AT208903B - Verfahren und Vorrichtung zur verfeinernden Weiterverarbeitung von warmgewalztem Stahl - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zur verfeinernden Weiterverarbeitung von warmgewalztem Stahl 
Das Warmwalzen von in Form von   z.   B. Knüppeln oder Platinen vorliegendem Halbzeug auf kleinere Querschnitte, nämlich auf Walzstahl in Ringen oder Stäben, ist im Laufe der letzten Jahre zur gütegemässen Verbesserung dieses Erzeugnisses durch die Ausnutzung des in der Fliessscheide des Walzkalibers bestehenden sehr hohen spezifischen Druckes (Druckhärtung) sowie der beim Walzen vorhandenen Stahltemperatur ergänzt worden.

   Es hat sich hiebei gezeigt, dass das wesentliche neuartige Element dieser Gütesteigerung im Abfangen des unter dem Einfluss des hohen spezifischen Druckes in der Kaliberfliessscheide auf eine Korngrösse kleinsten Ausmasses gebrachten Gefügezustandes durch Abschrecken besteht, während dem Bestehen oder der Änderung bestimmter Temperaturzustände an sich mehr die Bedeutung einer günstigen Voraussetzung für diesen Vorgang zukommt. 



   Es ist ferner bekannt, Stahl hoher Gütewerte durch unmittelbares Härten aus der Endverformungtemperatur herzustellen, wobei die Endverformungstemperatur möglichst niedrig,   d. h.   bei Temperaturen beim oder kurz oberhalb des oberen Umwandlungspunktes Ars der Abkühlungskurve gehalten und der Stahl unmittelbar von dieser Temperatur aus gehärtet wird.

   Dieses Verfahren wurde noch durch eine weitere Massnahme   ergänzt :   Dem Walzgut wird durch unmittelbar zugeführten elektrischen Strom während des Walzens oder während eines Teiles des Walzvorganges Wärme zugeführt, u. zw. soll die Anwendung abgestufter Stromstösse, die möglichst kontinuierlich geändert werden, ein unerwünschtes Absinken der Endwalztemperatur unter den Ars-Punkt verhindern und dem Walzgut über seine ganze Länge eine gleichmässige, für die Härtung günstige Temperatur erteilen. 



   Für die Wirksamkeit dieser bekannten Härteverfahren gilt also die unbedingte Voraussetzung, dass der Stahl vor dem Abschrecken aus der Walzhitze eine ständige Temperaturerniedrigung erfährt und dabei eine Temperatur unterhalb Arg nicht erreicht wird. 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verfeinernden Weiterverarbeitung von warmgewalztem, danach ohne Härtung abgekühlten, gegebenenfalls bereits kaltverformten Stahl, wie er nach der Warmverformung von Knüppeln oder Platinen in Form von Ringen oder Stäben vorliegt. Solcher Stahl wird erfindungsgemäss einer weiteren Verformung durch Walzen oder Rollen unterworfen, während der er durch unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung im Bruchteil einer Sekunde auf Temperaturen bis kurz unterhalb Ac, erhitzt wird. Bei austenitischen Stählen wird entsprechend verfahren und der Stahl auf Temperaturen bis unterhalb der beginnenden Verzunderung erwärmt.

   Es kann angenommen werden, dass die gütesteigernde Wirkung auf der Vereinigung der Wirksamkeit des hohen spezifischen Druckes im Walzspalt mit der spontanen, in Bruchteilen einer Sekunde erfolgenden durchgehenden Erhitzung des zu verformenden Stahles gleichzeitig über seinen ganzen Querschnitt beruht. Dass diese Wirkung des hohen spezifischen Druckes bei Stahl, der sich auf der aufsteigenden Temperaturkurve noch unterhalb Acs befindet, wirksam ist, erscheint neu und überraschend. 



