DE3929829A1 - Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers - Google Patents

Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers

Info

Publication number
DE3929829A1
DE3929829A1 DE19893929829 DE3929829A DE3929829A1 DE 3929829 A1 DE3929829 A1 DE 3929829A1 DE 19893929829 DE19893929829 DE 19893929829 DE 3929829 A DE3929829 A DE 3929829A DE 3929829 A1 DE3929829 A1 DE 3929829A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
temperature
hollow body
cooling water
coolant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19893929829
Other languages
English (en)
Inventor
Georg Dipl Ing Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HOFMANN, GEORG, DIPL.-ING., 40489 DUESSELDORF, DE
Original Assignee
Mannesmann AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19883809645 external-priority patent/DE3809645A1/de
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Priority to DE19893929829 priority Critical patent/DE3929829A1/de
Publication of DE3929829A1 publication Critical patent/DE3929829A1/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005Process control or regulation for heat treatments for cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085Cooling or quenching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen eines zylindrischen Hohlkörpers, insbesondere eines Rohres oder Behälters, aus Stahl im Rahmen einer Wärmebehandlung nach Patentanmeldung P 38 09 645.5.
In der Patentanmeldung P 38 09 645.5 wird ein Abkühlverfahren für Hohlkörper aus Stahl im Rahmen einer Wärmebehandlung beschrieben, bei dem ein nichtbrennbares Kühlmittel auf die äußere Oberfläche des Hohlkörpers in der Weise dosiert aufgebracht wird, daß ein vorgegebener Temperaturverlauf in der jeweiligen Kühlzone auf dem Hohlkörper erreicht wird. Hierzu wird die Kühlmittelmenge mit Hilfe einer elektronischen Steuerung während der Kühlung fortlaufend oder in Intervallen vermindert, wobei bei Erreichen der Leidenfrosttemperatur eine scharfe Drosselung der Kühlmittelmenge auf unter 30% der ursprünglichen Kühlmittelmenge vorgesehen ist. Die elektronische Steuerung errechnet und steuert den zeitlichen Verlauf der spezifischen Kühlmittelmenge in Abhängigkeit von der Anfangstemperatur, der Wanddicke, dem Durchmesser und der Materialart des Hohlkörpers sowie von der Kühlmitteltemperatur anhand von in Vorversuchen ermittelten Vorgabewerten und/oder paßt die spezifische Kühlmittelmenge durch Vergleich der sich ständig ändernden Oberflächentemperatur der Kühlzone mit dem gewünschten Solltemperaturverlauf in einem Regelkreis an.
Der Hohlkörper wird während der Abkühlung im Durchlaufverfahren an unterschiedlich dimensionierten Kühlsystemen vorbeigeführt, wobei in der Art eines Reversierbetriebes auch mehrere Durchläufe entlang desselben Kühlsystems erfolgen können.
Das beschriebene Verfahren eignet sich grundsätzlich auch für das Abkühlen von Hohlkörpern aus Werkstoffen, die gegenüber Härterissen empfindlich sind und für die an sich als Abschreckmedium Öl vorgeschrieben wird (ölhärtende Werkstoffe). Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei besonders kritischen ölhärtenden Werkstoffen mit dieser Verfahrensweise der Oberflächentemperaturverlauf nicht immer mit der wünschenswerten Genauigkeit eingehalten werden konnte. Dies gilt insbesondere für die Behandlung von zylindrischen Hohlkörpern mit entlang ihrer Längsachse ungleichmäßiger Wanddicke (z. B. Bohrgestängerohre oder Futterrohre mit verdickten Enden für die Schraubverbindungen) und/oder ungleichmäßiger Anfangstemperatur bei Beginn der Abkühlbehandlung.
Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß eine noch exaktere Temperaturführung und somit eine noch schonendere Abkühlung erreichbar ist, wobei auch Hohlkörper mit entlang ihrer Längsachse sich verändernder Wanddicke und/oder Anfangstemperatur in der gewünschten Weise abkühlbar sein sollen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.
