DE3309883C2

DE3309883C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Rohren

Info

Publication number: DE3309883C2
Application number: DE19833309883
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Hofmann; Helmut Dipl.-Phys. 4100 Duisburg Landgraf
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-03-17
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1986-11-13
Also published as: DE3309883A1

Description

I 3

5- meträgers bei der vorgenannten Desoxydationsstufe

'& thermodynamisch bedingte Verschiebungen der

'?:■ O2-Verteilung bei gleichartigem DesoxydatioEiswerk

-'■' stoff oder einer Kombination beider Möglichkeiten

■ν nutzbar gemacht werden. s

ν Die Erfindung wird anhand eines schematisch darge-

i stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Die einzi-

S? ge Figur zeigt im Längsschnitt eine mögliche Ausfüh-

'? rungsform der zur Durchführung des Verfahrens erfor-

% derlichen Vorrichtung.

I Das zu behandelnde endlose Gut 1 tritt zunächst in I die mit dem Desoxydationsmittel gefüllte aus einem zy-

^ Iindrischen Behälter bestehende Glühkammer 2, in der

I die Erwärmung erfolgt Anschließend gelangt das Gut in

\ die in einzelne Zellen, von denen nur zwei gezeichnet

■j sind, aufgeteilte Kühlkammer 3, die ebenfalls mit dem

;' Desoxydationsmittel gefüllt ist Die Zellen sind unterer einander durch Wände 4 getrennt und mit Kühlmänteln

;; 5 versehen. Zwischen Glüh- und Kühlkammer befindet

1 sich eine Trennwand mit Wärmeisolation 6. Das ge-

Y, samte System ist zur Umgebung an den Ein-/Austritts-

!' stellen des Gutes mittels Dichtungen 7 abgeschirrat Die

I Glühkammer und die einzelnen Zellen der Kühlkammer I enthalten Entlüftungsöffnungen 8 zur Spülung des Sy- I: stems mit Inertgas und/oder zur Evakuierung bei Inbe-

Ϊ triebnahme. Oberhalb der Vorrichtung befindet sich ein

I Vorratsgefäß 9, in dem das Desoxydationsmittel durch

eine Deckschicht 10 vom Sauerstoff getrennt wird. Unterhalb der Vorrichtung befindet sich ein mittels einer Vakuumpumpe 11 evakuiertes Auffanggefäß 12, das zur schnellen Entleerung der Vorrichtung über Ventile 13 dient und zum Abscheiden 14 des zeitweilig anfallend?n Oxyds dient Die Beheizung der Glühkammer erfolgt mittels einer elektrischen Widerstandsheizung 15 oder durch eine hier nicht dargestellte Induktionsspule. Letztere ist außen um die Glühkammer angeordnet und erwärmt gleichzeitig die Wandung der Kammer, das elektrisch leitende Desoxydationsmittel und das Gut Die Vorratskammer 9, die Kühlkammer 3 und das Auffanggefäß en'halten ebenfalls elektrische Widerstandshei- zungen sofern ein Kühl-/Desoxydationsmedium verwendet wird mit einer Schmelztemperatur oberhalb der Raumtemperatur. Die Glühkammer ist mit einer Wärmeschutzisolation 16 umgeben.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, in der das Desoxidationsmittel umgepuuiDt und außerhalb der Vorrichtung erwärmt oder gekühlt wird, ist denkbar.

Auch wäre es möglich, die Erwärmung des Gutes in der mit einem Schutzgas gefüllten Glühkammer induktiv vorzunehmen. Schrsßlich ist auch eine gemeinsame Widerstandsbeheizung des Gutes und des Desoxidationsmittels in der Glühkammer nicht auszuschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 55

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Claims

1 2 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen, Patentansprüche: steuerbaren Kühlen und Desoxydieren der Oberfläche eines quasi endlosen Werkstückes, insbesondere eines

1. Verfahren zum Erwärmen, steuerbaren Kühlen Rohres aus hochlegiertem Stahl sowie eine Vorrichtung und Desoxidieren der Oberfläche eines quasi endlo- 5 zur Durchführung des Verfahrens.

sen Werkstückes, insbesondere eines Rohres aus Es ist bekannt, ein derartiges Werkstück induktiv unhochlegiertem Stahl, bei dem zumindest zum Kühlen ter Schutzgas zu erwärmen und mittels Schutzgas abzueine das zu behandelnde Werkstück zumindest teil- kühlen. Die Abkühlwirkung des Schutzgases ist sehr weise umgebende Flüssigkeit mit einer Schmelztem- gering und die Baulängen derartiger Anlagen sind sehr peratur unter 100⁰C verwendet wird, dadurch io groß. Andererseits bedeuten schon Spuren von Sauergekennzeichnet, daß die Desoxidation und stoff im Schutzgas ein Anlaufen des Werkstückes, was Kühlung sowie ggf. auch die Erwärmung durch ein unter allen Umständen vermieden werden muß.
und dieselbe desoxidierende Flüssigkeit erfolgt, die Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentandas Werkstück ganz umhüllt. Spruchs 1 ist aus der US-PS 37 08 354 bekannt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 Als Flüssigkeit wird hierbei Wasser verwendet, wobei zeichnet, daß als Heiz-ZKuhl'/Desoxydationsflussig- diet,e Kühlflüssigkeit so geführt wird, daß die Aufnahme keit ein Alkalimetall, ζ. B. Natrium, verwendet wird von atmosphärischem Sauerstoff verhindert wird und und daß im Kreislauf die oxidischen Reaktionspro- damit in dieser Verfahrensstufe versucht wird, eine Oxidukte abgeschieden werden. dation zu verhindern. Bei Verwendung von Wasser

