are processed, or aaicht — pure iron alloy oxides physically eaatfermt. Regarding the distinction between reimiesa iron oxide mass destroyed particles and such vcaa which can be seen — reiaae removed iron alloy oxides if siraä, no further statements will be made.

Die Auswirklingen des erfimdungsgemaiBen Verfahrens auf die Partikeloberfiächen siind in dem Figuren veranschaulicht. Fig. 2 zeigt eine 2©©-fach vergrößerte Oberfläche eines üblichen wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikels vor einer Behand-The effects of the method according to the invention on the Particle surfaces are illustrated in the figures. 2 shows a surface of a conventional one, enlarged by 2 © times water-atomized ferrous metal particles before a treatment

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lung durch das erfindungsgemäße Verfahren. Lediglich die äußere Oberfläche der oxidierten Haut ist sichtbar. Fig. 3 zeigt die Oberfläche eines Abschnittes eines Partikels, der mit Wasserstoff vorbehandelt worden ist. Die Figur 3 stellt eine 200-fache Vergrößerung dar. Sie zeigt einen Teil des Eisenkernes und einer aufgebrochenen Haut. Hierbei besteht die Haut im wesentlichen aus reinem porösem Eisen. Fig. 4 zeigt in Wasserstoff vorbehandelte Partikel, bei denen Flächenabschnitte einer vorbehandelten porösen Eisenhaut und getemperte MartensitrEisenkerne zu sehen sind. In Fig. 5 ist eine stärker vergrößerte, im wesentlichen aus reinem porösen Eisen bestehende Haut unmittelbar neben dem Eisenkern dargestellt. Auch hierbei handelt es sich um ein erfindungsgemäß vorbehandeltes Produkt. In Fig. 6 ist ein Stück einer porösen, im wesentlichen aus reinem Eisen bestehenden Haut zu sehen, die vom Kern eines vorbehandelten Partikels weggebrochen ist.treatment by the method according to the invention. Only that outer surface of the oxidized skin is visible. Fig. 3 shows the surface of a portion of a particle that has been pretreated with hydrogen. FIG. 3 is 200 times enlarged. It shows part of the iron core and a broken skin. The skin consists essentially of pure porous iron. Fig. 4 shows in Hydrogen pretreated particles, in which surface sections of a pretreated porous iron skin and tempered Martensite iron cores can be seen. In Fig. 5 is a more enlarged, consisting essentially of pure porous iron Skin shown immediately next to the iron core. This is also one that has been pretreated according to the invention Product. Referring to Fig. 6, a piece of porous skin consisting essentially of pure iron can be seen extending from the core of a pretreated particle has broken away.

Auch die Mikroskopaufnahmen bzw. die Feinstrukturen der Haut zeigen die durch das erfindungsgemäße Verfahren herbeigeführten Effekte. Fig. 7 ist eine Darstellung der Haut eines gewöhnlichen wasserzerstäubten Eisenmetall-Partikels vor einer Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 8 zeigt den porösen Aufbau einer im wesentlichen aus reinem. Eisen bestehenden Haut, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbehandelt ■ wurde.Also the microscope images or the fine structures of the skin show those brought about by the process of the invention Effects. Fig. 7 is an illustration of the skin of an ordinary water-atomized ferrous metal particle before treatment according to the method according to the invention. Fig. 8 shows the porous structure of a substantially pure. Existing iron Skin that has been pretreated by the method according to the invention became.

Auffällig ist in Fig. 8 die irreguläre Form der Haut. Diese irreguläre Form unterstützt den Sinterprozeß und führt ?u einem relativ festen frischen Blech oder Band aus verdichtetem Material, da die irregulären Oberflächen leicht in besonders innigen Eingriff kommen. . ... .The irregular shape of the skin is noticeable in FIG. This irregular shape supports the sintering process and leads? U a relatively firm fresh sheet or strip of compacted material, as the irregular surfaces are easy in particular come intimate engagement. . ...

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Metallbandes aus Metallpulver. In dieser Vorrichtung werden ungetemperte bzw. ungeglühte Eisenmetall-Partikel 12 einem Fülltrichter 14 zugeführt. Die Partikel 121 shows a schematic view of a device 10 for the production of a metal strip from metal powder. In this device, unannealed or unannealed ferrous metal particles are produced 12 fed to a hopper 14. The particles 12

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können von einem Speicherbunker (nicht dargestellt) dem Fülltrichter 14 über einen Becherförderer oder eine Förderschnecke oder dergl. (nicht dargestellt) zugeführt werden. Der Fülltrichter 14 ist derart an der Vorrichtung 10 angeordnet, daß er die Partikel 12 einem Konditionierabschnitt innerhalb der Vorrichtung 10 zuführt. Die Partikel 12 werden in diesem Konditionierabschnitt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbehandelt.can from a storage bunker (not shown) to the hopper 14 via a bucket conveyor or a screw conveyor or the like. (not shown) are supplied. The filling funnel 14 is arranged on the device 10 in such a way that the particles 12 a conditioning section within the Device 10 supplies. The particles 12 are in this Conditioning section according to the method according to the invention pretreated.

Der Konditionierabschnitt weist ein drehbares Rohrstück 16 auf. Das Rohrstück 16 ist dicht verschlossen, um ein Entweichen von Gas aus seinem Innenraum zu minimalisieren. Ferner wird das Rohrstück 16 von einem reduzierenden Gas, vorzugsweise Wasserstoff durchströmt. Das reduzierende Gas wird über eine Rohrleitung 24 in das Rohrstück 16 eingeführt und aus einer Rohrleitung 25 wieder abgeführt. Der Wasserstoff kann bei Bedarf vor seiner Einfuhr in das Rohrstück 16 vorgewärmt werden. Das Rohrstück 16 wird über ein Getriebe 18 von einem Motor M angetrieben. Im Inneren des RohrStückes 16, und zwar an seiner am weitesten innengelegenen Wand, sind im Abstand Flügel oder ist eine durchgehende schraubenförmige Leitfläche angeordnet, um das Partikelpulver in Bewegung zu halten sowie zu mischen und axial von links nach rechts durch das Rohrstück 16 zu führen.The conditioning section has a rotatable pipe section 16. The pipe section 16 is tightly closed to prevent escape to minimize gas from its interior. Furthermore, the pipe section 16 is preferably from a reducing gas Hydrogen flows through it. The reducing gas is introduced into the pipe section 16 via a pipe 24 and from a Pipeline 25 discharged again. If necessary, the hydrogen can be preheated before it is introduced into the pipe section 16. The pipe section 16 is driven by a motor via a transmission 18 M driven. Inside the pipe piece 16, namely on its furthest inward wall, are wings at a distance or is a continuous helical guide surface arranged to keep the particle powder moving as well as to mix and axially from left to right through the Pipe section 16 to lead.

Das drehbare Rohrstück 16 ist innerhalb einer Konditionierfeuerung, beispielsweise eines zu Trocknungszwecken geeigneten Ofens 20 gelagert. Das Rohrstück 16 wird von außen mittels einer Heizung, beispielsweise den an der Ofenaußenwand befestigten und durch diese hindurchgeführten Gasbrennern 22 aufgeheizt. Der Ofen 20 und das Rohrstück 16 sind gewöhnlich um 2 bis 5° geneigt. Der Neigungswinkel hängt von der Länge des Rohrstückes 16 und der gewünschten Erwärmungsdauer der vorzubehandelnden Eisenmetall-Partikel 12 ab. Im übrigen ist es nicht unbedingt erforderlich, daß das Rohrstück 16 und der Ofen 20 geneigt sind.The rotatable pipe section 16 is within a conditioning furnace, for example one suitable for drying purposes Oven 20 stored. The pipe section 16 is from the outside by means a heater, for example the one attached to the outer wall of the furnace and heated by gas burners 22 passed through them. The furnace 20 and tube 16 are conventional inclined by 2 to 5 °. The angle of inclination depends on the length of the pipe section 16 and the desired heating time ferrous metal particles 12 to be pretreated. In addition, it is not absolutely necessary that the pipe section 16 and the Furnace 20 are inclined.

