EP2279277A1 - Verfahren zur wärmebehandlung eines walzguts aus einer aushärtbaren aluminiumlegierung - Google Patents

Verfahren zur wärmebehandlung eines walzguts aus einer aushärtbaren aluminiumlegierung

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EP2279277A1
EP2279277A1 EP09741575A EP09741575A EP2279277A1 EP 2279277 A1 EP2279277 A1 EP 2279277A1 EP 09741575 A EP09741575 A EP 09741575A EP 09741575 A EP09741575 A EP 09741575A EP 2279277 A1 EP2279277 A1 EP 2279277A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling stock
aging
heat
hot
heating
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.)
Withdrawn
Application number
EP09741575A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Schnitzlbaumer
Josef Enser
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.)
Amag Rolling GmbH
Original Assignee
Amag Rolling GmbH
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 Amag Rolling GmbH filed Critical Amag Rolling GmbH
Publication of EP2279277A1 publication Critical patent/EP2279277A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/12—Arrangements for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Arrangements for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, the networks, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/30—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
    • H02J2105/32—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles for aircrafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the invention relates to a process for the heat treatment of a rolling stock, in particular a belt, of a hardenable aluminum alloy, in particular an alloy of 6000 series, in which the rolling stock in the passage of a device supplied a solution annealing and quenching and in a further step the Walzgut a hot aging is subjected to hot curing.
  • a method is known from the prior art (DE 24 46 828 B2), in which the strip is first solution-annealed and then quenched by warm aging.
  • Various temperature and time data for such a hot aging are known, including a two-step hot aging of the rolled-up a band, namely in the first step using a hood furnace and in the subsequent step using a heat bath.
  • a disadvantage of known methods for thermal aging is that in addition to the relatively increased energy costs, mainly caused by the comparatively long period of warm aging, are also given over the tape length comparatively strongly deviating material properties. Of the- In particular, such process deviations are not a quality feature of the band, which among other things can lead to a competitive disadvantage.
  • the invention is therefore based on the object, starting from the above-described prior art, a method for heat treatment of a rolled material of a hardenable aluminum alloy or a relevant plant to improve such that not only a reduced treatment time of the rolling stock can be achieved with consistent material properties, but that the process spread of the heat treatment of the rolling stock remains low.
  • the invention achieves the stated object with regard to the method in that, as a first step in hot aging, the rolling stock in the passage of the device is heated, after which the heated rolling stock is further subjected to thermal aging in a further step.
  • the rolling stock in the flow of the device is heated, after which the heated rolling stock is further subjected to thermal aging in a further step, then it has surprisingly been found that the material properties of the hardenable aluminum alloy at least in some areas over the Walzgutin in their Scattering can be made uniform.
  • material investigations of hardenable aluminum alloys of the 6000 series have shown that the known process dispersion of the heat treatment of these alloys can be reduced, whereby the invention is distinguished in particular from other known processes.
  • the consolidation values can not only be evened out over the rolling stock length but also improved.
  • the duration of further hot aging of the rolling stock can be shortened, which can be expected in addition to an increase in production capacity with a reduced energy consumption.
  • the rolling stock can already be prepared during the passage to a subsequent hot curing or this can already be started here, after which the warmed in-pass rolling material is subjected to further hot aging or hot curing in the warm state and so completed.
  • the known negative effects of an intermediate storage from quenching to hot curing can be avoided, in addition.
  • the heat or supplied energy from the first step of the thermal aging can be used at least partially for the further thermal aging.
  • the process according to the invention for hot curing can thus be done be overall more efficient and cheaper than known methods, for which a variety of known temperatures for hot curing from the prior art can be used, which temperatures can be between 120 and 250 degrees Celsius.
  • Advantageous process conditions with regard to the heating of the continuous strip may result if the rolling stock passes through a rolling stock in regions over the width of rolling stock as a first step of the heat removal and then cut to length or rolled up into a bundle of the thermal aging is further subjected.
  • a rapid heating of a rolling stock can be possible, which can lead to advantageous material properties.
  • the rolling stock in the passage of the device is heated to one of its curing temperatures, preferably to 160 degrees Celsius, then significant improvements in the material properties of the rolling stock can result after a subsequent hot curing. Namely, it can then be brought into a state of curing in the first step, the rolling stock, which can improve a further hot curing.