Um den zeitlichen Verlauf auf der Oberfläche des abzukühlenden Hohlkörpers exakter einstellen zu können, sieht die Erfindung vor, daß der Hohlkörper nicht mehr im Durchlaufverfahren an den eingesetzten Kühlsystemen vorbeigeführt wird, sondern daß er während der Abkühlung relativ zum Kühlsystem jeweils ortsfest gehalten wird, wobei er zur Erzielung einer über seinen Umfang gleichmäßigen Kühlung ständig um seine horizontal angeordnete Längsachse rotiert. Das bedeutet, daß ein einzelnes Kühlsystem (z. B. Vollkegelspritzdüse) jeweils nur für die Kühlung einer abgegrenzten Kühlzone auf dem Hohlkörper eingesetzt wird, wohingegen beim Durchlaufverfahren in der Regel die gesamte Oberfläche sukzessive von jedem Kühlsystem behandelt wird, so daß deren Kühlwassermenge in zeitlicher Hinsicht selbstverständlich auch in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit und von der aktuellen relativen Lage des Hohlkörpers zum Kühlsystem eingestellt werden muß. Bei einer für das Durchlaufverfahren ausgelegten Kühlanlagenkonfiguration ist letzteres vielfach sehr schwierig und je nach Anordnung der Kühlsysteme für bestimmte Hohlkörper sogar überhaupt nicht möglich. Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird dagegen die Einflußgröße "Transportgeschwindigkeit" vollständig ausgeschaltet, und es besteht von vornherein jeweils eine eindeutige Zuordnung der Kühlzonen auf dem Hohlkörper zu den einzelnen Kühlsystemen. Aus diesem Grunde können auch Hohlkörper mit sich entlang ihrer Längsachse verändernder Wanddicke und/oder Temperatur in der gewünschten Weise abgekühlt werden, d. h. das Erfordernis einer stärkeren bzw. zeitlich gestreckten Wärmeabfuhr aus einer Kühlzone mit gegenüber anderen Kühlzonen verdickter Wand kann problemlos erfüllt werden, da sämtliche Kühlsysteme von der elektronischen Steuerung unabhängig voneinander einstellbar sind. Um innerhalb einer Kühlzone auch in axialer Richtung des Hohlkörpers eine gleichmäßige Kühlung zu bewirken, kann es zweckmäßig sein, die Kühlwasseraustrittsöffnung jeweils in eine Pendelbewegung mit geringer Amplitude entlang der Längsachse des Hohlkörpers zu versetzen.
Dadurch wird z. B. bei einer Spritzdüse die Wirkung einer ungleichmäßigen Ausbildung des Sprühstrahls weitgehend ausgeglichen. Die von benachbarten Kühlsystemen überstrichenen Kühlzonen überdecken sich dabei teilweise. Die Ausgleichswirkung läßt sich selbstverständlich auch erzielen, wenn der abzukühlende Hohlkörper in Längsrichtung um eine Nullage hin- und herbewegt wird. Der Hub dieser oszillierenden Bewegung beträgt im allgemeinen nur wenige Zentimeter.
Da die Schwierigkeit bei der Wasserkühlung von an sich ölhärtenden Werkstoffen darin besteht, jederzeit eine ausreichend milde Wärmeabfuhr zu gewährleisten, ist der Temperaturbereich unterhalb der Leidenfrosttemperatur wegen des sich rapide ändernden Wärmeübergangsverhaltens besonders kristisch. In dieser Hinsicht ergeben sich in Weiterbildung der Erfindung besondere Vorteile dadurch, daß zumindest zeitweilig, das heißt z. B. nach Erreichen einer Temperatur im Hohlkörper unter 500-600°C zur Kühlung angewärmtes Wasser, dessen Temperatur zweckmäßig zwischen 50-80°C gewählt wird, eingesetzt wird. Diese Erwärmung verschiebt unter sonst gleichen Bedingungen die Leidenfrosttemperatur zu tieferen und damit für den Werkstoff weniger kritischen Temperaturen. Aus Gründen der Energieeinsparung bietet es sich an, zur Erwärmung dieses Kühlwassers die Abwärme der abzukühlenden Hohlkörper zu nutzen.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Abmilderung der Kühlwirkung des eingesetzten Wassers besteht in der Erhöhung der Drehzahl des Hohlkörpers. Insbesondere sollte die Drehzahl bei Erreichen der Leidenfrosttemperatur auf mindestens den doppelten Wert der Anfangsdrehzahl gesteigert werden, so daß durch ein Abschleudern von Wassertröpfchen von der Oberfläche des Hohlkörpers eine geringere Kühlwirkung erreicht werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Kühlverfahren können die z. Z. bekannten Vergütewerkstoffe besser ausgenutzt werden, weil die für eine optimale Gefügeausbildung notwendigen Abkühlgeschwindigkeiten exakt vorgegeben und praktisch realisiert werden können. Diese Kühlverfahren ermöglicht gleichmäßige Abkühlgeschwindigkeiten ohne plötzliche und unkontrollierbare Schwankungen.
