DE69017296T2

DE69017296T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallband.

Info

Publication number: DE69017296T2
Application number: DE69017296T
Authority: DE
Inventors: Andre Reiniche; Philippe Sauvage; Den Berghe Paul Van
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2010-07-20
Also published as: US5089059A; FR2650295A1; EP0410294B1; DE69017296D1; EP0410294A1; CA2022042A1; JPH0361331A; ATE119211T1; ES2069637T3; FR2650295B1

Description

Die Erfindung betrifft die Verfahren und die Vorrichtungen, die eine Wärmebehandlung von Metallbändern ermöglichen.
Die französischen Patentanmeldungen 88/00904 (FR-A- 2 626 290) und 88/08425 (FR-A-2 632 973) beschreiben Verfahren und Vorrichtungen, die eine Vornahme von Perlitisierungs- und Austenitisierungsbehandlungen von Metalldrähten unter Verwendung von Rohren ermöglichen, die von erzwungener Ventilation praktisch freie Gase enthalten.
Diese Verfahren und diese Vorrichtungen weisen die folgenden Vorteile auf:
- Einfachheit, wenig hohe Investitions- und Betriebskosten, da man die Verwendung geschmolzener Metalle oder Salze sowie die Verwendung von Kompressoren oder Turbinen vermeidet, die bei einer erzwungenen Gaszirkulation erforderlich wären;
- man kann einen genauen Abkühlungsverlauf erhalten und die Wiedererhitzungserscheinung im Fall der Perlitisierung vermeiden;
- man kann den Durchmesser der Drähte bei einer bestimmten Anlage in weiten Grenzen schwanken lassen;
- man vermeidet im Fall der Perlitisierung jedes Gesundheitsproblem, und eine Reinigung des Drahtes ist nicht erforderlich, da man die Verwendung geschmolzener Metalle oder Salze vermeidet.
Ziel der Erfindung ist eine Verallgemeinerung dieser Vorteile im Fall der Wärmebehandlung von Metallbändern.
Die Erfindung betrifft folglich ein durch den Verfahrenshauptanspruch 1 definiertes Verfahren und eine durch den Vorrichtungshauptanspruch 9 definierte Vorrichtung.
Die gemäß der Erfindung behandelten Bänder können beispielsweise zur Verstärkung von Gegenständen, insbesondere von Reifenhüllen verwendet werden.
Die Erfindung wird mit Hilfe der folgenden, nicht beschränkenden Beispiele und der sich auf diese Beispiele beziehenden, sämtlich schematischen Figuren leicht verstanden.
In der Zeichnung:
- zeigt die Figur 1 im Längsschnitt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- zeigt die Figur 2 die Vorrichtung der Figur 1 im Querschnitt, wobei der Schnitt der Figur 2 durch die Segmente von geraden Linien II-II in der Figur 1 schematisiert wird;
- zeigt die Figur 3 im Querschnitt eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- zeigt die Figur 4 im Längsschnitt eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- zeigt die Figur 5 eine Draufsicht eines Teils einer anderen Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Flügeln;
- zeigt die Figur 6 im Längsschnitt einen Teil der Flügel der in der Figur 5 gezeigten Vorrichtung;
- zeigt die Figur 7 in Draufsicht einen Teil einer anderen Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- zeigt die Figur 8 im Längsschnitt eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei dieser Schnitt durch die Segmente einer geraden Linie VIII-VIII in der Figur 9 schematisiert ist;
- zeigt die Figur 9 in Draufsicht einen Teil der in der Figur 8 gezeigten Vorrichtung.
