EP3789130A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung mindestens eines, zumindest in einem teilabschnitt gehärteten stahlprofils - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen herstellung mindestens eines, zumindest in einem teilabschnitt gehärteten stahlprofils Download PDF

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EP3789130A1
EP3789130A1 EP19196065.7A EP19196065A EP3789130A1 EP 3789130 A1 EP3789130 A1 EP 3789130A1 EP 19196065 A EP19196065 A EP 19196065A EP 3789130 A1 EP3789130 A1 EP 3789130A1
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Voestalpine Krems Finaltechnik GmbH
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    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous production of at least one steel profile hardened at least in a partial section.
  • Continuously producing steel profiles with hardened sections is, for example, from the EP 3159419 A1 known.
  • a slit strip made of steel is roll formed into a profile strand, the profile strand is hardened in predetermined sections and then steel profiles with the hardened sections are separated from the profile strand.
  • the profile strand is hardened in three stages. First, the profile strand is heated homogeneously to below Ac1 in the first heating step. In the subsequent, second heating step, the profile strand is heated in the specified subsection via Ac3 - with the aid of second gas burners, which are appropriately positioned opposite the profile strand. The third step is the accelerated cooling of the profile strand.
  • the invention has therefore set itself the task of increasing the flexibility of a method of the type described at the outset without jeopardizing the reproducibility of producing exactly hardened sections on the steel profile.
  • the invention solves the problem posed by the features of claim 1.
  • the second gas burners are arranged along the profile strand in rows and across the profile strand in columns, a heating field can be formed with which a universal reaction can be made to subsections that are differently arranged on the profile strand. This is done by activating the second gas burners in order to heat the section on the profile strand via Ac3. The latter can also bring about a particularly controlled process management on the section, which can lead to precisely hardened steel profiles.
  • the method according to the invention can therefore, for example, ensure a high level of reproducibility regardless of the number, size, position, etc. of the subsections on the profile strand, and can therefore also be used extremely flexibly to produce hardened steel profiles.
  • the second heating step preferably immediately follows the first heating step.
  • the second gas burners provided according to the invention do not cause any loss of accuracy in the formation of the subsection, in that the second gas burners are controlled as a function of at least one mark on the profile strand.
  • the control of the second gas burners can be better synchronized on the basis of the mark provided on the profile strand, which, for example, has positive effects on the contour accuracy of the subsection heated via Ac3.
  • the method according to the invention can therefore be flexibly adapted to a wide variety of subsections and, moreover, harden them precisely and reproducibly.
  • activation of the gas burner for example its ignition, switching off and / or temperature setting etc.
  • activation of the gas burner for example its ignition, switching off and / or temperature setting etc.
  • the position of the subsection on the profile strand to be heated via Ac3 is preferably determined, which can be used for a precisely positioned second heating step. This is done in that the second gas burners heat the determined section on the profile strand via Ac3 and thus produce hardened sections on the steel profile with tight tolerances.
  • the rows and columns of the second gas burners preferably form a matrix arrangement with, preferably equal, spacings between the rows and / or between the columns. This can, for example, improve process management on the subsection.
  • a matrix arrangement with equal distances between the rows and columns can facilitate the handling of the method.
  • the contour accuracy of the hardened sections on the steel profile can always be maintained even over a long process if the profile strand has a regularly repeated mark.
  • the control of the second burner can be further simplified if a hole in the profile strand forms the mark.
  • a mark can be comparatively resistant to soiling and, as a result, also guarantee short cycle times.
  • Scaling of the extruded profile can be avoided if the second gas burners each heat the extruded profile with a combustion air ratio ( ⁇ ) of ⁇ 1.3. This can be of particular advantage in the case of a galvanized slit strip in order to avoid Zn combustion in the process.
  • the second heating step can be carried out in a particularly reproducible manner if the second gas burners each have a combustion air ratio ( ⁇ ) of 0.9 ⁇ 1.3.
  • the control of the second gas burners can be improved if each column of the second gas burner is assigned at least one pilot burner which ignites the second gas burner.
  • a pilot burner is preferably assigned to each column of second gas burners at their opposite column ends, so that the second gas burners in this column can be activated particularly quickly. In this way, particularly high belt speeds can be permitted in the process, which among other things further increases the productivity of the process.
  • the handling of the method can be made easier if, in the first heating step, several first gas burners are arranged in rows along the extruded profile and in columns across the extruded profile.