   Das Verfahren hat unter anderem folgende Vorteile :
Der Stahl kann unter wesentlich grösserer Querschnittsverminderung als bei der sonst üblichen Kaltverarbeitung verformt werden. Diese seine Verarbeitung erfolgt ohne schädliche Verzunderung (seiner z. B. entzunderten Oberfläche). Es kann je nach Stahlzusammensetzung eine verhältnismässig hohe Walz- 

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 temperatur von z. B. 500 bis   600u C gewählt   werden, ohne dass ein aus einer vorherigen Vergüte- behandlung, z. B. aus der   Halbzeugverwalzungshitze   stammendes und für eine Kaltweiterverarbeitung vorteilhaftes,   z. B.   sorbitisches Gefüge beeinträchtigt wird.

   Dieses bereits vorhandene vorteilhafte Gefüge kann vielmehr durch eine an die   Weiter Verarbeitung   sich anschliessende Warmbehandlung, wie Ab- schrecken an Luft oder in einer Härteflüssigkeit oder durch eine sogleich mittels Abfangen erzielte oder später mittels besonderer   Anlass- oder Gli1hbehandlung,   noch weiter verbessert, insbesondere vergleichmässigt werden. 



   Statt dessen kann   erfindungsgemäss   die Anwendung des Verfahrens auf Stahl mit der Massgabe er- folgen, dass er auf eine Temperatur unter Acs, jedoch über   Ac,   gebracht wird und dann einer wirkungsgemäss der bekannten üblichen Warmbehandlung durch   z. B. Härten, Vergüten,   Normalisieren entsprechenden Warmbehandlung, gegebenenfalls einmal oder mehrmals wiederholt, unterworfen wird,   u. zw.   unmittelbar aus dem gegebenen Druckzustand (spez. Druck in der Fliessscheide) der Verformung heraus. 



   Ein auf diese Weise erhaltener Stahl mit verbessertem bzw. vergleichmässigtem sorbitischen Gefüge kann durch KaItverarbeitung auf einen Zustand sehr hoher bzw. höchster Festigkeit gebracht werden, wie sie z. B. für Federn benötigt wird. Er weist bessere Eigenschaften auf als ein lediglich in üblicher Weise kaltverformte Stahl vergleichbarer Zusammensetzung. 



   Die Zu- und Abfuhr des elektrischen Stromes niedriger Spannung,   z. B. 10   V, erfolgt z. B. über Ober- zur Unterwalze (-rolle) bzw. umgekehrt, oder über die Walzen bzw. Rollen des Arbeitsgerüstes und die zugehörige Haspel, oder über die Walzen bzw. Rollen eines ersten und eines zweiten Arbeitsgerüstes oder über die Walzen bzw. Rollen eines Arbeitsgerüstes und eine Ziehzange usw., wobei jedoch auch das einlaufende Walzgutende vorher auf Verformungstemperatur gebracht und eine gegebenenfalls streckenweise nötige Unnachgiebigkeit des Walzstahles sowie unter Umständen eine Verzunderungsbeschränkung durch sinngemäss (nicht zwecks Warmbehandlung) angewandtes Abschrecken erzielt wird. 



  Die vorherige Erhitzung des einlaufenden Walzgutendes kann   z. B.   so erfolgen, dass es zuerst durch den lediglich von Ober- zur Unterwalze (-rolle) oder umgekehrt fliessenden Strom im Verformungsraum des Walzspaltes, gegebenenfalls bei verlangsamter Walzgeschwindigkeit, auf die gewünschte Temperatur gebracht wird, während nach Umschalten erst   anschliessend-sobald   das Walzgutende eine vorgesehene zweite Kontaktstelle erreicht hat-der Strom von   Ober-und/oder   Unterwalze zu dieser zweiten Kontaktstelle fliesst. 



   Eine besonders wirtschaftliche Gestaltung erfährt dieses Verfahren darüber hinaus dadurch, dass das Walzgut entweder mehrmals unmittelbar hintereinander an mehreren   z. B.   Walzgerüsten (Tandemstrasse) oder unter. ununterbrochenem Hin- und Herwalzen auf einem oder   z. B.   auch zwei Einzelgerüsten (Reversiergerüsten) elektrisch erhitzt und verformt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den   nötigen Gesamt-   stromaufwand auf ein geringstes Ausmass zu beschränken und somit eine weitgehende Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erreichen. 



