EP2078099A1 - Verfahren zur thermomechanischen behandlung von nahtlos auf radial-axial-ringwalzmaschinen hergestellten ringen - Google Patents

Verfahren zur thermomechanischen behandlung von nahtlos auf radial-axial-ringwalzmaschinen hergestellten ringen

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Publication number
EP2078099A1
EP2078099A1 EP07801829A EP07801829A EP2078099A1 EP 2078099 A1 EP2078099 A1 EP 2078099A1 EP 07801829 A EP07801829 A EP 07801829A EP 07801829 A EP07801829 A EP 07801829A EP 2078099 A1 EP2078099 A1 EP 2078099A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
cooling
temperature
steel
tank
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07801829A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Wozniak
Axel Von Hehl
Nikolaus Balmus
Daniel Hansmann
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.)
ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
Original Assignee
Rothe Erde GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rothe Erde GmbH filed Critical Rothe Erde GmbH
Publication of EP2078099A1 publication Critical patent/EP2078099A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races

Definitions

  • the invention relates to a method for the thermomechanical treatment of rings produced seamlessly on radial-axial ring rolling machines according to the preamble of claim 1 and a device for cooling hot-formed hot rings for carrying out the method.
  • the ring blanks are inserted at a temperature of 900 - 1200 0 C in the ring rolling machine and rolled to an outer diameter of preferably 0.2 - 10 m.
  • the rings are usually stored intermediately and usually cooled to room temperature.
  • the additional heat treatment is associated with a high expenditure and a considerable energy requirement.
  • thermomechanically treated steel rolling From EP 413 163 Bl a method and a plant for the production of thermomechanically treated steel rolling is known, wherein the transformation of the rolling between room temperature and 930 0 C takes place and to improve the material properties in a downstream cooling device accelerated cooling of the rolling stock with the help of cooling media such as water, air or water / air mixture is made.
  • This method is only intended for the production of flat and long products as well as wire rod. The exact type of cooling is not described.
  • the Korean patent KR 1005661118 Bl also discloses a ring rolling process with subsequent heating of the rolled ring in an oven and cooling of the ring in an immersion bath, wherein the Diameter of the ring between 4,500 and 9,300 mm and the height should be between 300 and 280 mm. Again, the energy-consuming re-heating of the ring is described before the final immersion cooling.
  • DE 1 964 795 B also discloses a process for the heat treatment of steels directly from the heat of deformation with accelerated cooling, where likewise a two-stage cooling is carried out by first heating the hot-formed product from a final deformation temperature of 880 ° -950 ° C. is cooled at a cooling rate of 50 ° - 25 ° C per second to a temperature 40 ° - 10 ° C above the AI point, d. H. is about 710 ° - 740 ° C. This temperature should then be kept for 1 - 20 minutes. It is then accelerated to below the martensite point, d. H. below a temperature of about 320 ° C.
  • the invention is based on the object, in particular to reduce the effort and energy consumption in the production of seamless rolled rings with a fine-grained and uniform structure.
  • the inventive method provides that the hot ring is cooled immediately after rolling without intermediate heating preferably in a dip tank or a non-filled cooling container in a short time from a temperature just above the transition temperature in the austenite region controlled to a predetermined temperature.
  • waiving an additional heat treatment and utilizing the rolling heat for structural transformation a reduction of the process steps and a considerable saving of the energy required for the usual heat treatment is achieved. It has been shown that even without this additional heat treatment in compliance with certain cooling parameters and while maintaining a precise given dipping or cooling time a sufficiently uniform and fine-grained structure after cooling or quenching can be obtained.
  • the temperature of the ring before and / or after cooling preferably measured directly before the dip or cooling tank with a radiation pyrometer and the dipping time or cooling time preferably depending on the prior to diving or Cooling measured temperature of the ring and the cooling liquid set.
  • cooling can also be prevented from immersing or cooling the ring at too low a temperature which is below the transformation temperature. In this case, the ring is first heated again to the required temperature.
  • the invention also proposes to apply the ring over evenly distributed along the ring circumference nozzles under increased pressure with cooling liquid, preferably water.