Der Begriff "Band" soll in einem allgemeinen Sinn verstanden werden und umfaßt jedes längliche Element, das einen zu seiner Längsrichtung senkrechten Querschnitt aufweist, der eine erheblich größere Breite als seine Dicke aufweist, wobei dieses Element die Form einer im wesentlichen ebenen Platte oder die Form eines Profils haben kann. Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen der Breite des Bandes und seiner Dicke wenigstens gleich 10, wobei die Breite des Bandes bestimmt wird, indem man der Oberfläche des Bandes auf seinem zu seiner Längsrichtung senkrechten Schnitt folgt.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 100 gemäß der Erfindung, die eine Wärmebehandlung eines Metallbandes 1 ermöglicht. Die Figur 1 ist ein Schnitt der Vorrichtung 100, der in Richtung der Länge des Bandes erfolgte, und die Figur 2 ist ein Schnitt dieser Vorrichtung senkrecht zur Länge des Bandes.
Der Schnitt der Figur 1 wird durch die Segmente gerader Linie I-I in der Figur 2 schematisiert, und der Schnitt der Figur 2 wird durch die Segmente gerader Linie II-II in der Figur 1 schematisiert.
Die Vorrichtung 100, die eine Wärmebehandlung des Bandes 1 ermöglicht, weist ein Gehäuse 2 auf, das ein von erzwungener Ventilation praktisch freies Gas enthält.
Die Vorrichtung 100 weist Mittel auf, die ermöglichen, das Band 1 in das Gehäuse 2 eintreten zu lassen, welche Mittel, die zwecks Vereinfachung nicht dargestellt sind, bekannte Mittel, z. B. Trommeln sind, auf die sich das Band 1 aufwickelt, wobei wenigstens eine dieser Trommeln von einem Motor angetrieben wird.
Der Begriff "praktisch frei von erzwungener Ventilation" deutet an, daß das Gas 3 im Gehäuse 2 entweder unbeweglich ist oder einer schwachen Ventilation ausgesetzt wird, die die Wärmeaustauschvorgänge zwischen dem Band 1 und dem Gas 3 praktisch nicht ändert, wobei sich diese schwache Ventilation beispielsweise lediglich durch die Förderung des Bandes 1 selbst ergibt.
Die Förderung des Bandes 1 in das Gehäuse 2 wird durch den Pfeil F in der Figur 1 schematisiert.
Die Vorrichtung 100 weist ein Wärmeübertragungsfluid 4 auf, das außerhalb des Gehäuses 2 in einem hohlen Mantel 5 zirkuliert, der das Gehäuse 2 umgibt. Das Wärmeübertragungsfluid 4 gelangt in den Mantel 5 durch das Rohr 6 und tritt durch das Rohr 7 aus, wobei die Zirkulation des Wärmeübertragungsfluids 4 in der Figur 1 durch die Pfeile F4 schematisch dargestellt ist. Die bekannten, für die Zirkulation des Fluids 4 verwendeten Mittel sind zwecks Vereinfachung nicht dargestellt, wobei diese Mittel beispielsweise eine Pumpe aufweisen. Das Fluid 4 ist beispielsweise Wasser. Während der Wärmebehandlung findet ein Wärmeübergang zwischen dem Band 1 und den Wänden 2a des Gehäuses 2 statt, die dem Band 1 durch das Gas 3 hindurch zugewandt sind. Der Wärmeübergang erfolgt ebenfalls zwischen den Wänden 2a und dem Fluid 4. Das Gehäuse 2 und der Mantel 5 werden mit wärmeleitenden Materialien, beispielsweise metallischen Materialien hergestellt, wobei der Übergang im Fall einer Abkühlungsbehandlung des Bandes 1 vom Band 1 zum Fluid 4 erfolgt.
Die Führungen 8, beispielsweise aus Keramik, sichern die Führung des Bandes 1.
Der Koeffizient KT wird durch die Beziehung
KT =J/C x E²
gegeben, wobei J die in mm ausgedrückte, regulierbare Dicke der Gasschicht 3 zwischen dem Band 1 und dem Gehäuse 2 ist, E die in mm ausgedrückte Dicke des Bandes ist und C die bei 600 ºC bestimmte und in W.m&supmin;¹ .ºK&supmin;¹ ausgedrückte Wärmeleitfähigkeit ist. Vorzugsweise ist J wenigstens gleich 0,2 mm und höchstens gleich 2 mm. Dieser Koeffizient KT wird als Funktion der durchzuführenden Wärmebehandlung gewählt, wie später beschrieben wird. Vorzugsweise hat man die Beziehung 0,01 ≤ KT ≤ 100. D bedeutet den Abstand zwischen den Wänden 2a, der in der Richtung der Dicke E gemessen wird, und man hat: D = 2J + E. Die Breite des Bandes 1 wird durch L dargestellt.
Das Gas 3 kann von sehr unterschiedlicher Art, beispielsweise Wasserstoff, Stickstoff, Helium, eine Mischung von Wasserstoff und Stickstoff, Wasserstoff und Methan, Stickstoff und Methan, Helium und Methan, Wasserstoff mit Stickstoff und Methan sein.
