DE917846C - Kuehler zur beschleunigten Kuehlung geschweisster Metallrohre - Google Patents

Kuehler zur beschleunigten Kuehlung geschweisster Metallrohre

Info

Publication number
DE917846C
DE917846C DEM19847D DEM0019847D DE917846C DE 917846 C DE917846 C DE 917846C DE M19847 D DEM19847 D DE M19847D DE M0019847 D DEM0019847 D DE M0019847D DE 917846 C DE917846 C DE 917846C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
chamber
cooler
chambers
cooler according
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.)
Expired
Application number
DEM19847D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Raymond Hobrock
Bert L Quarnstrom
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.)
MECANO SPEZIALARTIKEL fur KRA
Original Assignee
MECANO SPEZIALARTIKEL fur KRA
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
Application filed by MECANO SPEZIALARTIKEL fur KRA filed Critical MECANO SPEZIALARTIKEL fur KRA
Application granted granted Critical
Publication of DE917846C publication Critical patent/DE917846C/de
Expired 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
    • C21D1/84Controlled slow cooling

Description

  • Kühler zur beschleunigten Kühlung geschweißter Metallrohre Die Erfindung betrifft einen Kühler zur beschleunigten Kühlung geschweißterhtetallrohre, bei denen vermöge der verwendeten Baustoffe, z. B. Stahl als Grundmetall und Kupfer als Schweißmetall oder Lot, hohe Schweißtemperaturen in Betracht kommen. Solches Rohr, das in der Regel einen kleinen Durchmesser, etwa 3 bis 2o mm hat, wird mechanisch in Walzmaschinen hergestellt, die unmittelbar mit Schweißmaschinen zusammenarbeiten, so daß die Arbeitsvorgänge in ununterbrochener Folge und mit gleichbleibender Geschwindigkeit des Fertigungsgutes ablaufen. Aus diesen Umständen ergibt sich die Bedingung, daß auch die Kühlung des die Schweißmaschine verlassenden Rohres mit derselben Durchgangsgeschwindigkeit wie beim Walzen und Schweißen vorzunehmen ist. Die Verwendung leistungsfähiger Elektroschweißmaschinen, in denen das Rohr zur Bildung einer Widerstandsstrecke benutzt und dabei verschweißt wird, hat zur Erreichung hoher Durchgangsgeschwindigkeiten geführt, die im Bereich von 30 bis 5o m/min liegen. Um ein Rohr unter diesen Umständen weich zu kühlen, wie es meistens erfordert wird, ist eine langsame Abkühlung im Bereich der kritischen Temperaturen für den betreffenden Baustoff, z. B. Stahl, notwendig. Daraus ergibt sich schon unter gewöhnlichen Verhältnissen eine bedeutende Länge des Kühlers, die zu betriebstechnischen Schwierigkeiten führt.
  • Es ist bekannt, daß im System Eisen-Kohlenstoff die Abkühlung des hocherwärmten Baustoffes über die sogenannten Haltepunkte hinweg langsam zu erfolgen hat, um die Bildung von Austenit bzw. l-Iartemsit zu vermeiden, wenn der Baustoff nach dem Abkühlen weich sein soll.
  • Es ist ferner bekannt, Stahldraht oder -rohre nach dem Erwärmen in Kühlvorrichtungen langsam abzukühlen, die aus zwei oder mehreren Abschnitten bestehen, zu dem Zweck, im ersten Abschnitt die langsame Kühlung zu bewirken und im zweiten Abschnitt zur Abkürzung des gesamten Kühlvorganges unterhalb des niedrigsten Haltepunktes abzuschrecken. Bei diesen Einrichtungen ist die Kühlung im ersten Abschnitt von einheitlicher und geringer Geschwindigkeit, wie sie eigentlich nur beim Übergang üb-er die Haltepunkte notwendig ist. Für den Fortschritt besteht somit die Möglichkeit; die langsame Kühlung lediglich auf einen engen Temperaturbereich um jeden Haltepunkt zu beschränken und das übrige Temperaturgefälle möglichst rasch zu durchlaufen.