  • the pressurized coolant can be adjusted locally and / or quantitatively accurate; this then depends on the individual dimensions (diameter, thickness and cross-sectional shape) of the rolled ring. If necessary, several dipping or cooling operations can be performed sequentially, and also the ring to be cooled during the dipping or cooling process by turning, lifting and lowering can be moved.
  • the device for cooling the hot-formed hot rings consists of a filled with coolant dip tank or a non-filled cooling tank, a lowerable with a lifting support and according to the invention in the dip tank or cooling tank to one or more ring lines evenly distributed pressure nozzles for targeted application of the cooling liquid to at least one of the annular surfaces of the ring.
  • pressure nozzles With the example designed as a twist nozzles pressure nozzles a very targeted cooling can be achieved on the surface of the ring, so that the fine-grained austenite in the desired in the later component function zone Transformation structure is transformed.
  • the insulating vapor film is largely destroyed, especially in the case of water as the cooling liquid, which can form due to the Leidenfrost phenomenon at the beginning of the cooling and can drastically reduce the heat transfer.
  • the cooling rate is maximized at the beginning of the cooling process, ie even at high ring temperatures.
  • each loop can be controlled separately, so that rings with different diameters, thicknesses and heights are specifically cooled.
  • the volume flows can also be regulated in order to adjust the impact speeds accordingly.
  • the flow velocity can be reduced.
  • the convective heat transfer can be supported with the help of the spraying and, on the other hand, in addition to the water bath temperature, the temperature of the ring surface is evened out.
  • the rolled ring can be stored for the dipping or cooling process on a support of radially extending strips or a grid.
  • a radiation pyrometer is preferably arranged directly above the cooling liquid at the level of the support.
  • the immersion or cooling basin may in particular be round and / or ring-shaped in accordance with the geometry of the rolled rings.
  • Fig. 1 is a plan view of the dip tank according to the invention 2
  • Fig. 2 is a vertical section through the dip tank 2 of FIG. 1 with the schematic arrangement of the system according to the invention.
  • the hot ring 1 produced in the radial-axial ring rolling machine (not shown) is laid on the support 5 of the lifting device 4 by means of a crane 3.
  • the carrier 5 is located directly above the surface of the cooling liquid 8 of the dip tank 2.
  • the resting on the support 5 hot ring 1 is dipped in the direct connection with the help of the lifting device 4 in the plunge pool 2 and kept in the plunge pool 2 until the calculated target immersion time is reached. Subsequently, the ring 1 is lifted again from the dip tank 2 and the ring temperature measured again with the radiation pyrometer 6. If necessary, the dipping process can be repeated. This may be required in particular for rings 1 made of steel grades, which have a higher alloy content and thus a poorer thermal conductivity, which are therefore also conversion carrier. It has proven to be useful to keep the ring 1 outside of the dip tank 2 after each emergence, so that the temperature gradient between the edge and core of the ring 1 is reduced by the nachfnetde from the ring core heat.
  • the surface temperature can be measured continuously and repeated when reaching a defined maximum temperature of the dipping process.
  • a number of ring lines 11 are arranged concentrically with each other at the circumference evenly distributed pressure nozzles 13 at the bottom of the dip tank 2. With the help of these pressure nozzles 13 is specifically applied at the beginning of the dipping process cooling liquid 8 on the annular surfaces of the ring 1 with the highest possible pressure.
  • the cooling process can thereby be accelerated, since it does not lead to the so-called "Leidenfrost effect", which can produce a certain insulating effect on the ring surface and leads to a strong reduction of the amount of heat removed are each connected via their own supply lines 12 and shut-off valves with the outer pump system, not shown, which makes it possible to apply only the ring line 11 to the corresponding pressure nozzles 13, which has approximately the same diameter as the applied ring 1.
  • the pressure nozzles are each arranged so that they act on the one hand, the lower annular surface and on the other hand, at least the two vertical inner and outer annular surfaces with cooling liquid.
  • FIG. 2 also additionally shows a diagrammatic display unit 9, which on the one hand displays the temperature of the ring 1 measured by the radiation pyrometer 6 and, on the other hand, the dipping time predetermined in the control unit 10 in seconds.
