DE2501175C3

DE2501175C3 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Profilstahlabschnitten für den untertägigen Streckenausbau

Info

Publication number: DE2501175C3
Application number: DE19752501175
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing.(Grad.) Turowski
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1975-01-14
Filing date: 1975-01-14
Publication date: 1982-02-11
Also published as: DE2501175B2; DE2501175A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Profilstahlabschnitten hoher Biegetragfähigkeit und Sprödbruchsicherheit für den untertägigen Streckenausbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die im untertägigen Streckenausbau verwendeten Profilstahlabschnitte müssen aufgrund ihres durch weitgehend nicht vorhersehbare Gebirgskräfte beeinflußten speziellen Einsatzgebiets besondere technologische Eigenschaften hinsichtlich der Kerbschlagzühigkeit, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung und Einschnürung aufweisen, um die von der Praxis geforderte hohe Biegetragfähigkeit bei gleichzeitiger Sprödbruchsicherheit zu gewährleisten.

Ausgangsmaterial für derartige Profilstahlabschnitte bildet überwiegend ein Feinkornstahl in Grubenausbauqualität mit einem Anteil Kohlenstoff von 0,28 bis 0,40%, Silizium von 0,15 bis 0,45%, Mangan von 0,65 bis 1,0%, Chrom und Nickel von zusammen maximal 030% sowie Phosphor von höchstens 0,08% und Schwefel von höchstens 0,05%. Damit die von der Praxis geforderten Endwerte mit bezug auf die Kerbschlagzähigkeit, die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, die Dehnung und die Einschnürung bei diesem Stahl auch erreicht werden, hat man in der Fachwelt bislang übereinstimmend die Profilstahlabschnitte in Abhängigkeit von der chargenbedingten chemischen Zusammensetzung einer Wärmebehandlung unterworfen, die aus den Verfahrensschritten Härten und anschließendem Anlassen besteht

Bei einer solchen Wärmebehandlung, z.B. in der Vorrichtung gemäß der DE-AS 12 74 151, werden die Profilstai;labschnitte zunächst in einem Durchlaufofen auf Temperaturen von etwa 30 bis 50⁰C oberhalb des /4c3-Punkts gemäß dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm erhitzt Beim Austreten aus dem Durchlaufofen werden die Profilstahlabschnitte dann an mit Wasser beaufschlagten Schlitzdüsen vorbeigeleitet deren wirksame Länge sich etwa über die gesamte Seitenlänge der hinsichtlich ihrer Wandstärke unterschiedlichen Profilbereiche erstreckt, wo ihre Temperatur schroff bis auf Raumtemperatur gesenkt wird. Im Anschluß daran werden die derart gehärteten Profilstahlabschnitte in einem Anlaßofen langsam wieder bis auf Anlaßtemperatur aufgewärmt wobei die Anlaßtemperatur unterhalb des unteren Umwandlungspunkts im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm liegt Durch das Anlassen vermindern sich die Festigkeit und die Streckgrenze bei gleichzeitiger Erhöhung der Dehnung, der Einschnürung und der Kerbschlagzähigkeit Die Kerbschlagzähigkeit erreicht dann Werte von 12 bis 15kpm/cm², während die Zugfestigkeit 80 bis 90 kp/mm² beträgt. Die Dehnung erreicht dabei einen Wert von etwa 18 bis 25%, die Einschnürung einen Wert von etwa 60 bis 65% und die Streckgrenze beträgt etwa 55 bis 65 kp/mm².

Der wesentliche Nachteil der sich nahezu über den gesamten Umfang der Profilstahlabschnitte erstreckenden Schlitzdüsenanordnung bei der bekannten Vorrichtung ist die zwangsläufige Konsequenz, die Temperatur der Profilstahlabschnitte schroff bis auf Raumtemperatur absenken zu müssen. Hieraus folgert dann der weitere Nachteil dieser Vorrichtung, daß neben dem Durchlaufofen zum Erhitzen der Profilstahlabschnitte auf eine Temperatur oberhalb des /lcs-Punkts und der Abschreckdüsen noch ein zusätzlicher Anlaßofen notwendig ist Verbunden mit der Beschaffung und der Aufstellung eines solchen Ofens ist auch die Bereitstellung des zur Beheizung notwendigen Energiebedarfs sowie der für den Betrieb des Anlaßofens erforderlichen qualifizierten Fachkräfte.

