专利名称：用于在碳素钢内尤其是在带钢内连续生成贝氏体组织的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于在碳素钢内尤 其是在带钢内连续生成贝氏体组织的方法，以及涉及一种按权利要求
24所述的相应的i殳备。
背景技术：
碳素钢尤其带钢在连续工艺中的调质处理，是一种影响带钢强度 特性的非常实用的方法。在这里，在相应的连续设备中带钢首先通过 加热和随后冷却进行淬火，然后通过回火和接着冷却改变其韧性。不 仅在淬火时，而且在回火时，为调质处理所必要的热量可以用不同的 方式加入带钢内，例如通过感应法、传导法或也可以使带钢经过高温 池或煤气火焰。在这里对带钢形成的材料性质有重大影响的是，热量 如何传入带钢内以及在冷却时如何重新从带钢排出。在温度和组织规 定时，通过组织转变以及加热或冷却过程的速度和中间连接保持时间， 提供许多不同的可能性影响带钢的材料性质。作为这种带钢的材料经 常使用碳素钢。
在碳素钢调质处理时特别优选的组织是所谓的贝氏体。贝氏体组 织使具有这种贝氏体组织的工件在可加工性方面有非常良好的特性， 因此尤其作为比较薄的薄板材料之类在多种工业应用中这是必要的。 制成这种贝氏体组织必须非常准确地遵守处理温度，为的是使这种碳 素钢不仅局部而且在整个组织结构内生成所期望的组织。尤其生成纯 贝氏体组织是一种在金属学上复杂而易产生缺陷的过程。在这里有特 别重要意义的是，在碳素钢奥氏体化后，在准确地遵守等温的条件下 保证生成贝氏体组织，由此在碳素钢内不存在损害贝氏体组织的其他
组织成分。 一种对于贝氏体的品质提出比较简单和较低要求的使用目 的是制造包装带。
为了制成不同的贝氏体组织，根据贝氏体需要的质量，原则上已
知不同的制造i殳备并因而也已知一些实施方法。例如由US6632301B2 已知，在奥氏体化后带钢为了淬火通过金属熔池导引，并在带钢通过 金属池后从带钢上清除掉至少大部分金属池残渣，在这之后，带钢蛇 曲形在一个腔内导引并转向，在此腔内实施碳素钢等温转变为贝氏体 组织。这种方法的缺点是，通过碳素钢在等温转变装置中多次巻绕， 使碳素钢在贝氏体生成方面的特性变坏，并且还降低了这种带钢的平 整度。
已知另 一些制成贝氏体组织的方法，它们完全在金属池或类似装 置实施碳素钢的转变，由此使连续长度并因而金属池本身必须有很大 的尺寸，并因而例如为了充填金属或盐导致高的固定成本，以及在盐 池热膨胀时带来一些问题。
发明内容
因此本发明的目的是，提出一种方法和一种适用于实施所述方法 的设备，借其可以非常准确地在碳素钢内制成优质贝氏体组织以及能 够非常均匀地保持贝氏体组织的特性。。
由权利要求1特征部分所述特征并与其前序部分特征结合，达到 了本发明有关方法方面的目的，由权利要求24特征部分所述特征并与 其前序部分特征结合，达到了本发明适用于实施所述方法的设备方面 的目的。由从属权利要求1可得出本发明其他有利的设计。
按权利要求1,本发明从一种用于在碳素钢内尤其是在带钢内连 续生成贝氏体组织的方法出发，按此方法的第一步，在温度高于奥氏 体化温度时实施碳素钢的奥氏体化，之后，将已奥氏体化的碳素钢置 入含有淬火剂的池内，以便将碳素钢的温度冷却到低于奥氏体化温度， 接着将碳素钢调整到贝氏体转变温度，以及在此以后将碳素钢在一个 延续时间内保持在此转变温度并接着冷却碳素钢。采取以下措施进一
步发展按此类型的方法碳素钢在奥氏体化后通过一个含有小体积量 淬火剂的池，并在此过程中与淬火剂延续接触，直至在含有淬火剂的 池内生成占碳素钢总组织一个可确定份额的贝菌体；在碳素钢从池排 出时，借助一种气体的作用从碳素钢去除在碳素钢表面的淬火剂残留 物；以及接着，在一个连接于下游的等温回火站内，在贝氏体的相变 点，在碳素钢没有任何转向的情况下，在延续通过等温回火站时进行 碳素钢剩余的组织成分相变为贝氏体，直至贝氏体组织完全地在碳素 钢内部生成。
