DE973272C

DE973272C - Method and device for hardening and tempering blowing or flushing displacement pipes or conveyor channels

Info

Publication number: DE973272C
Application number: DED19361A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dr Phil Becker; Hermann Kuhlbars; Gerhard Dr-Ing Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1954-12-17
Filing date: 1954-12-17
Publication date: 1960-01-07

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Härten und Anlassen von Blas- oder Spülversatzrohren bzw. Förderrinnen Blas- oder Spülversatzrohre, wie sie in Bergwerken verwendet werden, müssen bekanntlich einerseits hohe Widerstandsfähigkeit gegen den durch das geförderte Gut auf die Wandungen ausgeübten Verschleiß aufweisen und andererseits schlagartigen Beanspruchungen standhalten. Die Rohre werden in den Bergwerken ständ-ig neu verlegt und müssen zu diesem Zweck in der Grube transportiert, abgeladen und zum Rohrstrang zusammengefügt werden. Bei diesen Arbeiten sind die Rohre erheblichen Schlag- und Biegebeanspruchungen ausgesetzt.Method and device for hardening and tempering blow or flushing displacement pipes or conveyor troughs, blowing or flushing displacement pipes, as used in mines, It is well known that on the one hand high resistance to the promoted by the Have good wear exerted on the walls and, on the other hand, sudden wear Withstand stress. The pipes are constantly being re-laid in the mines and for this purpose must be transported in the pit, unloaded and to the pipe string be joined together. In this work, the pipes are significant impact and Exposed to bending stresses.

Da es nicht elcher gelingt, ein Rohr aus härtbarein Stahl mit einer Wandstärke von 5 bis 6 mm nur an der Innenfläche zu härten, sondern bei diesein Versuch eine völlige Durchhärtung der Wandung erzielt wird, kann zwar die Verschleißfestigkeit solcher Rohre in dieser Weise erzielt werden, aber ein so gehärtetes Rohr würde infolge der rauhen Behandlung im Untertagebetrieb zu Bruch gehen und auch das Fördergut, das teilweise aus großen Gesteinsbrocken besteht, könnte das Rohr zertrümmern. Um die notwendige Zähigkeit eines gehärteten Rohres zu gewährleisten, ist daher schon vorgeschlagen worden, das Rohr nur zonenweise zu härten, und zwar derart, daß vorzugsweise ringförmige, gehärtete Zonen mit Zonen, die nicht gehärtet sind, abwechseln. Ein solches Rohr besteht auf seiner Länge von 2 bis 3 m aus einer Aneinanderreihung voii etwa 6o bis ioo gehärteten Ringen, die durch ungehärtete Ringe voneinander getrennt sind. Die weich gebliebenen, ungehärteten Ringe sind in der Lage, die Biege- und Schlagbeanspruchungen, denen das Rohr ausgesetzt ist, aufzunehmen, weil sie weich und zäh sind. Die einzelnen gehärteten Ringe vermitteln der Innenwand des Rohres trotz der zwischengeschalteten weichen Ringe die erforderliche Verschleißfestigkeit. Rohre dieser Art haben sich bewährt, zumal wenn nach Herstellung der gehärteten Ringzonen das Rohr von außen her angelassen wird, wobei -die Anlaßbehandlung nur die äußere Oberflächenschicht des Rohres erfaßt.Since it is not possible to harden a pipe made of hardenable steel with a wall thickness of 5 to 6 mm only on the inner surface, but in this one attempt a complete hardening of the wall is achieved, the wear resistance of such pipes can be achieved in this way, But a pipe hardened in this way would break as a result of the rough treatment in underground operations and the conveyed material, which partly consists of large lumps of rock, could shatter the pipe. In order to ensure the necessary toughness of a hardened pipe, it has therefore already been proposed to harden the pipe only in zones, in such a way that preferably ring-shaped hardened zones alternate with zones which are not hardened. Over its length of 2 to 3 m, such a tube consists of a row of about 60 to 100 hardened rings, which are separated from one another by unhardened rings. The unhardened rings, which have remained soft, are able to absorb the bending and impact loads to which the pipe is exposed because they are soft and tough. The individual hardened rings give the inner wall of the pipe the necessary wear resistance despite the soft rings in between. Pipes of this type have proven themselves, especially when the pipe is tempered from the outside after the hardened ring zones have been produced, the tempering treatment only covering the outer surface layer of the pipe.