Eine Zunahme der Abkühlgeschwindigkeit bei Erreichen einer bestimmten Temperatur, so z. B. bei einer Phasenumwandlung oder insbesondere bei der Leidenfrosttemperatur kann verhindert werden. Durch die ständige Anpassung der spezifischen Kühlmittelmenge an die augenblickliche Oberflächentemperatur bei vorgegebener Wanddicke bietet sich die Möglichkeit, jede gewünschte Kühlintensität einzustellen und einzuhalten und dabei als Kühlmittel Wasser zu verwenden. Kennzeichnend für das Verfahren ist die ständige kontrollierte Reduzierung der Kühlmittelbeaufschlagung während des Abkühlvorganges.
Die Beeinflussung der spezifischen Kühlwassermenge wird von einer elektronischen Steuerung übernommen, die auf Regelventile in der Kühlmittelzufuhr entsprechend einwirkt und ggf. eine Umschaltung auf ein Kühlmittelzufuhrsystem mit geringerer Durchsatzleistung und entsprechend feinerer Regelbarkeit und/oder mit anderstemperiertem Kühlwasser und/oder eine Änderung der Drehzahl des Hohlkörpers veranlaßt. Die Einstellwerte für die Ventile bzw. die Schaltimpulse werden von der Steuerung während des Abkühlvorgangs zeitgerecht ausgegeben, wobei zwei Wege zu deren Ermittlung alternativ oder in Kombination vorgesehen sind:
In Vorversuchen können anhand von Versuchsstücken manuell vorgegebene Zeitreihen für die Einstellwerte der Kühlmittelzufuhr auf ihre Eignung getestet werden, wobei die Ausgangsbedingungen (Temperatur des Hohlkörpers und des Kühlmittels, Wanddicke, Durchmesser, Materialart usw.) festgehalten werden. Wenn geeignete Werte ermittelt worden sind, mit denen der gewünschte Härteeffekt ohne Bildung von Härterissen realisierbar ist, können Hohlkörper, die den Versuchsstücken vom Material und der Geometrie her gleichen, erfolgreich abgeschreckt werden, indem die Durchflußmengensteuerung der Kühlsysteme programmgesteuert mit diesen Vorgabewerten erfolgt.
Bei Abweichungen der Ausgangsbedingungen (z. B. Temperatur, Durchmesser, Wanddicke) können aus der ursprünglichen Zeitreihe geeignete Werte von der elektronischen Steuerung mit Hilfe eines Korrekturprogramms errechnet werden, so daß mit den extrapolierten oder interpolierten Werten aus der Vorversuchsreihe ohne weiteres auch andere Hohlkörper abgekühlt werden können. Dabei wird die spezifische Kühlmittelmenge V, bevor der Hohlkörper bis auf Leidenfrosttemperatur abgekühlt ist, vorzugsweise nach folgender Beziehung eingestellt:
Darin bedeuten:
Die spezifische Kühlmittelmenge wird auf die Werkstückoberfläche des zu kühlenden Gutes bezogen. Die Kühldauer T8-5 ist eine Werkstoffkenngröße und ist je nach gewünschtem Gefüge aus dem ZTU-Schaubild des betreffenden Werkstoffes zu entnehmen.
Im Bereich der Werkstückoberflächentemperatur unterhalb der Leidenfrosttemperatur wird die spezifische Kühlwassermenge V vorzugsweise entsprechend folgender Beziehung eingestellt:
Die einzelnen Größen haben die gleiche Bedeutung wie oben, wobei der Wertebereich für F allerdings von 1 bis maximal 40 reicht.
Alternativ zum Nachfahren einer vorgegebenen Zeitreihe für die spezifische Kühlwassermenge kann die Beeinflussung der Kühlwasserzufuhr während des Abkühlvorgangs auch im Sinne eines Regelkreises durchgeführt werden, wobei der elektronischen Steuerung ein zeitabhängiger Sollverlauf der Oberflächentemperatur des abzukühlenden Hohlkörpers vorgegeben wird. Die Vorgabewerte sind materialabhängig. In diesem Fall sind in der Abschreckanlage Sensoren zur Temperaturmessung vorzusehen und mit der elektronischen Steuerung zu verbinden. Die Steuerung ist dadurch in der Lage, die Einstellwerte für die Regel- und Absperrventile der Kühlsysteme selbsttätig aufzufinden und entsprechend dem angestrebten Abkühlverlauf zeitlich zu verändern.