碳素钢贝氏体的形成分为两个彼此相继的阶段，其中一个阶段是 在淬火剂内而另一个阶段是在等温回火站内进行，提供的优点是，可 以将含有淬火剂的池保持为容积较小，而且只有贝氏体的部分转变在
该池内实施。与此同时，还可以使通过等温回火站的连续长度最小化， 因为反正部分相变已经在含有淬火剂的池内完成，并由此避免在等温 回火站内部要不然必要的碳素钢多次转向。在这里尤其避免例如损害 制成带钢的碳素钢平整度，这在已知的制造贝氏体的方法中是无法避 免的。改变在池内和在等温回火站内贝氏体生成的比例，还提供了多 种可能性影响贝氏体的生成并因而也可以生产不同质量的碳素钢。为 此，尤其例如可以改变池的温度以及在等温回火站内的温度或碳素钢 通过贝氏体生成的这两个阶段的连续时间。
此外有特别重要意义的是，在从含有淬火剂的池到等温回火站的 过渡区内，借助一种气体的作用实施从碳素钢表面去除淬火剂残留物。 借助气体实施非接触式去除碳素钢表面的淬火剂残留物，对于典型的 带状碳素钢， 一方面在等温回火站中而且另一方面还在后续的一些工 作站中作进一步处理，均有重要意义，因为拖带的任何淬火剂会由于 淬火剂沉积在碳素钢上或改变从外部施加在碳素钢上的其他物质的作 用，从而对碳素钢表面造成损害。由此还避免将过多的淬火剂带离淬 火剂池并因而必须为池不断补充新鲜淬火剂，由此引起不必要的成本。 在这里，使用气体去除淬火剂残留物，允许有可能仔细和准确控制地 去除这种残留物，从而也防止机械损伤碳素钢表面。
此外，对于生产的碳素钢的质量具有重要意义的是，直至贝氏体 组织完全地在碳素钢内部形成之前，避免碳素钢在等温回火站内转向， 因为使处于形成过程的贝氏体组织进行任何转向或受其他机械载荷， 均会对生成的贝氏体的质量或数量起负面作用，因此在碳素钢通过等 温回火站期间应当避免任何类型的转向或其他机械载荷。所建议的方 法也恰恰在这一方面排除了已知的贝氏体组织制造方法的主要缺点。
特别有利的是，按本发明方法的一项进一步发展，含有淬火剂的 池对碳素钢组织的作用时间长度选择为，直至碳素钢在含有淬火剂的 池内生成基本上一半的贝氏体组织。由此可以控制贝氏体的生成，使 得在含有淬火剂的池与等温回火站之间过渡时能可靠地避免碳素钢温 度突变，否则会使没有展开说明的贝氏体组织的生成变得难以掌控。 但原则上还可以设想，在含有淬火剂的池内部生成的贝氏体组织比上
述例如50%有较低或更高的份额比例。
此外有利的是，含有淬火剂的池的作用时间以及碳素钢在等温回 火站内的停留时间与贝氏体生成的典型的总持续时间相当。因此对于 典型的碳素钢通常能达到从奥氏体状态到贝氏体组织的完全转变，在 这里如上面已说明的那样的分割，可以按照在池内和在等温回火站内 贝氏体组织的形成调整为不同的。
对于在造成碳素钢组织完全转变为贝氏体时的成效具有重要意义 的是，从含有淬火剂的池过渡到等温回火站，在碳素钢基本上不改变 温度的情况下，在贝氏体组织继续不断地生成的过程中完成。制成贝 氏体要求在贝氏体组织相当长的生成期间有准确规定的温度状况，在 此期间碳素钢温度的少量改变便已经会对组织的质量有明显的影响。 因为在含有淬火剂的池与等温回火站之间周围环境与碳素钢发生不同 的接触状况(一种典型的状况是在池内为金属-/盐混合物而在等温回 火站内为惰性气体)，以及除此之外在从池过渡到等温回火站时的介质 跃变还会引起碳素钢温度的阶跃式改变，所以特别重要的是，彻底避 免在这种情况下可能出现的温度峰值或将其限制为允许值。若未能避 免或限制所述的温度峰值，则当碳素钢在池与回火站之间的交接区通
