DE3831910C2 - Durchziehofen für Langerzeugnisse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchziehofen zur Wär­ mebehandlung von metallenen Langerzeugnissen wie Drähten, Bändern und Profilen mit einer Muffeln ent­ haltenen Heizstrecke, wobei in den Muffeln, ein Schutz­ gas enthalten ist und mit einer der Heizstrecke folgen­ den Kühlstrecke.

Durchziehöfen für die Wärmebehandlung langge­ streckter Metallteile (Drähte, Bänder, Profile, Rohre) unter Schutzgasatmosphäre sind seit vielen Jahren be­ kannt. Sie bestehen aus einer Heizstrecke und einer Kühlstrecke und das Glühgut wird durch metallische Rohre oder Muffen zuerst durch die Heizstrecke und dann durch die Kühlstrecke gezogen.

In den Rohren oder Muffeln befindet sich ein Schutz­ gas, das eine Oxydation des Behandlungsgutes während der Wärmebehandlung verhindert. Wenn mehrere Stränge des Behandlungsgutes parallel laufen sollen, be­ finden sich entsprechend viele Glüh- und Kühlrohre in der Anlage. Die Glührohre werden in der Heizstrecke von Luft umgeben und durch indirekte Heizsysteme von außen erwärmt. In der Kühlstrecke werden die Rohre von außen entweder mit Luft oder Wasser gekühlt. Bei dieser Behandlungsmethode mußten bislang verschie­ dene Probleme in Kauf genommen werden:

• - Durch den Kontakt mit dem kalt einlaufenden Glühgut verbiegen sich die Glührohre so stark, daß das Glühgut aus seiner Laufachse gedrückt wird und Schleifspuren an der Oberfläche des Glühgutes entstehen.
• - Die Glührohre sind nach 0,5-1,5 Jahren durch Verschleiß, Korrosion oder Verstopfung defekt.
• - Die Glührohre begrenzen die maximalen Ar­ beitstemperaturen dieser Öfen auf 1200 Grad.
• - Der Übergangsbereich zwischen Glührohren und Kühlrohren ist im Regelfall zu lang, so daß bei langsam laufenden austenitischen Werkstoffen die Abschreckung aus der Austenitisierungstempera­ tur nicht schnell genug erfolgt.
• - Bei größeren Drahtdurchmessern reicht die Kühlgeschwindigkeit in der Kühlstrecke nicht aus, um ein einwandfreies Gefüge zu erhalten.
• - Die Kühlleistung ist nur geringfügig veränder­ bar.
• - Die Kühlstrecken sind sehr lang.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Durchziehofen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er hohe Temperaturen und eine daran anschließende schnelle Abkühlung ermöglicht und hierbei eine hohe Lebens­ dauer besitzt. Auch sollen Oberflächenbeschädigungen am Glühgut auf ein Minimum reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Muffeln aus Graphit bestehen, daß das Schutz­ gas Wasserstoff ist oder zumindest 50/0 Wasserstoff ent­ hält und daß außen die Muffeln der Heizstrecke von einem Inertgas, insbesondere Stickstoff umgeben sind.

Ein solcher Durchziehofen ermöglicht hohe Tempe­ raturen bis 1600 Grad Celsius, da die Graphitmuffeln auch bei solch hohen Temperaturen sich nicht verän­ dern. Auch ist die Lebensdauer der Glührohre bzw. Muffeln wesentlich höher, da es weder zu Verschleiß noch zu Korrosion oder Verstopfung kommt.

Eine Schutzgaseinspeisung in jedes einzelne Glüh­ rohr zwischen Heizstrecke und Kühlstrecke entfällt, da die Kühlstrecke unmittelbar an die Heizstrecke befe­ stigt werden kann. Damit ist der Übergang von der Heizstrecke zur Kühlstrecke optimal kurz, so daß ein schnelles Abschrecken möglich wird und insbesondere auch große Profil- bzw. Drahtdurchmesser genügend schnell abgekühlt werden können. Auch bei Verwen­ dung der bisher üblichen Kühlstreckenkonzeption mit Kühlrohren die von außen mit Luft oder Wasser gekühlt werden, erfolgt somit der Übergang von der Heizstrek­ ke in die Kühlstrecke auf sehr kurzer Distanz.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Schutzgas in den Muffeln ein Wasserstoff/Stickstoff-Gemisch ist. Die Langerzeugnisse werden verschleißfrei und sicher durch die Heizstrecke geführt, wenn in den Grafit-Muf­ feln innen, insbesondere U-förmige Führungen aus Ke­ ramik für jedes Langerzeugnis befestigt sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der einlaufseiti­ gen Stirnwand der Heizstrecke Durchführungselemente befestigt sind, durch die die Langerzeugnisse in die Heizstrecke eintreten und aus denen Schutzgas austritt.