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Die Partikel 12 werden während ihrer Vorbehandlung von den Flammen des Gasbrenners 22 aufgeheizt und auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Die Rotationsgeschwindigkeit und Länge des Rohrstückes 16, dessen !Neigungswinkel und die Ausgestaltung der Förderflügel bestimmen die Heizdauer- Die Eisenimetall-Partlkel 12 werden während ihrer Warmbehandlung einer reduzierenden Atmosphäre, vorzugsweise einer Wasserstoffgasatmosphäre ausgesetzt. Hierbei werden deren Eisenoxidhäute zu porösen Eisenhäuten reduziert. Das Innere des Rohr— Stückes 16 wird mittels der Flammen der Gasbrenner 22 auf einer zwischen 427°C (800⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegenden Temperatur gehalten. Der gegenseitige Kontakt der in Bewegung gehaltenen Partikel und das reduzierende Gas führen die Konditionierung des Partikelpulvers herbei und sorgen dafür, daß ein erheblicher Anteil des Sauerstoffgehaltes in den Partikelhäuten reduziert wird, üblicherweise werden die warmbe— handleten, konditionierten Partikel 12" nach ihrem Austritt aus dem Rohrstück 16 über "eine oder mehrere Schwerkraftrutschen. 26 einem Verdichtungsmechanismus, beispielsweise den Verdicia— tungswalzen 28 zugeführt. Stattdessen kann das vorbehandelte Partikelpulver auch mittels einer Förderschnecke (nicht dargestellt) dem VerdichtungsmechanissBüs zuegführt werden. Die vorbehandelten Partikel 12" dürfen in der Schwerkraftrutsche nur um einige 50⁰C (100⁰F) abkühlen, nämlicli auf die ¥erdichtimgstemperatur. Diese Temperatur wird gewöhnlich mittels einer Heizung, beispielsweise mehrerer Gasbrenner oder elektrischer Eeizstreifenerhitzer 27 aufrechterhalten. Stattdessen kann die Temperatur auch dadurch gehalten werden, daß man die Schwerkraftrutsche 26 oder die an deren Stelle benutzte Fördereinrichtung für das Partikelpulver gut wärmeisoliert. In der Schwerkraftrutsche 26 oder der Förderschnecke (nicht dargestellt) befindet sich reduzierendes Gas„- um eine Rückoxidation der Partikel 12 * zu verhindern.The particles 12 are heated by the flames of the gas burner 22 during their pretreatment and are kept at a predetermined temperature. The rotation speed and length of the pipe section 16, its angle of inclination and the configuration of the conveyor vanes determine the heating time. The ferrous metal particles 12 are exposed to a reducing atmosphere, preferably a hydrogen gas atmosphere, during their heat treatment. Here, their iron oxide skins are reduced to porous iron skins. The interior of the tube piece 16 is held by means of the flame of the gas burner 22 on one between 427 ° C (800 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F) temperature lying. The mutual contact of the particles kept in motion and the reducing gas bring about the conditioning of the particle powder and ensure that a considerable proportion of the oxygen content in the particle skins is reduced Pipe section 16 over "one or more gravity chutes. 26 is fed to a compression mechanism, for example the compression rollers 28. Instead, the pretreated particle powder can also be fed to the compression mechanism bus by means of a screw conveyor (not shown). The pretreated particles 12 'may cool down in the gravitational slide only some 50 ⁰ C (100 ⁰ F), nämlicli the ¥ erdichtimgstemperatur. This temperature is usually 27 maintained. Instead, by means of heating, for example, a plurality of gas burners or electrical Eeizstreifenerhitzer the temperature also be held by the fact that the gravity chute 26 or the conveyor device used in its place for the particle powder is well insulated. In the gravity chute 26 or the conveyor screw (not shown) there is reducing gas "- to prevent reoxidation of the particles 12 *.

Die Heizdauer bei der vorgegebenen Vorbehandlungstemperatur beträgt wenigstens 10 Minuten. Eine besonders bevorzugte Vorbehandlungstemperatur beträgt 593°C (1100°F). Bei dieserThe heating time at the specified pretreatment temperature is at least 10 minutes. A particularly preferred pretreatment temperature is 593 ° C (1100 ° F). At this

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Temperatur sind die meisten Oxide nach 10 Minuten von den Partikeln 12 entfernt. Eine weitere Behandlung bei dieser Temperatur trägt nur noch wenig zur Entfernung von zusätzlichem Sauerstoff aus den Oxidhäuten bei. Gewöhnlich dauert es 5 Minuten, um die Partikel 12 irrt Rohrstück T6 auf die Vorbehandlungstemperatur zu bringen. Die Durchgangszeit der Partikel 12 durch das Rohrstück 16 beträgt 5 Minuten plus der Behandlungszeit.Most of the oxides are removed from the particles 12 after 10 minutes. Another treatment for this Temperature contributes little to the removal of additional oxygen from the oxide skins. Usually lasts it takes 5 minutes to get the particle 12 errs pipe section T6 onto the Bring pretreatment temperature. The transit time of the particles 12 through the pipe section 16 is 5 minutes plus the treatment time.

Das vorbehandelte Partikelpulver kann zu üblichen pulvermetallurgischen Teilen in Formen gepreßt und gesintert werden.The pretreated particle powder can be used in conventional powder metallurgy Parts are pressed into shapes and sintered.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das vorbehandelte Partikelpulver kontinuierlich zu einem kontinuierlichen Metallband verdichtet.In a preferred embodiment of the invention, the pretreated particle powder continuously becomes one compacted continuous metal belt.

Die vorbehandelten Partikel 12' werden mittels einer Zufuhreinrichtung 29 dem Spalt der Verdichtungswalzen 28 zugeführt. Im Walzenspalt wird dann das vorbehandelte Metallpulver zu einem Streifen hoher Dichte gewalzt. Das verdichtete Band 30, das im folgenden frisches Band genannt wird, wird in einer Verkleidung 3 2 weiterbehandelt. Hierbei wird es in einen Heizraum 3 4 eingeführt. Im Heizraum 3 4 herrscht eine durch entsprechende Steuerung eingestellte reduzierende Atmosphäre. Das reduzierende Medium wird über eine Leitung 36 in den Heizraum 34 eingeführt und über eine Leitung 31 aus diesem abgeführt. Das verdichtete Band 30 wird im Heizraum 34 erhitzt und gesintert. Hierbei wird es auf eine zwischen 982°C (1800⁰F) und 1360⁰C (2400⁰F) liegende Temperatur aufgeheizt und dadurch für ein Heißwalzen vorbereitet. Bei seinem Durchlauf durch den Heizraum 34 wird das Band 30 von geeigneten Elementen, beispielsweise Rollen 38 abgestützt.The pretreated particles 12 ′ are fed to the gap of the compaction rollers 28 by means of a feed device 29. The pretreated metal powder is then rolled into a high-density strip in the roller gap. The compacted band 30, which is called fresh band in the following, is further treated in a casing 3 2. Here it is introduced into a boiler room 3 4. In the boiler room 3 4 there is a reducing atmosphere set by a corresponding control. The reducing medium is introduced into the heating space 34 via a line 36 and discharged therefrom via a line 31. The compacted tape 30 is heated in the heating room 34 and sintered. Here, it is heated to a temperature between 982 ° C (1800 ⁰ F) and 1360 ⁰ C (2400 ⁰ F) lying temperature and thereby prepared for a hot rolling. As it passes through the heating space 34, the belt 30 is supported by suitable elements, for example rollers 38.