过此温度峰值时，至少短时形成一种与贝氏体组织期望的状态不同的 组织状态，由此在总体上降低贝氏体组织的质量。
对于改善在含有淬火剂的池与等温回火站之间的过渡也应有利的 是，碳素钢从奥氏体化站过渡到含有淬火剂的池中基本上垂直于池的 表面进行。由此在碳素钢从淬火剂池的排出方面得到非常均匀和可确 定的特性，与此同时由于碳素钢从淬火剂池笔直地排出，使得从池中 带走淬火剂降到最低程度。
还可以设想按一项有利的设计，即，从碳素钢表面去除淬火剂池 的残留物借助于气体从碳素钢吹除淬火剂实施。这种吹除非接触式进 行，并因而不像例如接触法，如刮刷法，或将碳素钢拉过一个接触式 密封装置那样，会引起碳素钢的表面改变。另一方面在适当调整介质 流时使吹除非常可靠和有效，而且基于不接触的作用方式，也不会使 要不然例如在接触式去除法中必要的装置遭受磨损。在这方面可以设 想，淬火剂的吹除在保护气体环境下进行。在保护气体环境下吹除淬 火剂，保证在含有淬火剂的池与等温回火站之间的过渡区内空气不能 接近碳素钢的表面，并因而不会例如通过氧化或其他与空气进入相关 的过程，有害地改变碳素钢的表面。
在这方面进一步有利的是，淬火剂的吹除借助经恒温处理的气体， 例如借助经恒温处理的惰性气体进行。通过将从碳素钢吹除淬火剂的 气体或惰性气体经恒温处理，可以达到非常准确地控制碳素钢的温度， 由此尽管连续吹除，也不会影响贝氏体组织的生成或改变贝氏体组织。 因此可将用于从碳素钢吹除淬火剂的气体的温度调整为，在连续生成 贝氏体组织的同时能避免改变碳素钢的温度，由此可以补偿例如在含
变化。要不然基于在从池排出后过渡到等温回火站的气态环境中，通 过组织的连续转变使碳素钢温度的升高，可能导致碳素钢过热和对贝 氏体组织的品质造成负面作用。为此，按另一项设计，用于从碳素钢 吹除淬火剂的气体的温度调整为，在离开含有淬火剂的池时发生的碳 素钢内的转变热通过恒温处理的惰性气体排出，以及将碳素钢的温度基本上恒定地保持为贝氏体的转变温度。
此外，对于贝氏体组织的品质具有重要意义的是，在淬火剂吹除 的区域内不进行例如通过转向辊的碳素钢转向。在贝氏体组织生成期 间，碳素钢在该区域内转向，由于机械效应和温度状况变化，必然会 改变形成的贝氏体组织，所以只有通过避免相应的转向才能保证贝氏
体组织的质量。这例如可以这样达到碳素钢从含有淬火剂的池过渡 到等温回火站内基本上垂直于池的表面进行。碳素钢垂直于池的表面 进入淬火剂的吹除区内并从那里出发进一步垂直向上，从而仍完全在 池的内部并因而在池内部非常均匀的条件下完成碳素钢的转向。在这 里，在池内部的转向对于贝氏体组织的生成没有或只有小的影响，因 为所述的池在这里对于碳素钢的温度控制施加相应的緩冲作用。
此外具有重要意义的是，在等温回火站内等温控制的长度根据碳 素钢通过速度设计为，可以在等温回火站内部在碳素钢内生成全部贝 氏体组织。在这里，基于方法的控制在含有淬火剂的池内尚未达到期 望的贝氏体状态，碳素钢尚未成为贝氏体组织的剩余部分的转变，在 等温回火站内部保持完全相同的条件下进行，等温回火站保证沿碳素 钢轨道的较长部分有基本一致的状况，并与此同时对碳素钢不施加任 何机械或热力学形式的负面影响。只是在碳素钢通过等温回火站的轨 道端部区，碳素钢内才存在完全的贝氏体组织，在这里等温回火站的 长度可设计为有适当的储备量，为的是尽管碳素钢以不同的通过速度 通过等温回火站，仍总是能保证完全转变为贝氏体组织。
此外有利的是，碳素钢在完全形成贝氏体组织后通过一个冷却装 置，在那里将碳素钢冷却到一个防止表面变化、尤其防止表面氧化或 颜色改变的温度。有目的和过程尽可能短地冷却碳素钢形成的贝氏体 组织，保证不再能通过附加的组织改变不允许地转变已生成的贝氏体 组织，或使碳素钢成品应没有例如由于氧化或其他由碳素钢周围环境 引起的变化以其种方式改变碳素钢的表面。所述冷却过程保持得越短， 促使贝氏体碳素钢不允许地改变的其他影响因素有越短的时间。在这 里，按另一项设计，冷却装置也可以在保护气体环境中工作，以防止