Auch ist von Vorteil, daß in der der Heizstrecke fol­ genden Kühlstrecke die Langerzeugnisse durch das in den Muffeln verwendete Schutzgas gekühlt werden, das im Kreislauf umgeführt wird, um nach seiner Erwär­ mung durch einen Wärmetauscher wieder abgekühlt zu werden. Es wird eine optimal schnelle Abkühlung auf sehr kurzer Distanz erreicht, wobei das in der Kühl­ strecke befindliche Schutzgas zu einem kleinen Teil in die Muffeln austreten darf, da dieselbe Gasart verwen­ det wird. Eine sehr exakte Kühlung wird dann erreicht, wenn zur Steuerung der Kühlintensität im Kühlkreislauf des Schutzgases ein Drosselorgan, insbesondere eine Drosselklappe angeordnet ist.

Von Vorteil ist auch, wenn das zur Kühlung verwen­ dete Schutzgas in der Kühlstrecke in die Muffeln ein­ strömt und durch die Muffeln hindurch entgegen der Bewegungsrichtung der Langerzeugnisse zum Eingang der Heizstrecke strömt und dort austritt.

Auch wird vorzugsweise vorgeschlagen, daß zum Ein­ ziehen der Langerzeugnisse ein Einziehstab vom Aus­ lauf der Kühlstrecke her durch die Anlage schiebbar ist und dann in der richtigen Aderposition am Ofeneinlauf austritt, so daß die Arbeit des Einziehens wesentlich erleichtert wird.

Zur Abdichtung der Auslaufseite der Kühlstrecke wird vorgeschlagen, daß hinter der Kühlstrecke ein Sandbett angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch den Ofen und

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt nach II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen senkrechten Querschnitt nach III-III in Fig. 1.

In Durchlaufrichtung der zu behandelnden Langer­ zeugnisse 1, insbesondere Drähte, Bänder- und Profile weist der Durchziehglühofen eine Heizstrecke 2, eine direkt daran anschließende Kühlstrecke 3 und ein dar­ auf folgendes Sandbett 4 auf. Im Bereich der Heizstrek­ ke 2 besitzt der Ofen eine Außenwand 5 und eine Ofen­ innenwand 6, die den Ofenraum 7 umschließt. Zwischen der Ofenaußenwand 5 und der Ofeninnenwand 6, die aus Mauerwerk bestehen kann, befindet sieh eine Wärme­ dämmung 8. In Längsrichtung des Ofens wird dieser von mehreren Langerzeugnissen 1 durchlaufen, die parallel nebeneinander liegen, wobei für mehrere Langerzeug­ nisse eine rohrförmige Graphitmuffel 9 angeordnet ist.

Die Muffeln 9 liegen parallel nebeneinander im Ofen­ raum 7, der an der Oberseite von Heizelementen 10 durchzogen ist und in dem sich Inertgas, insbesondere Stickstoff befindet. Das Inertgas wird durch einen An­ schluß 11 eingegeben und umspült alle Muffeln 9 an deren Außenseite.

Im Innern jeder Graphitmuffel 9 befinden sich mehre­ re keramische Führungselemente 12, die insbesondere U-förmig ausgebildet sein können und deren Innensei­ ten sehr glatt sind, so daß es zu keinem wesentlichen Abrieb kommt. Die insbesondere in regelmäßigen Ab­ ständen angeordneten Führungselemente 12 führen die Langerzeugnisse über die gesamte Länge der Heiz­ strecke 2 und damit der Muffeln 9. Im Innern der Gra­ phitmuffeln 9 befindet sich ein Schutzgas, insbesondere Wasserstoff oder ein Gemisch aus Wasserstoff und ei­ nem anderen Schutzgas, insbesondere Stickstoff, wobei der Wasserstoff zumindest ein Anteil von 5% hat. Das Schutzgas wird auch zum Abkühlen in der Kühlstrecke 3 verwendet und wird in die Kühlvorrichtung über einen Einlaß 13 eingebracht um dort, wie noch weiter unten beschrieben umgewälzt zu werden. Da die Kühlvorrich­ tung direkt an die Heizstrecke angeflanscht ist, kann ein Teil des in der Kühlstrecke befindlichen Schutzgases in die Graphitmuffeln strömen um durch die Graphitmuf­ feln entgegen der Bewegungsrichtung der Langerzeug­ nisse zu fließen und dann an der Eintrittsstelle der Lang­ erzeugnisse auszutreten. An dieser Ofeneintrittsstelle befindet sich eine Wasserkühlung 14. Auch besitzt die einlaufseitige Stirnwand 15 Durchführungselemente, durch die einerseits das Glühgut in die Heizstrecke ein­ tritt und durch die andererseits das Schutzgas austritt.