Schließlich weist die bekannte Vorrichtung noch den Nachteil auf, daß auch die aus dem Durchlaufofen austretenden Stirnflächen der Profilstahlabschnitte

sofort voll in den Einflußbereich des aus den Schlitzdüsen austretenden Wassers gelangen. Hierdurch werden die jeweils vorderen Längenbereiche der einzelnen Profilstahlabschnitte wesentlich intensiver gekühlt als die Oberflächenbereiche der folgenden Längenabschnitte, so daß auf den ersten 1 bis 3 m relativ häufig Härterisse festgestellt wurden, was automatisch Ausschußware bedeutete.

Durch die Wärmebehandlung in einer derartigen Vorrichtung ergibt sich ferner der Nachteil, daß aufgrund der Analysenschwankungen des Stahls, d. h. der chemischen Zusammensetzung der einzelnen zur Weiterverarbeitung anstehenden Chargen der Profilstahlabschnitte, es unbedingt erforderlich ist, die Anlaßtemperatur der jeweiligen Analyse genau anzupassen. So muß beispielsweise bei wachsender Härte aufgrund der chemischen Zusammensetzung eine entsprechend höhere Anlaßtemperatur nach dem Härten gewählt werden, um die von der Praxis geforderten Mindestendwerte der technologischen Gütewerte der Profilstahlabschnitte zu erreichen. Es ist also die Temperatur im Anlaßofen genau auf die jeweilige chemische Zusammensetzung der einzelnen Charge abzustimmen. Hierbei ist es naturgemäß nicht auszuschließen, daß eine falsche Anlaßtemperatur aufgrund von Übermittlungsfehlern gewählt wird und dadurch häufig eine ein- oder mehrmalige Nachbehandlung der Profilstahlabschnitte erforderlich ist, um die geforderten Endwerte sicherzustellen.

Die technologischen Gütewerte der in der bekannten Vorrichtung behandelten Profilstahlabschnitte schwanken demnach in relativ weiten Grenzen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, die geforderten technologischen Gütewerte mit den nicht zu vermeidenden Schwankungen in sehr engen Grenzen zu halten und diese Gütewerte in erheblich kürzerer Zeit sowie mit geringerem apparatemäßigem Aufwand sicherzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Erfindung macht sich hierbei die Kenntnis der Zwischenstufenumwandlung beim gesteuerten Abschrecken von Kohlenstoff-Stählen zunutze. In der Zwischenstufe entsteht bekanntlich ein Gefüge, das zwischen der perlitischen Umwandlung und der Martensitbildung liegt Es erfolgt also ein Umwandlungsvorgang des Raumgitters bei teilweiser Segregation von feinsten Karbiden. Die Zwischenstufe zeichnet sich ferner durch eine Festigkeit aus, die über der Perlitstufe, aber unterhalb der Martensitfestigkeit liegt. Weiterhin kennzeichnet sich die Zwischenstufe durch eine sehr hohe Zähigkeit.