Unmittelbar nach Verlassen des Heizraumes 34 wird das aufgeheizte Band Heißwalzen 40 zugeführt. Nach dem Heißwalzen er-Immediately after leaving the heating room 34, the heated strip is fed to hot rollers 40. After hot rolling,

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hält man ein heißgewalztes Band 30' hoher Dichte und verringerter Dicke. Die Heißwalzen 40 sind trocken. Sie sollen nicht .in üblicher Weise mit Wasser gekühlt werden, da eine Wasserkühlung zu einer Oxidation des heißen Bandes 30' führen würde. Das heißgewalzte Band 30' wird dann mittels einer geeigneten Kühleinrichtung, beispielsweise Stickstoffgasstrahlen gekühlt. Der Stickstoff wird hierbei über Rohrleitungen 42 zwischen einander gegenüberliegende Platten 44 geführt. Vorzugsweise hat die Kühleinrichtung drei Kühlzonen (nicht dargestellt). In jeder Kühlzone wird die Flußrate des Stickstoffkühlstromes getrennt gesteuert. Statt des Stickstoffes sind auch andere neutrale oder reduzierende Gase zur Kühlung des heißen Bandes 30' verwendbar. Die bisher geschilderten Verfahrensstufen werden zweckmäßigerweise in einer steuerbaren, auf einen bestimmten Zustand eingestellten reduzierenden Atmosphäre, vorzugsweise einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt. Die Verkleidung 32, der Heizraum 34 und eine weitere Verkleidung 41 werden über die entsprechenden Leitungen 31, 36 und 39 mit dem reduzierenden Medium versorgt.one holds a hot rolled strip 30 'of high density and reduced density Thickness. The hot rolls 40 are dry. They should not be cooled with water in the usual way, as they are water-cooled would lead to oxidation of the hot strip 30 '. The hot rolled strip 30 'is then made by means of a suitable Cooling device, for example, nitrogen gas jets cooled. The nitrogen is guided between opposing plates 44 via pipes 42. Preferably the cooling device has three cooling zones (not shown). In each cooling zone, the flow rate of the nitrogen cooling stream controlled separately. Instead of nitrogen, there are also other neutral or reducing gases for cooling the hot strip 30 'usable. The procedural steps described so far are expediently in a controllable reducing atmosphere adjusted to a certain state, preferably carried out in a hydrogen atmosphere. The costume 32, the heating room 34 and a further cladding 41 are connected via the corresponding lines 31, 36 and 39 the reducing medium supplied.

Das abgekühlte Band kann dann einem Druckwalzenpaar 46 und danach weiteren Vearbeitungsvorrichtungen, beispielsweise Kaltwalzen 48 - zum Kaltwalzen auf die gewünschte Dicke und Wickelapparaten sowie Streifenschneidmaschinen zur weiteren Bearbeitung zugeführt werden. Das es sich hierbei um ein kontinuierliches Verfahern handelt, ist es wichtig, Schlaufen- oder Pendelwalzen 49 und 50 vorzusehen. Hierbei ist zwischen zwei Bearbeitungswalzen, beispielweise den Walzen 28 und 40 eine Pendelwalze, beispielsweise die Pendelwalze 49 angeordnet. Wenn nun das Band von einem Walzenpaar bearbeitet wird, bewegt sich die zwischen zwei Walzenpaaren angeordnete Pendelwalze nach oben oder nach unten, um ein Spiel im Band auszugleichen. Die Auf- und Abwärtsbewegung der Pendelwalzen 49 oder 50 wird von elektrischen Fühlern abgetastet und in Form eines Steuersignales dem Walzenantrieb zugeführt. Das Steuersignal dient hierbei zur Geschwindigkeitsregelung der Walzen.The cooled strip can then be fed to a pair of pressure rollers 46 and then to further processing devices, for example cold rollers 48 for cold rolling to the desired thickness and winding devices and strip cutting machines for further processing. Since this is a continuous process, it is important to provide loop or pendulum rollers 49 and 50. Here, a pendulum roller, for example the pendulum roller 49, is arranged between two processing rollers, for example the rollers 28 and 40. If the belt is now processed by a pair of rollers, the pendulum roller arranged between two pairs of rollers moves up or down to compensate for play in the belt. The upward and downward movement of the pendulum rollers 49 or 50 is scanned by electrical sensors and fed to the roller drive in the form of a control signal. The control signal is used to regulate the speed of the rollers.

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- 2-y - - 2-y -

Die Partikelgrößen verteilen sich wie folgt auf die nachstehend wiedergegebenen Gewichtsanteile:The particle sizes are distributed as follows to the proportions by weight shown below:

Gew.-%Wt% (mm)(mm) Korngröße
bzw.Grain size
respectively. 841841 (Mesh)(Mesh) - +40- +40 Restrest größer 0,greater than 0, 0,3720.372 +20+20 - +60- +60 1818th % maximum% maximum 0,841 -0.841 - 0,250.25 -20-20 - +60- +60 2222nd % jf 3 %% jf 3% 0,372 -0.372 - 0,1770.177 -40-40 - +100- +100 1717th % + 2 %% + 2% 0,25 -0.25 - 0,1490.149 -60-60 - +140- +140 1010 % jf 2 %% jf 2% 0,177 -0.177 - 0,110.11 -80-80 - +230- +230 1111 % jf 2 %% jf 2% 0,149 -0.149 - 0,0650.065 -100-100 1313th % jf 2 %% jf 2% 0,11 -0.11 - ,065, 065 -140-140 1616 % maximum% maximum kleiner 0less than 0 -230-230

Die Partikel 12 sind vorzugsweise im wesentlichen martensitische Partikel mit primär irregulärer Gestalt· Gelegentlich können sie jedoch auch in einer Martensit-Ferrit-Mischstruktur mit primär irregulärer Form vorliegen. Typische Werte für die chemische Zusammensetzung eines Partikelpulvers, und zwar so wie es erhalten wurde und vor einer Weiterverarbeitung, ergeben sich aus der folgenden Tabelle:The particles 12 are preferably essentially martensitic particles with a primarily irregular shape. However, they can occasionally also be present in a martensite-ferrite mixed structure with a primarily irregular shape. Typical values for the chemical composition of a particulate powder, in such a way as received and before further processing, are shown in the following table:

Elementelement

Gew.-%Wt%

SiSi

MnMn

1,5 % maximum 0,006 % - 0,20 % 0,02 % maximum 0,05 % - 0,30 % 0,015 % maximum 0,02 % maximum1.5% maximum 0.006% - 0.20% 0.02% maximum 0.05% - 0.30% 0.015% maximum 0.02% maximum

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Das erfindungsgemäße Konditionier- bzw. Vorbehandlungsverfahren reduziert auch dann das Eisenoxid in jeder Partikelhaut, wenn beim Ausgangsmaterial der Sauerstoffgehalt höher als beim oben angegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist und die Verteilung der Partikelgrößen im Pulver nicht dem bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht.The conditioning or pretreatment method according to the invention reduces the iron oxide in each particle skin even if the oxygen content of the starting material is higher than that of the above given preferred embodiment and the distribution the particle size in the powder does not correspond to the preferred embodiment.

In den Fig. 9 bis 14 ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahr ren durchgeführte Sauerstoffreduktion bei drei unterschiedlichen Partien, die von drei unterschiedlichen Herstellern geliefert wurden, dargestellt.In FIGS. 9 to 14, according to the method according to the invention ren carried out oxygen reduction in three different batches, supplied by three different manufacturers were shown.

Die sich aus den graphischen Darstellungen ergebenden Werte wurden bei einer Partikelprobe von 70 gm gewonnen, die in ein geschlossenes, 91,5 cm (36 inch) χ 0,64 cm großes Rohrstück eingeführt wurde, wobei das Rohrstück in einem Ofen aufgeheizt und Wasserstoffgas hindurchgeleitet wurde. Während des Heizens wurde das Rohrstück mit ungefähr vier UPM um seine Hauptachse gedreht. Hierbei wurden 5 Minuten angesetzt, um die Partikel auf dieOfentemperatur zu bringen. In größeren Rohrstücken mit größeren Partikelmengen muß mit längeren Aufheizzeiten und/oder höheren- Wärmemengen gerechnet werden, um die Partikel auf die gewürvseh te- Temperatur zu bringen.The values resulting from the graphs were obtained from a particle sample of 70 gm, which was in a closed, 91.5 cm (36 inch) χ 0.64 cm pipe was introduced, the pipe section being heated in an oven and hydrogen gas being passed through it. During heating the pipe section was rotated about its main axis at about four RPM. This took 5 minutes to remove the particles to bring to the oven temperature. In larger pieces of pipe with larger amounts of particles must be expected with longer heating times and / or higher amounts of heat to the particles on the to bring a certain temperature.