  • the rolled material heated in the first step is further subjected to heat aging before being cooled down to a temperature below the temperature for artificial aging, in particular below its lowest curing temperature, then it can be ensured that cold aging of the rolling stock can not take place, resulting in an advantageous Hardness progression during hot aging can result.
  • Known temperatures of aluminum alloys are for this from 120 degrees Celsius, so that can be spoken with about 120 degrees Celsius from a lowest curing temperature during hot aging.
  • the rolling stock is introduced into a heatable furnace for further heat aging, then process conditions for increased material properties can be achieved. be created. It is also conceivable to raise the temperature of the rolling stock due to the heating by the first step of the hot Auslagems using the heatable furnace or thus to provide a two-stage heating to Ausiagerungstemperatur.
  • the rolling stock can be at least partially surrounded by a device for reducing its heat radiation, whereby an additional heat source can be dispensed with in relation to a furnace, because in this way the rolling stock can be further warm-aged or heat-cured on the basis of its own heat. This process can be particularly energy-efficient.
  • warming in the first step can be found to be 160 degrees for the hot cure because this resulted in a particular response of the 6000 series alloy.
  • the strength of the aluminum alloy can be further improved, in which the period between the end of the quenching and the start of heating the first step of the heat aging is less than 60 minutes.
  • Experiments with aluminum alloys of the 6000 series resulted in a considerable increase in the strength due to these parameters, whereby the time for hot aging or for hot curing could be substantially reduced.
  • the invention solves the stated problem with respect to the system in that the device is at least partially associated with the heating of the device for hot aging of the rolling stock. If the device is at least partially associated with the heating of the device for hot aging of the rolling stock, then not only special process conditions can be achieved, but it has also been found that so that the system can meet compact design conditions.
  • Simple construction conditions arise when the heater associated with the device belongs to a continuous furnace, which passes through the rolling stock in the passage of the device as the first step of the hot Auslaglagem.
  • the design conditions can be improved if the other parts of the device for hot aging of the rolling stock are arranged separately from the device.
  • the apparatus for heating the rolling stock the entire heating of the device for hot delivery of the rolling stock on Wärmauslagerungstempera- temperature, in particular on hot curing temperature, the other part of the device for hot aging of the rolling stock at least partially surrounding the rolling chamber for curing the rolling stock um- then, inter alia, a particularly energy-efficient plant for hot curing a rolling stock can be made possible.
  • the rolling stock is quickly brought to the temperature for hot aging, and still in the run, and then further cured in the still-heated state and without additional further energy input.
  • advantageous material properties could be made possible, as has already been described above.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an apparatus for carrying out the
  • FIG. 2 is a schematic representation of another embodiment of a
  • FIG. 3 is a torn and schematically indicated plan view of the part of the device for hot aging of the rolling stock, which is associated with the device of Fig. 1 or 2
  • Fig. 4 is an insulating chamber in a partially torn-off side view of
  • FIG. 5 shows a heated hood furnace in a partially torn-open
  • the inventive method is explained, for example.
  • a collar 2 also known under coil rolled rolled stock 3, in particular a belt, shown from a hardenable aluminum alloy, which rolled material 3 via a deflection roller 4 in a continuous strip furnace 5 for solution treatment performed as a first process step or is pulled through.
  • Conceivable temperatures of solution annealing are between 450 to 570 degrees Celsius.
  • the rolling stock 3 passes through a quenching device 7 for quenching as a second method step, with which the rolling stock 3, preferably to room temperature, is cooled.
  • the rolling stock 3 After cooling of the rolling stock 3, the rolling stock 3 is rolled up again via a deflection roller 6 to a collar 8 and subjected to a hot aging as the last step in the heat treatment for hot curing.
  • Auslagerungstemperatur and times are matched to the particular alloy and the application, so as to achieve the desired properties of the rolling stock 3.
  • Imaginable temperatures for such a hot aging are between, for example, 100 to 200 degrees Celsius.
  • the strength of the aluminum alloy can be adjusted.
  • the first process step of the heat aging is already carried out by the device 1.
  • a means for heating namely a further continuous furnace 10, which heats the cooled rolling stock 3 in sections, which is shown in FIG. 3 in particular.
  • the rolling stock 3 thus already goes through during the device 1 in Walzgutin partially heating 11 over the Walzgutbreite.