表面变化，尤其表面氧化或颜色改变。当然也可以设想按另一项设计， 冷却装置在空气中工作，以造成形式上为碳素钢成蓝色的表面变化。 碳素钢的这种表面对于这种碳素钢的某些使用目的是要求的或恰当
的。若从冷却装置排出的碳素钢有基本上100。C或更低的出口温度，
则能可靠地避免碳素钢表面发生不允许的变化。在所述温度下，碳素 钢表面只还有低的热力活性以及通常不再导致表面不允许的变化。
特别有利的是，利用一种金属浴作为淬火剂。这种金属浴原则上 由碳素钢的调质处理是己知的，此时，对于本方法有利的是，利用盐 -/铅-/铋浴作为淬火剂。采用这种成分的金属浴，可靠地保证制造贝氏 体组织的金属浴具有适当的温度特性和润湿特性及緩冲作用。
若进入奥氏体化站中的还比较冷的碳素钢，在进入奥氏体化站内 之前为了预回火而通过加热池、优选为含有淬火剂的池的一个区域， 则可以达到在进入奥氏体化站内之前改善碳素钢的加热状况。这种加 热池和尤其含有淬火剂的池，允许非常均匀地加热碳素钢，在这里通 过插入含有淬火剂的池内，同时还可以利用在碳素钢淬火时在后续的 生成贝氏体组织的阶段中反正产生的转变热。由此含有淬火剂的池可 以保持处于碳素钢为贝氏体生成所需的转变温度，因为碳素钢在进入 奥氏体化站内之前已经通过所述的池，以及在奥氏体化后的碳素钢冷 却时排出的淬火热传给进入奥氏体化站内的还比较冷的碳素钢，在这 之后碳素钢进入奥氏体化站内。
若在碳素钢的奥氏体化区域内以这样的方式导引碳素钢，即，进 入奥氏体化站内还比较冷的碳素钢，通过在奥氏体化站出口侧处于奥 氏体化温度的碳素钢的热辐射加热，则可以为了奥氏体化使碳素钢的 加热状况得到进一步改善。通过由已经处于奥氏体化温度下的碳素钢 区段向周围环境排出的热辐射，可以使仍处于进口区的碳素钢区段自 动加热，由此达到碳素钢在奥氏体状态下更好地均勻化，并因而达到 在碳素钢内部碳更佳的溶解度。在这种情况下还促进贝氏体组织的生 成，不会为加热碳素钢而因此引起附加的成本。由此达到在奥氏体化 站出口侧温度已经较高的碳素钢，将辐射热排给正在进入的还比较冷
的碳素钢，从而非常均匀地加热碳素钢，以及导致奥氏体化时稳定的 温度状况和碳素钢奥氏体组织均匀化。此外，可以采取措施改善碳素 钢的加热质量，即，在从温度已较高的碳素钢排出的辐射热的影响下， 碳素钢在奥氏体化站内的停留时间长度选择为，使碳素钢内形成均匀 的奥氏体组织。
碳素钢在奥氏体化站内一种可设想的加热方法，可以是，将碳素 钢在奥氏体化站内感应加热。当然也可以设想不同的通常使用于调质 处理技术的加热方法。
此外，本发明还涉及一种尤其用于实施按照权利要求1所述方法 的在碳素钢内尤其是在带钢内生成贝氏体或索氏体组织的设备，该设 备具有奥氏体化站，碳素钢通过它将温度置于奥氏体化温度之上，此
的淬火剂的池，以及具有等温回火站，用于在一个延续时间内保持碳 素钢处于所述的转变温度，以及最后具有用于接着冷却碳素钢的冷却 站。为了进一步发展这种设备，等温回火站设计为基本上直立的塔状， 以及，碳素钢自由通过等温回火站的长度允许在碳素钢不转向的情况 下将剩余组织转变为贝氏体。这是很重要的，因为碳素钢自由通过等 温回火站的长度应至少设计为，使剩余组织转变为贝氏体可以在碳素 钢不转向或没有其他机械影响的情况下完成。在等温回火站内生成贝 氏体期间使碳素钢转向或受其他机械影响，会对贝氏体的生成造成负 面的可导致降低以此方式制成的碳素钢质量的影响。因此，在等温回 火站内剩余贝氏体的生成应在没有例如由于转向之类的其他机械影响 下进行，以及只是在结束生成全部贝氏体组织后碳素钢才可重新受机 械影响。