  • the display unit 9 has a known per se

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermomechanischen Behandlung von nahtlos auf Radial-Axial- Ringwalzmaschinen hergestellten Ringen aus Stahl, insbesondere Feinkornbaustahl, Vergütungsstahl, Einsatzstahl oder austenitischen Stahl, vorzugsweise von Turmflanschen aus Stahl für Windkraftanlagen, wobei der Ringrohling bei einer Temperatur von 900 - 1150 -C in die Ringwalzmaschine eingelegt und im Warmumformverfahren auf einen Außendurchmesser von vorzugsweise 0,2 - 10 m gewalzt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der heiße Ring (1) unmittelbar nach dem Walzen ohne Zwischenerwärmung in kurzer Zeit von einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur im Austenitgebiet gesteuert auf eine Temperatur von unter 400 -C abgekühlt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem mit Kühlflüssigkeit (8) gefüllten Tauchbecken oder einem nicht gefüllten Kühlbehälter und einem mit einer Hubvorrichtung (4) absenkbaren Träger (5), auf dem der gewalzte Ring (1) aufliegt, wobei im Tauchbecken oder Kühlbehälter (2) an ein oder mehreren Ringleitungen (11) gleichmäßig verteilte Druckdüsen (13) zur gezielten Beaufschlagung der Kühlflüssigkeit (8) auf mindestens eine der ringförmigen Oberflächen des Ringes (1) angeordnet sind. Die Messung der Ringtemperatur vor und/oder nach der Abkühlung erfolgt vorzugsweise mit einem Strahlungspyorometer.

Description

Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von nahtlos auf Radial- Axial-Ringwalzmaschinen hergestellten Ringen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von nahtlos auf Radial-Axial-Ringwalzmaschinen hergestellten Ringen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Abkühlung von warm umgeformten heißen Ringen zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Herstellung von nahtlosen Ringen auf Radial-Axial-Ringwalzmaschinen werden üblicherweise die Ringrohlinge bei einer Temperatur von 900 - 12000C in die Ringwalzmaschine eingelegt und auf einen Außendurchmesser von vorzugsweise 0,2 - 10 m gewalzt. Nach dem Walzen werden die Ringe üblicherweise zwischengelagert und dabei meist bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Im Rahmen der sich anschließenden Wärmebehandlung ist es dann erforderlich, den Ring erneut bis zur. Austenitisierungstemperatur aufzuheizen und von dort aus zur Herstellung eines feinkörnigen und gleichmäßigen Gefüges abzukühlen. Die zusätzliche Wärmebehandlung ist mit einem hohen Aufwand und einem erheblichen Energiebedarf verbunden.
Aus der EP 413 163 Bl ist ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von thermomechanisch behandeltem Walzgut aus Stahl bekannt, wobei die Umformung des Walzgutes zwischen Raumtemperatur und 9300C erfolgt und zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften in einer nachgeschalteten Kühleinrichtung eine beschleunigte Kühlung des Walzgutes mit Hilfe von Kühlmedien wie Wasser, Luft oder Wasser-/Luftgemisch vorgenommen wird. Dieses Verfahren ist nur für die Herstellung von Flach- und Langprodukten sowie Walzdraht vorgesehen. Die genaue Art der Kühlung ist dabei nicht beschrieben.
Aus der koreanischen Schrift KR 1005661118 Bl ist außerdem ein Ringwalzverfahren mit anschließendem Erhitzen des gewalzten Ringes in einem Ofen und Abkühlen des Ringes in einem Tauchbad ersichtlich, wobei der Durchmesser des Ringes zwischen 4.500 und 9.300 mm und die Höhe zwischen 300 und 280 mm liegen soll. Auch hier ist die energieaufwändige erneute Erwärmung des Ringes vor der abschließenden Tauchkühlung beschrieben.