Diese Kenntnisse werden bei der Wärmebehandlung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dahingehend angewendet, daß die Profilstahlabschnitte nunmehr unmittelbar nach dem Austritt aus dem Durchlaufofen, etwa in einer Entfernung von 0,5 m, innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums nicht, wie in der bekannten Vorrichtung, bis auf Raumtemperatur, sondern lediglich gezielt auf eine Temperatur abgekühlt werden, die im Bereich der mittleren bis oberen Zwischenstufe liegt. Durch die spezielle Anordnung der Abschreckdüsen kann jetzt die Abkühlgeschwindigkeit so hoch gewählt werden, daß es innerhalb der Profilstahlabschnitte nicht zu einer Ausscheidung von voreutektoidem Ferrit kommt Beispielsweise wird die Temperatur in den Profilstahlabschnitten beim Vorbeiführen an den Abschreckdüsen innerhalb von etwa 2 bis 3 Sekunden auf eine Höhe von etwa 500⁰C gesenkt Jeder partielle Teil der Profilstahlabschnitte wird dabei auf etwa 500° C hinsichtlich seines Gefüges exakt festgelegt Dadurch ist gewährleistet daß beim schnellen Absinken der Temperatur im Bereich der gezielt auf die verdickten Bereiche der Profilstahlabschnitte gerichteten Abschreckdüsen keine Linie im Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild (ZTU-Schaubild) des jeweiligen Kohlenstoff-Stahls durchlaufen wird. Weiterhin ist es hierdurch möglich, daß der Abkühlvorgang exakt in diesem Temperaturbereich der mittleren bis oberen Zwischenstufe unterbrochen werden kann. Ist die Gefügeumwandlung nach dem Durchlaufen der Zwischenstufe beendet kann die restliche Abkühlung in beliebiger Weise erfolgen, weil sich das Gefüge nicht mehr ändert Die Profilstahlabschnitte können daher beispielsweise an Luft gelagert oder durch Düsen bzw. in Tauchbädern mit Wasser auf Handhabungstemperatur abgekühlt werden.

Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführte und insofern quasi isotherme Umwandlung in der Zwischenstufe reduziert die Zeit, um die von der Praxis geforderten technologischen Gütewerte zu erreichen, etwa um die Hälfte gegenüber der Wärmebehandlung in der bekannten Vorrichtung. Darüber hinaus ist eine vorausbesiimmbare Festigkeit zu erreichen. Die technologischen Gütewerte schwanken in nur engen Grenzen. Ferner wird bei gleichbleibenden Werten für die Zugfestigkeit, die Streckgrenze und die Dehnung eine erheblich verbesserte Kerbschlagzähigkeit erzielt die nunmehr etwa 15 bis 20 kpm/cm² beträgt

Es ist kein zusätzlicher Anlaßofen mehr erforderlich. Der Aufwand für die Beschaffung und den Betrieb des Ofens sowie die Bereitstellung der notwendigen Betriebsenergie entfällt. Weiterhin werden Arbeitskräfte eingespart, wobei insbesondere qualifizierte Fachkräfte entbehrlich sind. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von im untertägigen Streckenausbau verwendeten Profilstahlabschnitten hoher Biegetragfähigkeit bei gleichzeitiger Sprödbruchsicherheit wird erheblich gesteigert.

Durch die geneigte Anordnung der Düsenlängsachsen gelangen die aus dem Durchlaufofen als erste heraustretenden Stirnflächen der einzelnen Profilstahlabschnitte nicht sofort unter den vollen Einfluß der Wasserstrahlen. Die Endabschnitte werden deshalb trotz der größeren Oberflächen nicht stärker abgeschreckt als die Oberflächenbereiche in den nachfolgenden Längenabschnitten der Profilstahlabschnitte. Der Gefahr des Entstehens von Härterissen wird somit wirkungsvoll entgegengetreten. Auch brauchen die Endabschnitte anschließend nicht mehr abgetrennt zu werden, weil sie nunmehr garantiert dasselbe Gefüge aufweisen wie die nachfolgenden Längenabschnitte. Die Profilstahlabschnitte sind folglich über ihre gesamte Länge voll verwendbar.