Um eine Steuerung des Reduktionsvorganges sicherzustellen, wurde zunächst die im Rohrstück befindliche Luft mit Stickstoffgas ausgespült. Der Stickstoff wurde dann mit Wasserstoff ausgespült. Sodann wurde gekühlt und dabei die Wasserstoffatmosphäre beibehalten. Der Wasserstoff wurde dann mit Stickstoff ausgetrieben. To ensure control of the reduction process, was initially the air in the pipe section with nitrogen gas rinsed out. The nitrogen was then purged with hydrogen. This was followed by cooling and the hydrogen atmosphere at the same time maintained. The hydrogen was then driven off with nitrogen.

-Jede Partikel-Partie wurde bei 427°C, 483°C, 538°C,. 593°C, 649°C und 704⁰C (800⁰F, .900⁰F, 1000°F_f 1100⁰F, 1200⁰P und 1300⁰F) vorbehandelt. Daher hat sich herausgestellt, daß das Partikelpulver bei 449⁰C (1200⁰F) zu agglomerieren begann und eine Temperatur von 704⁰C (1300⁰F) nicht mehr sinnvoll ist.- Each batch of particles was stored at 427 ° C, 483 ° C, 538 ° C ,. 593 ° C, 649 ° C and 704 ⁰ C (800 ⁰ F, .900 ⁰ F, 1000 ° F _f 1100 ⁰ F, 1200 ⁰ P and 1300 ⁰ F) pretreated. Therefore, it has been found that the particle powder at 449 ⁰ C (1200 ⁰ F) began to agglomerate and a temperature of 704 ⁰ C (1300 ⁰ F) is no longer meaningful.

Die einer oberhalb 649°C (1200⁰F) liegenden Temperatur entsprechenden Daten sind in den Fig. 9 bis 14 nicht mehr eingezeichnet. Zu Beginn des Vorbehandlungs- bzw. Konditionierprozesses befand sich das Partikelpulver bei Raumtemperatur« Um die Partikel auf die gewünschte Temperatur zu bringen, wurden 5 Minuten angesetzt. Die Partikel wurden 5 Minuten, 10 Minuten, 15 Minuten, 20 Minuten und 30 Minuten lang in einer reduzierenden Wasserstoffatmosphäre auf der vorgegebenen Temperatur gehalten und dabei hin- und herbewegt. Das so vorbehandelte Partikelpulver wurde dann analysiert und der in der Probepartie verbleibende Sauerstoffgehalt bestimmtThe one above 649 ° C (1200 ⁰ F) temperature corresponding data lying 9 are no longer located to 14 in FIGS.. At the beginning of the pretreatment or conditioning process, the particle powder was at room temperature. In order to bring the particles to the desired temperature, 5 minutes were set. The particles were held at the specified temperature for 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes and 30 minutes in a reducing hydrogen atmosphere while being moved back and forth. The particle powder pretreated in this way was then analyzed and the oxygen content remaining in the sample batch was determined

Die Fig. 9, 11 und 13 stellen graphische Darstellungen des Sauerstoffgehaltes der drei Partikelpartien 1,2 und 3 nach unterschiedlicher Behandlungsdauer dar. Hierbei sind die Temperaturen als Parameter dargestellt.Figures 9, 11 and 13 are graphical representations of the The oxygen content of the three particle parts 1, 2 and 3 after different treatment times Temperatures shown as parameters.

Die Fig. 10, 12 und 14 stellen graphische Darstellungen des Sauerstoffgehaltes der Partikel-Partien 1,2 und 3 bei unterschiedlichen Behandlungstemperatüren dar. Hierbei wurden die Behandlungsdauern als Parameter dargestellt.10, 12 and 14 show graphic representations of the oxygen content of the particle parts 1, 2 and 3 at different treatment temperatures. The treatment times were shown as parameters.

In den flachen Kurvenabschnitten der Fig. 9 bis 14 ist im wesentlichen der gesamte, bei der jeweils maßgeblichen Temperatur bzw. Zeit reduzierbare Sauerstoff reduziert.In the flat curve sections of FIGS. 9 to 14, there is essentially the entire temperature at the relevant temperature or time reducible oxygen reduced.

In den Fig. 9, 11 und 13 läuft die "Fünfminuten-Kurve" innerhalb des zwischen 427°C (800⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegenden Temperaturbereiches nicht in einen flachen Abschnitt aus. Der Sauerstoffgehalt ist jedoch reduziert. Diese Reduzierung mag zwar für ein besonderes Stahlprodukt genügen, im allgemeinen wird aber eine höhere Temperatur nötig sein, um auch diese Kurve in einen flachen Bereich zu überführen. Derartig höhere Temperaturen führen aber andererseits dazu, daß die Partikel agglomerieren. Dies ist jedoch unerwünscht. In FIGS. 9, 11 and 13, the "five minutes" curve does not start within the between 427 ° C (800 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F) temperature range lying in a flat portion. However, the oxygen content is reduced. This reduction may be sufficient for a particular steel product, but in general a higher temperature will be necessary in order to convert this curve into a flat area as well. On the other hand, however, such higher temperatures lead to the particles agglomerating. However, this is undesirable.

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Die Fig. 9, 11 und 13 zeigen, daß die "Zehnminuten-Kurve" (plus 5 Minuten Aufheizzeit) ab 538°C (100O⁰F) in einen flachen Bereich übergeht. Bei der zweiten Partie, s. Fig. 11, flacht die Kurve bereits oberhalb 483°C (900⁰F) ab. Demnach kann mit Sicherheit gesagt werden, daß im wesentlichen sämtliche innerhalb von 10 Minuten (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduzierbaren Oxide bei einer zwischen 538°C (1000⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegenden Temperatur reduziert werden.FIGS. 9, 11 and 13 show that the "ten minute curve" (plus 5 minutes heating time) changes into a flat area ^{from 538 ° C. (100O 0 F).} In the second batch, s. Fig. 11, the curve flattens out already above 483 ° C (900 ⁰ F). Accordingly, it can be said with certainty that substantially all reducible within 10 minutes (heat-up time plus 5 minutes) oxides is reduced at a temperature between 538 ° C (1000 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F) temperature.

Bei einer 15-minütigen Temperaturbehandlung (plus 5 Minuten Aufheizzeit) flachen die Kurven bereits oberhalb 483⁰C (900⁰F) ab. Die der zweiten Partie zugeordnete Kurve, s. Fig. 11, ist bereits ab einer oberhalb 427°C (800⁰F) liegenden Temperatur ausreichend abgeflacht. Demnach kann mit Sicherheit gesagt werden, daß im wesentlichen alle bei einer Behandlungsdauer von 15 Minuten (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduzierbaren Oxide bei Temperaturen reduziert werden, die zwischen 483°C (900⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegen.In the case of a 15-minute temperature treatment (plus 5 minutes of heating time), the curves flatten out above 483 ^° C. (900 ^° F.). The curve associated with the second game, s. Fig. 11 is sufficiently flattened starting from a temperature above 427 ° C (800 ⁰ F) temperature. Accordingly, it can be said with certainty that substantially all be reduced with a treatment time of 15 minutes (plus 5 minutes heating time) reducible oxides at temperatures between 483 ° C (900 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F) .

