DE3320856A1

DE3320856A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von hoechstlegierten staehlen und sonderlegierungen

Info

Publication number: DE3320856A1
Application number: DE19833320856
Authority: DE
Inventors: Günter Dr.-Ing. 5102 Würselen Sindelar
Original assignee: BLOCK FRANZ RUDOLF DIPL PHYS D
Current assignee: BLOCK FRANZ RUDOLF DIPL PHYS D
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1984-12-13
Also published as: EP0131651A1; JPS606236A

Description

Dipl.-ng. W. Dahlke ^J .

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DipUng. H.-J. Lippert .

Patentanwälte

Fiankenfoisi«r Straße 137 .

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G. Sindelar, F. Block,

U. Glasmeyer, R. Friedrich

Verfahren und Anlage zur Herstellung von höchstlegierten Stählen und Sonderlegierungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von höchstlegierten Stählen und Sonderlegierungen, wobei die Charge erschmolzen, dann metallurgisch bzw. sekundärmetallurgisch behandelt und danach zu Blöcken vergossen wird, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Die Herstellung von höchstlegierten Stählen und Sonderlegierungen ist äußerst problematisch. Bei einer bekannten Methode werden die Blöcke nach dem Ziehen der Kokillen langsam kontrolliert bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Die abgekühlten Blöcke werden dann zum Kunden bzw. Weiterverarbeiter transportiert, wo sie auf Verformungstemperatur erwärmt und anschließend weiterbehandelt werden. Bei dieser Methode fällt ein relativ hoher Ausschuß an Blöcken an,und ferner ist die Herstellung relativ teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausschuß zu reduzieren bzw. gänzlich zu eliminieren und den Gesamtprozeß bis zum fertigen Rohling zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das dadurch.gekennzeichnet ist, daß die gegossenen Blöcke soweit abgekühlt werden, bis die Blöcke durchgehend erstarrt sind, wobei die Temperatur des Blockes in allen Bereichen stets oberhalb der kritischen Temperatur liegt, bei der Spannungsrisse auftreten können, und daß die erstarrten Blöcke anschließend auf Verformungstemperatur erwärmt und unmittelbar aus dieser Hitze verformt werden.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens kann praktisch überhaupt kein Ausschuß mehr auftreten. Die Blöcke werden vor ihrer Verformung nicht unter die kritische Temperatur abgekühlt, bei der Spannungsspitzen auftreten können, die zur Zerstörung und zum Unbrauchbarwerden der gegossenen Blöcke führen. Nach der Warmverformung sind die Rohlinge dann relativ resistent und können problemlos abgekühlt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß Ausschuß entsteht.

Die durchgehend erstarrten Blöcke können in horizontaler Anordnung auf ihre Verformungstemperatur erwärmt werden, was anlagentechnisch besonders günstig ist.

Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht mindestens aus einem Schmelzofen, einem metallurgischen Gefäß sowie einem Gießstand. Erfindungsgemäß ist die Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Gießstandes ein Aufheizofen angeordnet ist und daß sich an den Aufheizofen eine Verformungseinrichtung anschließt.

Vorzugsweise liegen der Gießstand und der Aufheizofen im Bereich ein und desselben Krans, so daß die.erstarrten Blöcke mit dem Kran umgelegt und dann in den Aufheizofen eingebracht werden können.

Zwischen dem Aufheizofen und der anschließenden Verformungseinrichtung kann ein Rollgang vorgesehen sein, über den die Blöcke nach ihrer Aufheizung auf.Verformungstemperatur automatisch der Verformungseinrichtung zugeführt werden können.

Als Aufheizofen ist zweckmäßig ein Drehherdofen vorgesehen. Der Drehherdofen dient einerseits zum Aufheizen der Blöcke auf Verformungstemperatur und kann andererseits; auch als Pufferstation dienen, so daß es problemlos möglich ist, das Stahlwerk dreischichtig und den Verformungsbetrieb einschichtig zu fahren.

