DE586977C

DE586977C - Hydrogen furnace for bright annealing of metals

Info

Publication number: DE586977C
Application number: DEA61802D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-05-01
Filing date: 1931-05-02
Publication date: 1933-10-28

Description

Wasserstoffofen zum Blankglühen von Metallen Die Erfindung betrifft einen Wasserstoffofen, insbesondere einen Durchlaufofen, zum Blankglühen von Metallen, insbesondere in Band-, Draht- oder Blechform.Hydrogen Furnace for Bright Annealing of Metals The invention relates to a hydrogen furnace, in particular a continuous furnace, for bright annealing of metals, especially in tape, wire or sheet metal form.

Beim Glühen von Metallgegenständen in einem Wasserstoffofen, z. B. bei der Warmbehandlung von kalt gewalztem Stahl, macht man die Beobachtung, daß das Behandlungsgut auf seiner Oberfläche mit einer Oxydschicht überzogen wird. Dies rührt davon her, daß es praktisch nicht zu vermeiden ist, Sauerstoff und Wasserdampf von solchen Öfen fernzuhalten. Gewöhnlich gelangt Luft entgegen dem Wasserstoffdruck durch Diffusion in den Ofen, und ferner wird auch stets eine gewisse Feuchtigkeit sich in dem Ofen bzw. an seiner Ausmauerung niederschlagen oder auch in der Kühlzone des Ofens anzutreffen sein. Es befindet sich daher eine genügende Menge von Sauerstoff im Ofen, so daß auf dem zu glühenden Metallgegenstand sich eine Oxydschicht bilden kann. Man hatbereits die Beobachtung gemacht, daß es beim Abkühlen einen kritischen Temperaturbereich gibt hinsichtlich der Einwirkung einer durch Sauerstoff verunreinigten Wasserstoffatmosphäre auf Eisen. Auch ist bereits vorbekannt vorgeschlagen worden, in die Kühlzone nicht das verunreinigte Gas der Heizzone, sondern frisches, unverunreinigtes Schutzgas einzuleiten.When annealing metal objects in a hydrogen furnace, e.g. B. in the heat treatment of cold-rolled steel, it is observed that the material to be treated is coated on its surface with an oxide layer. this stems from the fact that it is practically unavoidable, oxygen and water vapor keep away from such ovens. Usually air goes against the hydrogen pressure by diffusion into the furnace, and furthermore there is always a certain amount of moisture are reflected in the furnace or on its brickwork or in the cooling zone of the stove. There is therefore a sufficient amount of oxygen in the furnace, so that an oxide layer forms on the metal object to be glowed can. It has already been observed that cooling is critical Temperature range gives in terms of exposure to a contaminated by oxygen Hydrogen atmosphere on iron. It has also already been proposed that in the cooling zone not the contaminated gas from the heating zone, but fresh, contaminated gas Introduce protective gas.

Zumeist weisen die Wasserstofföfen eine Heiz- und eine besondere Kühlkammer auf. Da der Wasserstoff bei erhöhter Temperatur die Eigenschaft hat, die Sauerstoffanreicherung auf dem Stahl zu unterbinden, indessen aber die Aufnahmefähigkeit des Stahles für Sauerstoff bei gewissen niedrigeren Temperaturen, wie sie etwa in der Kühlkammer des Ofens herrschen, größer ist als das Bestreben des Wasserstoffs, Sauerstoff aufzunehmen, so ist es nahezu unmöglich, das Überziehen des Stahles mit einer.Oxydschicht zu verhindern.Usually the hydrogen furnaces have a heating and a special cooling chamber on. Because the hydrogen has the property of oxygen enrichment at elevated temperature on the steel to prevent, however, the capacity of the steel for Oxygen at certain lower temperatures, such as in the cooling chamber rule of the furnace is greater than the tendency of hydrogen to absorb oxygen, so it is almost impossible to coat the steel with an oxide layer impede.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, durch ein einfaches und wirksames Mittel die Oxydation der auszuglühenden Metallgegenstände vollends auszuschalten. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem von Schutzgas durchspülten, aus keramischem Baustoff bestehenden Ofenraum ein mit ruhender Schutzgasatmosphäre angefüllter metallischer, allseitig geschlossener Behälter angeordnet ist, der sich innerhalb der Kühlkammer befindet und sich teilweise bis in die Heizkammer erstreckt und vom Behandlungsgut.auf.seinem Wege von der Heizzur Kühlzone des Ofens durchfahren wird.The invention has therefore set itself the task by a simple and effective means of complete oxidation of the metal objects to be annealed turn off. The object is achieved in that in a purged of protective gas, A furnace chamber made of ceramic building material with a static protective gas atmosphere filled metallic, closed on all sides container is arranged, which located inside the cooling chamber and partially until the Heating chamber extends and from the material to be treated.on. its way from the heating to the cooling zone the furnace is passed through.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. An den Wasserstoffofen i mit 'der Heizkammer 2 schließt sich die Kühlkammer 3 an. Die Heizkammer enthält eine Röhre q. aus elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. aus Ton o. dgl. Um diese Heizröhre q. ist eine Heizwicklung 5 gelegt, der in bekannter Weise elektrische Energie zugeleitet wird. Die Kammer 3 wird mit Hilfe eines Kühlmantels 6, durch den ein beliebiges Kühlmittel hindurchgeführt wird, gekühlt. Das Kühlmittel kann z. B. bei 7 ein- und bei 8 aus dem Kühlmantel austreten. Die Einführung von Wasserstoffgas in den Ofen erfolgt durch das Einlaßrohr 9. Das Gas erfüllt die Kühl- und Heizkammer des Ofens und wird bei seinem Austritt an einer Öffnung des Deckels io am Ende der Heizkammer 2 entzündet. Diese Einrichtung ist zwar an sich bekannt, sie soll hier hauptsächlich zur Klarstellung der Erfindung beitragen.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail. To the hydrogen furnace i with 'the heating chamber 2 closes Cooling chamber 3 on. The heating chamber contains a tube q. made of electrically insulating Material, e.g. B. from clay o. The like. To this heating tube q. a heating coil 5 is placed, which is supplied with electrical energy in a known manner. The chamber 3 is with With the help of a cooling jacket 6 through which any coolant is passed, chilled. The coolant can e.g. B. enter at 7 and exit at 8 from the cooling jacket. Hydrogen gas is introduced into the furnace through the inlet pipe 9. Das Gas fills the cooling and heating chambers of the furnace and, when it exits, becomes a Opening of the lid io at the end of the heating chamber 2 ignited. This facility is Although known per se, it is intended here mainly to clarify the invention contribute.