  • Durch die Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem der Kühler in mehrere Kammern eingeteilt ist, die untereinander von dem durchgehenden Kühlgut getrennt werden, so daß die verschiedenen Kühlmittel nicht von dem einen in die anderen Abschnitte übertreten können. Die Verschiedenheit der Kühlgeschwindigkeit bei gleicher Durchgangsgeschwindigkeit wird durch Verwendung verschiedener Kühlmittel in den Kühlerkammern und die Regelung ihrer Durchflußgeschwindigkeiten erreicht. Dadurch ist eine erhebliche Längenverminderung der meisten Kühlungsabschnitte möglich, so daß die Gesamtlänge des Kühlers den praktischen Betriebserfordernissen gerecht wird. Der hauptsächlichste Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß die Fertigung von Rohren, die nach dem Schweißen eine besonders sorgfältige Kühlung erfordern, mit hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden kann, so daß sich die Wirtschaftlichkeit wesentlich erhöht. Natürlich ist damit die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, Rohr auch hart zu kühlen, wenn diese Eigenschaft in Sonderfällen erwünscht ist. Es werden hierzu entweder andere Kühlmittel oder andere Durchflußgeschwindigkeiten gewählt.
  • Die Zeichnungen veranschaulichen in schematischer Darstellung mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes im Zusammenhang mit einer Walz- und Schweißmaschine.
  • Abb. i zeigt in einer Seitenansicht die Hauptteile einer Walzmaschine und einer .unmittelbar an sie anschließenden Elektroschweißmaschine samt dem einen Bestandteil der letzteren bildenden Kühler (dieser ist aus Raumgründen getrennt von der Schweißmaschine dargestellt); Abb. 2 zeigt die mit dem Kühler in Beziehung stehende Temperaturkurve; Abb. 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes; Abb. 4 ist die dazugehörige Temperaturkurve; Abb. 5 stellt eine dritte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar; Abb.6 veranschaulicht den Querschnitt eines Rohres als Bearbeitungsbeispiel.
  • Die Rohre, auf deren Herstellung sich die Erfindung bezieht, sind in der Regel von kleinem Durchmesser, etwa 3 bis 2o mm. Im allgemeinen bestehen solche Rohre aus einem Grundmetall, z. B. Stahl, das die Hauptmasse des Rohres ausmacht, und aus einem Schweißmetall, etwa Kupfer, das zum Überziehen der Oberflächen des Rohres und zum Verschweißen dient, wenn das Rohr aus mehreren Schichten besteht und Nähte hat. Ein solches Rohr kann z. B. aus Metallstreifen hergestellt werden und das Schweißmetall als galvanisch aufgetragene dünne Schicht bereits auf den Streifen vorhanden sein, aber auch als Draht, Späne oder Pulver vor dem Schweißen zugefügt werden. Die beispielsweise Fertigung eines doppelschichtigen Rohres nach Abb.6 geht so vor sich, daß der Metallstreifen i, der die innere Schicht bilden soll, von einem Vorratsring 3 hinweg zwischen drei in geeigneter Weise angetriebenen Walzenpaaren 4 durchgeführt wird und dabei über verschiedene Zwischenstufen die endgültige Querschnittsform erhält. An diesem Punkte der Fertigung läuft von einem zweiten Vorratsring 5 der Streifen :2 der zunächst zwischen einem Walzenpaar 6 an den Längskanten zugeschärft wird, über eine Führungsrolle 7 und durch einen Führungsrahmen 8 in die Walzmaschine ein. Durch drei weitere Walzenpaare g wird der Streifen 2 über der fertigen inneren Rohrschicht i, und sich dicht an diese anlegend, zur äußeren Rohrschicht geformt, wobei sich eine schräg zur Rohroberfläche verlaufende Naht bildet. Das mechanisch fertig gestaltete Rohr 1, 2 gelangt, aus der Walzmaschine kommend, sofort in die Schweißmaschine, die in der Hauptsache drei Elektrodenpaare io, 11, 12 in Rollenform enthält, denen der aus einem Transformator entnommene Strom so zugeleitet wird, daß er durch das mittlere Elektrodenpaar i i eintritt, sich in dem durchlaufenden Rohr 1, 2 zu beiden Seiten verteilt, dabei die Widerstandsstrecke bildet und durch die Außenelektroden io und 12 austritt. An diese schließt sich eine Fördervorrichtung 13 an, die dem Rohr in genauer übereinstimmung mit der Walzmaschine eine einstellbare Vorschubgeschwindigkeit erteilt. Die Elektroden i i und 12 und die Fördervorrichtung 13 sind von einem gemeinsamen Gehäuse 14 umgeben, wodurch die Möglichkeit besteht, den Schweißvorgang innerhalb von Schutzgas zu bewerkstelligen.