  • the rows and columns of the first gas burners preferably form a matrix arrangement with, preferably equal, distances between the rows and / or between the columns. This can, for example, improve the process control on the subsection.
  • a matrix arrangement with equal distances between the rows and columns can facilitate the handling of the method.
  • the first gas burners each preferably have a combustion air ratio ( ⁇ ) of 1 ⁇ 1.4 in order to heat the profile strand comparatively quickly.
  • This heating rate is to be increased if several first gas burners arranged in a column are activated to jointly heat the subsection to below Ac1.
  • all of the first gas burners arranged in a column heat the extruded profile at the same time in order to enable, for example, homogeneous heating of the extruded profile.
  • the after Fig. 1 The device 1 shown for example comprises a strip preparation device 2, a roll profiling device 3, an embossing device 4, a cleaning device 5, a hardening device 6 and a cutting device 7.
  • the flat steel slit 8 is unwound from a coil 9 and fed into the continuous conveyance of the device 1.
  • the slit strip 8 is continuously rolled into a profile strand 10 with the roll profiling device 3.
  • the embossing device 4 which is preferably flying, is then used to make beads and / or embossments and / or depressions in the extruded profile.
  • the extruded profile 10 is then cleaned with a cleaning device 5 and thus prepared for hardening of subsections 10.1, 10.2 on the extruded profile 10.
  • the extruded profile 10 runs into a hardening device 6, which consists of several stations, namely two heating devices 11, 12 and a subsequent quenching device 13.
  • the extruded profile 10 is heated homogeneously to below Ac1 in a first heating step, for example to 650 to 720 ° C., in particular to ⁇ 680 ° C.
  • the second heating device 12 the subsection of the profile strand 10 to be hardened is heated in a subsequent second heating step via Ac3, for example to 720 to 920 ° C. Second gas burners 14 are used for this purpose.
  • the extruded profile 10 is cooled in an accelerated manner in order to complete the hardening of the subsections 10.1, 10.2 on the extruded profile 10.
  • the second gas burners 14 are arranged in rows r1, r2, r3, r4 along the extruded profile 10 - that is, in the direction of travel 16 of the extruded profile 10 - and in columns s1, s2, s3, s4 transversely to the extruded profile 10 - that is, transversely to the strip running direction 16 of the profile strand 10 - arranged, as shown in FIG Fig. 2a can be seen.
  • the second gas burners 14 in rows r1, r2, r3 and column s1 are activated for subsection 10.1, with the second gas burners 14 in rows r3, r4 of columns s3, s4 being activated for heating for subsection 10.2.
  • These rows r1, r2, r3, r4 and columns s1, s2, s3, s4 of the second gas burners 14 form a matrix arrangement M with equal distances between the rows and between the columns.
  • this control In order to achieve high belt speeds, this control must be precise. This is ensured in that this activation takes place as a function of, in particular machine-detectable, marks 17 on the profile strand 10. These marks 17 are detected by one or more - not shown - sensors on the passing profile strand 10, so that the position of the subsections 10.1, 10.2 to be heated is exactly determined and thus the respective gas burners 14 are precisely timed to be sharply delimited by subsections 10.1, 10.2 Ac3 to heat. This ensures hardened subsections 10.1, 10.2 on the steel profiles 15, which are precisely positioned and designed with exact dimensions.
  • the second gas burners 14 are controlled separately from one another as seen in the direction of belt travel 16.
  • the gas burners 14 of the columns s3, s4 are controlled one after the other to heat the subsection 10.2 - as in FIG Fig. 2a can be seen, for example.
  • the subsection 10.2 of gas burners 14 offset in the strip running direction 16, namely in the gaps s3, s4, is thus heated to above Ac3, which excludes overheating of the subsection 10.2.
  • the second heating step preferably immediately follows the first heating step.
  • the profile strand 10 has a regularly repeating mark 17 so that the accuracy of the hardening of the profile strand 10 is maintained even with long cycle times.
  • holes 17.1 in the extruded profile form the mark 17 which, for example, can be introduced into the extruded profile 10 with the embossing device 4, for example stamped.
  • Other marks 17 are conceivable, for example embossments, depressions, optical markings such as lines, stitches, etc.
  • the second gas burners 14 can be post-mixing, in particular externally mixing, gas burners 14 which mix the gas and the oxygen before exiting the burner nozzle. Active water cooling of the gas burners 14 can be provided in order to ensure a continuous process.