Beim Glühen eines Metallbandes wird dieses durch die Heizkammer .2 und von dort aus durch die Kühlkammer 3 des Ofens hindurchgezogen. Hierbei entsteht, wie oben dargetan, der Oxydüberzug auf dem Metallband. Zum Zwecke `der Verhinderung des Oxydniederschlages wird der Erfindung gemäß ein Behälter, z. B. eine Eisenröhre i i, im Innern des Durchlaufofens untergebracht. Sie ist derart angeordnet, daß sie sich fast vollständig innerhalb der Kühlkammer 3 und nur zu einem kleinen Teil innerhalb der Heizkammer 2 (vgl. die Zeichnung) erstreckt. Das eine Ende der Röhre i i ist mit einem Graphitpfropfen oder einem anderen Abschlußstück 12 und das andere Ende, das sich in der Heizkammerzone befindet, mit einer Metallabschlußplatte 13 verschlossen. Die Abschlußteile 12 und 13 besitzen eine Öffnung, die deü Durchgang des Behandlungsgutes gestatten, die also dessen Querschnitt angepaßt sind. Die Kühlkammer 2 ist durch einen Abschlußteil 14 aus Graphit gegen die Außenluft abgeschlossen. Dieser Abschlußteil weist ebenfalls eine Öffnung 15 auf, deren Form dem Querschnitt des durch den Ofen hindurchgeführten Glühgutes entsprechend gestaltet ist. Um den Durchgang des Metallbandes durch den Ofen und durch die Röhre i i unbehindert erfolgen lassen zu können, ist das eine Ende der Röhre i i in einem gewissen Zwischenraum durch ein Distanzstück 16 von dem Abdeckstück 14 entfernt angeordnet.When a metal strip is annealed, it is pulled through the heating chamber .2 and from there through the cooling chamber 3 of the furnace. As shown above, this creates the oxide coating on the metal strip. For the purpose of preventing oxide precipitation, according to the invention, a container, e.g. B. an iron tube ii, housed inside the continuous furnace. It is arranged in such a way that it extends almost completely within the cooling chamber 3 and only to a small extent within the heating chamber 2 (see the drawing). One end of the tube ii is closed with a graphite plug or other end piece 12 and the other end, which is located in the heating chamber zone, with a metal end plate 13. The closing parts 12 and 13 have an opening which allows the material to be treated to pass through, which is therefore adapted to its cross section. The cooling chamber 2 is closed off from the outside air by a closure part 14 made of graphite. This closing part also has an opening 15, the shape of which is designed to correspond to the cross section of the material to be annealed passed through the furnace. In order to be able to allow the passage of the metal strip through the furnace and through the tube ii, one end of the tube ii is arranged in a certain gap by a spacer 16 away from the cover piece 14.