  • a heater 12 which may act, for example, inductively, via infrared or by means of a gas flame to the rolling stock 3. It is crucial that the rolling stock 3 is reheated relative to the temperature by the cooling, in the passage of the device 1.
  • the rolling stock 3 of the thermal aging is further subjected.
  • the rolling stock 3 thus no longer cools down to its temperature before heating, but is further subjected to warm aging in the heated state for hot aging.
  • the thermal aging has already been started by the device 1, which not only speeds up the process for heat treatment as a whole, but in particular also ensures a uniform distribution of strength over the total length of the rolling stock 3.
  • higher strength values can be achieved with it than can be achieved by a rolling stock 3 produced by the known method.
  • the rolling stock 3 is not rolled up to a collar 8, but cut to length, for example, in plates, the hot aging is further subjected.
  • a rolling up of the rolling stock 3 to a collar 8 appears advantageous, because in this case the heat radiation of the sections thus heated and then to be rolled up acts primarily in the direction of its collar interior.
  • the further embodiment of a device 1 shown in FIG. 2 differs from the device 1 shown in FIG. 1 in that the deflection roller 4 and the deflection roller 6 have been replaced by a clamping device 13 and a guying device 14.
  • These devices allow a continuous feed of the device 1 or a continuous pass with rolling stock 3 made of a hardenable aluminum alloy.
  • the devices 13 and 14 are slidably mounted, so that the device 1 can be fed with an endless belt.
  • scissors 15 and 16 are provided for cutting to length of the endless belt.
  • the device for further hot aging of the rolling stock 3 may have a hood furnace 17, which is shown in FIG. 5.
  • the rolling stock 3 may also be at least partially surrounded by a device for reducing the heat radiation, in particular an insulating chamber 18, which is shown in FIG. 4.
  • a device for reducing the heat radiation in particular an insulating chamber 18, which is shown in FIG. 4.
  • the insulating chamber 18 has an openable door 19, which is articulated movably on the housing 20, so that can be introduced into the insulating chamber 18 with an opening of the further warmmenlagagernde collar 8.
  • the insulating chamber 18 is lined in its inner region with a heat insulation 21.
  • Advantageous compared to known heatable furnaces, for example Hood furnaces 17, is that in an insulating chamber 18, only by the heat of the federal government 8 further heat curing takes place, which reduces operating costs. However, this presupposes that heating of the rolling stock takes place in the first step of the aging process already to the curing temperature.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Anlage zur Wärmebehandlung eines Walzguts (3), insbesondere eines Bands, aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung gezeigt, insbesondere einer Legierung der 6000 Reihe, bei dem das sich im Durchlauf einer Vorrichtung (1) befindliche Walzgut (3) einem Lösungsglühen und einem Abschrecken zugeführt und in einem weiteren Schritt das Walzgut (3) einer Warmauslagerung zum Warmaushärten unterworfen wird. Um vorteilhafte Verfahrensbedingungen zu schaffen wird vorgeschlagen, dass als erster Schritt beim Warmauslagern das sich im Durchlauf der Vorrichtung (1) befindliche Walzgut (3) erwärmt wird, wonach in einem weiteren Schritt das erwärmte Walzgut (3) der Warmauslagerung weiter unterworfen wird.

Description

Verfahren zur Wärmebehandlung eines Walzguts aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Walzguts, insbesondere eines Bands, aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, insbesondere einer Legierung der 6000 Reihe, bei dem das sich im Durchlauf einer Vorrichtung befindliche Walzgut einem Lösungsglühen und einem Abschrecken zugeführt und in einem weiteren Schritt das Walzgut einer Warmauslagerung zum Warmaushärten unterworfen wird.
Stand der Technik
Um die Materialeigenschaften eines Bands aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung verändern bzw. dieses aushärten zu können, ist ein Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt (DE 24 46 828 B2), bei dem das Band zunächst lösungsgeglüht dann abgeschreckt und in weiterer Folge warmausgelagert wird. Verschiedene Temperatur- und Zeitangaben für solch ein Warmauslagern sind bekannt, so auch ein zweischrittiges Warmauslagern des zu einen Bund aufgerollten Bands, nämlich im ersten Schritt mit Hilfe eines Haubenofens und im darauffolgenden Schritt mit Hilfe eines Hitzebads. Von Nachteil bei bekannten Verfahren zur Warmauslagerung ist, dass neben den vergleichsweise erhöhten Energiekosten, vornehmlich verursacht durch die vergleichsweise lange Zeitdauer des Warmauslagerns, auch über die Bandlänge vergleichsweise stark abweichende Materialeigenschaften gegeben sind. Der- artige Prozessstreuungen stellen insbesondere kein Qualitätsmerkmal des Bands dar, was unter anderem zu einem Wettbewerbsnachteil führen kann.