Aus der DE 33 14 847 Al ist ein Verfahren zur Fertigung nahtloser Ringe mit verbesserten Federeigenschaften durch Warmumformung mit nachfolgendem Vergüten beschrieben. Derartige Federstähle müssen ganz spezielle Eigenschaften haben und werden auch bestimmten mehrstufigen Behandlungen unterzogen. Hierbei handelt es sich um relativ komplizierte Vorgänge.
In der DE 1 964 795 B ist außerdem ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Stählen unmittelbar aus der Verformungswärme mit beschleunigter Abkühlung bekannt, wobei ebenfalls eine zweistufige Abkühlung vorgenommen wird, indem zunächst das warm umgeformte Gut von einer Verformungs-Endtemperatur von 880° - 950° C mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 50° - 25° C pro Sekunde auf eine Temperatur abgekühlt wird, die 40° - 10° C über dem AI-Punkt, d. h. etwa bei 710° - 740° C liegt. Diese Temperatur soll dann für 1 - 20 Minuten gehalten werden. Anschließend wird beschleunigt bis unter den Martensit-Punkt abgekühlt, d. h. bis unter eine Temperatur von ca. 320° C.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, insbesondere den Aufwand und den Energieverbrauch bei der Herstellung von nahtlos gewalzten Ringen mit einem feinkörnigen und gleichmäßigen Gefüge zu verringern.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass der heiße Ring unmittelbar nach dem Walzen ohne Zwischenerwärmung vorzugsweise in einem Tauchbecken oder einem nicht gefüllten Kühlbehälter in kurzer Zeit von einer Temperatur knapp oberhalb der Umwandlungstemperatur im Austenitgebiet gesteuert auf eine vorgegebene Temperatur abgekühlt wird. Hierbei wird unter Verzicht auf eine zusätzliche Wärmebehandlung und unter Ausnutzung der Walzhitze für die Gefügeumwandlung eine Verringerung der Prozessschritte und eine erhebliche Einsparung der für die übliche Wärmebehandlung benötigten Energie erreicht. Es hat sich gezeigt, dass auch ohne diese zusätzliche Wärmebehandlung unter Einhaltung bestimmter Abkühlungsparameter und unter Einhaltung einer genau vorgegebenen Tauch- bzw. Kühlzeit ein ausreichend gleichmäßiges und feinkörniges Gefüge nach dem Abkühlen bzw. Abschrecken erhalten werden kann. Um diese genauen Parameter einhalten zu können, wird erfindungsgemäß die Temperatur des Ringes vor und/oder nach der Abkühlung, vorzugsweise direkt vor dem Tauchbad bzw. Kühlbehälter mit einem Strahlungspyrometer gemessen und die Tauchzeit bzw. Kühlzeit vorzugsweise in Abhängigkeit von der vor dem Tauchen bzw. Kühlen gemessenen Temperatur des Ringes und der Kühlflüssigkeit eingestellt. Durch die Überwachung der Temperatur des Ringes vor dem Tauchbzw. Kühlvorgang kann insbesondere auch verhindert werden, dass der Ring mit einer zu niedrigen Temperatur, die unterhalb der Umwandlungstemperatur liegt, eingetaucht bzw. gekühlt wird. Für diesen Fall wird der Ring zunächst wieder auf die erforderliche Temperatur erhitzt.
Um ein ausreichend schnelles Abkühlen bzw. Abschrecken des Ringes im Tauchbecken oder Kühlbehälter zu erreichen, wird erfindungsgemäß außerdem vorgeschlagen, den Ring über entlang des Ringumfanges gleichmäßig verteilte Düsen unter erhöhtem Druck mit Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser zu beaufschlagen. Die unter Druck beaufschlagte Kühlflüssigkeit kann dabei örtlich und/oder mengenmäßig genau eingestellt werden; das hängt dann von den individuellen Abmessungen (Durchmesser, Dicke und Querschnittsform) des gewalzten Ringes ab. Im Bedarfsfall können auch mehrere Tauch- oder Kühlvorgänge nacheinander durchgeführt werden, wobei auch der zu kühlende Ring während des Tauch- oder Kühlvorganges durch Drehen, Heben und Senken bewegt werden kann.