Das Metallband 17, das ausgeglüht werden soll, läuft von einer Rolle ab (nicht dargestellt), zieht durch die Öffnung der Abdeckplatte io in den Glühraum 2, von hier aus durch die Eisenröhre ii und durch die Abschlußstücke 12 und 1q., um dann zwischen zwei mit Gummi belegten Führungsscheiben 18 und i9 weitergeleitet zu werden. Diese Scheiben werden über ein Übersetzungsgetriebe 21 von dem Elektromotor 2o aus angetrieben. Das bandförmige Glühgut wird genügend gespannt, um es vom Boden des Ofens und der Röhre i i abzuhalten.The metal strip 17 to be annealed runs from a roll from (not shown), pulls through the opening of the cover plate io into the glow space 2, from here through the iron tube ii and through the end pieces 12 and 1q., to then passed between two rubber-covered guide discs 18 and i9 to become. These disks are driven by the electric motor via a transmission gear 21 2o powered off. The band-shaped annealing material is tensioned enough to remove it from the ground of the furnace and the tube i i.

Beim Glühen von Stahlband, z. B. von kalt gewalztem Stahlband oder -draht, -blechen o. dgl. wird das Band langsam durch den Ofen mittels Motorantriebes hindurchgczogen. In der Eisenröhre i i ist eine tote Atmosphäre vorhanden, d. h. es findet hier kein Umlauf von Wasserstoff statt, mit Ausnahme von derjenigen Stelle, welche eine Diffusion von Wasserstoff aus dem Ofenraum durch die schlitzartigen Öffnungen der Abdeckplatte 12 bzw. 13 an den Rohrenden zuläßt. Wenn auch bei Einleitung des Glühprozesses sich etwas Sauerstoff innerhalb der Röhre i i befindet, so wird dieser doch schnell gebunden, weil der Sauerstoff mit dem heißen Teil der Eisenröhre in Berührung kommt. Dieser Teil der Röhre besitzt noch eine genügend geringe Temperatur, um den Sauerstoff in Gegenwart von Wasserstoff aufzunehmen.When annealing steel strip, e.g. B. of cold rolled steel strip or -wire, -sheets or the like. The band is slowly moved through the furnace by means of a motor drive pulled through. There is a dead atmosphere in the iron pipe i i, i. H. there is no circulation of hydrogen here, with the exception of that point which a diffusion of hydrogen from the furnace chamber through the slot-like Permits openings in the cover plate 12 and 13 at the pipe ends. Even if at the introduction of the annealing process, there is some oxygen inside the tube i i, so becomes this quickly bound because the oxygen with the hot part of the iron pipe comes into contact. This part of the tube is still at a sufficiently low temperature to absorb the oxygen in the presence of hydrogen.

Bei einem kleinen Wasserstoffofen gemäß der Erfindung kann die Geschwindigkeit des durchbewegten bandförmigen Gutes sehr klein und auch gleichmäßig gehalten werden, so daß die Oxydation, sei es innerhalb der Röhre ii oder an der Stelle, wo das Gut die Röhre verläßt, mit Sicherheit ausgeschlossen wird. Vornehmlich- wählt man eine Fahrgeschwindigkeit von ungefähr o,oo5 m/sek. Selbstverständlich kann das Glühgut durch den Ofen auch bei jeder anderen Geschwindigkeit hindurchgeführt werden; bei höheren Geschwindigkeiten empfiehlt es sich jedoch, eine längere Heizzone zu schaffen als beim Betrieb mit geringeren Geschwindigkeiten, um den Oxydüberzug auf dein Gut wegzubringen und eine ziemlich lange Röhre i i zu nehmen, so daß die Temperatur des Metallbandes, wenn es aus der Röhre i i austritt, so niedrig ist, claß keine Oxydation mehr stattfinden kann.In a small hydrogen furnace according to the invention, the speed can the moved belt-shaped goods are kept very small and evenly, so that the oxidation, be it within the tube ii or at the point where the good leaves the tube, will be excluded with certainty. Primarily- you choose one Driving speed of about o, oo5 m / sec. Of course, the material to be annealed can be passed through the furnace at any other speed; at however, at higher speeds it is advisable to create a longer heating zone than when operating at lower speeds, in order to remove the oxide coating on your property take away and take a rather long tube i i so that the temperature of the metal band when it emerges from the tube i i is so low that none Oxidation can take place more.

Claims

PATIENT CLAIM: i. Hydrogen furnace for bright annealing of metals, in particular in strip, wire or sheet metal form, characterized in that in one A furnace chamber made of ceramic building material and flushed with protective gas static protective gas atmosphere filled metallic, all-round closed container is arranged, which is located within the cooling chamber and extends partially into the heating chamber and from the material to be treated on his Paths from the heating to the cooling zone of the furnace are traversed.

2. Hydrogen furnace after Claim i, characterized in that the container is formed by an iron tube which is closed on all sides and only the Ouschnitt of the item to be treated has adapted passage openings.

3. Hydrogen furnace according to claim i and z, characterized in that the tube leaving a small gap extends from the outermost end of the cooling chamber to a point in the interior of the heating chamber, at which it is still at a sufficiently high temperature to remove the impurities from the Absorb protective gas.