Weiter ist es aus der DE 24 46 828 bekannt, dass mit unterschiedlichen Behandlungszeiten beim Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern bzw. auch mit diesbezüglich unterschiedlichen Temperaturverläufen die Materialeigenschaften von aushärtbaren Aluminiumlegierungen beeinflusst werden können. Eine Vergleichsmäßigung von Materialeigenschaften über die gesamte Bandlänge von derartigen Bändern ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Außerdem ist es aus dem Stand der Technik bekannt (DE69628044T2), nach dem Abschrecken ein sich im Durchlauf befindliches Walzgut auf 65 bis 121 Grad Celsius zu erwärmen und nachfolgend dann auf Raumtemperatur abzukühlen. Damit soll ein -sowohl aus der JP2007239005A als auch aus der EP 1195449A2 bekanntes- Stabilisierungsglühen durchgeführt werden, um so Vorteile beim Lackeinbrennen zu erreichen bzw. eine sogenannte „paintbake response" eines Aluminiumblechs zu verbessern. Vorteile beim Warmauslagern zum Warmaushärten kann dem Stabilisierungsglühen nicht entnommen werden.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Walzguts aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung bzw. eine diesbezügliche Anlage derart zu verbessern, dass nicht nur eine verminderte Behandlungsdauer des Walzguts bei gleichbleibenden Materialeigenschaften erreicht werden kann, sondern, dass auch die Prozessstreuung der Wärmebehandlung des Walzguts gering bleibt. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch, dass als erster Schritt beim Warmauslagern das sich im Durchlauf der Vorrichtung befindliche Walzgut erwärmt wird, wonach in einem weiteren Schritt das erwärmte Walzgut der Warmauslagerung weiter unterworfen wird.
Wird als erster Schritt beim Warmauslagern das sich im Durchlauf der Vorrichtung befindliche Walzgut erwärmt, wonach in einem weiteren Schritt das erwärmte Walzgut der Warmauslagerung weiter unterworfen wird, dann hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass die Materialeigenschaften der aushärtbaren Aluminiumlegierung zumindest bereichsweise über die Walzgutlänge in deren Streuung vergleichmäßigt werden können. So haben Materialuntersuchungen von aushärtbaren Aluminiumlegierungen der 6000 Reihe ergeben, dass damit die bekannte Prozessstreuung der Wärmebehandlung dieser Legierungen vermindert werden kann, wodurch sich die Erfindung insbesondere gegenüber anderen bekannten Verfahren auszeichnet. Insbesondere scheinen gerade diese Legierungen der 6000 Reihe auf das erfindungsgemäße Verfahren anzusprechen, wie beispielsweise die 6061 (AlMgISiCu) und die 6082 (AISiI MgMn) Legierungen. Außerdem kann sich zeigen, dass damit die Festigungswerte nicht nur über die Walzgutlänge vergleichmäßigt sondern auch verbessert werden können. Hinzu kommt, dass auch die Zeitdauer der weiteren Warmauslagerung des Walzguts verkürzt werden kann, womit neben einer Erhöhung der Produktionskapazität auch mit einem verminderten Energieaufwand gerechnet werden kann. Das Walzgut kann so hin schon während des Durchlaufs auf ein anschließendes Warmaushärten vorbereitet bzw. kann dies hier schon begonnen werden, wobei nachher das im Durchlauf erwärmte Walzgut noch im warmen Zustand einer weiterführenden Warmauslagerung bzw. Warmaushärtung unterworfen und so fertiggestellt wird. Vorteilhaft können daher die bekannten negativen Effekte einer Zwischenlagerung vom Abschrecken bis zum Warmaushärten vermieden werden, wobei außerdem. die Wärme bzw. zugeführte Energie aus dem ersten Schritt der Warmauslagerung für die weitere Warmauslagerung zumindest teilweise weiter verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Warmaushärtung kann so hin gegenüber bekannten Verfahren insgesamt effizienter und auch kostengünstiger sein, wobei hierfür verschiedenste bekannte Temperaturen zum Warmaushärten aus dem Stand der Technik verwendet werden können, welche Temperaturen zwischen 120 und 250 Grad Celsius liegen können.