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Band 1 hat die Form einer ebenen Platte, doch ist die Erfindung auf die Fälle anwendbar, wo das Band eine Form hat, die nicht eben ist. So ermöglicht die Vorrichtung 200 gemäß der Erfindung, die in der Figur 3 dargestellt ist, eine Behandlung eines Bandes 1 mit einer Winkelprofilform, wobei dann das Gehäuse 2 angepaßt ist, damit es eine praktisch konstante Dicke J von Gas 3 zwischen dem Band 1 und dem Gehäuse 2 gibt, das beispielsweise selbst in einem äußeren Mantel 5 zylindrischer Form angeordnet ist. Die Dicke J kann der durchzuführenden Wärmebehandlung oder dem Band angepaßt werden. Beispielsweise wird in der in der Figur 4 dargestellten Vorrichtung 300 gemäß der Erfindung die Regulierung der Dicke J mit Hilfe von Stangen 12 hablzylindrischen Querschnitts, die sich um eine Achse O drehen, durchgeführt, was den Abstand zwischen den Wänden 2a des Gehäuses 2 ändert. Andere Mittel sind verwendbar, beispielsweise Schrauben.
Die Figuren 3 und 4 sind Schnitte, die senkrecht zur Längsrichtung des Bandes 1 bzw. in Längsrichtung vorgenommen wurden.
Die Figur 5 zeigt eine andere Vorrichtung 400 gemäß der Erfindung, wobei die Figur 5 eine Draufsicht der Vorrichtung bei als entfernt angenommenem Mantel 5 ist. Jede Wand 2a weist Flügel 20 auf, die auf der Seite des Fluids 4 zur Verbesserung der Wärmeaustauschvorgänge zwischen der Wand 2a und dem Fluid 4 angebracht sind. Diese Flügel 20 haben eine zur durch den Pfeil F angedeuteten Längsrichtung des Bandes 1 senkrechte Ausrichtung. Ablenkplatten 21 ermöglichen, daß das Fluid 4 mit Umlenkungen zwischen dem Einlaßrohr 6 und dem Auslaßrohr 7 zirkuliert. Diese Anordnung ermöglicht eine Begünstigung der Wärmeaustauschvorgänge zwischen dem Band 1 und dem Fluid 4.
Die Figur 6 zeigt vier Flügel 20 im Schnitt längs einer zum Band 1 senkrechten Ebene entsprechend der Längsrichtung dieses Bandes. Man sieht in der Figur 6, daß die Flügel 20 eine Höhe H zwischen dem Gehäuse 2 und der Abdichtungslage 9 haben, wobei diese Flügel durch den Abstand R getrennt sind und die Dicke der Flügel mit Ea bezeichnet ist.
Die Figur 7 zeigt in Draufsicht die Zirkulation des Wärmeübertragungsfluids 4 einer anderen Vorrichtung 500 gemäß der Erfindung. Diese Vorrichtung 500 ist der Vorrichtung 400 mit dem Unterschied analog, daß die Flügel 20 entsprechend der Länge des Bandes, d. h. parallel zum Pfeil F ausgerichtet sind, wobei der Eintritt 6 und der Austritt 7 des Fluids 4 an derselben Seite der Vorrichtung bezüglich der Durchlaufrichtung F erfolgen.
In dieser Vorrichtung strömt das Fluid 4 parallel zur Länge des Bandes, jedoch entsprechend Abschnitten entgegengesetzter Richtungen dank eines oder mehrerer Ablenkbleche 21, die ebenfalls in der Richtung der Länge des Bandes angeordnet sind, wobei nur eines dieser Ablenkbleche 21 in der Figur 7 zwecks Vereinfachung dargestellt ist.
Die Erfindung betrifft auch von Wärmeübertragungsfluiden freie Vorrichtungen, wie z. B. die in der Figur 8 dargestellte Vorrichtung 600. Die Wände 2a des Gehäuses 2 dieser Vorrichtung 600 werden von zwei Platten 30 aus Keramik gebildet, die durch den Abstand D getrennt sind. Diese Platten 30 weisen Nuten 31 auf, in denen elektrische Heizwiderstände 32 im Kontakt mit den Platten 30 angeordnet sind. Beispielsweise weist jede Platte 30 eine Nut auf, in der ein Widerstand 32 angeordnet ist, der die Form einer Serpentine hat, wie in der Figur 9 dargestellt ist, die eine Draufsicht einer Platte 30 mit ihrem Widerstand 32 ist. Diese Vorrichtung 600 wird zur Erhitzung des Bandes 1 oder zum Verhindern seiner Abkühlung verwendet.