Alternativ ist es aber auch möglich, als Aufheizofen einen Hubbalkenofen oder eine andere entsprechende Vorrichtung zu verwenden.

Zwischen dem Gießstand und dem Aufheizofen kann ferner eine Warmhalteeinrichtung vorgesehen sein. Diese dient beispielsweise als zusätzliche Sicherung, wenn einmal der Aufheizofen ausfällt.

Vorzugsweise ist die Warmhalteeinrichtung mit einer Temperatursteuerung versehen_? so daß ohne Änderung der Temperatur des Aufheizofens zwischendurch auch Blöcke aus anderen Legierungen behandelt werden können.

Als nachgeschaltete Verformungseinrichtung ist zweckmäßig eine Schmiedepresse vorgesehen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

. Fig. 1 in schematischer Darstellung

ein Stahlwerk mit unmittelbar nachgeschalteter Warmverformungsanlage und

Fig. 2 eine ähnliche Anlage wie in Fig. 1,

wobei die Warmverformungsanlage in einer winklig angeordneten Halle untergebracht ist. 10

Nach Fig. 1 besteht das Stahlwerk aus einem Lichtbogenofen 1, einer Reihe von Bunkern 2, 3» 4, 5, aus welchen dem Lichtbogenofen Schrott, legierter Schrott, Kalk, Legierungen und dergleichen in vorgegebenen Anteilen zugeführt werden.

Aus dem Lichtbogenofen wird die Schmelze in eine Pfanne 6 abgestochen,und von dort gelangt die Schmelze in eine VOD-AnIage 7, in der die Schmelze einer Sekundärmetallurgie unterzogen wird.

In einem anschließenden Gießstand 8 wird die fertige Schmelze zu Blöcken 9 vorgegebener Größe gegossen.

Die bezogenen Blöcke 9 werden dann nach ihrer Erstarrung einem Drehherdofen 10 zugeführt, in welchem die Blöcke auf ihre Verformungstemperatur erwärmt werden.

Der Gießstand 8 und der Drehherdofen 9 befinden sich im Bereich desselben Krans 11, so daß die Blöcke 9 vom Gießstand unmittelbar in den Drehherdofen eingegeben werden können.

Aus dem Drehherdofen 10 gelangen die Blöcke 9 dann
unmittelbar in eine Schmiedepresse 12, in welcher sie
zu entsprechend vorgegebenen Rohlingen, weiterverarbeitet werden. Der Rohling gelangt dann unmittelbar oder nach

vorheriger Trennung auf ein Kühlbett 13, auf welchem der Rohling Jeweils so gedreht wird, daß ein Verziehen nicht eintreten kann.

Danach wird der abgekühlte Rohling in einer in der .
Zeichnung nicht dargestellten Schälmaschine geschält
und anschließend geprüft. , - ·

In dem gesamten Verfahren erfolgt die Verarbeitung in
einer Hitze, ohne daß der Block auf eine Temperatur
¹^ abgekühlt wird, bei der unter Umständen Rißbildung auftritt, die durch anschließende Warmverformung nicht mehr ausgeglichen werden kann.

In einer solchen Anlage lassen sich Qualitäten mit
hohen Legierungsanteilen und Sonderlegierungen risikolos verarbeiten, beispielsweise Schnellarbeitsstahle, Ventilstähle, rost- und säurebeständige Stähle, hitzebeständige Stähle, nichtmagnetische Stähle, Sonderlegierungen auf
Nickelbasis, Nickel-Chrom-Basis, Nickel-Cobalt-Molybdän-Basis, Cobalt-Wolfram-Basis und dergleichen mehr.

Die in Fig. 2 dargestellte Anlage ist in ähnlicher Weise . aufgebaut wie die Anlage gemäß Fig. 1. Das Stahlwerk
mit seinem Lichtbogenofen 1 und seiner VOD-Anlage 7 ist
nahezu identisch.