Vorteilhafte Verfahrensbedingungen hinsichtlich des Erwärmens des Durchlaufenden Bands können sich ergeben, wenn als erster Schritt des Warmausla- gerns das Walzgut eine in Walzgutlänge bereichsweise Erwärmung über die Walzgutbreite durchläuft und dann abgelängt oder zu einem Bund aufgerollt der Warmauslagerung weiter unterworfen wird. Außerdem kann so ein schnelles Erwärmen eines Walzguts möglich werden, was zu vorteilhaften Materialeigenschaften führen kann.
Wird das sich im Durchlauf der Vorrichtung befindliche Walzgut auf eine seiner Aushärtungstemperaturen, vorzugsweise auf 160 Grad Celsius, erwärmt, dann können sich erhebliche Verbesserungen in den Materialeigenschaften des Walzguts nach einem anschließenden Warmaushärten ergeben. Es kann nämlich dann das Walzgut schon im ersten Schritt in einen Zustand des Aushärtens gebracht werden, was ein weiteres Warmaushärten verbessern kann.
Wird das im ersten Schritt erwärmte Walzgut noch vor seinem Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur für ein Warmauslagern, insbesondere unterhalb seiner geringsten Aushärtungstemperatur, der Warmauslagerung weiter unterworfen, dann kann sichergestellt sein, dass ein Kaltaushärten das Walzgut nicht stattfinden kann, was zu einem vorteilhaften Härteverlauf beim Warmauslagern führen kann. Bekannte Temperaturen von Aluminiumlegierungen liegen hierfür ab 120 Grad Celsius, so dass mit ca. 120 Grad Celsius von einer geringsten Aushärtungstemperatur beim Warmauslagern gesprochen werden kann.
Wird das Walzgut zur weiteren Warmauslagerung in einen beheizbaren Ofen eingebracht, so können Verfahrensbedingungen für erhöhte Materialeigen- schaften geschaffen werden. Vorstellbar ist auch, die Temperatur des Walzguts aufgrund des Erwärmens durch den ersten Schritt des Warmauslagems mit Hilfe des beheizbaren Ofens anzuheben bzw. damit ein zweistufiges Erwärmen auf Ausiagerungstemperatur zu schaffen. Alternativ dazu kann das Walzgut mit einer Einrichtung zur Verringerung seiner Wärmeabstrahlung zumindest teilweise umgeben werden, wodurch gegenüber einem Ofen auf eine zusätzliche Wärmequelle verzichtet werden kann, weil so das Walzgut anhand seiner Eigenwärme weiter warmausgelagert bzw. warmausgehärtet werden kann. Dieses Verfahren kann besonders energiesparend sein.
Insbesondere hat sich bewährt, wenn ein Lösungsglühen des Walzguts bei 450 bis 570 Grad Celsius, das Abschrecken des Walzguts auf unter 200 Grad Celsius, vorzugsweise auf Raumtemperatur, sowie das Erwärmen im ersten Schritt des Warmauslagern auf 100 bis 200 Grad Celsius erfolgt, was beispielsweise Versuche mit Aluminiumlegierungen der 6000 Reihe gezeigt haben. Bevorzugt kann sich für das Warmaushärten eine Erwärmung im ersten Schritt auf 160 Grad herausgestellt, weil dies zu einem besonderen Ansprechen der Legierung der 6000 Reihe führte.
Außerdem kann die Festigkeit der Aluminiumlegierung noch weiter verbessert werden, in dem die Zeitspanne zwischen dem Ende des Abschreckens und dem Beginn des Erwärmens des ersten Schritts der Warmauslagerung weniger als 60 Minuten beträgt. Versuche mit Aluminiumlegierungen der 6000 Reihe ergaben durch diese Parameter eine erhebliche Erhöhung der Festigkeit, wobei die Zeit zur Warmauslagerung bzw. zum Warmaushärten wesentlich vermindert werden konnte.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich der Anlage dadurch, dass der Vorrichtung zumindest teilweise die Heizung der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts zugeordnet ist. Ist der Vorrichtung zumindest teilweise die Heizung der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts zugeordnet ist, dann können damit nicht nur besondere Verfahrensbedingungen geschafften werden, sondern es hat sich auch herausgestellt, dass damit die Anlage kompakten Konstruktionsverhältnissen genügen kann.
Einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die der Vorrichtung zugeordnete Heizung einem Durchlaufofen zugehört, den das sich im Durchlauf der Vorrichtung befindliche Walzgut als ersten Schritt des Warmauslagems durchläuft.
Außerdem können die Konstruktionsverhältnisse verbessert werden, wenn die anderen Teile der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts von der Vorrichtung getrennt angeordnet sind.
Weist die Vorrichtung zum Erwärmen des Walzguts die gesamte Heizung der Einrichtung zum Warmauslagen des Walzguts auf Warmauslagerungstempera- tur, insbesondere auf Warmaushärtungstemperatur, auf, wobei der andere Teil der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts eine das Walzgut zumindest teilweise umgebende Isolierkammer zum Aushärten des Walzguts um- fasst, dann kann unter anderem eine besonders energieeffiziente Anlage zum Warmaushärten eines Walzguts ermöglicht werden. Das Walzgut wird nämlich schnell auf Temperatur zum Warmauslagem gebracht, und zwar noch im Durchlauf, und anschließend im noch erwärmten Zustand und ohne zusätzlichen weiteren Energieeintrag weiter warmausgehärtet. Außerdem konnten mit einer derartigen Anlage vorteilhafte Materialeigenschaften ermöglicht werden, wie dies bereits vorstehend beschrieben worden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens zu Wärmebehandlung, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung der Wärmebehandlung, Fig. 3 eine aufgerissene und schematisch angedeutete Draufsicht auf den Teil der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts, der der Vorrichtung nach Fig. 1 oder 2 zugeordnet ist, Fig. 4 eine Isolierkammer in einer teilweise aufgerissenen Seitenansicht zur
Durchführung der weiteren Schritte zur Warmauslagerung und alternativ dazu Fig. 5 einen beheizbaren Haubenofen in einer teilweise aufgerissenen
Seitenansicht.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Anhand der beispielsweise nach Fig.1 dargestellten Vorrichtung 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise erläutert. So ist gemäß der Vorrichtung 1 ein zu einem Bund 2, auch bekannt unter Coil, aufgerolltes Walzgut 3, insbesondere ein Band, aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung dargestellt, welches Walzgut 3 über eine Umlenkrolle 4 in einen Banddurchlaufofen 5 zum Lösungsglühen als erster Verfahrensschritt durchgeführt bzw. durchgezogen wird. Vorstellbare Temperaturen des Lösungsglühens liegen zwischen 450 bis 570 Grad Celsius. Anschließend durchläuft das Walzgut 3 eine Abschreckeinrichtung 7 zum Abschrecken als zweiter Verfahrensschritt, womit das Walzgut 3, vorzugsweise auf Raumtemperatur, abgekühlt wird. Nach dem Abkühlen des Walzguts 3 wird das Walzgut 3 über eine Umlenkrolle 6 wieder zu einem Bund 8 aufgerollt und einer Warmauslagerung als letzter Verfahrensschritt in der Wärmebehandlung zum Warmaushärten unterworfen. Auslagerungstemperatur und -zeiten sind auf die jeweilige Legierung und auf den Anwendungsfall abzustimmen, um so die gewünschten Eigenschaften des Walzguts 3 zu erreichen. Vorstellbare Temperaturen für solch ein Warmauslagern liegen zwischen beispielsweise von 100 bis 200 Grad Celsius. So kann beispielsweise anhand der Parameter des Warmauslagerns bzw. des Warmaushärtens die Festigkeit der Aluminiumlegierung eingestellt werden. Erfindungsgemäß wird jedoch bereits der erste Verfahrensschritt des Warmauslagerns von der Vorrichtung 1 durchgeführt. So ist nämlich zwischen der Einrichtung 7 zum Abschrecken und der Aufhaspeleinrichtung 9 eine Einrichtung zum Erwärmen, und zwar ein weiterer Durchlaufofen 10, vorgesehen, der