  • the first heating device 11 has first gas burners 19 which are likewise arranged in rows r1, r2, r3, r4 along the profile strand 10 and in columns c1, c2 transversely to the profile strand 10.
  • these rows r1, r2, r3, r4 and columns c1, c2 of the first gas burner 19 form a matrix arrangement M with equal distances between the rows and between the columns.
  • the first gas burners 19 also each have a combustion air ratio ( ⁇ ) of 1 ⁇ 1.4 and are designed as post-mixing, in particular externally mixing, gas burners 19; these are preferably the same as the first gas burners 14.
  • the extruded profile 10 can also be hardened in subsections 10.1 that are small in area. It can also contribute if the gas burners 14 and / or 19 are actuated via solenoid valves 20.
  • the solenoid valves 20 preferably have a switching time of less than or equal to 300 ms.
  • gas burners 14 can be activated sufficiently quickly to switch off when embossed in the subregions 10.1, 10.2 to avoid overheating, as this overheating inevitably occurs in the prior art with inductive heating.
  • the first gas burners 14 and / or second gas burners 19 are preferably post-mixing, in particular externally mixing, gas burners.
  • the respective first gas burners 14 and / or second gas burners 19 are preferably purged with purging gas (e.g. N2 as inert gas) in the fuel gas line (e.g. to carry CH4) after being switched off.
  • purging gas e.g. N2 as inert gas
  • a solenoid valve is used for purging to switch between fuel gas and purging gas.
  • the purge gas prevents reignition in the nozzle and also ensures sufficient cooling of the nozzle.
  • the first gas burners 14 and / or second gas burners 19 preferably heat the respective subsections 10.1, 10.2 of the profiled strand 10, which subsections 10.1, 10.2 have embossings, on the side of the profiled strand 10 with the back of the embossing.
  • This activation or deactivation of individual first gas burners 14 and / or second gas burners 19 in the areas with geometries pushed out of the strip can prevent overheating due to the reduced distance between gas burners 14, 19 and profile strand 10, among other things. Overheating, for example on an outer edge of the embossing, can be avoided in a reproducible manner.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung mindestens eines, zumindest in einem Teilabschnitt (10.1, 10.2) gehärteten Stahlprofils (15). Um flexibel auf unterschiedlich ausgebildete Teilabschnitt (10.1, 10.2) reagieren zu können, schlägt die Erfindung vor, dass beim zweiten Erwärmungsschritt die zweiten Gasbrenner (14) in Reihen (r1, r2, r3, r4) in Bandlaufrichtung (16) des Profilstrangs (10) und in Spalten (s1, s2, s3, s4) quer zur Bandlaufrichtung (16) des Profilstrangs (10) angeordnet sind und angesteuert werden, den Teilabschnitt (10.1, 10.2) am Profilstrang (10) über Ac3 zu erwärmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung mindestens eines, zumindest in einem Teilabschnitt gehärteten Stahlprofils.
  • Kontinuierlich Stahlprofile mit gehärteten Teilabschnitten herzustellen, ist beispielsweise aus der EP 3159419 A1 bekannt. In diesem Verfahren wird ein Spaltband aus Stahl zu einem Profilstrang rollumgeformt, der Profilstrang in vorgegebenen Teilabschnitten gehärtet und daraufhin Stahlprofile mit den gehärteten Teilabschnitten vom Profilstrang abgetrennt.
    Das Härten des Profilstrangs erfolgt in drei Stufen. Zuerst wird der Profilstrang im ersten Erwärmungsschritt auf unter Ac1 homogen erwärmt. Im nachfolgenden zweiten Erwärmungsschritt wird der Profilstrang im vorgegebenen Teilabschnitt über Ac3 erwärmt - und zwar mit Hilfe von zweiten Gasbrennern, welche gegenüber dem Profilstrang entsprechend positioniert sind. Im dritten Schritt erfolgt eine beschleunigte Abkühlung des Profilstrangs.
    Nachteilig erfordern beispielsweise geometrische Änderungen am Stahlprofil einen, vergleichsweise hohen Aufwand bei der Neueinstellung der Position, Lage und Ansteuerung der Gasbrenner, um diese wieder exakt auf die zu härtenden Teilabschnitte abzustimmen. Bekannte Verfahren sind daher vergleichsweise unflexibel - was bei deren Adaption zu einem relativ hohen Produktivitätsverlust und folglich zu erhöhten Produktionskosten führt.
  • Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs geschilderter Art in seiner Flexibilität zu erhöhen, ohne dabei die Reproduzierbarkeit, exakt gehärtete Teilabschnitte am Stahlprofil zu erzeugen, zu gefährden.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Sind beim zweiten Erwärmungsschritt die zweiten Gasbrenner entlang des Profilstrangs in Reihen und quer zum Profilstrang in Spalten angeordnet, kann ein Erwärmungsfeld ausgebildet werden, mit dem universell auf unterschiedlich am Profilstrang angeordnete Teilabschnitte reagiert werden kann. Dies, indem die zweiten Gasbrenner zudem angesteuert werden, um den Teilabschnitt am Profilstrang über Ac3 zu erwärmen. Letzteres kann zudem eine besonders kontrollierte Prozessführung am Teilabschnitt bewirken, was zu exakt gehärteten Stahlprofil führen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher beispielsweise unabhängig von der Anzahl, Größe, Lage etc. der Teilabschnitte am Profilstrang eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleisten, und auch dadurch äußerst flexibel verwendet werden, gehärtete Stahlprofile herzustellen. Vorzugsweise schließt der zweite Erwärmungsschritt an den ersten Erwärmungsschritt unmittelbar an.
  • Des Weiteren verursachen die erfindungsgemäß vorgesehenen zweiten Gasbrenner keinen Genauigkeitsverlust in der Ausbildung des Teilabschnitts, indem die Ansteuerung der zweiten Gasbrenner in Abhängigkeit mindestens einer Marke am Profilstrang erfolgt. Damit wird ermöglicht, die zweite Erwärmung des an den zweiten Gasbrennern kontinuierlich vorbeilaufenden Profilstrangs besser zu kontrollieren und exakt einzustellen. Beispielsweise kann anhand der am Profilstrang vorgesehenen Marke die Ansteuerung der zweiten Gasbrenner verbessert synchronisiert werden, was beispielsweise positive Auswirkungen auf die Konturgenauigkeit des über Ac3 erwärmten Teilabschnitts bedingt. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist somit die Erwärmung der Teilabschnitte mit scharfen Begrenzungen möglich.
    Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher flexibel an verschiedenste Teilabschnitte angepasst und diese zudem reproduzierbar exakt härten.
  • Im Allgemeinen wird erwähnt, dass unter Ansteuerung des Gasbrenners, beispielsweise dessen Zünden, Abschalten und/oder Temperatureinstellung etc. beispielsweise durch Regelung oder Steuerung etc. verstanden werden kann.
  • Vorzugsweise wird mithilfe der Marke am Profilstrang die Position des, auf über Ac3 zu erwärmenden Teilabschnitts am Profilstrang ermittelt, was für einen positionsgenauen zweiten Erwärmungsschritt genutzt werden kann. Dies, indem die zweiten Gasbrenner den ermittelten Teilabschnitt am Profilstrang über Ac3 erwärmen und damit gehärtete Teilabschnitte am Stahlprofil mit engen Toleranzen erzeugen.
  • Vorzugsweise bilden die Reihen und Spalten der zweiten Gasbrenner eine Matrixanordnung mit, vorzugsweise gleichen, Abständen zwischen den Reihen und/der zwischen den Spalten aus. Dies kann beispielsweise die Prozessführung am Teilabschnitt verbessern. Vorzugsweise kann eine Matrixanordnung mit gleichen Abständen zwischen den Reihen und Spalten die Handhabung des Verfahrens erleichtern.
  • Werden die zweiten Gasbrenner getrennt voneinander angesteuert, kann dies das Verfahren flexibler gestalten, da auf unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten entsprechend verbessert zu reagieren ist.
  • Die Konturgenauigkeit der gehärteten Teilabschnitte am Stahlprofil kann selbst über eine lange Verfahrensdauer stets erhalten bleiben, wenn der Profilstrang eine sich regelmäßig wiederholende Marke aufweist.
  • Die Ansteuerung der zweiten Brenner ist weiter vereinfachbar, wenn ein Loch im Profilstrang die Marke ausbildet. Unter anderem kann eine derartige Marke vergleichsweise standfest gegenüber Verschmutzungen sein und in weiterer Folge auch kurze Zykluszeiten garantieren.