Trotz ihrer Bewährung haben derartige Rohre gewisse Nachteile insofern, als das Gefüge der weichbleibenden Ringe nicht unter allen Umständen wohldefiniert ist. Zunächst einmal liegen in einer derartigen Ringzone die Eigenschaften vor, die das Ausgangserzeugnis aufgewiesen hat. Außerdem bestehen Übergangsabschnitte, in denen eine unvollkommene Härtung eingetreten ist, ohne daß die Ausdehnung dieser übergangszone völlig beherrscht werden könnte. Dieser Umstand kann unter ungünstigen Voraussetzungen Anlaß zu Schäden sein. Auch durch die obenerwähnte Anlaßbehandlung von außen her werden diese Erscheinungen nicht beseitigt.Despite their proven performance, such pipes have certain disadvantages insofar as not well-defined under all circumstances as the structure of the rings that remain soft is. First of all, such a ring zone has the properties which the raw material exhibited. There are also transition sections in which an imperfect hardening has occurred without the expansion of this transition zone could be completely mastered. This circumstance can be unfavorable Conditions cause damage. Also by the above-mentioned tempering treatment from the outside these phenomena are not eliminated.

Im Gegensatz hierzu sollen nun Blas- oder Spülversatzrohre erzeugt werden, die aufeinanderfelgende harte und weichere Abschnitte, vorzugsweise in Form nebeneinanderliegender Ringe, aufweisen, die entstanden sind durch einezdie gesamte Werk-,stücklänge und Wandstärke erfassende Härtung und nachträgliches stellenweises Anlassen zur Erzeugung der weicheren Abschnitte. Ein solches Rohr weist sowohl in den gehärteten als auch in den angelassenenZonen wohldefinierteVerhältnisse auf. -Durch Wahl der Härtetemperatur und der Abschreckbedingungen kann in an sich bekannter Weise bei einem bekannten härtbaren Stahl die erwünschte zweckmäßige Härte eingestellt werden. Die angelassenen Zonen können ebenfalls, wie dies an sich vom Anlassen eines härtbaren Stahles bekannt ist, auf ein wohdefiniertes Gefüge gebracht werden, das hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit den.im Betrieb zu erwartenden Beanspruchungen gerecht wird. In jedem Falle sind Festigkeit, Härte und vor allem Zähigkeit planmäßig einstellbar, während man bei dem bekannten Verfahren mehr auf die Zufälligkeit bzw. auf die Eigenschaften des Ausgangswerkstückes angewiesen ist.In contrast to this, blow or flushing pipes are now to be produced which have hard and softer sections stacked on top of one another, preferably in the form of juxtaposed rings, which have arisen through hardening covering the entire workpiece length and wall thickness and subsequent tempering in places to produce the softer sections . Such a tube has well-defined relationships in both the hardened and tempered zones. - By choosing the hardening temperature and the quenching conditions, the desired practical hardness can be set in a known hardenable steel in a manner known per se. The tempered zones can also, as is known per se from the tempering of hardenable steel, be brought to a well-defined structure which, in terms of strength and toughness, does justice to the stresses to be expected in operation. In any case, strength, hardness and, above all, toughness can be set according to plan, while with the known method one is more dependent on the randomness or on the properties of the initial workpiece.

Diese Überlegungen gelten sinngemäß auch fÜr den Fall, daß an Stelle von Kreisringen schräg zur Achse gelegte Ringe vorgesehen werden oder das Anlassen in Form einer Schraubenwindung auf das zuvor gehärtete Rohr aufgebracht wird.These considerations apply mutatis mutandis to the case that in place of circular rings placed obliquely to the axis are provided or the tempering is applied in the form of a screw thread to the previously hardened pipe.

Die Überlegungen gelten im übrigen sinngemäß auch für Förderrinnen, die ebenfalls sowohl auf Verschleiß als auch auf Schlag und Biegung beansprucht werden.The considerations also apply mutatis mutandis to conveyor troughs, which is also subject to wear and tear as well as impact and bending will.

Die durchgehende Härtung und das Anlassen können durchgeführt werden, indem die notwendige Erwärmung entweder mit Gasbrennern oder auf -elektrischem Wege, insbesondere auf elektro-induktivem Wege erzielt wird.Continuous hardening and tempering can be carried out by the necessary heating either with gas burners or by -electrically, is achieved in particular by electro-inductive means.