Schließlich bildet es im Rahmen der Erfindung einen wesentlichen Vorteil, daß ein Gefüge erreichbar ist, welches in den von der Praxis her geforderten Grenzen die gewünschten Werte zweifelsfrei aufweist und dabei mit Bezug auf die Kerbschlagzähigkeit eine spezielle Verbesserung besitzt. Dank der besonderen Düsenausbildung und -anordnung werden auch die Quoten für notwendige wärmetechnische Nachbehandlungen beträchtlich gesenkt. Es kann nicht mehr vorkommen, daß durch falsche Wahl der Anlaßtemperatur, die beispielsweise durch Übermittlungsfehler einer an sich richtigen

Analyse zugrunde gelegt wird, die technologischen Gütewerte nicht denjenigen entsprechen, die die Praxis fordert Auch dadurch bedingte Nachbehandlungen der Profilstahlabschnitte, wie nochmaliges Härten mit anschließendem Anlassen, fallen fort.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, daß der Abstand der Mündungen der Abschreckdüsen von den ihnen umittelbar gegenüberliegenden Oberflächen der Profilstahlabschnitte etwa 80 bis 120 mm, vorzugsweise etwa 100 mm, bemessen ist Dieses Merkmal trägt mit dazu bei, die von der Praxis geforderten technologischen Gütewerte auch mit Sicherheit zu gewährleisten.

Bei rinnenartigen Profilstahlabschnitten mit einem annähernd U-förmigen Querschnitt und endseitig verdickten Flanschen kennzeichnet sich eine besonders vorteilhafte Anordnung der Abschreckdüsen im Rahmen der Erfindung dadurch, daß die Längsachse je einer Düse auf die äußeren Oberflächen der Übergangsbereiche von den Profilstegen auf den Profilboden, auf die äußeren Oberflächen der Winkelbereiche zwischen den Profilstegen und den verdickten Flanschen sowie auf die Stirnflächen der verdickten Flansche und die Längsachse einer weiteren Düse bei Anordnung in der Mittellängsebene der Profilstahlabschnitte auf die innere Oberfläche des Profilbodens gerichtet sind.

Diese Anordnung der Längsachsen der Abschreckdüsen sichert mithin auch bei einem U-förmigen Profil mit über dem Profilquerschnitt unterschiedlich dicken Wandabschnitten ein gezieltes Absenken der Temperaturen aus einem Bereich oberhalb des Aa- Punktes des Eisen-Kohlenstoff-Diagrammes auf einen Temperaturbereich der mittleren bis oberen Zwischenstufe des jeweiligen Stahles, insbesondere auf eine Temperatur von etwa 500⁰C

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisiert einen horizontalen Längsschnitt durch einen Durchlaufofen mit an den Durchlaufen sich anschließender Abschreckvorrichtung und einen Profilstahlabschnitt in der Draufsicht,

Fig.2 eine schematisierte Frontalansicht auf die Abschreckvorrichtung gemäß der Linie H-II der F i g. 1,

Fig.3 den Endbereich eines Profilstahlabschnittes beim Eintritt in die Abschreckvorrichtung der F i g. 1 und 2 sowie eine Abschreckdüse in der Seitenansicht und

Fig.4 das Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild eines Kohlenstoff-Feinkornstahles in Grubenausbauqualität gemäß der Erfindung.

Mit 1 ist in der F i g. 1 schematisiert ein Durchlaufofen bezeichnet, der in Längsrichtung mehrere in geringem Abstand aufeinanderfolgende querangeordnete Stützrollen 2 aufweist, die dem Transport eines Profilstahlabschnittes 3 durch den Ofen 1 hindurch entsprechend dem Pfeil Z dienen. Die Stützrollen 2 sind alle oder zum Teil angetrieben.

Der Profilstahlabschnitt 3 (s. auch F i g. 2% beispielsweise ein U-förmiger Profilstahlabschnitt, mit endseitig der Profilstege 4 vorgesehenen verdickten Flanschen 5 liegt mit den Stirnflächen 6 dieser Flansche 5 auf den Rollen 2, so daß der offene Kanalbereich 7 abwärts gerichtet ist

In dem Durchlaufofen 1 wird der Profilstahlabschnitt 3 kontinuierlich während des Durchlaufens in Richtung des Pfeiles Z erwärmt, so daß jeder partielle Teil im Bereich vor der Mündung 8 des Durchlaufofens 1 dann eine Temperatur aufweist, die oberhalb des Ac₃-Punktes im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm liegt Beispielsweise liegt diese Temperatur 30 bis 50°C oberhalb des /icj-Punktes.