Es ist auch möglich, eine Kombination von Steuerung und Regelung der Kühlmittelzufuhr anzuwenden, indem z. B. in der Anfangsphase des Abschreckvorgangs, in der eine schroffe Abkühlung erwünscht ist, im Sinne einer Steuerung, also mit fest vorgegebenen Einstellwerten der Ventile gearbeitet und erst später auf eine Regelung in Abhängigkeit von der tatsächlichen Temperatur und der Abkühlzeit übergegangen wird.
Anhand der in der Figur dargestellten Abkühlanlage wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Über ein nicht dargestelltes Temperatursystem ist ein abzukühlender Hohlkörper (z. B. Stahlrohr 1) in die Abkühlanlage einführbar. Die Abkühlanlage weist ein Gehäuse 3 auf, in dem ein Rollensystem 2 angeordnet ist, auf dem der Hohlkörper auf der Stelle um seine horizontale Achse motorisch drehbar ist. Entlang der Hohlkörperachse sind mehrere Kühlmittelzufuhrsysteme 4, 5, 6 parallel zueinander angeordnet.
Die Kühlmittelzufuhrsysteme 4, 5, 6 sind mit Einzelspritzdüsen bestückt, deren Apertur unterschiedlich gewählt ist, um gestufte Kühlmittelmengen, d. h. sehr große und auch kleine Mengen auf den abzukühlenden Hohlkörper aufbringen zu können. Die Abstände der Einzelspritzdüsen untereinander sind so gewählt, daß die ihnen zuzuordnenden Kühlzonen die gesamte Oberfläche des Hohlkörpers 1 überdecken können. Durch die in den Kühlmittelzuführleitungen angeordneten Regel- und Absperrventile (Motorventil 10, Magnetventil 11) kann die Kühlmittelmenge jedes Spritzdüsensystems 4, 5, 6 innerhalb des Regelbereichs variiert oder ganz unterbrochen werden. Während die schematische Darstellung für das Kühlmittelzufuhrsystem 5 lediglich ein gemeinsames Motorventil 10 und Magnetventil 11 zeigt, was zur Behandlung einfacher Hohlkörper vielfach ausreicht, kann im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch die entsprechende Regelbarkeit jeder einzelnen Spritzdüse vorgesehen sein, um entlang der Hohlkörperachse unterschiedliche Kühleffekte zu erzielen.
Die Ansteuerung der Ventile 10, 11 erfolgt über die von der elektronischen Steuereinrichtung 8 (z. B. Prozeßrechner) ausgehenden Steuerleitungen 9. Die Steuereinrichtung 8 kann über die Ein-/Ausgabeeinheit 12 mit Steuerprogrammen und technologischen Daten 13 für die Beschreibung des gewünschten Abkühlvorgangs und der zu behandelnden Hohlkörper 1 versorgt werden. Für den Fall, daß die Prozeßführung in Form eines Regelkreises gestaltet werden soll, ist mindestens ein Temperatursensor 7 zur Ermittlung der Oberflächentemperatur des Hohlkörpers 1 innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet und steuerungsmäßig mit dem Prozeßrechner 8 verbunden. In der Abbildung ist nicht dargestellt, daß auch die Antriebe für das Rollensystem 2 vom Prozeßrechner 8 angesteuert sein können, um die Drehzahl des Hohlkörpers 1 einzustellen und/oder zu verändern.
Ebenfalls ist in der Abbildung nicht dargestellt, daß der Abstand der Spritzdüsen der Kühlmittelzufuhrsysteme 4, 5, 6 von der Oberfläche des Hohlkörpers 1 zweckmäßigerweise einstellbar ist, um eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser zu ermöglichen, und daß die Kühlmittelzufuhrsysteme 4, 5, 6 parallel zur Drehachse in eine oszillierende Bewegung versetzbar sind.