das abgekühlte Walzgut 3 abschnittsweise erwärmt, was der Fig. 3 insbesondere zu entnehmen ist. Mit Hilfe des Durchlaufofens 10 durchläuft das Walzgut 3 so hin bereits während der Vorrichtung 1 eine in Walzgutlänge bereichsweise Erwärmung 11 über die Walzgutbreite. Hierfür weist der Durchlaufofen 10 eine Heizung 12 auf, die beispielsweise induktiv, über Infrarot oder mit Hilfe einer Gasflamme auf das Walzgut 3 wirken kann. Entscheidend ist, dass das Walzgut 3 gegenüber der Temperatur durch das Abkühlen wieder erwärmt wird, und zwar im Durchlauf der Vorrichtung 1. In diesem Verfahrensschritt wird mit Hilfe der Vorrichtung 1 so hin das sich im Durchlauf der Vorrichtung 1 befindliche und bereits abgekühlte, insbesondere auf Raumtemperatur abgekühlte, Walzgut 3 wieder erwärmt, wonach dann bzw. in einem weiteren Schritt das Walzgut 3 der Warmauslagerung weiter unterworfen wird. Das Walzgut 3 kühlt so hin nicht mehr auf seine Temperatur vor dem Erwärmen ab, sondern wird im erwärmten Zustand der Warmauslagerung zum Warmaushärten weiter unterworfen. Damit ist im Gegensatz zum Stand der Technik das Warmauslagern bereits von der Vorrichtung 1 begonnen worden, was nicht nur das Verfahren zur Wärmebehandlung insgesamt beschleunigt, sondern insbesondere auch für eine gleichmäßige Festigkeitsverteilung über die Gesamtlänge des Walzguts 3 sorgt. Hinzu kommt, dass damit auch höhere Festigkeitswerte erreicht werden können, als dies ein nach dem bekannten Verfahren hergestelltes Walzgut 3 zeigen kann. Außerdem haben Versuche ergeben, dass damit auch die Prozessstreuung bei der Wärmebehandlung des Walzguts 3 gering gehalten werden kann. Besonders vorteilhaft hat sich nun ein Erwärmen auf 160 Grad herausgestellt, eine der Temperaturen zur Aushärtung, die gemäß dem Stand der Technik von 120 bis 250 Grad Celsius klassifiziert werden. Wird nun ein Abkühlen unter einer seiner Temperaturen zur Aushärtung vermieden und das Warmauslagern in diesem Zustand noch begonnen, dann zeigten sich weitere vorteilhafte Verfahrensbedingungen.
Vorstellbar ist, dass das Walzgut 3 nicht zu einem Bund 8 aufgerollt, sondern abgelängt, beispielsweise in Platten, der Warmauslagerung weiter unterworfen wird. Vorteilhaft erscheint jedoch ein Aufrollen des Walzguts 3 zu einem Bund 8, weil in diesem Fall die Wärmeabstrahlung der so erwärmten und dann aufzurollenden Abschnitte vornehmlich in Richtung seines Bundinnerens wirkt.
Die nach Fig. 2 dargestellte weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 1 unterscheiden sich von der gemäß Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1 dadurch, dass die Umlenkrolle 4 und die Umlenkrolle 6 durch eine Aufspanneinrichtung 13 und eine Abspanneinrichtung 14 ersetzt wurden. Diese Einrichtungen erlauben eine kontinuierliche Beschickung der Vorrichtung 1 bzw. einen kontinuierlichen Durchlauf mit Walzgut 3 aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung. Zu diesem Zweck sind die Einrichtungen 13 bzw. 14 verschiebbar gelagert, so dass die Vorrichtung 1 mit einem Endlosband beschickt werden kann. Ebenso sind Scheren 15 bzw. 16 zum Ablängen des Endlosbands vorgesehen.
Der Einrichtung zum weiteren Warmauslagern des Walzguts 3 kann einen Haubenofen 17 aufweisen, was gemäß Fig. 5 dargestellt ist. Alternativ dazu kann das Walzgut 3 auch mit einer Einrichtung zur Verringerung der Wärmeabstrahlung, insbesondere einer Isolierkammer 18, zumindest teilweise umgeben werden, was gemäß Fig. 4 dargestellt ist. So hin sind die anderen Teile der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts 3 von der Vorrichtung 1 getrennt angeordnet.