Ausführungsbeispiele

Die folgenden Beispiele sind zur Beschreibung der gemäß der Erfindung durchgeführten Wärmebehandlungen von Bändern bestimmt. Alle die behandelten Bänder sind beispielsweise in Form von ebenen Platten, d. h. daß sie einen zur Längsrichtung senkrechten Querschnitt haben, der eine Rechteckform hat.

Beispiel 1

Behandlung eines Stahls mit zwei Phasen (Doppelphase).

Diese Behandlung besteht darin, das Band zu erhitzen, um einen homogenen Austenit zu erhalten, und es abzukühlen, um ein Gefüge von Ferrit + Bainit zu erhalten.
- Merkmale des Bandes: Dicke E = 3,5 mm; Breite L : 550 mm;
- Zusammensetzung des Stahls dieses Bandes: C: 0,10 %; Mn: 0,65 %; Si: 0,5 %; S = 0,007 %; P: 0,015 %; Al: 0,03 %; Cu: 0,25 %; Nb: 0,02 %;
- Durchlaufgeschwindigkeit: 0,5 m/s.
Die Anlage zur Behandlung des Bandes weist 3 Abschnitte auf: einen Erhitzungsabschnitt und zwei Abkühlungsabschnitte, deren Eigenschaften die folgenden sind:

- Erhitzungsabschnitt

Man verwendet zwei der vorher beschriebenen Vorrichtung 600 analoge Elemente in Reihe. Gesamtnennleistung des ersten Elements 3000 kW und des zweiten Elements 1600 kW. Regulierung der Temperatur durch Infrarotkamera. Art des Gases 3: reiner Wasserstoff; Temperatur der Platten 30: 1200 ºC; Dicke J: 0,25 mm; Temperatur des Bandes: am Einlaß 20 ºC, am Auslaß 850 ± 3 ºC. Verweilsdauer des Bandes im Erhitzungsabschnitt: 4,8 s. Für diesen Abschnitt ist KT = 7,29.

- Erster Abkühlungsabschnitt

Man verwendet zwei der Vorrichtung 500 analoge Elemente in Reihe, jedoch ohne Flügel, mit 5 Ablenkplatten 21 auf jeder Seite des Gehäuses 2. Wasserdurchsatz 11 l/s. Art des Gases 3: Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff mit 60 Vol.% Wasserstoff. J = 1,7 mm. Temperatur des Bandes beim Einlaß 850 ºC, beim Auslaß 750 ºC mit einer Verweilsdauer des Bandes von 10 s.
Für diesen Abkühlungsabschnitt hat man KT = 94,66;

- Zweiter Abkühlungsabschnitt:

Dieser Abschnitt weist ein der Vorrichtung 400 analoges Element mit Flügeln und 5 Ablenkplatten 21 auf jeder Seite des Gehäuses 2 auf. Wasserdurchsatz 40 l/s. Art des Gases 3: reiner Wasserstoff. J = 0,2 mm. Temperatur des Bandes: am Einlaß 750 ºC, am Auslaß 350 ºC bei einer Verweilsdauer des Bandes von 4 s. KT = 5,83.
Durch diese gesamte Behandlung erhaltene Ergebnisse:
Gefüge des Stahls Ferrit (85 %) + Bainit
Streckgrenze: 480,7 MPa.
Zugbruchfestigkeit: 612,5 MPa
Dehnung beim Bruch: 29 %
Die Streckgrenze ist die Belastung, bei der eine bleibende Dehnung von 0,2 % auftritt.
Vorzugsweise wird für eine solche Behandlung von Stahl mit zwei Phasen die Gesamtheit des Wärmebehandlungsverfahrens derart durchgeführt, daß man die Beziehung hat:
4 ≤ KT ≤ 100.

Beispiel 2

Dieses Beispiel betrifft die Behandlung eines Kohlenstoffstahls mit Martensitanlaßgefüge entsprechend dem Patent FR 2 311 854.
Man verwendet ein Band der Dicke E von 100 um und der Breite L von 300 mm, das durch Kaltwalzen eines Bandes von 2 mm Dicke erhalten wurde, dessen Stahl die folgende Zusammensetzung hat: C: 0,085 %; Mn: 0,3 %; Si: 0,05 %; S: 0,024 %; P: 0,024 %; Cu: 0,056 %; Cr: 0,05 %; Ni: 0,025 %; N: 0,003 %; Gesamt-O: 0,0145 %.
Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes: 1 m/s.
Die Anlage weist 8 Abschnitte entsprechend 8 Schritten des Verfahrens auf.

- Schritt 1: Zementierung

Man verwendet zwei Elemente entsprechend der Vorrichtung 600 in Reihe, deren jedes eine Länge von 2 m hat: Nennheizleistungen: erstes Element 150 kW, zweites Element: 50 kW. J = 0,8 mm; KT = 0,019.
Das Zementierungsgas hat die folgende Zusammensetzung: H&sub2;: 85 %; CH&sub4;: 12 %; N&sub2;: 3 % (Volumenprozent).
Temperaturen des Bandes: am Einlaß 20 ºC, am Auslaß 1000 ºC.
Der Kohlenstoffgehalt am Ausgang des Zementierungsofens ist 0,8 %. Vorzugsweise erhält man bei dieser Zementierung von weichem Stahl einen Stahl, der zwischen 0,4 und 0,9 % Kohlenstoff aufweist. Das Produkt von C % x O % ist 11,6 x 10&supmin;³. Die Zugbruchfestigkeit ist 110 kg/mm².

- Schritt 2: Austenitisierung

Dieser Schritt umfaßt zwei Stufen: Anstieg der Temperatur und Halten auf Temperatur.

Anstieg der Temperatur:

In dieser Stufe wird das Band derart erhitzt, um einen homogenen Austenit (gute Auflösung der Karbide) zu erhalten. Man verwendet zwei Elemente entsprechend der Vorrichtung 600 in Reihe. Nennleistungen: für das erste Element 100 kW, für das zweite Element 60 kW. J = 0,8 mm. Art des Gases 3: reiner Wasserstoff. Temperaturen des Bandes: beim Eintritt 20 ºC, beim Austritt 950 ± 3 ºC. Verweilsdauer des Bandes: 1,5 s.
Während dieser Stufe hat man KT = 0,019.
Halten auf Temperatur:
Verwendung eines Elements entsprechend der Vorrichtung 600, Nennheizleistung: 50 kW; Art des Gases 3: reiner Wasserstoff; J = 2 mm.
Das Band wird auf 950 ± 3 ºC gehalten.
Verweilsdauer des Bandes: 1 s.
Während dieser Stufe hat man KT = 0,048.