Bei einer 20 Minuten lang dauernden Temperaturbehandlung (plus 5 Minuten Aufheizzeit) gehen die Kurven bei einer oberhalb 483°C (900⁰F) liegenden Temperatur in den flachen Bereich über. Gemäß Fig. 11 geht die der zweiten Partie zugeordnete "Zwanzigminuten-Kurve" bereits bei 427°C (800⁰F) deutlich in den flachen Bereich über. Demnach kann mit Sicherheit ausgesagt werden, daß im wesentlichen sämtliche bei einer 20 Minuten lang andauernden Temperaturbehandlung (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduzierbaren Oxide bei Behandlungstemperaturen reduziert werden, die zwischen 483⁰C (900⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegen.In a 20 minutes lasting temperature treatment (heat-up time plus 5 minutes) go the curves at above 483 ° C (900 ⁰ F) temperature lying in the flat area across. Referring to FIG. 11, the associated one of the second game "Twenty minutes Curve" is already at 427 ° C (800 ⁰ F) significantly higher than in the flat region. Accordingly, it can be said with certainty that substantially all at a 20 minutes lasting temperature treatment (plus 5 minutes heating time) reducible oxides are reduced at treatment temperatures between 483 ⁰ C (900 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F) lie.

Nach einer Temperaturbehandlung von 30 Minuten (plus 5 Minuten Aufheizzeit) flachen sämtliche Kurven bei Temperaturen ab, die bereits oberhalb 427⁰C (800⁰F) liegen. Demnach kann mit Sicherheit gesagt werden, daß sämtliche innerhalb einer 30-minütigen Vorbehandlungsdauer (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduzierbaren Oxide bei Behandlungstemperaturen reduziertAfter a temperature treatment of 30 minutes (plus 5 minutes heating time), all curves flatten out at temperatures which are already above 427 ^° C. (800 ^° F). Accordingly, it can be said with certainty that all reducible oxides within a 30-minute pretreatment period (plus 5 minutes heating time) are reduced at treatment temperatures

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werden, die zwischen 427°C (800⁰F) und 649°C (1200⁰F) liegen.that are between 427 ° C (800 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F).

Die günstigste Temperatur liegt bei 593°C (1100⁰F), weil die Kurven bei dieser Temperatur einerseits ausreichend abgeflacht sind und andererseits weit genug unter 649⁰C (1200⁰F) - einer Temperatur, bei welcher die Agglomeration beginnt liegen. The most favorable temperature is 593 ° C (1100 ⁰ F), because the curves are on the one hand sufficiently flattened at this temperature and on the other hand sufficiently below 649 ⁰ C (1200 ⁰ F) - a temperature at which the agglomeration starts lie.

In den Fig. 10, 12 und 14 beginnt sich die 427°C (800⁰F)-Kurve nach 3 0 Minuten Behandlungsdauer abzuflachen. In Fig. 10 setzt dieses Abflachen bereits nach 20 Minuten ein. In Fig. 12 setzt dieses Abflachen bereits nach 15 Minuten ein. D.h., daß im wesentlichen sämtliche bei 427°C (800⁰F) reduzierbaren Oxide nach spätestens 30 Minuten (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduziert sind.In FIGS. 10, 12 and 14 begins, the 427 ° C (800 ⁰ F) curve flatten treatment time after 3 0 minutes. In FIG. 10, this flattening begins after just 20 minutes. In FIG. 12, this flattening begins after just 15 minutes. That is, substantially all at 427 ° C (800 ⁰ F) reducible oxides after 30 minutes (heat-up time plus 5 minutes) is reduced.

Die 483°C (900⁰F)-Kurve flacht bereits nach 15 Minuten Behandlungsdauer ab. In Fig. 12 flacht diese Kurve bereits nach 10 Minuten Behandlungsdauer ab. Insgesamt kann gesagt werden, daß im wesentlichen sämtliche bei 483°C (900⁰F) reduzierbaren Oxide nach spätestens 15 Minuten Behandlungsdauer (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduziert sind.The 483 ° C (900 ⁰ F) curve flattens duration of treatment after only 15 minutes. In FIG. 12, this curve flattens out after only 10 minutes of treatment. Overall, it can be said that substantially all reducible at 483 ° C (900 ⁰ F) oxides for more than 15 minutes of treatment time (heat-up time plus 5 minutes) is reduced.

Die 538°C (1000⁰F)-Kurve flacht bereits nach 15 Minuten Behandlungsdauer ab. In den Fig. 10 und 12 flacht diese Kurve bereits nach 10 Minuten ab. Demnach sind im wesentlichen alle bei 538°C (1000⁰F) reduzierbaren Oxide nach spätestens 15 Minuten Behandlungsdauer (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduziert.The 538 ° C (1000 ⁰ F) curve flattens treatment time after 15 minutes. In FIGS. 10 and 12, this curve flattens out after only 10 minutes. Accordingly, substantially all reducible at 538 ° C (1000 ⁰ F) oxides for more than 15 minutes of treatment time (heat-up time plus 5 minutes) is reduced.

Die 593°C (1100⁰F)-Kurve flacht nach 10 Minuten Behandlungsdauer ab. Demnach sind alle bei 553°C (1100⁰F) reduzierbaren Oxide spätestens nach 10 Minuten Behandlungsdauer (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduziert.The 593 ° C (1100 ⁰ F) curve flattens treatment time after 10 minutes. Accordingly, all of which are reduced at 553 ° C (1100 ⁰ F) reducible oxides at the latest after 10 minutes treatment time (heat-up time plus 5 minutes).

Die 649°C (1200⁰F)-Kurve flacht nach 10 Minuten Behandlungsdauer ab. In Fig. 12 flacht diese Kurve bereits nach 5 Minuten The 649 ° C (1200 ⁰ F) curve flattens treatment time after 10 minutes. In FIG. 12, this curve flattens out after only 5 minutes

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Behandlungsdäuer ab. Demnach sind alle bei 649°C (1200⁰F) reduzierbaren Oxide nach spätestens 10 Minuten Behandlungsdauer (plus 5 Minuten Aufheizzeit) reduziert. Treatment time from. Accordingly, all of which are reduced at 649 ° C (1200 ⁰ F) reducible oxides after 10 minutes of treatment time (heat-up time plus 5 minutes).

Aus den dargestellten Kurven ergibt sich, daß die optimale Behandlungszeit (ohne Aufheizzeit) zumindest 20 Minuten beträgt.The curves shown show that the optimal treatment time (without heating up time) is at least 20 minutes.

Die metallurgische Kernstruktur der Partikel - so wie sie erhalten werden - ist vorzugsweise Martensit, eine harte, nicht im Gleichgewicht befindliche Struktur, die durch rasches Abkühlen der aus flüssigem Stahl hergestellten Pulverpartikel erhalten wird. Ein vorgegebenes Pulver aus Partikeln ähnlicher chemischer Zusammensetzung hat bei martensitischer Struktur eine höhere Härte als ein getempertes Pulver. Bisher hat man das Tempern des Pulvers für unbedingt notwendig erachtet, damit die Kerne genügend weich zur Herstellung eines Stahlbandes würden. Die martensitische Struktur von Partikeln, die zwischen 427°C (800⁰F) und 649°C (1200⁰F) den Bedingungen dieser Erfindung unterworfen werden, geht in eine getemperte, d.h. um 50 % weichere, martensitische Struktur über.The core metallurgical structure of the particles - as obtained - is preferably martensite, a hard, unbalanced structure obtained by rapidly cooling the powder particles made from liquid steel. A given powder of particles of similar chemical composition has a higher hardness than a tempered powder with a martensitic structure. So far it has been considered absolutely necessary to temper the powder so that the cores would be sufficiently soft for the production of a steel strip. The martensitic structure of particles (F 1200 ⁰⁾ are subjected to the conditions of this invention between 427 ° C (800 ⁰ F) and 649 ° C, passes into a tempered, ie softer by 50% martensite structure.

Die den Fig. 13 und 14 zugrundeliegende Pulverpartie bestand nicht aus reinem Martensit,sondern teilweise aus Ferrit. Diese beiden Kurven belegen demnach, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Partikel mit nicht-martensitischer Struktur mit Erfolg anwendbar ist.The powder batch on which FIGS. 13 and 14 are based did not consist of pure martensite, but rather partly of ferrite. These Both curves therefore show that the method according to the invention can also be used on particles with a non-martensitic structure is applicable with success.

