DE874008C - Verfahren zum Anlassen und Gluehen von Walzgut im Durchlaufverfahren auf elektroinduktivem Wege - Google Patents

Description

• Verfahren zum Anlassen und Glühen von Walzgut im Durchlaufverfahren auf elektroinduktivem Wege Die Weiterentwicklung der Qualitätsstahlwalzwerke strebt dahin, die Erzeugung des Fertigproduktes, also des vergüteten Stahles, im kontitiuierlichen Arbeitsfluß im Walzwerk selbst vorzunehmen. Das Härten aus der Walzhitze gestattet bereits die kontinuierliche Durchführung dieses Teiles der Vergütebehandlung. Das Anlassen wird jedoch noch in diskontinuierlicher Form häufig außerhalb des Walzwerkes durchgeführt: Es lag nun nahe, auch das Anlassen im Arbeitsfluß vornehmen zu können, dieses auf elektroinduktivem Wege durchzuführen. Diese Art .des Anlassens ist besonders geeignet für die Durchführung des Prozesses mit Durchlaufverfahren, denn man braucht ja nur die Stähle mit bestimmter Geschwindigkeit durch entsprechende Spulen, die von Wechselstrom geeigneter Frequenz und Leistung durchflossen sind, durchzuziehen. So einfach und naheliegend dieser Gedanke ist, so stellen sich seiner praktischen Durchführung doch ganz erhebliche Schwierigkeiten in den Weg. Einerseits ist es -dabei notweri:dig, um einen ausreichenden Wirkungsgrad zu erhalten, Frequenzen anzuwenden, die zu der Ausbildung eines ausgeprägten Skineffektes führen. Durch diesen Skineffekt entsteht im Werkstück eine ungleichmäßige Temperatur, die beim Anlassen absolut unbrauchbar ist. Gerade diese Eigenart des elektroinduktiven Erhitzens führte zur Ausbildung der elektroinduktiven Oberflächenhärtung.
• Es wurde daher :der Weg beschritten, so niedrige Frequenzen anzuwenden, daß eine gleichmäßige Durchwärmung des Anlaßgutes eintreten kann. Die Anwendung ;dieser niedrigen Frequenzen bringt jedech insbesondere bei größeren Anlagen recht beträchtliche Schwierigkeiten beim elektrischen Teil dieser Einrichtung mit sich. Es wurde daher angestrebt, eine Lösung zu finden, welche die Anwendung der aus elektrotechnischen Gründen gegebenen günstigsten Frequenz gestattet und anderseits doch eine gleichmäßige Durchwärmung des Anlaßgutes erreichen läßt.
• Es wurden bereits Öfen zur kontinuierlichen Wärmebehanidlung mittels unterteilter Hochfrequenzspulen vorgeschlagen, durch welche das zu behandelnde Gut in fortlaufender Bewegung hin-.durchgeführt wird, wobei die einzelnen Teile der Spule für sich regelbar sind und verschiedene Wirkungsart haben können. Ferner wurde vorgeschlagen, zum Erhitzen von ferromagnetischen Werkstoffen bne zu jener Temperatur, bei der.sie unmagnetisch werden, Wechselfelder niederer Frequenz (etwa 5oo. Perioden) und zur Erreichung höherer Temperaturen Wechselfelder höherer Frequenz (etwa 2o,oo Perioden) zu verwenden. Weitere Vorschläge sehen zur Erwärmung vor allen= von Wärmegut mit ungleichmäßigem Querschnitt und erheblicher Länge metallische Muffeln vor, die elektroinduktiv erhitzt werden und ihre Wärmebein Durchwandern des Gutes an dieses abgeben. In manchen Fällen kann zusätzlich zu dieser Erwärmung auch eine weitere durch direkte Einwirkung der magnetischen Wechselfelder auf das Wärmegut selbst erfolgen.
• Aus diesen Vorschlägen und Anordnungen sind jedoch keine Hinweise darüber zu entnehmen, wie auf elektroinduktivem Wege das Anlassen metallurgisch einwandfrei durchgeführt werden soll.
• Ausführliche Untersuchungen führten zu ,der Erkenntnis, daß es möglich ist, in kurzen Zeiten eine gleichmäßige Durchwärmung des Anlaßgutes unabhängig von der Höhe der Frequenz des angeivandten Wechselstromes zu erreichen.
• Das Wesen des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht nun darin, daß die zugeführte Leistung so gesteuert wird, daß die Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes in möglichst kurzer Zeit -die angestrebte Temperatur erreicht, sodann aber nur mehr jene Leistung zugeführt wird, die der von der Oberfläche an das Stückinnere abgegebenen Wärmemenge zuzüglich der Abstrahlungsverluste der Oberfläche entspricht.