- Schritt 3: Erste rasche Abkühlung.

Verwendung von zwei der Vorrichtung 400 analogen Elementen in Reihe mit Flügeln, wobei jedes Element 5 Ablenkplatten auf jeder Seite des Gehäuses 2 aufweist. Gesamtwasserdurchsatz für diesen Schritt: 1,5 l/s. Art des Gases 3: Gemisch von H&sub2; + N&sub2; mit 75 Vol.% H&sub2;. J = 0,7 mm.
Temperaturen des Bandes: am Einlaß: 950 ºC; am Ausgang: 500 ºC.
Verweilsdauer des Bandes: 0,5 s.
Während dieses Schrittes hat man KT = 0,025.

- Schritt 4: Erste langsame Abkühlung.

Verwendung von zwei der Vorrichtung 500 analogen Elementen, jedoch ohne Flügel, in Reihe, wobei jedes Element 5 Ablenkplatten 21 auf jeder Seite des Gehäuses 2 aufweist. Gesamtwasserdurchsatz 1,3 l/s. Art des Gases 3: Gemisch von H&sub2; + N&sub2; mit -5 Vol.% H&sub2;. J = 1 mm.
Temperaturen des Bandes: am Einlaß: 500 ºC, am Auslaß: 50 ºC. Verweilsdauer des Bandes: 3 s.
Für diesen Schritt hat man KT = 0,036.

- Schritt 5: Austenitisierung bei niedriger Temperatur.

In diesem Schritt bewirkt man eine Austenitisierung bei niedriger Temperatur mit einer kurzen Haltezeit über AC3, was die Vergröberung des Austenitkorns vermeidet und eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses ermöglicht.
Man verwendet zwei der Vorrichtung 600 analoge Heizelemente. Nennheizleistungen: erstes Element: 85 kW, zweites Element: 45 kW. Regulierung der Temperatur durch Infrarotkamera.
Art des Gases 3: reiner Wasserstoff; J = 2,2 mm.
Temperaturen des Bandes: am Einlaß: 20 ºC, am Auslaß: 800 ± 3 ºC.
Verweilsdauer des Bandes: 1,5 s.
Für diesen Schritt hat man KT = 0,052.

- Schritt 6: Zweite rasche Abkühlung.

Man verwendet zwei Elemente entsprechend der Vorrichtung 500, jedoch ohne Flügel, wobei jedes Element 5 Ablenkplatten 21 auf jeder Seite des Gehäuses 2 aufweist. Gesamtwasserdurchsatz: 1 l/s. Art des Gases 3: Gemisch von H&sub2; + N&sub2; mit 60 Vol.% H&sub2;; J = 1,5 mm.
Temperaturen des Bandes: am Einlaß: 800 ºC, am Auslaß: 500 ºC.
Verweilsdauer des Bandes: 0,5 s.
Für diesen Schritt hat man KT = 0,068.

- Schritt 7: Zweite langsame Abkühlung

Gleiche Bedingungen wie im Schritt 4.

- Schritt 8: Rasches Anlassen

Dieser Schritt weist eine Temperaturanstiegsstufe und eine Temperaturhaltestufe auf.

Temperaturanstiegsstufe:

Man verwendet ein Element entsprechend der Vorrichtung 600. Nennheizleistung 50 kW. Art des Gases 3: reiner Wasserstoff; J = 1,3 mm. Temperaturen des Bandes: am Einlaß: 20 ºC, am Auslaß: 350 ± 3 ºC.
Verweilsdauer des Bandes: 0,5 s.
Für diese Stufe hat man KT = 0,031.