Der Betrieb der dargestellten Anlage, in der als Kühlmittel Wasser eingesetzt wird, erfolgt in der Weise, daß der zur Wärmebehandlung vorgesehene Hohlkörper 1 in erhitztem Zustand z. B. aus einem Ofen in das Gehäuse 3 der Abkühlanlage transportiert und parallel zu den Kühlmittelzuführsystemen 4, 5, 6 auf den Rollen 2 gelagert wird. Entsprechend den in den Prozeßrechner 8 eingegebenen und ggf. umgerechneten Vorgabedaten für die Ventilansteuerung werden die Kühlmittelzuführsysteme 4, 5, 6 in der ersten Abkühlphase z. B. alle zusammen mit voller Leistung betrieben, während sich der Hohlkörper 1 im Spritzbereich der Systeme 4, 5, 6 ständig dreht. Der Zeitpunkt hierfür ist entweder fest vorgegeben (Steuerung) oder wird während des Abkühlvorgangs über eine Temperaturmessung (Regelung) ermittelt.
Entsprechend den technologischen Erfordernissen wird die Kühlmittelzufuhr, während der Hohlkörper ständig weitergedreht wird, kontinuierlich gedrosselt, wobei die leistungsstärksten Kühlsysteme bei Bedarf völlig abgeschaltet werden können. Um besonders milde Kühleffekte zu realisieren, die insbesondere nach Erreichen der Leidenfrosttemperatur erforderlich sind, können Kühlmittelzufuhrsysteme vorgesehen sein, die z. B. Luft/Wasser-Gemische oder auch nur Druckluft oder ein inertes Druckgas auf die Kühlzone aufspritzen bzw. aufblasen. Zur Abschwächung des Kühleffektes empfiehlt es sich insbesondere bei Erreichen der Leidenfrosttemperatur die Drehzahl des Hohlkörpers 1 drastisch (z. B. auf den doppelten oder dreifachen Wert) zu erhöhen.
Eine weitere Möglichkeit zur Verminderung der Kühlwirkung ist darin zu sehen, vor Erreichen einer kritischen Abkühltemperatur im Hohlkörper auf die Zufuhr von Kühlmittel mit einer erhöhten Temperatur umzuschalten. Wenn beispielsweise in der Anfangsphase der Abkühlung mit Kühlwasser von 15°C gearbeitet wird, so kann vor Erreichen der Leidenfrosttemperatur mit Kühlwasser von z. B. 50-80°C weitergekühlt werden. Hierdurch verschiebt sich die Leidenfrosttemperatur zu tieferen Werten, so daß durch Aufrechterhaltung der Filmverdampfung eine mildere Abkühlung als bei der sonst einsetzenden Blasenverdampfung gewährleistet wird. Zur Erwärmung des Kühlmittels wird zweckmäßig die Abwärme der abzukühlenden Hohlkörper verwendet.
Die elektronisch gesteuerte Umschaltung auf unterschiedliche Kühlmittelzufuhrsysteme gewährleistet mit der Regelbarkeit des Kühlmittelstromes ggf. in Verbindung mit einer Drehzahlbeeinflussung und/oder einer Veränderung der Kühlwassertemperatur die Erzielung beliebiger Abkühlintensitäten, die denen von Öl entsprechen oder sogar noch milder ausfallen, ohne daß teure oder problematische Kühlmedien verwendet werden müssen. Vielmehr kann mit Wasser und Wasser/Luft-Gemischen billig und umweltfreundlich gearbeitet werden. Zu Beginn der Abkühlung kann dabei auch mit einem einzigen leistungsstarken Kühlsystem, das z. B. auf der Basis eines laminaren Wasservorhangs arbeiten kann, gearbeitet werden, und es wird nach und nach auf leistungsschwächere Kühlsysteme umgeschaltet. Da es selbstverständlich auch möglich ist, nur Teilbereiche der verwendeten Kühlsysteme einzuschalten, kann bei Bedarf die Abkühlbehandlung auch gezielt auf einzelne Zonen des Hohlkörpers (z. B. auf die Rohrenden) beschränkt werden. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mehrere axial hintereinander angeordnete Hohlkörper gleichzeitig abgekühlt werden können.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abkühlen eines zylindrischen Hohlkörpers, insbesondere eines Rohres oder Behälters, aus Stahl im Rahmen einer Wärmebehandlung, wobei in dem jeweils abzukühlenden Bereich (Kühlzone) auf die äußere Oberfläche des Hohlkörpers Kühlwasser durch Übergießen, Aufspritzen oder Aufblasen aufgebracht wird, wobei außerdem die auf die Kühlzone aufgebrachte spezifische Kühlwassermenge während der Abkühlung fortlaufend oder in Intervallen tendenziell vermindert wird, wobei ferner spätestens mit Erreichen des Bereiches der Leidenfrosttemperatur in der Kühlzone eine scharfe Drosselung der Kühlmittelzufuhr auf unter 30% der ursprünglichen spezifischen Kühlwassermenge erfolgt und wobei der zeitliche Verlauf der spezifischen Kühlwassermenge in Abhängigkeit