Die Vorrichtung zur Abkühlung der warm umgeformten heißen Ringe besteht aus einem mit Kühlflüssigkeit gefüllten Tauchbecken oder einem nicht gefüllten Kühlbehälter, einem mit einer Hubvorrichtung absenkbaren Träger und erfindungsgemäß aus im Tauchbecken oder Kühlbehälter an ein oder mehreren Ringleitungen gleichmäßig verteilten Druckdüsen zur gezielten Beaufschlagung der Kühlflüssigkeit auf mindestens eine der ringförmigen Oberflächen des Ringes. Mit den z.B. als Dralldüsen ausgebildeten Druckdüsen kann eine ganz gezielte Abkühlung an der Oberfläche des Ringes erreicht werden, so dass das feinkörnige Austenitgefüge in das in der späteren Bauteilfunktionszone gewünschte Umwandlungsgefüge transformiert wird. Durch die hohen Auftreffgeschwindigkeiten der Kühlflüssigkeit wird insbesondere bei Wasser als Kühlflüssigkeit der isolierende Dampffilm weitgehend zerstört, der sich durch das Leidenfrostphänomen zu Beginn der Abkühlung bilden und den Wärmeübergang drastisch reduzieren kann. Dadurch wird die Abkühlgeschwindigkeit schon zu Beginn des Kühlprozesses, also noch bei hohen Ringtemperaturen maximiert. Es hat sich als günstig erwiesen, am Boden des Tauchbeckens oder Kühlbehälters mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Ringleitungen mit gleichmäßig verteilten Druckdüsen anzuordnen, wobei der Durchmesser der Ringleitungen im Wesentlichen dem Durchmesser der jeweils zu kühlenden Ringe entspricht. Hierbei kann jede Ringleitung separat angesteuert werden, so dass Ringe mit unterschiedlichsten Durchmessern, Dicken und Höhen gezielt gekühlt werden. Die Volumenströme lassen sich ebenfalls regeln, um auch die Auftreffgeschwindigkeiten entsprechend anzupassen. Sobald die Ringtemperatur soweit abgesunken ist, dass die Phase der Filmverdampfung verlassen ist und die des abschreckungsintensiven Blasensiedens beginnt, kann die Anströmgeschwindigkeit reduziert werden. Im Temperaturbereich der Konvektionsphase lässt sich mit Hilfe der Bedüsung einerseits der konvektive Wärmeübergang unterstützen und zum anderen wird neben der Wasserbadtemperatur auch die Temperatur der Ringoberfläche vergleichmäßigt. Der gewalzte Ring kann für den Tauch- oder Kühlvorgang auf einem Träger aus radial verlaufenden Leisten oder einem Gitter abgelegt werden. Zur Messung der Temperatur des auf dem Träger liegenden heißen Ringes ist vorzugsweise unmittelbar oberhalb der Kühlflüssigkeit auf der Höhe des Trägers ein Strahlungspyrometer angeordnet. Das Tauch- oder Kühlbecken kann insbesondere entsprechend der Geometrie der gewalzten Ringe rund und/oder ringförmig ausgebildet sein.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 - 2 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Tauchbecken 2 Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Tauchbecken 2 nach Fig. 1 mit der schematischen Anordnung der erfindungsgemäßen Anlage. Der heiße in der nicht dargestellten Radial-Axial-Ringwalzmaschine hergestellte Ring 1 wird mit Hilfe eines Kranes 3 auf dem Träger 5 der Hubvorrichtung 4 abgelegt. In dieser Aufnahmeposition befindet sich der Träger 5 direkt über der Oberfläche der Kühlflüssigkeit 8 des Tauchbeckens 2. Nach Messung der Temperatur des heißen Ringes 1 mit Hilfe des Strahlungspyrometers 6 und nach Bestimmung der Temperatur der Kühlflüssigkeit 8 mit Hilfe des Temperaturmeßgerätes 7 wird in der