  • Mit der Schweißmaschine ist der Erfindungsgegenstand, der Kühler, unmittelbar zusammengebaut. Derselbe besteht aus mehreren Abteilungen oder Kammern, z. B. 15, 16, 17, 18 (Abb. i), in denen die Kühlung des durchlaufenden Rohres 1, 2 in ebenso vielen Stufenerfolgt, deren jede in bezug auf Wirkung und Dauer für sich beeinflußbar ist. Die erste und zweite Kammer 15 bzw. 16 wird von einem inneren, durch Einschnürung aufgeteilten, an das Gehäuse der Fördervorrichtung 13 unmittelbar anschließenden Rohr i9 und einem dasselbe umgebenden Mantel gebildet. Zwischen beiden kann in jeder Abteilung Kühlwasser im Gegenstrom zum durchlaufenden Rohr 1, 2 fließen; zugleich kann im inneren Rohr ein für Kühlzwecke brauchbares Gas, ebenfalls im Gegenstrom, hindurchstreichen. DieKammer 17 ist fürLuftkühlung bestimmt und hat demzufolge Kühlrippen auf dem nicht ummantelten Rohr i9, das durch Einschnürungen von den Nachbarkammern geschieden ist. Die Kammer 18, aus einfachem Rohr bestehend, ist mit Zu- und Abfluß für die Beschickung mit einer Metall- oder Salzschmelze versehen. Im Zusammenhang mit der Kammer 18 steht der Abstreifer 20, der zur Wegnahme von Metall- oder Salzresten dient, die etwa am durchlaufenden Rohr 1, 2 haften. Den Beschluß der Kühleinrichtung bildet die Brause 21, die zur Abkühlung des Rohres 1, 2 auf Zimmertemperatur dient.
  • Abb.2 enthält die beispielsweise Temperaturkurve des Kühlungsvorganges und steht im genauen Zusammenhang mit den in der Abb. i veranschaulichten Kühlerabteilung, so daß die Temperaturänderungen in jeder derselben ersichtlich sind. Die Abszisse der Kurve ist nach den einzelnen Abteilungen des Kühlers gegliedert, die Ordinate nach wichtigen Temperaturabschnitten, und zwar beziehen sich diese im Beispielsfalle auf die Wärmebehandlung von Stahl und Kupfer als Grund bzw. Überzugsmetall. Der durch die Kurve wiedergegebene Temperaturverlauf ist mit Hilfe verschiedener in den Kühlerabteilungen benutzter Kühlmittel leicht einzuhalten; er beginnt mit einer Schweißtemperatur von i2oo° C, die sich erfahrungsgemäß bei der hohenDurchgangsgeschwindigkeit des Rohres 1, 2 von 3o bis 50 m/min als zweckmäßig erwiesen hat. In der ersten Zone der Kühlung, entsprechend der ersten Kammer 15 des Kühlers, wird ein bedeutender Temperaturrückgang bis auf etwa gio° C erzielt, einen der Haltepunkte im System Eisen-Kohlenstoff. Innerhalb dieser Temperaturspanne, in der der Stahl in der y-Modifikation vorliegt, ist keine Rücksicht auf Abkühlungsumstände zu nehmen, und die Kühlgeschwindigkeit ist hoch zu bemessen, um die Länge des Kühlers zu vermindern. Umgekehrt ist es in der zweiten Kühlzone entsprechend der zweiten Kammer 16 des Kühlers, die dem Temperaturbereich von gio bis ungefähr 725° umfaßt, worin die Umwandlung des Eisens aus der y- in die ß-Modifikation stattfindet. Bei zu schneller Abkühlung würde hier Martensit bzw. Austenit im Gefüge gebildet, d. h. Härtung stattfinden. Um dies zu vermeiden und den langsamen Übergang in die Zustandsform Ferrit-Perlit zu begünstigen, ist die Abkühlung allmählich zu bewirken, und das geschieht durch geeignete Auswahl und Temperierung der Kühlflüssigkeit und des kühlenden Gases in der Kammer 16. In der dritten Kühlzone, die in zwei Abschnitte entsprechend den Kammern 17 und 18 zerfällt, könnte eine rasche Abkühlung stattfinden, da hier vorzugsweise die Umwandlung in a-Eisen vor sich geht, die an sich keine entsprechende Rücksicht fordert. Es ist jedoch zu bedenken, daß im ersten Abschnitt dieser Zone, wo die Temperatur noch über 700° C liegt, eine Erscheinung auftreten kann, die auf den Umstand gegründet ist, daß infolge der größeren Löslichkeit des Kohlenstoffes im Eisen bei höherer Temperatur durch schnelles Abkühlen ein Zustand der Übersättigung bei Zimmertemperatur eintreten kann. Die Übersättigung führt zu höherer Festigkeit, geringerer Dehnbarkeit und infolgedessen zu größerer Härte und geringerer Biegefähigkeit des Baustoffes. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es nötig, durch langsamere Abkühlung in dem betreffendenTemperaturbereich die allmähliche Ausscheidung überschüssigen Kohlenstoffes bei abnehmender Temperatur zu begünstigen. Aus diesem Grunde ist das Temperaturgefälle im ersten Abschnitt der dritten Kühlungszone das geringste der ganzen Kühlung. Es wird hervorgebracht durch ein Rippenrohr 17, in dem kein strömendes Gas enthalten ist. Aus den bereits angeführten Umständen kann die Kühlung im zweiten Abschnitt der dritten Zone wieder beschleunigt werden, und es wird hierzu, falls dem fertigen Rohr 1, 2 ein Überzug mit einem Metall von niedrigerem Schmelzpunkt gegeben werden soll, dieses als Kühlmittel durch die Kammer 18 hindurchgeleitet. Ist ein Metallüberzug nicht erwünscht, so kann als Kühlmittel geschmolzenes Salz von geeigneter Art und physikalischer Beschaffenheit verwendet werden. Die nach der bisherigen Kühlung noch im Rohr 1, 2 vorhandene Wärme kann, nachdem Metall- oder Salzreste durch einen Abstreifer 2o von der Oberfläche des Rohres entfert sind, durch Berieselung mit Wasser aus einer Brause 21 bis auf Zimmertemperatur vermindert werden.
  • Die zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes unterscheidet sich von der ersten nur durch eine andere Ausbildung der dritten und vierten Kammer des Kühlers, die hier zu einer Kammer 18 vereinigt sind. Diese hat, abgesehen von größerer Länge, dieselbe Konstruktion und Arbeitsweise wie die Kammer 18 der ersten Ausführungsform. Der Temperaturverlauf in der dritten Zone zeigt (Abb. q.) zu Anfang auf kurzer Strecke, einen Temperatursturz auf etwa 37o'°' C, wonach auf langer Strecke diese Temperatur unverändert bleibt. Auf solche Weise kann dasselbe Ergebnis für diese Kühlungszone erreicht werden wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Eine dritte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes (Ab. 5) zeigt, was die erste, zweite und dritte Kühlungszone anbelangt, dieselben Verhältnisse wie bei der zweiten Ausführungsform (Abb. 3) ; jedoch ist noch eine Kammer 22 angefügt, die in ähnlicher Weise wie die Kammer 18 konstruiert ist und betrieben wird, wobei jedoch niedrigere Temperaturen bei der Kühlflüssigkeit, Metall- oder Salzschmelze, angewendet werden. Der Temperaturverlauf bei dieser Art von Kühlung ist in der Abb. q. durch gestrichelte Linien angedeutet. Benutzt wird diese Kühlungsweise, wenn die Gefahr des Anlaufens und Oxydierens beim Austritt des Rohres i, 2 aus dem Kühler besteht.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kühler zur beschleunigten Kühlung geschweißter Metallrohre, die in einer ununterbrochenen Folge von Arbeitsvorgängen mit gleichbleibender Geschwindigkeit gewalzt, geschweißt und gekühlt werden, wobei der letztere Vorgang zwecks Weichkühlung über die Haltepunkte des betreffenden metallographischen Systems hinweg entsprechend langsam erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtkühleinrichtung in mehrere Kammern unterteilt ist, die im Innern von dem durchgehenden Kühlgut so voneinander getrennt sind, daß kein Übergang der das Kühlgut in jeder Kammer unmittelbar umgebenden Gase oder Flüssigkeiten in wesentlichem Umfange stattfinden kann.