  • Eine Verzunderung des Profilstrangs ist vermeidbar, wenn die zweiten Gasbrenner den Profilstrang jeweils mit einem Verbrennungsluftverhältnis (λ) von ≤ 1,3 erwärmen. Dies kann insbesondere bei einem verzinkten Spaltband von Vorteil sein, um im Verfahren eine Zn-Verbrennung standfest zu vermeiden.
  • Der zweite Erwärmungsschritt kann besonders reproduzierbar durchgeführt werden, wenn die zweiten Gasbrenner jeweils ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 0,9 ≤ λ ≤ 1,3 aufweisen.
  • Die Ansteuerung der zweiten Gasbrenner kann verbessert werden, wenn jeder Spalte zweiter Gasbrenner mindestens ein Zündbrenner zugeordnet ist, der die zweiten Gasbrenner zündet.
  • Vorzugsweise ist jeder Spalte zweiter Gasbrenner an ihren, einander gegenüberliegenden Spaltenenden jeweils ein Zündbrenner zugeordnet, wodurch die zweiten Gasbrenner dieser Spalte besonders schnell angesteuert werden können. Derart können besonders hohe Bandgeschwindigkeiten im Verfahren zugelassen werden, was unter anderem die Produktivität des Verfahrens weiter erhöht.
  • Die Handhabung des Verfahrens ist zu erleichtern, wenn im ersten Erwärmungsschritt mehrere erste Gasbrenner entlang des Profilstrangs in Reihen und quer zum Profilstrang in Spalten angeordnet sind.
  • Vorzugsweise bilden die Reihen und Spalten der erste Gasbrenner eine Matrixanordnung mit, vorzugsweise gleichen, Abständen zwischen den Reihen und/oder zwischen den Spalten aus. Dies kann beispielsweise die Prozessführung am Teilabschnitt verbessern. Vorzugsweise kann eine Matrixanordnung mit gleichen Abständen zwischen den Reihen und Spalten die Handhabung des Verfahrens erleichtern.
  • Vorzugsweise weisen die ersten Gasbrenner jeweils ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 1 ≤ λ ≤ 1,4 auf, um den Profilstrang vergleichsweise schnell zu erwärmen.
  • Diese Erwärmungsgeschwindigkeit ist zu erhöhen, wenn mehrere in einer Spalte angeordnete erste Gasbrenner angesteuert werden, gemeinsam den Teilabschnitt auf unter Ac1 zu erwärmen.
  • Vorzugsweise erwärmen alle in einer Spalte angeordneten ersten Gasbrenner den Profilstrang gleichzeitig, um damit beispielsweise eine homogene Erwärmung des Profilstrangs zu ermöglichen.
  • In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausführungsvariante näher dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • Fig. 2a eine Draufsicht auf eine Härteinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1 zur Durchführung des ersten und zweiten Erwärmungsschritts und
    • Fig. 2b eine Seitenansicht der Fig. 2a.
  • Die nach Fig. 1 beispielsweise dargestellte Vorrichtung 1 umfasst eine Bandvorbereitungseinrichtung 2, einen Rollprofiliereinrichtung 3, eine Prägeeinrichtung 4, eine Reinigungseinrichtung 5, eine Härteinrichtung 6 und eine Ablängeinrichtung 7.
  • In der Bandvorbereitungseinrichtung 2 wird das ebene Spaltband 8 aus Stahl von einem Coil 9 abgehaspelt und in die kontinuierliche Förderung der Vorrichtung 1 eingespeist.
  • Danach wird das Spaltband 8 mit der Rollprofiliereinrichtung 3 kontinuierlich zu einem Profilstrang 10 rollumgeformt.
  • Anschließend werden mit der, vorzugsweise fliegenden, Prägeeinrichtung 4 in den Profilstrang 10 Sicken und/oder Prägungen und/oder Vertiefungen eingebracht.
  • Daraufhin wird der Profilstrang 10 mit einer Reinigungsreinrichtung 5 gereinigt und damit für ein Härten von Teilabschnitten 10.1, 10.2 am Profilstrang 10 vorbereitet.
  • Hierzu läuft der Profilstrang 10 in einer Härteinrichtung 6 ein, welche aus mehreren Stationen besteht, nämlich aus zwei Erwärmungseinrichtungen 11, 12 und einer nachfolgenden Abschreckeinrichtung 13.