Steuereinheit 10 zusammen mit der Ringgeometrie und der zu erzielenden Umwandlungstemperatur über einen Algorithmus die Soll-Abtauchzeit ermittelt. Der auf dem Träger 5 aufliegende heiße Ring 1 wird im direkten Anschluss daran mit Hilfe der Hubvorrichtung 4 in das Tauchbecken 2 getaucht und solange im Tauchbecken 2 gehalten bis die berechnete Soll-Abtauchzeit erreicht ist. Anschließend wird der Ring 1 wieder aus dem Tauchbecken 2 gehoben und die Ringtemperatur mit dem Strahlungspyrometer 6 erneut gemessen. Falls erforderlich kann der Abtauchvorgang wiederholt werden. Das kann insbesondere bei Ringen 1 aus Stahlsorten erforderlich sein, die einen höheren Legierungsgehalt und damit eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit besitzen, die damit aber auch umwandlungsträger sind. Dabei hat es sich als sinnvoll erwiesen, nach jedem Auftauchen den Ring 1 außerhalb des Tauchbeckens 2 zu halten, damit der Temperaturgradient zwischen Rand und Kern des Ringes 1 durch die aus dem Ringkern nachfließende Wärme sich verringert. Dabei kann insbesondere die Oberflächentemperatur kontinuierlich gemessen werden und bei Erreichen einer definierten Maximaltemperatur der Tauchvorgang wiederholt werden. Mit dieser zyklischen Fahrweise wird der zeitliche Unterschied bei der Gefügeumwandlung zwischen dem Randbereich und dem Kern des Ringes 1 und damit der Gefügeunterschied zwischen Rand und Kern verringert. Außerdem wird dadurch die Gefahr des Reißens infolge innerer Spannungen weitgehend vermieden.
Zur Verbesserung des Abschreckvorganges sind am Boden des Tauchbeckens 2 eine Reihe von Ringleitungen 11 mit am Umfang gleichmäßig verteilten Druckdüsen 13 konzentrisch zueinander angeordnet. Mit Hilfe dieser Druckdüsen 13 wird zu Beginn des Tauchvorganges gezielt Kühlflüssigkeit 8 auf die ringförmigen Oberflächen des Ringes 1 mit möglichst hohem Druck aufgebracht. Insbesondere bei Wasser als Kühlflüssigkeit kann hierdurch der Abkühlvorgang beschleunigt werden, da es nicht zu dem so genannten „Leidenfrost-Effekt" kommt, der eine gewisse isolierende Wirkung an der Ringoberfläche erzeugen kann und zu einer starken Reduktion der abgeführten Wärmemenge führt. Die einzelnen Ringleitungen 11 sind über jeweils eigene Zuführungsleitungen 12 und Absperrventile mit dem äußeren nicht dargestellten Pumpensystem verbunden. Dadurch ist es möglich, jeweils nur die Ringleitung 11 mit den entsprechenden Druckdüsen 13 zu beaufschlagen, die etwa denselben Durchmesser hat wie der aufgelegte Ring 1. Auf jeder Ringleitung 11 sind die Druckdüsen jeweils so angeordnet, dass sie einerseits die untere Ringfläche und andererseits zumindest die beiden senkrechten inneren und äußeren Ringflächen mit Kühlflüssigkeit beaufschlagen.
In Fig. 2 ist zusätzlich noch eine schematisch Anzeigeeinheit 9 dargestellt, die einerseits die vom Strahlungspyrometer 6 gemessene Temperatur des Ringes 1 und andererseits die in der Steuereinheit 10 vorgegebene Tauchzeit in Sekunden anzeigt. Zusätzlich besitzt die Anzeigeeinheit 9 eine an sich bekannte
Ampelanlage, die dem Anlagenbediener bei grün Freigabe gibt, den
Tauchvorgang einzuleiten oder bei rot den Tauchvorgang verbietet, weil z. B. die Temperatur des Ringes bereits zu niedrig ist oder die Anlage eine Störung hat. Ein gelbes Signal zeigt dem Bediener die Betriebsbereitschaft der Anlage an.