此外有利的是，通过生成占碳素钢总组织的一个可确定份额的贝 氏体组织，可以使池内的淬火剂体积最小化。在含有淬火剂的池内可 实施为引发转变成贝氏体组织重要的第一个转变步骤，然后，在下游 的等温回火站内进行剩余的转变。因为在贝氏体转变温度作用的持续 时间内，贝氏体组织生成梯度是非线性的变化过程，所以用比较少量
的淬火剂以及在等温回火站内较长时间的温度作用，可以减少所需要 的淬火剂量，并由此在总体上使含有淬火剂的池的尺寸与必须完全在 这种池内部完成转变为贝氏体组织时相比小得多。通过在含有淬火剂 的池内部非常强烈地转变为贝氏体組织，还可以使通过等温回火站的 时间长度最小化，由此可以完全避免或至少非常明显地减少碳素钢在 这种等温回火站内部要不然常见的转向。因此在改善贝氏体组织质量 的同时，不仅提高此制造方式的经济性，而且由此还可以显著降低为
实施这种方法的i殳备改造成本。
此外重要的是，在含有淬火剂的池内部设置转向辊，使碳素钢从 池抽出并进入等温回火站内和/或碳素钢从奥氏体化站插入池内基本 上垂直进行。由此可使碳素钢进入池内和尤其还从池进入等温回火站 内实现一种非常确定和均匀的过渡过程，这对于在生成贝氏体组织时 遵守温度变化过程具有极其重要的意义。通过在淬火剂内部设转向辊 并因而使转向辊有与淬火剂一致的温度，基本上避免转向或转向辊对 组织生成的负面影响。
此外可以设想，在含有淬火剂的池与等温回火站之间设置一个用 于从碳素钢表面去除淬火剂残留物的装置，尤其设一个用于从碳素钢 吹除淬火剂的吹除装置。这样一种从碳素钢表面去除淬火剂池残留物 的装置， 一方面用于尽可能固住池中的淬火剂并由此将带走淬火剂的 损失降到最低程度，另一方面在后续处理步骤中这种淬火剂残留物对 碳素钢表面可能起有害的作用并因而必须加以避免。
可以设想按另一项设计，即，为了在等温回火站和/或冷却站内恒 温处理保护气体环境，设置经调整的保护气体加热器或水换热器。通 过这种换热器可以达到在温度方面非常灵敏地调整等温回火站内的保 护气体环境。
此外，借助一加热装置可以对等温回火站内的保护气体环境进行 恒温处理。当然，对于等温回火站内部的保护气体环境，也可以设想 采用其他加热技术。
对于设备改造而言有利的是，等温回火站和/或冷却装置安装在一 个必要时公共的直立布置的塔状外壳内。采用这种塔状外壳，使为了 在此区域内垂直导引碳素钢通过等温回火站和冷却装置所需要的结构 空间最小，在这种情况下按另一项设计，塔状的外壳可划分为，使要 保持等温的碳素钢从含有淬火剂的池垂直地从下向上在第一腔内通 过，以及使要冷却的现在已完全发生贝氏体转变的碳素钢垂直地从上 到下在第二个相邻布置的腔内通过。由此在至少部分生成贝氏体组织 的进一 步加工时，可以在空间上非常紧凑地连续实施彼此直接相继的 处理步骤。
按另一项设计，在塔状外壳的最高点设置转向装置，在那里已完 全发生贝氏体转变的碳素钢通过该转向装置从等温回火站转向进入冷 却站内。这种在塔状外壳的最高点转向，有助于这两个设置在塔状外 壳内的处理腔紧凑的结构方式。
按另一项设计，该设备可用于索氏体组织的生成，为此，含有淬 火剂的池保持为一个使碳素钢转变为索氏体必要的温度，以及，令碳 素钢与淬火剂延续接触，直至索氏体组织完全或几乎完全生成，以及 接着，可以在连接于下游的等温回火站内基本上只是还实施含有已生 成索氏体组织的碳素钢的冷却。由此达到在同一个设备中不仅能实施 制成贝氏体组织，而且也能实施制成索氏体组织，无需在不同的制造 过程之间更多地改装设备。为此只需保证，在金属浴内或在等温回火 站内的温度以及碳素钢的通过速度与生成索氏体组织相适应，在这种 情况下在生成索氏体组织时等温回火站的作用，实际上更多地在于冷 却在通过所述的池时几乎已经完全形成的索氏体组织。由此再一次地 提升利用相应设备时的经济性。