Erfindungsgemäß wird zum Härten und stellenweisen Anlassen eines solchen Erzeugnisses, insbesondere eines Blas- oder Spülversatzrohres, vorgeschlagen, derart zu verfahren, daß das laufend vorbewegte Werkstück in einem Arbeitsgang von einer umfassenden Induktionsspule durchgehend in seiner gesamten Länge auf Härtetemperatur erhitzt und dann abgeschreckt wird. Mit einem zweiten Induktor wird alsdann nur in gewünschter Ab- standsbreite angelassen. Im Einzelnen wird vorteilhafterweise so verfahren, daß der die Anlaßtemperatur erzeugende Induktor während seiner Erhitzungszeit die Axialbewegung des Rohres mitmacht, die dieses Rohr ohnehin ausführt, um kontinuierlich gehärtet zu werden, während es mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch den feststehenden Induktor hindurchbewegt wird. Ist das Erhitzen für das Anlassen beendet, so springt der Anlaßinduktor zum erneuten Einwirken an anderer Stelle um die Breite der jeweiligen Härtezone zurück.According to the invention, for hardening and tempering such a product, in particular a blow or flushing displacement pipe, it is proposed to proceed in such a way that the continuously advanced workpiece is heated to hardening temperature in one operation by a comprehensive induction coil and then quenched throughout its entire length. A second inductor then stood wide only in the desired exhaust is started. In particular, the procedure is advantageously such that the inductor generating the tempering temperature takes part in the axial movement of the pipe during its heating time, which this pipe already executes in order to be continuously hardened while it is moved at a constant speed through the stationary inductor. When the heating for the tempering has ended, the tempering inductor jumps back to act again at another point by the width of the respective hardening zone.

Es ist an sich bekannt, Rohre in der Weise induktiv zu härten, daß das Rohr senkrecht durch eine Induktionsspule hindurchbewegt wird, während eine feststehende Abschreckeinrichtung, beispielsweise in Form einer Ringbrause, sich im Innern des Rohres befindet. Unter Ausnutzung dieser bekannten Maßnahme wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die erforderliche Vorrichtung so aufzubauen, daß ein das Rohr umfassender festsehender Induktor zum Erhitzen auf Härteternperatur vorgesehen wird und unter diesem ein das Werkstück umfassender Induktor, der Vor-und Rückbewegungen ausführt, um das Anlassen zu bewirken. Im Innern des Rohres befindet sich einie beispielsweise r.ingföTm.igy-- Abschreckbrause, die kurz unterhalb des feststehenden Induktors angeordnet ist, und zwar noch oberhalb des Raumes, in dem sich der Anlaßinduktor vor- und rückbewegt.It is known per se to inductively harden pipes in such a way that the pipe is moved vertically through an induction coil, while a fixed quenching device, for example in the form of a ring shower located inside the tube. Taking advantage of this known measure, according to proposed the invention to build the required device so that a Fixed inductor encompassing the tube intended for heating to hardening temperature and under this an inductor that encompasses the workpiece and that moves back and forth executes to effect the cranking. Inside the tube there is some for example r.ingföTm.igy-- deterrent shower, which is just below the fixed Inductor is arranged, even above the space in which the starting inductor moved back and forth.

Die Wirkung einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß der feststehende Induktor die Aufheizung der Rohrwandung von außen nach innen bewirkt, während das Abschrecken von innen nach außen erfolgt. Das Abschreckmittel läuft an der behandelten Wand abwärts und gerät auf diese Weise in den Bereich, wo der Anlaßinduktor die Anlaßtemperatur von außen her erzeugt. Die Anlaßzone wird somit von der Abschreckflüssigkeit selbsttätig abgekühlt und außerdem- begrenzt.The effect of such a device is that the fixed Inductor causes the pipe wall to be heated from the outside to the inside, while the Quenching is done from the inside out. The detergent runs on the treated Wall downwards and in this way comes into the area where the tempering inductor the Tempering temperature generated from the outside. The tempering zone is thus made up of the quenching liquid cooled automatically and also - limited.