Ferritpartikel werden bei etwa 704⁰C (130O⁰F) getempert. Sie behalten ihre Ferrit-Gtruktur bis etwa 76O⁰C (1400⁰F) bei. Oberhalb dieser Temperatur beginnt eine Umwandlung in eine Austenit-Struktur. .Ferrite particles are annealed at about 704 ⁰ C (130o F ^0). They retain their ferrite structure up to about 76O ⁰ C (1400 ⁰ F). Above this temperature, a transformation into an austenite structure begins. .

Beim erfindungsgemäßen Verfahren sollen jedoch 649°C (1200⁰F) nicht überschritten werden, da die Partikel dann zur Agglomeration neigen.In the present process, however, are 649 ° C (1200 ⁰ F) are not exceeded, because the particles then tend to agglomerate.

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- se -- se -

Die Partikelgrößen-Verteilung von erfindungsgemäß behandeltem Partikelpulver soll innerhalb eines Bereiches liegen, in welchem die Partikel bei ihrer Konditionierung, d.h. bei einer Hin- und Herbewegung in einer im wesentlichen aus reinem Wasserstoffgas bestehenden reduzierenden Atmosphäre und einer wenigstens 10-minütigen Temperaturbehandlung zwischen 427°C (800⁰F) und 649°C (1200⁰F),frei "fließen" können.The particle size distribution of particle powder treated according to the invention should be within a range in which the particles are conditioned during their conditioning, ie during a back and forth movement in a reducing atmosphere consisting essentially of pure hydrogen gas and a temperature treatment between 427 ° C. for at least 10 minutes (800 ⁰ F) and 649 ° C (1200 ⁰ F), can "flow" freely.

Mit dem Ausdruck "im wesentlichen frei fließen" ist gemeint, daß die Pulverpartikel während ihrer Hin- und Herbewegung beispielsweise mit Hilfe des drehbaren Rohrstückes 16, weder agglomerieren noch zeitweilig aneinander oder an der Innenwandung des Rohrabschnittes haften und ferner deren Relativbewegung zueinander nicht deutlich eingeschränkt ist. Dieses freie Fließen des Partikelpulvers während der Hin- und Herbev/egun sorgt dafür, daß die Partikel der reduzierenden Atmosphäre maximal ausgesetzt werden. Dies wiederum hat zur Folge, daß eine maximale oder im wesentlichen vollständige Reduktion des gesamten Sauerstoffs der reduzierbaren Oxide auf oder in der Oberfläche oder Haut der Partikel stattfindet.By the term "substantially free flowing" it is meant that the powder particles move during their reciprocation for example with the help of the rotatable pipe section 16, neither agglomerate nor temporarily against each other or on the inner wall of the pipe section adhere and furthermore their relative movement to one another is not significantly restricted. This Free flowing of the particle powder during the to and fro ensures that the particles are maximally exposed to the reducing atmosphere. This in turn has the consequence that a maximum or substantially complete reduction of all oxygen of the reducible oxides on or in the surface or skin of the particles takes place.

Der Ausdruck "im wesentlichen frei fließen" bedeutet auch, daß das vorbehandelte Partikelpulver nach Verlassen des Rohrstückes 16 bzv7. nach seiner Vorbehandlung zügig und in einer einwandfrei steuerbaren,aufgelockerten Form direkt der Verdichtungseinrichtung, beispielsweise der Verdichtungswalze 28 zuführbar ist, ohne daß hierbei eine besondere Vorförderung oder Vorübertragung zum Trennen oder Aufbrech=n der zusammengebackenen, agglomerierten, aneinanderhaftenden oder klebenden Partikel notwendig wäre.The term "essentially free flowing" also means that the pretreated particle powder after leaving the pipe section 16 or 7. after its pretreatment quickly and in a flawless manner controllable, loosened shape can be fed directly to the compaction device, for example the compaction roller 28 is without any special advance funding or transfer for separating or breaking = n the caked, agglomerated, adhering or sticking particles would be necessary.

Während der Verfahrensstufen der Erfindung wird nicht nur das Metallpulver vorbehandelt. Vielmehr werden gleichzeitig flüchtige Kontaminationen des Partikelpulvers, beispielsweise Kohlenwasserstoffe, geringe öl- oder Fettmengen, verdampft.Not only that is used during the process steps of the invention Metal powder pretreated. Rather, they become volatile at the same time Contamination of the particle powder, for example hydrocarbons, small amounts of oil or fat, evaporates.

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Es ist auch wesentlich, daß praktisch alles Wasser mittels der Wasserstoffströmung von den Partikeln nach deren Freigabe entfernt ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß während der Konditionierung mindestens 4823 cm³ (0,17 ft³) Wasserstoff pro 454 g (1 pound) Metallpulver verwendet wird. Die Flußrate im Drehofen, dessen Rohrstück 915 cm (30 ft) lang ist und einen Innendurchmesser von 122 cm (4 ft) aufweist, beträgt gewöhnlich 56745 cm³ (2 ft³) bis 226981 cm³ (8 ft³), vorzugsweise 56745 cm³ (2 ft³) bis 141863 cm³ (5 ft³) pro Stunde pro 454 g (1 pound) metallpulver. Diese Strömungsrate reicht aus, um den gesamten ggf. entwickelten Wasserdampf auszutreiben. Die benötigte Wasserstoffmenge ist proportional zur Menge der zu reduzierenden Oxide.It is also essential that virtually all of the water be removed from the particles by the flow of hydrogen after they are released. In this regard, it should be noted that at least 4823 cm ³ (0.17 ft ³ ) of hydrogen per 454 g (1 pound) of metal powder is used during conditioning. The flow rate in the rotary kiln, which tubing is 915 cm (30 ft) long and 122 cm (4 ft) in inner diameter, is usually 56745 cm ³ (2 ft ³ ) to 226981 cm ³ (8 ft ³ ), preferably 56745 cm ³ (2 ft ³⁾ to 141863 cm ³ (5 ft ³⁾ per hour per 454 g (1 pound) of metal powder. This flow rate is sufficient to drive off any water vapor that may have developed. The amount of hydrogen required is proportional to the amount of oxides to be reduced.

Andere, im Rahmen der Erfindung verwendbare, typische Reduzier-Gase sind dissöziierter Ammoniak; 40 % Stickstoff, 40 % Wasserstoff und 20 % Carbonmonoxid; und ein Gemisch, das im wesentlichen aus 90 % Stcikstoff, 0 bis 5 % Wasserstoff, 0 bis 5 % Carbonmonoxid und 0 bis 10 % Kohlenwasserstoffgasen besteht. Diese Gase haben den Vorteil, daß sie weniger Wasserdampf als Wasserstoff bilden und außerdem auch billiger als Wasserstoff sind.Other typical reducing gases that can be used in the context of the invention are dissociated ammonia; 40% nitrogen, 40% hydrogen and 20% carbon monoxide; and a mixture consisting essentially of 90% nitrogen, 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% Carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gases. These gases have the advantage that they form less water vapor than hydrogen and also cheaper than hydrogen are.

Mit Hilfes des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Eisenmetall-Partikel mit einer Oberflächenschicht aus Eisenoxid vorbehandelt bzw. konditioniert derart, daß der Sauerstoffgehalt des Eisenoxides in oder auf der Oberfläche reduziert und ein "freifließendes", nicht agglomeriertes vorbehandeltes Metallpulver erhalten wird, dessen Gesamtsauerstoffgehalt aufgrund der Konditionierung stark abgesenkt ist. Ferner können mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens die vorbehandelten Partikel durch Verdichten, Sintern und Walzen zu einem Stahl hoher Dichte verarbeitet werden. ■With the aid of the method according to the invention, ferrous metal particles are produced pretreated or conditioned with a surface layer of iron oxide in such a way that the oxygen content of the iron oxide reduced in or on the surface and a "free flowing", non-agglomerated pretreated metal powder is obtained, the total oxygen content of which is greatly reduced due to the conditioning. You can also use of the method described above, the pretreated particles by compacting, sintering and rolling into a high-density steel are processed. ■

Alle den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen entnehmbaren technischen Merkmale sind - in ihrer dargestelltenAll can be inferred from the claims, the description and the drawings technical characteristics are - in their depicted

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282769§282769§

Kombination sowie auch einzeln für sich - für die Erfindung von Bedeutung.Combination as well as individually - of importance for the invention.