  • Mit der ersten Erwärmungseinrichtung 11 wird der Profilstrang 10 in einem ersten Erwärmungsschritt homogen auf unter Ac1 erwärmt, beispielsweise auf 650 bis 720 °C, insbesondere auf < 680 °C.
    Mit der zweiten Erwärmungseinrichtung 12 wird der zu härtende Teilabschnitt des Profilstrangs 10 in einem nachfolgenden zweiten Erwärmungsschritt über Ac3 erwärmt, beispielsweise auf 720 bis 920 °C. Hierzu werden zweite Gasbrenner 14 verwendet.
    Nach dem zweiten Erwärmungsschritt 12 wird der Profilstrang 10 beschleunigt abgekühlt, um die Härtung der Teilabschnitte 10.1, 10.2 am Profilstrang 10 abzuschließen.
  • Nach dem Härten der Teilabschnitte 10.1, 10.2 am Profilstrang 10 gelangt dieser in eine Ablängeinrichtung 7, durch die Stahlprofile 15 abgetrennt werden, welche Stahlprofile 15 jeweils gehärtete Teilabschnitte 10.1, 10.2 aufweisen.
  • Erfindungsgemäß sind bei der zweiten Erwärmungseinrichtung 12 die zweiten Gasbrenner 14 in Reihen r1, r2, r3, r4 entlang des Profilstrangs 10 - das heißt, in Bandlaufrichtung 16 des Profilstrangs 10 - und in Spalten s1, s2, s3, s4 quer zum Profilstrang 10 - das heißt, quer zur Bandlaufrichtung 16 des Profilstrangs 10 - angeordnet, wie dies in der Fig. 2a zu erkennen ist. Damit ist ein Feld aus zweiten Gasbrennern 14 geschaffen, mit dem äußerst flexibel - auch unterschiedliche - Teilbereiche 10.1, 10.2 des Profilstrangs 10 auf über Ac3 erwärmt werden können.
    Beispielsweise werden für den Teilabschnitt 10.1 die zweiten Gasbrenner 14 in der Reihen r1, r2, r3 und Spalte s1 angesteuert, wobei für den Teilabschnitt 10.2 die zweiten Gasbrenner 14 der Reihen r3, r4 der Spalten s3, s4 zum Erwärmen angesteuert werden.
    Diese Reihen r1, r2, r3, r4 und Spalten s1, s2, s3, s4 der zweiten Gasbrenner 14 bilden eine Matrixanordnung M mit gleichen Abständen zwischen den Reihen und zwischen den Spalten aus.
  • Um hohe Bandlaufgeschwindigkeiten zu erreichen, muss diese Ansteuerung präzise erfolgen. Dies wird gewährleistet, indem diese Ansteuerung in Abhängigkeit von, insbesondere maschinendetektierbaren, Marken 17 am Profilstrang 10 erfolgt.
    Über einen oder mehrere - nicht dargestellte - Sensoren werden diese Marken 17 am vorbeilaufenden Profilstrang 10 detektiert, sodass die Position der zu erwärmenden Teilabschnitte 10.1, 10.2 exakt ermittelt und damit die jeweiligen Gasbrenner 14 zeitlich exakt angesteuert werden, um Teilabschnitte 10.1, 10.2 scharf begrenzt über Ac3 zu erwärmen. Dies stellt an den Stahlprofilen 15 gehärtete Teilabschnitte 10.1, 10.2 sicher, die positionsgenau und in den Abmessungen exakt ausgeführt sind.
  • Die zweiten Gasbrenner 14 werden in Bandlaufrichtung 16 gesehen, getrennt voneinander angesteuert. So werden beispielsweise die Gasbrenner 14 der Spalten s3, s4 nacheinander angesteuert den Teilabschnitt 10.2 zu erwärmen - wie in Fig. 2a beispielsweise zu erkennen ist. Damit wird der Teilabschnitt 10.2 von in Bandlaufrichtung 16 versetzten Gasbrennern 14, nämlich in den Spalten s3, s4, auf über Ac3 erwärmt, was eine Überhitzung des Teilbereichs 10.2 ausschließt.
  • Vorzugsweise schließt der zweite Erwärmungsschritt an den ersten Erwärmungsschritt unmittelbar an.
  • Außerdem weist der Profilstrang 10 eine sich regelmäßig wiederholende Marke 17 auf, damit die Genauigkeit der Härtung des Profilstrangs 10 auch bei langen Zykluszeiten aufrechterhalten bleibt.