Die Isolierkammer 18 weist eine öffnenbare Tür 19 auf, die beweglich am Gehäuse 20 angelenkt ist, so dass mit einem Öffnen der weiter warmauszulagernde Bund 8 in die Isolierkammer 18 eingebracht werden kann. Die Isolierkammer 18 ist in seinem inneren Bereich mit einer Wärmeisolierung 21 ausgekleidet. Vorteilhaft gegenüber bekannten beheizbaren Öfen, beispielsweise Haubenöfen 17, ist, dass bei einer Isolierkammer 18 ausschließlich durch die Eigenwärme des Bundes 8 das weitere Warmaushärten erfolgt, was Betriebskosten vermindert. Dies setzt jedoch voraus, dass ein Erwärmen des Walzguts im ersten Schritt des Warmauslagerns bereits auf Aushärtungstemperatur erfolgt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Verfahren zur Wärmebehandlung eines Walzguts (3), insbesondere eines Bands, aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, insbesondere einer Legierung der 6000 Reihe, bei dem das sich im Durchlauf einer Vorrichtung (1) befindliche Walzgut (3) einem Lösungsglühen und einem Abschrecken zugeführt und in einem weiteren Schritt das Walzgut (3) einer Warmauslagerung zum Warmaushärten unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Schritt beim Warmauslagern das sich im Durchlauf der Vorrichtung (1) befindliche Walzgut (3) erwärmt wird, wonach in einem weiteren Schritt das erwärmte Walzgut (3) der Warmauslagerung weiter unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als erster Schritt des Warmauslagerns das Walzgut (3) eine in Walzgutlänge bereichsweise Erwärmung (11) über die Walzgutbreite durchläuft und dann abgelängt oder zu einem Bund (8) aufgerollt der Warmauslagerung weiter unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das sich im Durchlauf der Vorrichtung (1) befindliche Walzgut (3) auf eine seiner Aushärtungstemperaturen, vorzugsweise auf 160 Grad Celsius, erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im ersten Schritt erwärmte Walzgut (3) noch vor seinem Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur für ein Warmauslagern, insbesondere unterhalb seiner geringsten Aushärtungstemperatur, der Warmauslagerung weiter unterworfen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut (3) zur weiteren Warmauslagerung, insbesondere unmittelbar nach der Erwärmung, in einen beheizbaren Ofen (17) eingebracht oder mit einer Einrichtung zur Verringerung der Wärmeabstrahlung, insbesondere einer Isolierkammer (18), zumindest teilweise umgeben wird und so anhand seiner Eigenwärme weiter warmausgelagert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsglühen des Walzguts (3) bei 450 bis 570 Grad Celsius, das Abschrecken des Walzguts (3) auf unter 200 Grad Celsius, vorzugsweise auf Raumtemperatur, sowie das Erwärmen im ersten Schritt des Warmauslagern auf 100 bis 200, bevorzugt auf 160 Grad Celsius, erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne zwischen dem Ende des Abschreckens und dem Beginn des Erwärmens zum ersten Schritt der Warmauslagerung weniger als 60 Minuten beträgt.
8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Vorrichtung (1), die sowohl einen Durchlaufofen (5) zum Lösungsglühen als auch nachgeordnet eine Abschreckeinrichtung (7) zum Abschrecken eines sich im Durchlauf der Vorrichtung (1) befindlichen Walzguts (3) aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, insbesondere einer Legierung der 6000 Reihe, aufweist, und mit einer Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts (3), die eine Heizung (12) zum Erwärmen des Walzguts (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtung (1) zumindest teilweise die Heizung (12) der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts (3) zugeordnet ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Vorrichtung (1) zugeordnete Heizung (12) einem Durchlaufofen (10) zugehört, den das sich im Durchlauf der Vorrichtung (1) befindliche Walzgut (3) als ersten Schritt des Warmauslagerns durchläuft.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Teile der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts (3) von der Vorrichtung (1) getrennt angeordnet sind.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Erwärmen des Walzguts die gesamte Heizung (12) der Einrichtung zum Warmauslagen des Walzguts auf Warmauslagerungstemperatur, insbesondere auf Warmaushärtungstemperatur, aufweist, wobei der andere Teil der Einrichtung zum Warmauslagern des Walzguts (3) eine das Walzgut (3) zumindest teilweise umgebende Isolierkammer zum Aushärten des Walzguts (3) umfasst.
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