Temperaturhaltestufe:

Man verwendet ein Element entsprechend der Vorrichtung 600. Nennleistung: 30 kW. Regulierung der Temperatur des Bandes am Auslaß durch Infrarotkamera. Art des Gases 3: reiner Wasserstoff, J = 2 mm.
Temperaturen des Bandes: am Einlaß und am Auslaß: 350 ± 3 ºC. Verweilsdauer des Bandes: 2,5 s. Für diese Stufe hat man KT = 0,048.
Das am Ende dieser Behandlung mit acht Schritten erhaltene Band hat die folgenden Eigenschaften:
Kohlenstoffgehalt: 0,8 %; Produkt von C % x O % = 16,6 x 10&supmin;³; Zugbruchfestigkeit: 2630 MPa. Dehnung: 5,3 %.
Vorzugsweise hat man im Fall der Behandlung eines Kohlenstoffstahls mit dem Ziel, ein martensitisches Gefüge zu erhalten, die Beziehung 0,01 ≤ KT ≤ 0,1.

Beispiel 3

Dieses Beispiel betrifft die Erhitzung eines Stahlbandes vor Verzinkung durch Eintauchen in ein Bad geschmolzenen Zinks. Diese Vorerhitzung wird mit einer Vorrichtung 600 durchgeführt, deren Nennheizleistung 1300 kW ist. Abmessungen des Bandes: Dicke E: 2 mm, Breite L: 1000 mm, J = 0,4 mm.
Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes: 0,2 m/s. Temperaturen des Bandes: am Einlaß: 25 ºC, am Auslaß: 620 ± 3 ºC; verwendetes Gas: reiner H&sub2;.
Verweilsdauer des Bandes: 3,25 s.
In diesem Beispiel hat man KT = 3,81.
Vorzugsweise hat man für die Vorerhitzung vor Verzinkung: 1 ≤ KT ≤ 10.

Beispiel 4

Dieses Beispiel beschreibt eine Perlitisierungsbehandlung eines Stahlbandes mit einem Erhitzungsschritt und zwei Abkühlungsschritten.
Die Zusammensetzung des verwendeten Stahls ist die folgende:
C: 0,80 %; Mn: 0,69 %; Si: 0,21 %; S: 0,025 %; P: 0,018 %; Al: 0,081 %; Ca: 0,044 %; Cr: 0,059 %; Ni: 0,015 %.
Abmessungen des Bandes: Dicke E: 2 mm, Breite L: 300 mm.
Durchlaufgeschwindigkeit: 0, 5 m/s.

- Erhitzungsschritt:

In diesem Schritt nimmt man die Austenitisierung vor. Man verwendet eine Vorrichtung 600, deren Nennheizleistung 1700 kW ist. Art des Gases 3: reiner H&sub2;; J = 0,25 mm.
Temperaturen des Bandes: am Einlaß 20 ºC, am Auslaß 980 ± 3 ºC. Verweilsdauer des Bandes: 5 s. Für diesen Schritt hat man KT = 2,38.

- Erster Abkühlungsschritt:

Man verwendet zwei der Vorrichtung 400 analoge Elemente mit Flügeln in Reihe und für jedes Element 5 Ablenkplatten 21 auf jeder Seite des Gehäuses 2. Gesamtwasserdurchsatz: 30 l/s; Art des Gases 3: reiner H&sub2;; J = 0,3 mm. Temperatur des Bandes: am Einlaß: 980 ºC, am Auslaß: 250 ºC. Verweilsdauer des Bandes: 8 s.
Für diesen Schritt hat man KT = 2,86.

- Zweiter Abkühlungsschritt:

Man verwendet in bekannter Weise ein Wasserbecken, in das man das Band eintaucht, was es ermöglicht, das Band auf die Umgebungstemperatur zu bringen.
Das Band, das die Gesamtheit dieser Behandlung durchgemacht hat, hat die folgenden Eigenschaften:
- Gefüge des Stahls: zu 100 % Perlit;
- Zugbruchfestigkeit: 1150 MPa;
- Dehnung beim Bruch: 7 %.
Bei einer solchen Perlitisierungsbehandlung hat man vorzugsweise
1 ≤ KT ≤ 8.
Bei allen vorstehend beschriebenen Beispielen ermöglicht die Erfindung die folgenden Vorteile:
- Einfachheit der Durchführung;
- Anpassungsfähigkeit der Regulierungen, die es erlaubt, Bänder unterschiedlicher Dicken in derselben Anlage zu behandeln;
- mäßige Investitions- und Betriebskosten, da man infolge der Abwesenheit einer erzwungenen Zirkulation die Verwendung von Kompressoren oder Turbinen vermeidet und man auch die Verwendung geschmolzener Metalle oder Salze vermeidet;
- man vermeidet jedes Gesundheitsproblem, da man keine geschmolzenen Metalle oder Salze verwendet und eine Reinigung des Bandes nach der Behandlung nicht erforderlich ist.
Selbstverständlich ist die Erfindung auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Insbesondere erfaßt die Erfindung den Fall, wo man gleichzeitig mehrere Bänder behandelt.