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ι ^}3 · Leerseife ι ^{} 3} · Empty soap

Claims

2827 ^ 95 claims

1. A process for the pretreatment of iron particles with a surface layer consisting essentially of iron oxide, in which the oxygen content of the surface layer is substantially reduced and the surface layer is essentially converted into pure, porous iron, characterized in that the particles are at a temperature between 427 ° C (800 ° Fahrenheit) and 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) temperature for at least 10 minutes while being moved back and forth and flushed with a controllable reducing atmosphere in order to obtain free-flowing, non-agglomerated particles.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of pure hydrogen consists.

3. The method according to claim 1, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of dissociated Ammonia.

4. The method according to claim 1, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of 40% nitrogen, 40% hydrogen and 20% carbon monoxide.

5. The method according to claim 1, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of 90% nitrogen. 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gases.

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ORIGINAL INSPECTED

6. The method according to claim 1, characterized in that the temperature treatment is carried out at least 10 minutes and at a between 538 ⁰ C (1000 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° Fahrenheit) lying temperature.

7. The method according to claim 1, characterized in that the temperature treatment is carried out for at least 15 minutes and at a between 483 ⁰ C (900 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° Fahrenheit) lying temperature.

8. The method according to claim 1, characterized in that the temperature treatment for at least 20 minutes and at one between 483 ° C (900 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° Fahrenheit) lying temperature is carried out.

9. Method.nach claim 1, characterized in that the temperature treatment for at least 30 minutes and at a temperature between 427 ° C (800 ° Fahrenheit) and -649 ° C (1200 ° Fahrenheit) lying temperature is carried out.

10. The method according to claim 1, characterized in that the treatment temperature is essentially 593 ° C (1100 ° Fahrenheit.

11. The method according to claim 1, characterized in that the particles at least 30 minutes in substantially 427 ⁰ C (800 ° Fahrenheit) are heat treated at a temperature of.

12. The method according to claim 1, characterized in that the particles are heat treated at a substantially at 483 ⁰ C (900 ° Fahrenheit) temperature lying at least 15 minutes.

13. The method according to claim 1, characterized in that the particles for at least 15 minutes at a substantially at a temperature of 538 ° C (1000 ° Fahrenheit)

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be treated.

14. The method according to claim 1, characterized in that the particles are ^{heat-treated for at least 10 minutes at a temperature lying at 593 0} C (1100 ° Fahrenheit).

15. The method according to claim 1, characterized in that the particles are heat treated at a substantially at 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) temperature lying at least 10 minutes.

16. The method according to claim 1, characterized in, that the particles are heat treated for at least 20 minutes.

17. The method according to claim 1, characterized in that that most of the nuclei of the particles have a Martensif structure.

18. The method according to claim 1, characterized in that the particles are water-atomized iron metal particles.

19. The method according to claim 1, characterized in that the particle size in the particle powder i _m essentially has the following distribution:

% By weight grain size

(mm) or (Mesh)

Remainder greater than 0.841 +20

18% maximum 0.841 - 0.372 -20 - +40

22% + _ 3% 0.372 - 0.25 '-40 - +60

17% ^ 2% 0.25 - 0.177 -60 - +60

10% _ + - 2% 0.177 - 0.149 -80 - +100

11% + _ 2% 0.149 - 0.11 -100 - +140 13% + _ 2% 0.11 - 0.065. -140 - +230 16% maximum less than 0.065 -230

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-A--A-

20. The method according to claim 1, characterized in that the particles essentially have the following chemical composition have on:

Element wt%

O 1.5% maximum

C 0.006% - 0.20%

Si 0.02% maximum

Mn 0.05% - 0.30%

P 0.015% maximum S 0.02% maximum

21. Process for the production of a steel strip

r Sr S

Iron particles, the surface of which consists essentially of iron oxides, characterized in that the particles are heat treated at a between 427 ° C (800 ° Fahrenheit) and 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) temperature lying at least 10 minutes and at the same time reciprocates and are bathed in a controllable, reducing atmosphere,

the heat-treated particles are compacted in a controlled reducing atmosphere to a fresh tape, the fresh tape in a controlled reducing atmosphere between 982 ⁰ C (1800 ° Fahrenheit) and 126o ⁰ C (2300 ° Fahrenheit) is heat treated at a, the hot-treated fresh tape is hot rolled in a controlled reducing atmosphere, and the hot rolled band at a predetermined controllable atmosphere is cooled at a (200 ° Fahrenheit) and 204 ⁰ C (400 ° Fahrenheit) lying between 93 ° C temperature.

- 5 809 883/0775

22. The method according to claim 21, characterized in that that the cooled strip is cold rolled.

23. The method according to claim 22, characterized in that that the cold-rolled strip is trimmed.

24. The method according to claim 23, characterized in that the trimmed tape is wound up.

25. The method according to claim 21, characterized in that that the given controllable atmosphere is a reducing atmosphere.

26. The method according to claim 25, characterized in that the controllable reducing atmosphere is substantially belongs to the following group of reducing atmospheres: essentially pure hydrogen; essentially more dissociated Ammonia; a mixture of essentially 40% nitrogen, essentially 40% hydrogen and essentially 20% Carbon monoxide; and a mixture of essentially 90% Nitrogen, 0 to 10% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gases.

27. The method according to claim 21, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is a gas which has practically no reaction with steel.

28. The method according to claim 21, characterized in that the atmosphere used for cooling purposes is nitrogen.

29. The method according to claim 21, characterized in that that the reducing atmosphere consists essentially of pure hydrogen.

30. The method according to claim 21, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of dissociation

- 6 809883 / 077S

28276S5

system consists of ammonia.

31. The method according to claim 21, characterized in that the reducing atmosphere is a mixture of substantially 40% nitrogen, essentially 40% hydrogen, and essentially 20% carbon monoxide.

32. The method according to claim 21, characterized in that the reducing atmosphere is a mixture of substantially 90% nitrogen, 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gases.

33. The method according to claim 21, characterized in that the particles are heat treated at least 10 minutes at a between 538 ° C (1000 ° Fahrenheit) and 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) lying temperature.

34. The method according to claim 21, characterized in that the particles at a temperature between 483 ° C (900 ° Fahrenheit) and at 649 ° C (1200 ° Fahrenheit) for at least 15 minutes.

35. The method according to claim 21, characterized in that the particles are heat treated at least 20 minutes at a between 483 ⁰ C (900 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° Fahrenheit) lying temperature.

36. The method according to claim 21, characterized in that the particles are heat treated for at least 30 minutes at a between 427 ⁰ C (800 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° 'F) lying temperature.

37. The method of claim 21, characterized in that the heat treatment temperature is substantially 593 ° C (1100 ° Fahrenheit) .

- 7 809883/0775

■. 2827635

38. The method according to claim 21, characterized in that the particles are treated for at least 30 minutes at a temperature of about 42 7 ° C (800 ° Fahrenheit). , ... _:: . .._. ., ..-.-: - --..- ■. .-, .. - .- ,, ".-, ■: <..: - · - ■ ■ - ^: -

39. The method according to claim 21, characterized in that the particles are heat-treated for at least 15 minutes at a temperature of about 483 ° C (900 ° Fahrenheit). ..., _Λ -.-. "-., .-- ..-- ,. ν ---. ■■ .; ■ -: · -: ■: ^:;:. IV ... . "" - '■■ - V ^{^"■:;'}

40. The method according to claim 21, characterized in that that the particles are heat treated for at least 15 minutes at a temperature of about 53 ° C (100ft ° Fahrenheit) who? the.

41. The method according to claim 21, characterized in that the particles for at least 10 minutes at a temperature of 593 ° C. (1100 ° Fahrenheit).

42. The method according to claim 21, characterized in that the particles are heat treated at a temperature of about 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) at least 10 minutes. ...

43. The method according to claim 21, characterized in that the particles are heat-treated for at least 20 minutes will.

44. The method according to claim 21, characterized in that that most of the cores of the particles have a martensite structure.