  2. 2. Kühler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kammern mit je einem besonderen Kühlmittel oder Kühlmitteln verschiedener Eintrittstemperaturen durchströmt werden.
  3. 3. Kühler nach den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Kammern des etwa aus vier Kammern bestehenden Kühlers mit doppelten Kühlmänteln, der äußere mit Wasser, der innere mit Gas beschickt, ausgestattet sind, die dritte Kammer mit Kühlrippen für Luftkühlung, die vierte mit einfachem Mantel für Salz- oder Metallschmelze versehen sind. q..
  4. Kühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Beibehaltung der beiden ersten Kammern die dritte und vierte Kammer zu einer in sich geschlossenen verlängerten Kammer vereinigt sind.
  5. 5. Kühler nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß sich eine weitere Kammer an die verlängerte Kammer anschließt.
DEM19847D 1938-10-21 1939-10-21 Kuehler zur beschleunigten Kuehlung geschweisster Metallrohre Expired DE917846C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US917846XA 1938-10-21 1938-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE917846C true DE917846C (de) 1954-09-13

Family

ID=22229642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEM19847D Expired DE917846C (de) 1938-10-21 1939-10-21 Kuehler zur beschleunigten Kuehlung geschweisster Metallrohre

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE917846C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016204420A1 (de) Abschrecktanksystem und Verfahren zur Anwendung
DE2054528C3 (de) Vorrichtung zum Härten von Rohren aus der Walzhitze
DE2147084A1 (de) Dickwandiger metallischer Behälter od. dgl. sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
DE69719407T2 (de) Verfahren zum Abkühlen von Stahlrohren
DE102013114578A1 (de) Glühofen und Verfahren zum Glühen eines Strangs aus Stahl
DE2249642B2 (de) Verfahren zur zweistufigen Oberflächenhärtung von Werkstücken aus härtbaren Eisen- und StahJlegierangen
DE917846C (de) Kuehler zur beschleunigten Kuehlung geschweisster Metallrohre
DE2847897C2 (de)
DE813839C (de) Verfahren zum Verbinden zweier Metallgenstaende
DE2049846A1 (de) Bearbeitungsverfahren für Kupfer und kupferhaltige Legierungen
DE3039428C2 (de) Verfahren zur Herstellung von plattierten Stahlprodukten
DE2548941A1 (de) Verfahren zur erzeugung von strangfoermigen, metallischen gegenstaenden
DE2929401A1 (de) Verfahren zum walzen von in der waerme zur oxidation neigenden metallbloecken zu rohren
DE3427707C2 (de) Innengekühlte Rolle
CH642575A5 (de) Giessform zum kontinuierlichen stranggiessen.
DE2228268A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bimetallstreifen
DE764117A (de)
DE60015432T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Wärmebehandeln von metallischem Material
DE3012086B1 (de) Verfahren zur Herstellung geloeteter,mehrlagiger Metallrohre und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE3208738A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbehandlung von metallischem gut
DE2111631A1 (de) Vorrichtung zum Haerten von Stahldraht
DE2300528A1 (de) Verbundmetall-rohr, insbesondere -rohrrohling, und verfahren zu seiner herstellung
DE2717558A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur befestigung eines rohrs in einem rohrboden
DE2605826A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum patentieren von stahldraehten
CH641701A5 (de) Giessform zum stranggiessen.