Bezugszeichenliste: J C)
1 Ring
2 Tauchbecken
; 3 Kran für 1
4 Hubvorrichtung für 5 und 1
5 Träger für 1 an 4
6 Strahlungspyrometer
7 Temperaturmessgerät für 8 i 8 Kühlflüssigkeit
Anzeigeneinheit
10 Steuereinheit
11 Ringleitung zur Zuführung von 8
12 Zuführungsleitung zu 11 i 13 Drückdüsen an 11

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur thermomechanischen Behandlung von nahtlos auf Radial-Axial- Ringwalzmaschinen hergestellten Ringen aus Stahl, insbesondere Feinkornbaustahl, Vergütungsstahl, Einsatzstahl oder austenitischen Stahl, vorzugsweise von Turmflanschen aus Stahl für Windkraftanlagen, wobei der Ringrohling bei einer Temperatur von 900 - 11500C in die Ringwalzmaschine eingelegt und im Warmumformverfahren auf einen Außendurchmesser von vorzugsweise 0,2 - 10 m gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der heiße Ring (1) unmittelbar nach dem Walzen ohne Zwischenerwärmung in kurzer Zeit von einer Temperatur oberhalb der Umwandlungstemperatur im Austenitgebiet gesteuert auf eine Temperatur von unter 400° C abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung in einem mit Kühlflüssigkeit gefüllten Tauchbecken (2) oder einem nicht gefüllten Kühlbehälter vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (1) anschließend an Luft auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Ringes (1) vor und/oder nach der Abkühlung mit einem Strahlungspyrometer (6) gemessen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlzeit in Abhängigkeit von der vor dem Tauch- oder Kühlvorgang gemessenen Temperatur des Ringes (1) und der Kühlflüssigkeit (8) eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (1) im gefüllten Tauchbecken oder im nicht gefüllten Kühlbehälter (2) über entlang des Ringumfanges gleichmäßig verteilte Düsen (13) unter erhöhtem Druck mit Kühlflüssigkeit (8) beaufschlagt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unter Druck beaufschlagte Kühlflüssigkeit (8) örtlich und/oder mengenmäßig eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tauch- bzw. Kühlvorgänge nacheinander durchgeführt werden.
9. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung Wasser verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu kühlende Ring (1) während des Tauch- bzw. Kühlvorgang es um eine senkrechte zentrale Achse gedreht und/oder oszillierend auf und ab bewegt wird.
11. Vorrichtung zur Abkühlung von warm umgeformten heißen Ringen (1), vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahren, bestehend aus einem mit Kühlflüssigkeit (8) gefüllten Tauchbecken (2) oder einem nicht gefüllten Kühlbehälter und einem mit einer Hubvorrichtung (4) absenkbaren Träger (5), auf dem der gewalzte Ring (1) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass im Tauchbecken oder Kühlbehälter (2) an ein oder mehreren Ringleitungen (11) gleichmäßig verteilt Druckdüsen (13) zur gezielten Beaufschlagung der Kühlflüssigkeit (8) auf mindestens eine der ringförmigen Oberflächen des Ringes (1) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchbecken bzw. der Kühlbehälter (2) rund und/oder ringförmig ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Temperatur des auf dem Träger (5) liegenden Ringes (1) unmittelbar vor dem Kühlvorgang ein Strahlungspyrometer vorhanden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) aus radial verlaufenden Leisten oder einem Gitter besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden des Tauchbeckens oder des Kühlbehälters (2) mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Ringleitungen (11) angeordnet sind, deren
Durchmesser dem Durchmesser der jeweils zu kühlenden Ringe (1) entspricht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdüsen (13) an der Ringleitung (11) derart angeordnet sind, dass mindestens zwei der Ringflächen des zu kühlenden Ringes (1) gleichzeitig beaufschlagbar sind.