Claims

1. Verfahren zur Wärmebehandlung wenigstens eines Metallbandes mit der Form einer im wesentlichen ebenen Platte oder eines Profils, gemäß dem man das Band in ein Gehäuse eintreten läßt, dessen Wände parallel zu den Oberflächen des Bandes sind und das ein von erzwungener Ventilation praktisch freies Gas derart enthält, daß ein Wärmeübergang zwischen dem Band und den Wänden des Gehäuses mittels des im Gehäuse enthaltenen Gases erfolgt, und gemäß dem der Koeffizient KT durch die Beziehungen definiert wird:

KT = (J/C) x E²; 0,01 ≤ KT ≤ 100,

wobei J die in mm ausgedrückte Dicke der Gasschicht zwischen dem Band und dem Gehäuse ist,

E die in mm ausgedrückte Dicke des Bandes ist, und

C die bei 600 ºC bestimmte und in W.m&supmin;¹.ºK&supmin;¹ ausgedrückte Wärmeleitfähigkeit ist.

2. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Beziehung 0,2 mm ≤ J ≤ 2 mm hat.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Stahlbandbehandlung vornimmt.

4. Verfahren nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Stahlband mit zwei Phasen, Ferrit und Bainit, mit der Beziehung 4 ≤ KT ≤ 100 herstellt.

5. Verfahren nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Band martensitischen Gefüges mit der Beziehung 0,01 ≤ KT ≤ 0,1 behandelt.

6. Verfahren nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zementierungsbehandlung zum Erhalten von 0,4 bis 0,9 % Kohlenstoff vornimmt.

7. Verfahren nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Durchführung einer Verzinkungsbehandlung des Bandes eine Vorerhitzung mit der Beziehung

1 ≤ KT ≤ 10 vornimmt.

8. Verfahren nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Perlitisierungsbehandlung mit 1 ≤ KT ≤ 8 vornimmt.

9. Vorrichtung zur Wärmebehandlung wenigstens eines Metallbandes mit der Form einer im wesentlichen ebenen Platte oder eines Profils, welche Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

a) sie weist wenigstens ein Gehäuse, das ein von erzwungener Ventilation praktisch freies Gas enthält, und Mittel auf, die ermöglichen, wenigstens ein Band in das Gehäuse eintreten zu lassen;

b) die Vorrichtung wird betrieben, so daß ein Wärmeübergang zwischen dem Band und den Wänden des Gehäuses mittels des im Gehäuse enthaltenen Gases erfolgt, wobei der Koeffizient KT durch die Beziehungen definiert wird:

KT = (J/C) x E²; 0,01 ≤ KT ≤ 100,

E die in mm ausgedrückte Dicke des Bandes ist, und

C die bei 600 ºC bestimmte und in W.m&supmin;¹.ºK&supmin;¹ ausgedrückte Wärmeleitfähigkeit ist;

c) die Vorrichtung weist Mittel auf, die es ermöglichen, J variieren zu lassen.

10. Vorrichtung nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,2 mm ≤ J ≤ 2 mm hat.

11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen elektrischen Widerstand im Kontakt mit einer Wand des Gehäuses aufweist.

12. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, die ermöglichen, ein Wärmeübertragungsfluid an der Außenseite des Gehäuses zirkulieren zu lassen.