45. The method according to claim 21, characterized in that that the particles are water atomized metal particles.

46. The method according to claim 21, characterized by the following particle size distribution:

809883/07 75809883/07 75

Wt% (mm) Grain size
respectively. , 841 28276952827695 - +40 rest greater than 0 0.372 (Mesh) - +60 % maximum 0.841 - 0.25 + 20 - +60 18th % + 3% 0.372 - .0.177 -20 - +100 22nd % + _ 2% 0.25 - 0.149 -40 - +140 17th % jf 2 %% jf 2% 0.177 - 0.11 -60 - +230 10 % ± 2 %% ± 2% 0.149 - 0.065 -80 11 % Jt ₁ 2% 0.11 - 0.065 -100 13th % maximum smaller -140 16 -230

47. The method according to claim 21, characterized in that the particles are chemically composed essentially as follows are:

element

Wt%

Si Mn P
S.

1.5% maximum 0.006% - 0.20% 0.02% maximum 0.05% - 0.30% 0.015% maximum 0.02% maximum

48. Process for the production of a steel strip from iron particles with a surface of essentially porous iron, characterized in that iron particles with a martensitic core structure are selected as the starting material will,

the particles between 316 ⁰ C (600 ° Fahrenheit) and 483 ⁰ C (900 ° F) or 427 ° C (800 ° F and 649 ° C. (1200 ° Fahrenheit) lying temperature warm treated at a

809883/0775 - 9 -

will;

compacting the heat treated particles into a fresh ribbon in a controllable reducing atmosphere; the fresh tape in a controlled reducing atmosphere at a between 983 ° C (1800 ° Fahrenheit) and 1260 ⁰ C (2300 ° Fahrenheit) lying temperature is warmbehandeIt;

the heat treated fresh strip is hot rolled in a controllable reducing atmosphere; and the hot rolled strip is between 93 ° C is cooled (200 ° Fahrenheit) and 204 ⁰ C (400 ° Fahrenheit) temperature lying in a predetermined atmosphere at a controllable.

49. The method according to claim 48, characterized in that the cooled strip is cold-rolled.

50. The method according to claim 49, characterized in that the cold-rolled strip is trimmed.

51. The method according to claim 50, characterized in that that the trimmed tape is wound up.

52. The method according to claim 48, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is a reducing Atmosphere is.

53. The method according to claim 52, characterized in that the reducing atmosphere belongs to the following group of reducing atmospheres: essentially pure hydrogen; essentially dissociated ammonia; a mixture of essentially 40% nitrogen, essentially 40% hydrogen, and essentially 20% carbon monoxide; and a mixture of essentially 90% nitrogen, Q to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gases.

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809883/0775809883/0775

54. The method according to claim 48, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is a gas that has essentially no chemical reaction with steel.

55. The method according to claim 48, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is nitrogen.

56. The method according to claim 21, characterized in that the hot rolling is a dry hot rolling.

57.. Process according to Claim 56, characterized in that the cooled strip is cold-rolled.

58. The method according to claim 57, characterized in that the cold-rolled strip is trimmed.

59. The method according to claim 53, characterized in that that the trimmed tape is wound up.

60. The method according to claim 56, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is a reducing Atmosphere is.

61. The method according to claim 60, characterized in that the controllable reducing atmosphere to the following The group of reducing atmospheres includes: essentially pure hydrogen; essentially dissociated ammonia; a mixture of essentially 40% nitrogen, essentially 40% hydrogen, and essentially 20% carbon monoxide; and a mixture of essentially 90% nitrogen, 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 5% Hydrocarbon gas

62. The method of claim 56, characterized in that the predetermined controlled atmosphere is a gas which practically does not react with steel.

- 11 -- 11 -

809883/0775809883/0775

2827S35

63. The method according to claim 56, characterized in that that the given controllable atmosphere is nitrogen.

64. The method according to claim 56, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of pure Hydrogen exists.

65. The method according to claim 56, characterized in that the reducing atmosphere consists essentially of dissociated Ammonia.

66. The method according to claim 56, characterized in that the reducing atmosphere is a mixture of substantially 40% nitrogen, essentially 40% hydrogen, and essentially 20% carbon monoxide.

67. The method according to claim 56, characterized in that the reducing atmosphere is a mixture of essentially 90% nitrogen, 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% carbon dioxide gases.

68. A method according to claim 56, characterized in that the particles are _{hot-g-treated} at a (1000 ° Fahrenheit) and 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) lying between 538 ° C temperature for at least 10 minutes.

69. The method according to claim 56, characterized in that that the particles remain at a temperature between 483 ° C (900 ° Fahrenheit) and 649 ° C (120 ° Fahrenheit) for at least 15 minutes at a lying temperature.

70. The method according to claim 56, characterized in that the particles for at least 20 minutes at a heat-treated between 483 ° C (900 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° Fahrenheit).

- 12 -

809883 / 077S

2827635

71. The method according to claim 56, characterized in that the particles for at least 30 minutes at a between 427 ° C (800 ° Fahrenheit) and 649 ° C (1200 ° Fahrenheit).

72. The method of claim 56, characterized in that the particles at substantially 593 ° C (1100 ° Fahrenheit) be heat treated.

73. The method according to claim 56, characterized in that the particles for at least 30 minutes at one temperature heat treated to about 427 ° C (800 ° Fahrenheit).

74. The method according to claim 56, characterized in that the particles for at least 15 minutes at one temperature heat treated to about 483 ° C (900 ° Fahrenheit).

75. The method of claim 56, characterized in that the particles ^{are heat treated for at least 15 minutes at a temperature of about 538 e} C (1000 degrees Fahrenheit).

76. A method according to claim 56, characterized in that the particles are heat treated at a temperature of 593 ⁰ C (1100 ° Fahrenheit) at least 10 minutes.

77. A method according to claim 56, characterized in that the particles are heat treated at a temperature of about 649 ⁰ C (1200 ° Fahrenheit) at least 10 minutes.

78. The method according to claim 56, characterized in that the particles are heat-treated for at least 20 minutes.

809883/0775809883/0775

79. The method according to claim 56, characterized in that the cores of most of the particles have a martensite structure to have.

80. The method according to claim 56, characterized in that the particles are water-atomized metal particles.

81. The method according to claim 56, characterized by the following Particle size distribution:

Wt% (mm) Grain size
respectively. , 841 (Mesh) - +40 rest greater than 0 0.372 + 20 - +60 18th % maximum 0.841 - 0.25 -20 - +60 22nd % + _ 3% 0.372 - 0.177 -40 - +100 17th 1 + 2 · » 0.25 - 0.149 -60 - +140 10 % _ + 2% 0.177 - 0.11, -80 - +230 11 % + _ 2% 0.149 - 0.065 -100 13th % + _ 2% 0.11 - 0.065 -140 16 % maximum smaller -230

82. The method according to claim 56, characterized in that the particles essentially have the following chemical compositions exhibit:

element

, O C

Si Mn P S

Wt%

809883/0775809883/0775

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83. The method according to claim 48, characterized in that the hot rolling is dry-hot rolling.

84. The method according to claim 83, characterized in that that the cooled strip is cold rolled.

85. The method according to claim 84, characterized in that the cold-rolled strip is trimmed.

86. The method according to claim 85, characterized in that the trimmed tape is wound up.

87. The method according to claim 83, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is a reducing Atmosphere is.

88. The method according to claim 87, characterized in that the reducing atmosphere to the following group of reducing Atmospheres include: essentially pure hydrogen; essentially dissociated ammonia; a mixture of essentially 40% nitrogen, essentially 40% hydrogen, and essentially 20% carbon monoxide; and a Mixture of essentially 90% nitrogen, 0 to 5% hydrogen, 0 to 5% carbon monoxide and 0 to 10% hydrocarbon gas.

89. The method according to claim 83, characterized in that the predetermined controllable atmosphere is a gas which has practically no chemical reaction with steel.

90. The method according to claim 83, characterized in that the predetermined controllable atmosphere consists of nitrogen.

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