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 kann dies allerdings nicht vollständig vermieden werzeichnet, daß ph Heiz-ZKuhl'/Desoxydationsflussig- den.

keit eine Legierung aus Alkalimetallen mit einem Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine

Schmelzpunkt unter Raumtemperatur (z. B. Natri- Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,

um/Kalium) verwendet wird. mit dem/der eine Wärmebehandlung und Desoxidation

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 des quasi endlosen Werkstückes im kontinuierlichen Bezeichnet, daß die Erwärmung des Heiz-/Desoxyda- trieb ohne eine Oxidation des Werkstückes und die Vertionsmittels und des zu behandelnden Gutes gemein- Wendung eines gesonderten Schutzgases möglich ist
sam durch eine Induktionsspule oder eine elektri- Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch sehe Widerstandsheizung erfolgen. die in den Ansprüchen 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 30 Vorzugsweise Weiterbildungen ergeben sich aus den nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die aus einer Unteransprüchen.

Glüh- und dara„ angeschlossenen Kühlkammer be- Der kennzeichnende Verfahrensschritt besteht in der

steht, dadurch gekennzeichnet, desoxidierenden Kühlung des endlosen Werkstückes im

Durchlauf. Ein hierfür geeignetes Medium ist z. B. Natri-

— daß Glühkammer (2) und Küh'^ammer (3) eine 35 um, wobei in den Kreislauf des Natriums ein Verfah-Einheit bilden, rensschritt zur Entfernung oxydischer Reaktionspro-

— daß die Kühlkammer (3} zur Regulierung der dukte eingeschoben sein kann. Dies ist z. B. durch Ab-Abkühlgeschwindigkeit des zu behandelnden kühlen des Natriums bis kurz über den Erstarrungs-Gutes in Zellen für jeweils unterschiedlich ein- punkt, Entfernung des ausgeschiedenen Oxydes und Erstellbare Mediumtemperaturen aufgeteilt ist 40 ganzen des Kreislaufs um die entsprechende Menge an und Natrium möglich. Wesentlich ist die hiermit eröffnete

— daß zur Erwärmung des Mediums und des Gu- Möglichkeit, den Aufwand bei der Verhinderung einer tes in der Glühkammer in oder an der Glühkam- Oxydation in vorausgehenden Fertigungsschritten vermer (2) eine Heizquelle (15) vorgesehen ist ringern zu können. Eine optimale Ausbildung der jewei-

45 ligen Werkstoffeigenschaften wird durch eine stufen-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- weise Abkühlung in Anpassung an den jeweiligen zeichnet, daß die Beheizung der Glühkammer (2) Werkstoff ermöglicht Schließlich kann in einer Erweitedurch eine elektrische Widerstandsheizung (15) er- rung des Verfahrens die Erwärmung selbst in analoger folgt. Weise wie die nachfolgende Abkühlung durch flüssiges

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 50 Natrium erfolgen.

zeichnet, daß die Glühkammer (2) mit Schutzgas ge- In einer bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt dafUllt ist und die Erwärmung des Gutes durch eine bei die Erwärmung des Wärmeträgers durch äußere ErInduktionsspule erfolgt. wärruung oder durch induktive Erwärmung, ohne daß

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, der Wärmeträger umgepumpt würde. Vielmehr wird die dadurch gekennzeichnet daß oberhalb der Kühl- 55 hohe Wärmeleitfähigkeit und die durch geeignete Auskammer (3) ein beheiztes Vorratsgefäß (9) angeord- bildung der Gefäßformen unterstützte freie Konvektion net ist, das mit einer die Oxydation des Mediums zur Übertragung der Heizenergie auf das Rohr herandurch Luftsauerstoff verhindernden Schicht (10) ab- gezogen.

gedeckt ist. Neben der bereits genannten physikalischen Ausfäl-

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, 60 lung von Oxyden des Wärmeträgers wird erfindungsgedadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kühl· maß vorgeschlagen, die im Bypaß des Wärmeträgerkammer (3) ein evakuiertes Gefäß (12) angeordnet kreislaufs erfolgende Desoxydation in der Weise vorzuist, das zur Aufnahme der gesamten Heiz-/Kühl7 nehmen, daß ein Werkstoff, dessen Affinität zum Sauer-Desoxydationsflüssigkeit bei einer notwendigen stoff höher ist als die des zu behandelnden Rohres bzw. Schnellentleerung der Kühl- und Glühkammer ge- 65 des Wärmeträgers in Kontakt mit diesem gebracht wird, eignet ist. Dies kann auch in der Weise erfolgen, daß durch unterschiedliche Temperatur des Wärmeträgers an der Ober-

fläche des zu behandelnden Werkstückes und des War-