In unmittelbarer Nähe des Gießstandes 8 befindet sich
bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel

noch eine Warmhalteeinrichtung 14, beispielsweise eine

Warmhaltegrube. In der Warmhalteeinrichtung, die mit

einer Temperatursteuerung versehen ist, können die gezogenen Blöcke gezielt auf beispielsweise 1000° C abgekühlt werden, bis sie auch innen erstarrt sind. Dann können die Blöcke risikolos liegend in den Drehherdofen 10 eingesetzt werden.

Die Warmhalteeinrichtung kann auch als Puffer dienen, wenn beispielsweise der Aufheizofen defekt ist oder wenn zwischendurch Blöcke mit anderen Temperaturfahrplanen behandelt werden müssen.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich der Gießstand 8 und der Drehherdofen 10 im Bereich ein und desselben Krans 11. Im Bereich dieses Krans 11 liegt auch die Warmhalteeinrichtung 14. Die Blöcke 9 können dann vom Gießstand 8 aus in die Warmhalteeinrichtung oder aber auf die Zuführeinrichtung 15 des Drehherdofens 10 gegeben werden.

Aus dem Drehherdofen 10 gelangen die auf Verformungstemperatur aufgeheizten Blöcke 9 über einen Rollgang automatisch zu einer Schmiedemaschine 17, in welcher die Blöcke 9 zu entsprechend vorgegebenen Rohlingen

weiterverarbeitet werden.
25

Die anschließenden Kühl-,Schäl- und Prüfeinrichtungen sind in der Zeichnung nicht mehr dargestellt.

Die in der Zeichnung dargestellten Anlagen bieten ein Optimum an Wirtschaftlichkeit, denn das Produkt wird vom Rohstoff bis zum fertiggeschälten Rohling in einer Hitze, d. h. ohne Abkühlung auf Raumtemperatur, erzeugt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohlinge sind fehlerfrei, da während des Produktionsvorgangs keine TemperaturabSenkungen in

Temperaturbereiche erfolgen, in denen Spannungsspitzen im Material auftreten, so daß die Bildung von Rissen bzw. Haarrissen praktisch ausgeschlossen'1st. Die Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgt erst nach der Verformung des Materials, wenn das Material gegen Spannungsspitzen nicht mehr empfindlich ist.

Claims

10

15

20

25

30

35

Ansprüche

Verfahren zur Herstellung von höchstlegierten Stählen und Sonderlegierungen, wobei die Charge erschmolzen, dann metallurgisch bzw. sekundärmetallurgisch behandelt und danach zu Blöcken vergossen wird, dadurch gekennzeichne t, daß die gegossenen Blöcke soweit abgekühlt werden, bis die Blöcke durchgehend erstarrt sind, wobei die Temperatur des Blockes in allen Bereichen stets oberhalb der kritischen Temperatur liegt, bei der Spannungsrisse auftreten können, und.daß die erstarrten Blöcke anschließend auf Verformungstemperatur erwärmt und unmittelbar aus dieser Hitze verformt werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erstarrten Blöcke in horizontaler Anordnung auf ihre Verformungstemperatur erwärmt werden.

Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Schmelzofen, einem metallurgischen Gefäß sowie einem Gießstand, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Gießstandes (8) ein Aufheizofen (10) angeordnet ist und daß sich an den Aufheizöfen (10) eine Verformungseinrichtung (12; 17) anschließt.

■j^ 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießstand (8) und der'Aufheizofen (10) im Bereich ein und desselben Krans (11) liegen.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch

gekennzeichnet, daß zwischen dem Aufheizofen (10) und der anschließenden Verformungseinrichtung (12; 17) ein Rollgang (16) vorgesehen ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß als Aufheizofen ein Drehherdofen (10) vorgesehen ist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufheizofen ein Hubbalkenofen vorgesehen ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gießstand (8) und dem Aufheizofen (10) eine Warmhalteeinrichtung (14) vorgesehen ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Warmhalteeinrichtung (14) mit einer Temperatursteuerung versehen ist.

1o. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als _on Verformungseinrichtung (12; 17) eine Schmiedepresse vorgesehen ist.