Es wäre zwar auch möglich, das Rohr in einem Arbeitsgang zunächst durchgehend zu härten und in einem zweiten Arbeitsgang die Anlaßzonen in gewünschten Abständen anzubringen. So vorzugehen bringt aber die Gefahr mit sich, daß das Rohr sich bei der Härte auf der Gesamtlänge wirft und verbiegt. Diese Erscheinung wäre durch nachträgliche Behandlung nicht mehr zu beseitigen. Wird indes unter Anwendung-- der. erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Arbeitsgang gehärtet und zonenweise angelassen, so sorgen die Anlaßzonen dafür, daß sich Spannungen, die zu Verwerfungen führen könnten, unmittelbar abbauen. Abgesehen hiervon läßt sich die Arbeit in der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter geringstmöglichem Aufwand an Zeit und Transport bewerkstelligen.It would also be possible to start with the pipe in one operation to harden continuously and in a second step the tempering zones in the desired To be attached at intervals. Proceeding in this way, however, carries the risk that the pipe the hardness over the entire length throws and bends. This appearance would be can no longer be removed by subsequent treatment. However, when using-- the. Device according to the invention cured in one operation and zoned left on, they worry Tension zones for tensions, that could lead to faults, dismantle immediately. Apart from that, lets the work in the device according to the invention with the least possible effort in terms of time and transportation.

Das zonenweise Anlassen von außen her hat über die geschilderten Vorteile hinaus den Vorzug, daß die Anlaßzonen in der Rohrwandung keilförmig verlaufen, d. h. also die angelassene Zone ist an der Außenfläche des Rohres breiter als an der Rohrinnenwandung. Das Rohr ist infolgedessen an der Innenwand auf einem größeren Bereich hart und verschleißfest, während es auf der Außenfläche auf einem größeren Bereich zäher ist. Es ist also auf diese Weise ein Rohr gegeben, das in hervorragendem Maße geeignet ist, einerseits den Verschleißbeanspruchungen und andererseits Schlag- und Biegebeanspruchungen zu widerstehen.The zone-wise tempering from the outside has the advantage that the tempering zones in the pipe wall run in a wedge-shaped manner, ie. H. so the tempered zone is wider on the outer surface of the pipe than on the inner wall of the pipe. As a result, the tube is hard and wear-resistant over a larger area on the inner wall, while it is tougher over a larger area on the outer surface. In this way, there is a tube which is extremely suitable for withstanding wear and tear on the one hand and impact and bending stresses on the other.

Der Aufbau der benötigten Vorrichtung zum Bewegen des Rohres in Achsrichtung und für das Mitlaufen und Zurückbewegen des Anlaßinduktors ist einfacher Art und kann von jedem Fachmann ohne weiteres aufgestellt werden. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß der Rückhub des Anlaßinduktors mit größerer Geschwindigkeit erfolgen sollte als der Bewegungshub, während welchem aufgeheizt wird. Währ'end des Rückhubes ist es alsdann nicht notwendig, den Induktor abzuschalten, weil die Einwirkzeit während dieses Rückhubes so gering ist, daß ein Aufheizen solcher Abschnitte, die nicht angelassen werden sollen, nicht eintritt.The structure of the device required to move the pipe in the axial direction and for the running and moving back of the starting inductor is simple type and can easily be set up by any person skilled in the art. Let it be in this context mentions that the return stroke of the starting inductor take place at greater speed should be considered as the stroke during which heating takes place. During the return stroke it is then not necessary to switch off the inductor, because the exposure time during this return stroke is so small that a heating of those sections that should not be started, does not enter.

Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, das Rohr während der kombinierten Härtungs- und Anlaßbehandlung in Umlauf um seine Achse zu versetzen.It may be useful to use the pipe during the combined To put hardening and tempering treatment in circulation around its axis.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for hardening and locally tempering a blower or flushing displacement pipe or a conveyor trough, which have alternating hard and softer sections, preferably in the form of adjacent rings, which are produced by hardening and subsequent tempering in places, characterized in that the continuously moved forward workpiece continuously obtained in a single operation of a complete induction coil to hardening temperature - itzt, is then quenched and tempered with a second inductor only in the desired portion of width by which the annealing temperature generating inductor during its heating time participates the axial movement of the tube and after completion of heating to re-exposure at another point jumps back by the width of the respective hardening zone.

2. Apparatus for performing the method according to claim i with vertical continuous movement of the tube, characterized by the arrangement of a tube encompassing, stationary inductor for heating to hardening temperature over an inductor encompassing the workpiece, forwards and backwards movements executing for the tempering and one from the inside of the tube acting fixed quenching device directly below the fixed inductor. Publications considered: German patent application p : 2gioo VI / i8eD (published on 4- g. 195: 2).