   Das Problem der bei Verwendung von elektrischem Strom niedriger Spannung und hoher Stärke schwierigen Kontaktgebung an rotierenden Körpern wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sie durch mit diesen sich drehenden Teilen wie Walzen oder Rollen fest verbundene, sich ebenfalls drehende Scheiben oder ähnliche Körper erfolgt, welche in einem Metallbad,   z. B. in einem   ständig auf übliche Weise auf Temperatur gehaltenen Bleibad, laufen bzw. eingetaucht sind. Über dieses Bleibad erfolgt dann die Zu- bzw. Ableitung des zum Erhitzen des Stahles nötigen Stromes. Der gesamte Vorgang einer solchen mit Erhitzung verbundenen Verformung und Warmbehandlung erfolgt sehr rasch und ist genau und rasch zu regeln bezüglich Temperatur, Querschnittsverminderung und Verformungsgeschwindigkeit. 



  Diese hohe Arbeitsgeschwindigkeit ist jedoch gerade ein Kennzeichen des auf diese Weise erzielbaren technischen Fortschrittes. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur verfeinernden, gütesteigernden Weiterverarbeitung von aus Knüppeln oder Platinen warmgewalztem, darauf ohne Härtung abgekühlten und sodann in Form von Ringen oder Stäben vorliegenden, gegebenenfalls bereits kalt weiterverformten Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl einer weiteren Verformung durch Walzen oder Rollen unterworfen wird, während der er durch unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung im Bruchteil einer Sekunde auf Temperaturen bis kurz unterhalb Acs erhitzt wird. <Desc/Clms Page number 3>

   2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf vorher entzunderten Stahl mit der Massgabe, die Erhitzungstemperatur derart zu wählen, dass eine schädliche Verzunderung der Oberfläche nicht eintritt.

   3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf Stahl mit einem für eine nachfolgende EMI3.1 wird, indem die Temperatur je nach Stahlzusammensetzung so hoch, z. B. 500 - 6000 C, gewählt wird, dass dieser Gefüge-Ausgangszustand einer unmittelbar anschliessenden Warmbehandlung, z. B. Abschrecken mit Luft oder einer Härteflüssigkeit oder durch eine sogleich mittels Abfangen erzielte oder später mittels besonderer Anlass- oder Glühbehandlung herbeigeführte Warmbehandlung, zugutekommt.

   4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 3 auf Stähle, welche durch weitere Kaltverarbeitung auf einen Zustand sehr hoher bzw. höchster Festigkeit, wie sie z. B. für Federn benötigt wird, gebracht werden. EMI3.2 Verformung heraus.

   6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf austenitische Stähle mit der Massgabe, dass die elektrische Erhitzung in Bruchteilen einer Sekunde auf Temperaturen unterhalb der beginnenden Verzunderung erfolgt.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im einzelnen Stich sowie EMI3.3 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die Stromzu-und-abführung über Ober-zur Unterwalze bzw. umgekehrt, oder über Walzen bzw. Rollen und weitere Walzen bzw. Rollen, oder die Haspel oder die Ziehzange erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass auch das einlaufende Walzgutende auf Verformungstemperatur widerstandserhitzt wird, beispielsweise indem der Stromfluss entsprechend umgeschaltet wird, und eine gegebenenfalls streckenweise nötige Unnachgiebigkeit des Walzstahles und allenfalls eine Verzunderungsbeschränkung durch sinngemäss (nicht zwecks Warmbehandlung) angewendetes Abschrecken erzielt wird.

   9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut mehrmals unmittelbar hintereinander an mehreren Walz- oder Rollengerüsten oder unter ununterbrochenem Hinund Herwalzen auf einem oder auch zwei Einzelgerüsten elektrisch erhitzt und verformt wird.

   10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktgebung für die sich drehenden Teile, wie Walzen usw., durch mit diesen fest verbundene, sich ebenfalls drehende Scheiben oder ähnliche Körper erfolgt, welche in einem Metallbad, z. B. in einem Bleibad, laufen bzw. teilweise eingetaucht sind.