In nur geringem Abstand von der Mündung 8 des Durchlaufofens 1, beispielsweise in einem Abstand von 0,5 m, ist eine Abschreckvorrichtung 9 mit nachfolgender Rollenbatterie 10 angeordnet

Die in den Fig.2 und 3 näher veranschaulichte

lu Abschreckvorrichtung 9 weist eine Halterung U für umfangsseitig des Profilstahlabschnittes 3 verteilt angeordnete Abschreckdüsen 12—18 auf. Die Halterung 11 ist in einem Rahmen 19, der zugleich auch der tragende Rahmen für die Rollenbatterie 10 sein kann, frei vertikal- und querbeweglich gemäß den Pfeilen χ und y gelagert. Sie besitzt eine den Umrissen des Profilstahlabschnittes 3 angepaßte Maskenöffnung 20, durch die der Profilstahlabschnitt 3 mit nur geringem Spiel durchgeleitet wird. Die Abschreckdüsen 12—18 sind im Abstand von der Maskenöffnung 20 an der Halterung Il gegebenenfalls verstellbar befestigt Bei eventuellen Verwerfungen des Profilstahlabschnittes 3, beispielsweise bei durch Thermoschockverzug bedingten Krümmungen, folgt die Maskenöffnung 20 dem Längsverlauf des Profilstahlabschnittes. Dadurch verlagert sich die Halterung 11 ebenfalls entsprechend dem Krümmungsverlauf des Profilstahlabschnittes 3 in Richtung der Pfeile χ und y. Die an der Halterung 11 befestigten Abschreckdüsen 12—18 folgen somit ebenfalls automatisch dem Krümmungsverlauf des Profilstahlabschnittes 3 und bleiben in dem eingestellten Abstand zu den ihnen direkt gegenüberliegenden Oberflächen des Profilstahlabschnittes 3.

Die Abschreckdüsen 12—18 werden mit Wasser über

die Leitungen 21 derart beaufschlagt, daß aus den Mündungen der Abschreckdüsen ein Wasserkegel austritt der fein zerstäubt ist Der Kegel besitzt eine Spreizung von etwa 25 bis 30°. Um die Zerstäubung des Wassers im Kegel noch feiner zu gestalten, kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, die Düsen neben dem Wasser zusätzlich noch mit Luft zu beaufschlagen.

Die Längsachsen der Abschreckdüsen sind beim Ausführungsbeispiel, d. h. bei einem U-förmigen Profilstahlabschnitt 3, weitgehend auf desen verdickte

as Querschnittsbereiche gerichtet Es ist also je eine Düse 12,13 auf die äußeren Oberflächen der Obergangsbereiche von den Profilstegen 4 auf den Profilboden 22, je eine Düse 14, 15 auf die äußeren Oberflächen der Winkelbereiche zwischen den Profilstegen 4 und den

so verdickten Flanschen 5 sowie je eine Düse 16,17 auf die Stirnflächen 6 der verdickten Flansche 5 gerichtet Eine weitere Düse 18 ist bei Anordnung in der Mittellängsebene des Profilstahlabschnittes 3 auf die innere Oberfläche des Profilbodens 22 gerichtet Der Abstand der Mündungen der Abschreckdüsen von den ihnen unmittelbar gegenüberliegenden Oberflächen ist im wesentlichen derselbe und beträgt etwa 80 Ims 120 mm, vorzugsweise etwa 100 mm.