附图表示出 一种按照本发明为实施所述方法的设备的特别优选的 实施形式。
其中
图1 按本发明的设备的基本结构的示意剖视图，限于重要的设
备部件。
具体实施例方式
图1非常示意地表示了用于实施按本发明方法的设备结构，由图 中还可以看出基本的方法流程。
设备只表示出了这种用于实施按本发明方法的设备的关键部分， 在制造贝氏体组织时它们直接采用恒温处理。碳素钢l在进口侧(表
示在图1中右方)经过不同的辊9从一个图中没有表示的巻取装置进 入含有淬火剂21的池2预热区IO的范围内，在那里，碳素钢l经由 设置在那里的辊11通过在那里已加热的淬火剂21导引。淬火剂21 按还要详细说明的方式在池2的左部由于在那里通过奥氏体化站3后 进入池2内的碳素钢1的淬火而加热。由此，碳素钢1在预热区10 内预热，然后垂直向上进入奥氏体化站3内，在那里通过例如在加热 区6内感应加热4，将碳素钢1加热到奥氏体化温度范围内。在奥氏 体化站3的上部区内表示了一个转向装置5，在碳素钢1经过它之后 重新垂直向下朝池2的方向输送。然后，碳素钢1在平衡区7内被加 热到最终的奥氏体化温度，在这里碳素钢通过平衡过程具有一种非常 均匀的奥氏体组织，与此同时还朝加热区6的方向释出热辐射8，它 命中正好在那里通过的碳素钢1并同样将其加热。通过这些功能元件 在奥氏体化站3内的所述配置，碳素钢1被非常均匀地加热，而且保 证碳均匀溶解在碳素钢1内部。
当碳素钢1从奥氏体化站3在下侧朝池2的方向排出后，碳素钢 1重新经设置在池2中的转向辊11转向，并与此同时在淬火剂21中 冷却。淬火剂21在这里调整为一个用于生成贝氏体的温度，它大约为 400。C以及典型地利用于碳素钢1制造贝氏体组织。当碳素钢1在塔状 外壳14下方朝设在左边的转向辊11的方向通过池2时，碳素钢1冷 却到贝氏体化温度，此时碳素钢1的部分组织转变为贝氏体组织。取 决于通过池2的长度，将碳素钢1不同份额的奥氏体组织转变为贝氏 体组织，典型地将这一份额选择为，使奥氏体组织的大约一半转变为
贝氏体组织。
在通过池2之后，碳素钢1经设置在左边的转向辊11垂直向上导 入包含有等温回火站13以及设在其旁边的换热器20的塔状外壳14 中，在那里按还要说明的方式实施剩余部分生成贝氏体组织。事先碳 素钢l还进入吹除装置12的区域内，在那里借助喷吹装置从碳素钢1 表面吹除残留的淬火剂21。在这里特别重要的是，这种已知的喷吹装 置12例如借助惰性气体在这样的温度下实施，即，使碳素钢1在通过 此喷吹装置12时尽可能没有温度峰值，而是在该区域内尽可能无干扰 地继续生成贝氏体，以及在等温回火站13的区域内能导致结束贝氏体 的生成。为此也有利的是，碳素钢1不仅垂直地从奥氏体化站3导入 池2内，而且重新垂直地从池2向上排出进入吹除装置12的区域内， 而碳素钢1的转向仅在池2的内部进行。
等温回火站13现在例如含有一种惰性气体，它借助换热器20经 相应的恒温处理保持为这样的温度，即，使得在等温回火站13内部尽 可能均匀地存在贝氏体化温度。由此，碳素钢1在等温回火站13内不 遭受机械负荷，以及碳素钢1在池2内尚未生成贝氏体的剩余组织可 以完全转变为贝氏体组织，从而在等温回火站13末端和在转向装置 15前不久，碳素钢l全部具有贝氏体组织。
在通过等温回火站13后，碳素钢1经转向装置15朝塔状外壳14 的相邻区转向，在那里碳素钢进入冷却装置17、 18内，在冷却装置中 例如重新借助一种惰性气体进行碳素钢1的冷却。在这里冷却器18 将在冷却装置17内部的惰性气体的温度降低为，使得碳素钢1在从冷 却装置17的出口区内冷却为约100。C或者更低。从那里出发，碳素钢 1经由辊9供给一个没有进一步表示的巻取装置。