EP07801829A 2006-09-28 2007-08-23 Verfahren zur thermomechanischen behandlung von nahtlos auf radial-axial-ringwalzmaschinen hergestellten ringen Withdrawn EP2078099A1 (de)

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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008017984A1 (de) * 2008-04-07 2009-10-08 Rothe Erde Gmbh Magnetlager sowie Verfahren zur Herstellung eines dafür geeigneten Lagerrings
RU2557439C2 (ru) * 2011-03-15 2015-07-20 Нэтурэн Ко., Лтд. Приспособление нагревательного устройства, нагревательное устройство, устройство для термообработки и способ нагрева
CN102896160A (zh) * 2012-10-13 2013-01-30 北京高孚旋压科技有限责任公司 一种回转体件塑性成形加工的液浸冷却装置及其工艺
CN104004893B (zh) * 2013-02-25 2016-04-13 上银科技股份有限公司 内径淬火装置
US9850553B2 (en) * 2014-07-22 2017-12-26 Roll Forming Corporation System and method for producing a hardened and tempered structural member
RU2657679C1 (ru) * 2017-09-05 2018-06-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Стан для раскатки колец из жаропрочных сплавов
RU2686403C1 (ru) * 2018-04-25 2019-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "Вологодский Завод Специальных Подшипников" Способ термической обработки кольца подшипника из стали
RU2704365C1 (ru) * 2018-10-24 2019-10-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Стан для раскатки деталей типа тел вращения
CN109338056A (zh) * 2018-12-17 2019-02-15 阜宁隆德机械制造有限责任公司 一种铸件加工用淬火装置
DE102020210764B3 (de) 2020-08-25 2021-12-23 Thyssenkrupp Ag Bauteil aus Stahl mit verbesserter Kerbschlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen
KR20230038831A (ko) 2021-09-13 2023-03-21 이승원 열처리장치
CN115141919B (zh) * 2022-05-31 2023-12-15 中冶华天工程技术有限公司 一种绿色化优棒在线热处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2609014A1 (de) * 1976-03-04 1977-09-08 Ceskoslovenska Akademie Ved Verfahren zum erzeugen ringfoermiger stahlwerkstuecke

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1964795C3 (de) * 1969-12-24 1974-03-14 Stahlwerke Suedwestfalen Ag, 5930 Huettental-Geiswald Verfahren zur Wärmebehandlung von Stählen unmittelbar aus der Verformungswärme mit beschleunigter Abkühlung
JPS5856733B2 (ja) * 1976-03-09 1983-12-16 チエコスロヴンスカ、アカデミ−、ヴエド 円形加工物の製造方法
DE3314847A1 (de) * 1983-04-23 1984-10-25 VEB Federnwerk Zittau, DDR 8800 Zittau Verfahren zur fertigung nahtloser ringe mit verbesserten federeigenschaften
DE3926459A1 (de) * 1989-08-10 1991-02-14 Schloemann Siemag Ag Verfahren und anlage zur herstellung von thermomechanisch behandeltem walzgut aus stahl
JPH079042B2 (ja) * 1989-11-27 1995-02-01 電気興業株式会社 薄肉環状部品の高周波焼入方法及びその高周波焼入装置
FI95049C (fi) * 1992-09-02 1995-12-11 Imatra Steel Oy Ab Parannettu takokappale ja sen valmistusmenetelmä
JPH07224327A (ja) * 1993-07-21 1995-08-22 Fuji Denshi Kogyo Kk ほぼ筒状ワークの高周波焼入方法および高周波焼入装置
NL1006539C2 (nl) * 1997-07-10 1999-01-12 Skf Ind Trading & Dev Werkwijze voor het uitvoeren van een warmtebehandeling op metalen ringen, en aldus verkregen lagerring.
SE521771C2 (sv) * 1998-03-16 2003-12-02 Ovako Steel Ab Sätt att tillverka komponenter av stål
ATE296361T1 (de) * 2000-12-15 2005-06-15 Aft Advanced Forging Technolog Vorrichtung zum abkühlen und behandeln erhitzter rotationssymmetrischer körper aus metall
JP3991901B2 (ja) * 2003-03-28 2007-10-17 株式会社ジェイテクト 転がり軸受用軌道輪およびその製造方法
KR100566118B1 (ko) 2005-10-18 2006-03-30 주식회사 태웅 대형 선형링 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2609014A1 (de) * 1976-03-04 1977-09-08 Ceskoslovenska Akademie Ved Verfahren zum erzeugen ringfoermiger stahlwerkstuecke

Also Published As

Publication number Publication date
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