Über die Länge der Kühlstrecke 3 sind oberhalb und unterhalb der nebeneinander parallel liegenden Langer­ zeugnisse 1 Ausblasvorrichtungen 16 vorgesehen, durch die das Schutzgas auf die Langerzeugnisse geblasen wird. Danach wird das Schutzgas durch einen Lüfter 17 über einen Wärmetauscher 18 angesaugt, um zu den Blasvorrichtungen 16 zurückzukehren. Das Schutzgas wird somit im Kreislauf geführt nicht dargestellte Drosselklappen im Kühlgas-Kreislauf bestimmen die geförderte Gasmenge und damit die Kühlintensität. Darüber hinaus kann die Kühlintensität durch die Aus­ wahl des Schutzgases bestimmt werden.

Die Auslaufseite der Kühlstrecke 3 weist an den Aus­ trittsstellen Abdichtungen in Form von Stopfbuchsen oder einer Sandvorlage bzw. eines Sandbettes 4 auf, damit an dieser Stelle Schutzgas nicht austreten noch Luft eintreten kann.

Zum Einziehen der Langerzeugnisse wird ein Ein­ ziehstab vom Auslauf der Kühlstrecke her durch die Anlage geschoben, um dann an der Einlaufstelle an der richtigen Position auszutreten. An den Einziehstab wird dann das Langerzeugnis befestigt und der Einziehstab zurückgezogen. Dies kann bei heißem Ofen erfolgen, so daß der Ofen bei schwankender Produktionsmenge mit unterschiedlichen Aderzahlen betrieben werden kann.

Claims (10)

1. Durchziehofen zur Wärmebehandlung von me­ tallenen Langerzeugnissen (1) wie Drähten, Bän­ dern und Profilen mit einer Muffeln (9) aufweisen­ den Heizstrecke (2), wobei in den Muffeln, ein Schutzgas enthalten ist, und mit einer der Heiz­ strecke (2) folgenden Kühlstrecke (3), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Muffeln (9) aus Graphit be­ stehen, daß das Schutzgas Wasserstoff ist oder zu­ mindest 5% Wasserstoff enthält und daß außen die Muffeln (9) der Heizstrecke (2) von einem Inertgas, insbesondere Stickstoff umgeben sind.

2. Durchziehofen nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schutzgas in den Muffeln (9) ein Wasserstoff/Stickstoff-Gemisch ist.

3. Durchziehofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Graphit-Muffeln innen insbesondere U-förmige Führungen aus Keramik für jedes Langerzeugnis (1) befestigt sind.

4. Durchziehofen nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der ein­ laufseitigen Stirnwand (15) der Heizstrecke (2) Durchführungselemente befestigt sind, durch die die Langerzeugnisse (1) in die Heizstrecke eintre­ ten und aus denen Schutzgas nach außen tritt.

5. Durchziehofen nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Heizstrecke (2) folgenden Kühlstrecke (3) die Langerzeugnisse (1) durch das in den Muffeln (9) verwendete Schutzgas gekühlt werden, das im Kreislauf umgeführt wird, um nach seiner Erwär­ mung durch einen Wärmetauscher (18) wieder ab­ gekühlt zu werden.

6. Durchziehofen nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Steuerung der Kühlintensi­ tät im Kühlkreislauf des Schutzgases ein Drosselor­ gan insbesondere eine Drosselklappe angeordnet ist.

7. Durchziehofen nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Küh­ lung verwendete Schutzgas aus der Kühlstrecke (3) in die Muffel (9) einströmt und durch die Muffel hindurch entgegen der Bewegungsrichtung der Langerzeugnisse (1) zum Eingang der Heizstrecke (2) strömt und dort austritt.

8. Durchziehofen nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vor­ richtung zum Einspeisen von Schutzgas zwischen Heizstrecke (2) und Kühlstrecke (3) fehlt und die Kühlstrecke direkt hinter der Heizstrecke befestigt ist.

9. Durchziehofen nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einzie­ hen der Langerzeugnisse (1) ein Einziehstab vom Auslauf der Kühlstrecke (3) her durch die Anlage schiebbar ist und in der richtigen Aderposition am Ofeneinlauf austritt.

10. Durchziehofen nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Kühlstrecke (3) ein Sandbett (4) angeordnet ist.