• Theoretisch wäre es möglich, bei Anwendung besonders hoher Frequenzen und einer im Grenzfall im ersten Augenblick .außerordentlich hohen Leistung die Oberflächentemperatur sofort z: B. auf 65o° C zu bringen. Die weitere Energiezufuhr müßte nun so erfolgen, daß der Oberfläche genau so viel Energie zugeführt wird, als sie durch Wärmeleitung in das Innere des Stückes abgibt und, anderseits durch Abstrahlung und andere Wärmeverluste verliert.' Dieser Grenzfall braucht jedoch bei der praktischen Durchführung des Verfahrens nicht 'eingehalten zu werden, da einmal die angewandten Frequenzen nicht so hoch sind, daß die Erwärmung nur an der Oberfläche vor sich geht, sondern zu einem gewissen, wenn auch kleinen Anteil im Innern des Stückes eintritt. Anderseits wäre es unzweckmäßig, die erste Erwärmung der Oberfläche in einem Zeitraum, der einen sehr kleinen Bruchteil der Gesamtzeit beträgt, mit so hoher Leistung vorzunehmen. Man wird daher einen Mittelweg wählen, der die wirtschaftlich günstigste Lösung verspricht.
• Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens kann man so vorgehen, daß die Steuerung des Stromes in einigen Stufen, innerhalb deren die Leistung gleichbleibt, vorgenommen wird, oder bei Durchführung des Verfahrens im Durchlaufverfahren, ,daß Spulen mit veränderlicher Windungszahl angewandt wenden, wobei die von den Spulen abgegebenen Leistungen den oben angegebenen Bedingungen entsprechen müssen.
• Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens im Durchlaufverfahren bes.teht-darin, -daß zwei oder mehrere Spulen oder Heizleiter von gleicher oder verschiedener Länge hintereinander angeordnet angewandt werden, wobei die Leistungsaufnahme der einzelnen Spulen oder Heizleiter in der Durchlaufrichtung abnehmend ist. Der erste Heizleiter .dient dazu, die Oberfläche des Werkstückes in möglichst kurzer Zeit nahe an die anzustrebende Anlaßtemperatur zu bringen. Die je nach der Abmessung des Werkstückes erforderlichen weiteren Heizleiter werden mit geringerer Leistung je Längeneinheit betrieben, da . sie im wesentlichen nur diejenige Wärme zu liefern haben, .die von der Oberfläche in das Innere des Stückes abgeleitet wird.
• Nähere Einzelheiten für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind aus nachstehendem Beispiel zu entnehmen.
• Für eine Abmessung :des Werkstückes von 6o mm Durchmesser und eine Durchlaufgeschwindigkeit von 0,5,m je Minute benötigt man eine Spule mit 7510 mm Länge und einer Leistungsaufnahme von izo kW je Meter Spulenlänge sowie zwei Spulen von 375 mm Länge und einer Leistungsaufnahme von 6o bz-W- 3o kW je Meter Spulenlänge. Die sich daraus ergebenden Leistungsaufnahmen der einzelnen Spulen betragen 9o kW für .die Heizspule und 22 bz-w. ri kW für die beiden Ausgleichspulen.
• Es ist auch eine Ausführung möglich, bei der die Aufheizspülen kürzer gehalten und die Ausgleichspulen dafür etwas verlängert sind; dadurch ist es möglich, die Behandlungszeit etwas abzukürzen.
• Bei .der Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich bei Frequenzen in dem Bereich von über 5,oo bis 2,o, ooo Hz vollkommen gleichmäßige Durchwärmungen.
• Die kurzen Anlaßzeiten bringen in metallurgischer Hinsicht den Vorteil, die bei vielen Stählen auftretendeAnlaßsprödigkeit mitSicherheit vermeiden zu können, was insbesondere bei höheren 'Festigkeitsstufen. bei molybdänfreien Stählen zu erheblichen Verbesserungen .der Kerbzähigkeit führt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Anlassen und Glühen von Walzgut im Durchlaufverfahren auf elektroinduktivem Wege mittels in mehreren Stufen gesteuerten Wechselstromes von über 5oo bis 2o ooo Hz, dadurch gekennzeichnet, daß .die zugeführte Leistung so gesteuert wird, daß die Oberfläche des behandelnden Werkstückes in möglichst kurzer Zeit die angestrebte Temperatur erreicht, sodann aber nur mehr jene Leistung zugeführt wird, die der von der Oberfläche an das Stückinnere abgegebenen Wärmemenge zuzüglich der Abstrahlungsverluste der Oberfläche entspricht.