  • Wie zudem der Fig. 2a zu erkennen bilden Löcher 17.1 im Profilstrang die Marke 17 aus, welche beispielsweise mit der Prägeeinrichtung 4 in den Profilstrang 10 eingebracht, beispielsweise eingestanzt, sein kann. Andere Marken 17 sind vorstellbar, beispielsweise Prägungen, Vertiefungen, optische Markierungen, wie Linien, Stiche, etc.
  • Eine Überhitzung der Teilbereiche 10.1, 10.2 wird vermieden, indem die zweiten Gasbrenner 14 den Profilstrang 10 jeweils mit einem Verbrennungsluftverhältnis (λ) von ≤ 1,3 erwärmen, insbesondere dabei jeweils ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 0,9 ≤ λ ≤ 1,3 aufweisen.
  • Im Allgemeinen wird erwähnt, dass es sich bei den zweiten Gasbrennern 14 um nachmischenden, insbesondere außenmischenden, Gasbrenner 14 handeln kann, die das Gas und den Sauerstoff vor Austritt aus der Brennerdüse mischen. Eine aktive Wasserkühlung der Gasbrenner 14 kann vorgesehen sein, um ein kontinuierliches Verfahren zu gewährleisten.
  • Damit die zweiten Gasbrenner 14 reaktionsschnell angesteuert werden können, ist vorgesehen, dass jeder Spalte s1, s2, s3, s4 zwei Zündbrenner 18.1, 18.2 zugeordnet ist, nämlich an den einander gegenüberliegenden Spaltenenden der jeweiligen Spalte s1, s2, s3, s4.
  • Die erste Erwärmungseinrichtung 11 weist erste Gasbrenner 19 auf, die ebenso in Reihen r1, r2, r3, r4 entlang des Profilstrangs 10 und in Spalten c1, c2 quer zum Profilstrang 10 angeordnet sind. Auch hier bilden diese Reihen r1, r2, r3, r4 und Spalten c1, c2 der erste Gasbrenner 19 eine Matrixanordnung M mit gleichen Abständen zwischen den Reihen und zwischen den Spalten aus.
  • Die ersten Gasbrenner 19 weisen zudem jeweils ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 1 ≤ λ ≤ 1,4 auf und sind als nachmischende, insbesondere außenmischende, Gasbrenner 19 ausgeführt, vorzugsweise sind diese mit den ersten Gasbrennern 14 gleich.
  • Zudem erwärmen beim ersten Erwärmungsschritt alle, in den Spalten c1, c2 angeordneten ersten Gasbrenner 19 gleichzeitig den Profilstrang 10, was eine homogene Erwärmung auf unter Ac1 ermöglicht.
  • In dem die Gasbrenner in regelmäßigen Abständen in Spalten und Reihen angeordnet sind, ist zudem beispielsweise der Profilstrang 10 in flächenmäßig geringen Teilabschnitten 10.1 härtbar. Zudem kann dazu beitragen, wenn die Gasbrenner 14 und/oder 19 über Magnetventile 20 betätigt werden. Vorzugsweise weisen die Magnetventile 20 eine Schaltzeit kleiner gleich 300 ms auf.
  • Zudem können die Gasbrenner 14 bei Prägung in den Teilbereichen 10.1, 10.2 ausreichend schnell zum Abschalten angesteuert werden, eine Überhitzung zu vermeiden, wie diese Überhitzung im Stand der Technik bei induktiver Erwärmung zwangsweise auftritt.
  • Die ersten Gasbrenner 14 und/oder zweiten Gasbrenner 19 sind vorzugsweise nachmischende, insbesondere außenmischende, Gasbrenner.
  • Vorzugsweise werden die jeweiligen ersten Gasbrenner 14 und/oder zweiten Gasbrenner 19 nach dem Abschalten mit Spülgas (z.B.: N2 als inertes Gas) in der Brenngasleitung-Leitung (z.B.: zur Führung von CH4) gespült. Für die Spülung wird ein Magnetventil verwendet, zwischen Brenngas und Spülgas umzuschalten. Das Spülgas verhindert eine Rückzündung in die Düse und stellt auch eine ausreichende Kühlung der Düse sicher.
  • Vorzugsweise erwärmen die ersten Gasbrenner 14 und/oder zweiten Gasbrenner 19 die jeweiligen Teilabschnitte 10.1, 10.2 des Profilstrangs 10, welche Teilabschnitte 10.1, 10.2 Prägungen aufweisen, an der Seite des Profilstrangs 10 mit der Rückseite der Prägung.