Wie insbesondere die Fig.3 erkennen läßt, sind die

Längsachsen aller Düsen, hier beispielsweise die der Düse 13, in Vorschubrichtung Z'des Profilstahlabschnittes 3 um etwa 15" aus der auf die gegenüberfiegende Oberfläche gerichteten Senkrechten abgewinkelt Diese Anordnung hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, weil hierdurch die Stirnflächen 23 jedes aus dem

Durchlaufofen 1 austretenden und in die Abschreckvor-

* richtung 9 eintretenden Profflstahlabsctes 3 nicht sofort νου mit Wasser benetzt und dadurch zu stark

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abgeschreckt werden. Die geneigte Anordnung der Längsachsen der Abschreckdüsen sichert, daß auch die Endbereiche der Profilstahlabschnitte 3 in dem gleichen Umfang gezielt auf eine Temperatur von etwa 500ⁿC abgeschreckt werden wie die nachfolgenden Längenbereiche der Profilstahlabschnitte 3. Hierdurch werden Härterisse vermieden und es brauchen die Endbereiche der Profilstahlabschnitte nicht abgetrennt zu werden, da sie das gleiche Gefüge wie die nachfolgenden Längenbereiche aufweisen.

Die Fig.4 zeigt ein Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild (ZTU-Schaubild) für einen Feinkornstahl in Grubenausbauqualität. Hierbei ist in der Vertikalen die Temperatur in Grad Celsius und in der Horizontalen die Haltezeit in Sekunden aufgetragen.

In diesem ZTU-Schaubild bezeichnen die gestrichelte Linie Ac₃ den oberen Gefügeumwandlungspunkt, die gestrichelte Linie Ac\Edas Ende des unteren Umwandlungspunktes, die gestrichelte Linie Ac\B den Beginn des unteren Umwandlungspunktes und die gestrichelte Linie Msden Beginn der martensitischen Umwandlung.

Die voll ausgezogenen Kurven F, P, Zw und E ergeben sich aus einer größeren Anzahl von Untersuchungen, bei welchen jeweils der in Rede stehende Stahl auf eine Temperatur oberhalb des /Ic3-Punktes erwärmt und dann schroff auf eine bestimmte Temperatur abgeschreckt und auf dieser Temperatur eine gewisse Zeit gehalten wird. Die Verbindungen der auf diese Weise ermittelten Punkte ergeben die voll ausgezogenen Kurven.

Anhand des Verlaufs dieser Kurven ist erkennbar, wann rechts neben der Kurve F die Ausscheidung von Ferrit beginnt, wenn beispielsweise der erwärmte Stahl einer Abschrecktemperatur von 600° C unterworfen und diese Temperatur über eine Haltezeit von etwa 5 Sekunden aufrechterhalten wird.

Wird der betreffende Stahl noch langer auf dieser Temperatur gehalten, so zeigt die Kurve P den Bereich an, in dem die perlitische Umwandlung beginnt. Aus dem ZTU-Schaubild ist auch zu erkennen, daß bei dem Ausführungsbeispiel von 600° der Beginn der perlitischen Umwandlung nach einer Haltezeit von etwa 120 Sekunden erfolgt.

Die Kurve E zeigt das zeitliche Ende sämtlicher Gefügeumwandlungen an.

Aus dem ZTU-Schaubild ist ferner die Kurve Zw zu erkennen, die den Beginn der Zwischenstufenumwandlung anzeigt.

Wie ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß dem gestrichelt eingezeichneten Fächer FÄ\ im ZTU-Schaubild erkennen läßt, wird hier beispielsweise ein auf 900°C erwärmter Profilstahlabschnitt innerhalb von zwei bis drei Sekunden schroff auf eine Temperatur von 500° C abgeschreckt. Nunmehr wird dieser Profilstahlabschnitt nicht wie bislang auf dieser erreichten Temperatur gehalten, so daß er nach etwa weiteren vier bis fünf Sekunden die Kurve P, d. h. den Beginn der Perlitumwandlung, erreichen würde, sondern der Profilstahlabschnitt wird der gemilderten Wärmeabfuhr an Luft ausgesetzt, so daß sich der gestrichelt gezeichnete gefächerte Abschnitt FÄ2 vom Beginn der Zwischenstufenumwandlung bei etwa 500° C leicht abwärts geneigt unterhalb der Kurve Perstreckt.