von der anfänglichen Oberflächentemperatur, der Wanddicke, dem Durchmesser und der Materialart des Hohlkörpers sowie der Kühlwassertemperatur anhand von in Vorversuchen ermittelten Vorgabewerten zur Erzielung eines gewünschten zeitlichen Temperaturverlaufs in dem Hohlkörper errechnet und gesteuert und/oder durch Vergleich der sich ständig ändernden Oberflächentemperatur der Kühlzone mit dem gewünschten Solltemperaturverlauf in einem Regelkreis angepaßt wird, nach Patentanmeldung P 38 09 645.5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem ölhärtenden Werkstoff hergestellte Hohlkörper während seiner Abkühlung mindestens bis zum Erreichen einer Oberflächentemperatur von weniger als 200°C unter ständiger Rotation um seine horizontal liegende Längsachse im wesentlichen ortsfest zu den für das Aufbringen des Kühlwassers benutzten Einrichtungen gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Hohlkörpers in den Phasen mit höherer Abkühlgeschwindigkeit niedriger gehalten wird als in Phasen mit geringerer Abkühlgeschwindigkeit.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Hohlkörpers mit Erreichen der Leidenfrosttemperatur mindestens auf das Doppelte der anfänglichen Drehzahl gesteigert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abkühlung zur Verminderung der Kühlwirkung auf die Zufuhr von Kühlwasser mit gegenüber der Anfangstemperatur deutlich erhöhter Temperatur umgeschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Temperatur des Kühlwassers 50-80°C beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung des Kühlwassers unter Ausnutzung der Abwärme des Hohlkörpers erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Kühlmittelmenge V oberhalb der Leidenfrosttemperatur TL entsprechend folgender Bemessungsregel gedrosselt wird: Darin bedeuten: V = spezifische Kühlwassermenge in l/(m²×min) F = dimensionsloser Faktor von 5 bis 2000 s = Wanddicke in mm T8-5 = Kühldauer von 800 auf 500°C in s A = Temperaturleitkoeffizient in mm²/s T = Oberflächentemperatur in °C TU = mittlere Kühlwassertemperatur in °C TL = Leidenfrosttemperatur in °C
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Kühlmittelmenge V unterhalb der Leidenfrosttemperatur TL entsprechend folgender Bemessungsregel gedrosselt wird, wobei der Faktor F im Wertebereich 1-40 liegt:
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasseraustrittsöffnungen der für das Aufbringen des Kühlwassers benutzten Einrichtungen während der Abkühlung zur Vergleichmäßigung der Kühlwirkung eine Pendelbewegung entlang der Achse des Hohlkörpers ausführen.
DE19893929829 1988-03-18 1989-09-05 Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers Granted DE3929829A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893929829 DE3929829A1 (de) 1988-03-18 1989-09-05 Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19883809645 DE3809645A1 (de) 1988-03-18 1988-03-18 Verfahren zum abkuehlen von hohlkoerpern
DE19893929829 DE3929829A1 (de) 1988-03-18 1989-09-05 Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3929829A1 true DE3929829A1 (de) 1991-03-07

Family

ID=25866251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893929829 Granted DE3929829A1 (de) 1988-03-18 1989-09-05 Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3929829A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4111125C1 (en) * 1991-04-04 1992-11-12 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De Method and appts. for accelerated cooling of long hollow components
WO2002097140A1 (en) * 2001-05-28 2002-12-05 S.C. Petrotub S.A. Roman Automatic pipe quenching apparatus
CN105986101A (zh) * 2015-03-17 2016-10-05 特纳瑞斯盘管有限公司 淬火槽系统和使用方法
CN107385169A (zh) * 2017-09-23 2017-11-24 孙杏珍 一种铝合金加工用淬火热处理工艺系统
WO2018095826A1 (de) * 2016-11-22 2018-05-31 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zur schnellerwärmung von stahlblechprofilen oder stahlrohren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216496C2 (de) * 1981-05-06 1986-04-10 Nippon Kokan K.K., Tokio/Tokyo Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken von Stahlrohren
DE3721665C1 (de) * 1987-06-26 1988-04-14 Mannesmann Ag Verfahren zum Haerten eines Hohlkoerpers
DE3702784C1 (en) * 1987-01-30 1988-06-09 Mannesmann Ag Method for hardening steel tubes