    Durch diese Ansteuerung bzw. Abschaltung einzelner erster Gasbrenner 14 und/oder zweiter Gasbrenner 19 in den Bereichen mit aus dem Band herausgedrückten Geometrien kann unter anderem eine Überhitzung aufgrund des reduzierten Abstands der Gasbrenner 14, 19 zum Profilstrang 10 zu verhindert werden. Eine Überhitzung beispielswiese an einer Außenkante der Prägung kann so reproduzierbar vermieden werden.

Claims (16)

  1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung mindestens eines, zumindest in einem Teilabschnitt (10.1, 10.2) gehärteten Stahlprofils (15), bei dem
    ein Spaltband (8) aus Stahl zu einem Profilstrang (10) rollumgeformt und
    der Profilstrang (10) im Teilabschnitt (10.1, 10.2) gehärtet wird, wofür der Profilstrang (10) in einem ersten Erwärmungsschritt auf unter Ac1, insbesondere homogen, erwärmt und der Teilabschnitt (10.1, 10.2) des Profilstrangs (10) in einem nachfolgenden zweiten Erwärmungsschritt mithilfe mehrerer, zweiter Gasbrenner (14) über Ac3 erwärmt und danach beschleunigt abgekühlt wird, und das im Teilabschnitt (10.1, 10.2) gehärtete Stahlprofil (15) vom Profilstrang (10) abgetrennt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beim zweiten Erwärmungsschritt die zweiten Gasbrenner (14) entlang des Profilstrangs (10) in Reihen (r1, r2, r3, r4) und quer zum Profilstrang (10) in Spalten (s1, s2, s3, s4) angeordnet sind und angesteuert werden, um den Teilabschnitt (10.1, 10.2) am Profilstrang (10) über Ac3 zu erwärmen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der zweiten Gasbrenner (14) in Abhängigkeit mindestens einer Marke (17) am Profilstrang (10) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der Marke (17) am Profilstrang (10) die Position des, auf über Ac3 zu erwärmenden Teilabschnitts (10.1, 10.2) am Profilstrang (10) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Gasbrenner (14) getrennt voneinander angesteuert werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang (10) eine sich regelmäßig wiederholende Marke (17) aufweist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Loch (17.1) im Profilstrang (10) die Marke (17) ausbildet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen (r1, r2, r3, r4) und Spalten (s1, s2, s3, s4) der zweiten Gasbrenner (14) eine Matrixanordnung (M) mit, vorzugsweise gleichen, Abständen zwischen den Reihen und/oder zwischen den Spalten ausbilden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Gasbrenner (14) den Profilstrang (10) jeweils mit einem Verbrennungsluftverhältnis (λ) von ≤ 1,3 erwärmen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Gasbrenner (14) jeweils ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 0,9 ≤ λ ≤ 1,3 aufweisen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spalte zweiter Gasbrenner (14) mindestens ein Zündbrenner (18.1, 18.2) zugeordnet ist, der die zweiten Gasbrenner (14) zündet.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spalte (s1, s2, s3, s4 bzw. c1, c2) zweiter Gasbrenner (14) an ihren, einander gegenüberliegenden Spaltenenden jeweils ein Zündbrenner (18.1, 18.2) zugeordnet ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Erwärmungsschritt mehrere erste Gasbrenner (19) entlang des Profilstrangs (10) in Reihen (r1, r2, r3, r4) und quer zum Profilstrang (10) in Spalten (c1, c2) angeordnet sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen (r1, r2, r3, r4) und Spalten (c1, c2) der erste Gasbrenner (19) eine Matrixanordnung (M) mit, vorzugsweise gleichen, Abständen zwischen den Reihen und/oder zwischen den Spalten ausbilden.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Gasbrenner (19) jeweils ein Verbrennungsluftverhältnis (λ) von 1 ≤ λ ≤ 1,4 aufweisen.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in einer Spalte angeordnete erste Gasbrenner (19) angesteuert werden, gemeinsam den Teilabschnitt (10.1, 10.2) auf unter Ac1 zu erwärmen.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass alle in einer Spalte (s1, s2, s3, s4) angeordneten ersten Gasbrenner (19) den Profilstrang (10) gleichzeitig erwärmen.
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