Durch diese Maßnahme ist einerseits sichergestellt, daß es durch die gezielte Abschreckung innerhalb eines Zeitraumes von zwei bis drei Sekunden auf etwa 500°C nicht zu einer Ausscheidung von voreutektoidem Ferrit hinter der Linie F kommt. Die Kurve F beginnt erst oberhalb 500°C. Andererseits ist aber auch erkennbar, daß bei der anschließenden gemilderten Wärmeabfuhr an Luft der restliche Bereich der hinter der Kurve Zw beginnenden Zwischenstufe durchlaufen wird, ohne daß es an der Linie Mszur Martensitbildung kommt.

Das Zwischenstufengefüge liegt, wie das TU-Schaubild gemäß F i g. 4 zeigt, zwischen der perlitischen Umwandlung und der Martensitbildung. Die Zwischenstufe zeichnet sich durch eine Festigkeit aus, die über der Perlitstufe, aber unterhalb der Martensitfestigkeit liegt. Sie kennzeichnet sich weiterhin durch eine sehr hohe Zähigkeit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Profilstahlabschnitten hoher Biegetragfähigkeit und Sprödbruchsicherheit für den untertägigen Strekkenausbau, weiche aus einem Feinkornstahl mit einem Anteil Kohlenstoff von 0,28 bis 0,40%, Silizium von 0,15 bis 0,45%, Mangan von 0,65 bis 1,0%, Chrom und Nickel von zusammen maximal 030% sowie Phosphor von höchstens 0,08% und Schwefel von höchstens 0,05% bestehen und nach dem Erwärmen in einem Durchlaufofen auf eine Temperatur oberhalb des Acs-Punkts des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms an die Profilstahlabschnitte allseitig mit Wasser benetzenden Abschreckdüsen vorbeigeführt werden, die im Abstand von der Austrittsöffnung des Durchlaufofens in einer zur Vorschubrichtung der Profilsiahlabschnitte verlaufenden, vertikalen Querebene umfangsseitig verteilt angeordnet sind und deren Mündungen annähernd im gleichen Abstand von den ihnen direkt gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der Profilstahlabschnitte liegen, wobei die vertikal und/oder horizontal frei beweglich gelagerte Halterung für die Abschreckdüsen mit einer an den Querschnitt der Profilstahlabschnitte anpaßbaren Maskenöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Langsachsen der in nur geringer Entfernung von der Austrittsöffnung (8) des Durchlaufofens (1) vorgesehenen Abschreckdüsen (12 bis 18) im wesentlichen auf die verdickten Bereiche des jeweiligen Querschnitts der Profilstahlabschnitte (3) gerichtet und in Vorschubrichtung (Z) der Profilstahlabschnitte (3) etwa um 15° aus der auf die ihnen gegenüberliegenden Oberflächenbereiche gerichteten Senkrechten abgewinkelt sind, wobei der aus den Abschreckdüsen (12 bis 18) austretende Wasserkegel eine Spreizung von etwa 25 bis 30° besitzt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mündungen der Abschreckdüsen (12 bis 18) von den ihnen unmittelbar gegenüberliegenden Oberflächen der Profilstahlabschnitte (3) etwa 80 bis 120 mm, vorzugsweise etwa 100 mm, bemessen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, für rinnenartige Profilstahlabschnitte mit einem annähernd U-förmigen Querschnitt und endseitig verdickten Flanschen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse je einer Düse (12, 13) auf die äußeren Oberflächen der Übergangsbereiche von den Profilstegen (4) auf den Profilboden (22), je einer Düse (14, 15) auf die äußeren Oberflächen der Winkelbereiche zwischen den Profilstegen (4) und den verdickten Flanschen (5) sowie je einer Düse (16, 17) auf die Stirnflächen (6) der verdickten Flansche (5) und die Längsachse einer weiteren Düse (18) bei Anordnung in der Mittellängsebene der Profilstahlabschnitte (3) auf die innere Oberfläche des Profilbodens (22) gerichtet sind.