DE3809645A1 (de) * 1988-03-18 1989-09-28 Mannesmann Ag Verfahren zum abkuehlen von hohlkoerpern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216496C2 (de) * 1981-05-06 1986-04-10 Nippon Kokan K.K., Tokio/Tokyo Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken von Stahlrohren
DE3702784C1 (en) * 1987-01-30 1988-06-09 Mannesmann Ag Method for hardening steel tubes
DE3721665C1 (de) * 1987-06-26 1988-04-14 Mannesmann Ag Verfahren zum Haerten eines Hohlkoerpers
DE3809645A1 (de) * 1988-03-18 1989-09-28 Mannesmann Ag Verfahren zum abkuehlen von hohlkoerpern
DE3809645C2 (de) * 1988-03-18 1990-09-20 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4111125C1 (en) * 1991-04-04 1992-11-12 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De Method and appts. for accelerated cooling of long hollow components
WO2002097140A1 (en) * 2001-05-28 2002-12-05 S.C. Petrotub S.A. Roman Automatic pipe quenching apparatus
CN105986101A (zh) * 2015-03-17 2016-10-05 特纳瑞斯盘管有限公司 淬火槽系统和使用方法
WO2018095826A1 (de) * 2016-11-22 2018-05-31 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zur schnellerwärmung von stahlblechprofilen oder stahlrohren
CN107385169A (zh) * 2017-09-23 2017-11-24 孙杏珍 一种铝合金加工用淬火热处理工艺系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4208485C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken metallischer Werkstücke
EP1977020B1 (de) Verfahren zum härten eines einen geschlossenen kurvenzug beschreibenden werkstücks
DE19649073A1 (de) Vorrichtung zur Abkühlung von Strangpreßprofilen
DE2712279C2 (de) Einrichtung zur Wärmebehandlung von zu behandelndem Gut, wie gegossenen Strängen und Barren, sowie Blöcken, Stangen, Rohren und dgl. insbesondere aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen
DE102015112573A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Härten und Richten eines stangenförmigen Halbzeugs
DE3929829A1 (de) Verfahren zum abkuehlen eines zylindrischen hohlkoerpers
DE1729516A1 (de) Vorrichtung zum UEberziehen von Zylindern mit Urethan
DE3226236C2 (de) Vorrichtung zum Abschrecken von Stahlröhren
DE4336085A1 (de) Verfahren zum Entfernen von Flüssigkeit von der Oberfläche eines benetzten Behandlungsgutes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE3809645C2 (de)
DE3307041A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum serienmaessigen, verzugsarmen haerten von werkstuecken sowie anwendung des verfahrens
DE3507846C1 (de) Vorrichtung zum Befetten von Werkstücken bei der spanlosen Umformung und beim Walzen, insbesondere Rollenbandöler
EP1218562B1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung von metallischen pressbolzen
DE2942867C2 (de) Heizvorrichtung für durch Auftragsschweißung herstellbare Rotationskörper unterschiedlicher Amessungen
EP0035627B1 (de) Verfahren zum Nachschleifen einer Walze
DE756522C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Waermebehandeln (Haerten) hohler Rotationskoerper aus Glas
EP4214010A1 (de) Verfahren und sprüheinrichtung zur thermischen oberflächenbehandlung eines metallischen produkts
DE1583338C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Härten der Außenschale einer mit einer Bohrung versehenen Stahlwalze
WO2015028370A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum temperieren von walzen
DE2163858C3 (de) Vorrichtung zur Wärmebehandlung
DE2530630C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Metalloxidschichten auf Glasplatten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10005969C1 (de) Wellenricht- und -härtemaschine
DE19946998B4 (de) Vorrichtung zur Abkühlung eines metallischen Pressbolzens oder Stangenabschnitts
DE4423832A1 (de) Verfahren zum induktiven Randschichthärten von Hohlwellen
DE1267950B (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen Regeln des Abstandes Werkstueckí¬Werkzeug an einer Zahnrad-Schabmaschine od. dgl.

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3809645

Format of ref document f/p: P

8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C21D 9/08

AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3809645

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HOFMANN, GEORG, DIPL.-ING., 40489 DUESSELDORF, DE

8331 Complete revocation