池2可借助升降台19调整到一个高度，以便能够对池2或对奥氏 体化站3的下侧，亦即对塔状外壳14的下侧，例如实施维护作业。
关于在设备中进行的冶金及处理技术方面的细节，可参见前面针 对按本发明的方法所作的说明。
附图标记表
I 碳素钢
2金属浴
3 奥氏体化站
4 感应力口热 5转向装置 6 力口热区
7平衡区
8 热辐射
9 辊
10 预热区
II 金属浴中的转向辊
12 吹除装置
13 等温回火站 14塔状外壳 15转向装置
17冷却装置 18冷却器 19升降台 20换热器 21淬火剂
权利要求
1.一种用于在碳素钢(1)内尤其是在带钢内连续生成贝氏体组织的方法，具有下列步骤-在高于奥氏体化温度的温度下使碳素钢(1)奥氏体化(3)，-将已奥氏体化的碳素钢(1)置入含有淬火剂(21)的池(2)内，以便将碳素钢(1)冷却到低于奥氏体化温度的温度，-将碳素钢(1)调整到贝氏体的转变温度，以及-将碳素钢(1)在一段延续时间内保持(13)于该转变温度并接着冷却(17)碳素钢，其特征为碳素钢(1)在奥氏体化(3)后通过一个含有小体积量淬火剂(21)的池(2)，并在此过程中与淬火剂(21)延续接触，直至在含有淬火剂(21)的池(2)内生成占碳素钢(1)总组织中一个可确定份额的贝氏体组织；在碳素钢(1)从池(2)中排出时，借助一种气体的作用从碳素钢(1)去除碳素钢(1)表面的淬火剂(21)残留物；以及接下来，在一个连接于下游的等温回火站(13)内，在贝氏体的转变温度下，在碳素钢(1)没有任何转向的情况下，在通过等温回火站(13)的过程中延续地进行将碳素钢(1)剩余的组织成分转变为贝氏体，直至贝氏体组织已完全地在碳素钢(1)内部生成。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征为，含有淬火剂(21)的 池(2)对碳素钢(1)组织的作用时间长度选择为，直至碳素钢(1) 中基本上一半的贝氏体组织在含有淬火剂(21)的池(2)内生成。
3. 按照权利要求2所述的方法，其特征为，含有淬火剂(21)的 池(2)的作用时间以及碳素钢(1)在等温回火站(13)内的停留时 间与贝氏体生成的典型的总持续时间相当。
4. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，从含有淬火 剂(21)的池(2)到等温回火站(13)的过渡，是在碳素钢(1)基 本上不改变温度的情况下，在贝氏体组织继续不断地生成的过程中进 行的。
5. 按照权利要求1所述的方法，其特征为，从碳素钢(1)表面 去除淬火剂(21)残留物通过碳素钢(1)淬火剂(21)的吹除(12) 实施。
6. 按照权利要求5所述的方法，其特征为，淬火剂(21)的吹除 (12)在保护气体环境下优选借助经恒温处理的惰性气体进行。
7. 按照权利要求5或6之一所述的方法，其特征为，用于碳素钢 (1)淬火剂(21)吹除(12)的气体、优选惰性气体的温度调整为， 在贝氏体组织连续生成的同时避免碳素钢(1)的温度发生改变。
8. 按照权利要求7所述的方法，其特征为，用于碳素钢(1)淬 火剂(21)吹除(12)的气体、优选惰性气体的温度调整为，在离开 含有泮火剂(21)的池(2)时出现的碳素钢(1)内的转变热通过经 恒温处理的惰性气体排出，以及，将碳素钢(1)的温度基本上恒定地 保持于贝氏体的转变温度。
9. 按照权利要求5至8之一所述的方法，其特征为，在淬火剂(21) 吹除(12 )的区域内不进行例如通过转向辊(11)的碳素钢(1)转向。
10. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，在等温回 火站(13)内等温控制的长度根据碳素钢(1)的通过速度设计为，能 够在等温回火站(13)内部在碳素钢(1)中生成全部贝氏体组织。
11. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，碳素钢(l) 在贝氏体生成完全结束后通过一冷却装置(17、 18)。
12. 按照权利要求11所述的方法，其特征为，碳素钢(1)在冷 却装置(17、 18)内冷却到一个防止表面变化、尤其是表面氧化或颜 色改变的温度。
13. 按照权利要求11所述的方法，其特征为，冷却装置(17、 18) 在保护气体环境中工作，以防止表面变化，尤其是表面氧化或颜色改 变。
14. 按照权利要求11所述的方法，其特征为，冷却装置(17、 18) 在空气中工作，以造成形式上为碳素钢(1)成蓝色的表面变化。
15. 按照权利要求11至14之一所述的方法，其特征为，碳素钢 从冷却装置(17、 18)中以基本上100'C或更低的出口温度排出。
16. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，利用一种 金属浴作为淬火剂(21)。
17. 按照权利要求16所述的方法，其特征为，利用盐-/铅-/铋浴作 为淬火剂(21)。
18. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，进入奥氏 体化站(3)中的还比较冷的碳素钢(1),在进入奥氏体化站(3)内 之前为了预回火而通过一加热池(10)、优选为含有淬火剂(21)的池 (2)的一个区域。
19. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，含有淬火 剂(21)的池(2)还采取下述措施保持于碳素钢(1)贝氏体生成的 转变温度，即，使碳素钢(1)在进入奥氏体化站(3)内之前已经通 过所述的池(2)，以及，在奥氏体化之后碳素钢(1)冷却时排出的淬 火热传给进入奥氏体化站(3)中的还比较冷的碳素钢(1)，在这之后 使碳素钢(1)进入奥氏体化站(3)。
20. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，在碳素钢 (1)的奥氏体化区域内以这样的方式导引碳素钢(1)，即，进入(6) 奥氏体化站(3)中的还比较冷的碳素钢(1)通过在奥氏体化站(3) 出口侧处于奥氏体化温度的碳素钢(1)的热辐射(8)被加热。
21. 按照权利要求20所述的方法，其特征为，在奥氏体化站(3) 出口侧温度已较高的碳素钢(1 )传给所述进入的还比较冷的碳素钢(3 ) 的辐射热(8)，非常均匀地对碳素钢(1)进行加热，并造成在奥氏体 化时稳定的温度状况以及促使碳素钢(1)奥氏体组织的均匀化。
22. 按照权利要求20或21之一所述的方法，其特征为，在从温 度已较高的碳素钢(1)排出的辐射热(8)的影响下，碳素钢(1)在 奥氏体化站(13)内的停留时间长度选择为，使得在碳素钢(1)内形 成均匀的奥氏体组织。
23. 按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为，碳素钢(l) 在奥氏体化站(13)内感应加热。
24. —种尤其用于实施按照权利要求l所述方法的在碳素钢(1) 内尤其是在带钢内生成贝氏体或索氏体组织的设备，具有 一个奥氏 体化站(3)，碳素钢(1)通过它被置于奥氏体化温度之上的温度；一 个含有淬火剂(21)的池(2)，用于将已奥氏体化的碳素钢(1)冷却 到温度低于奥氏体化温度； 一个等温回火站(13)，用于在一个延续时 间内保持碳素钢(1)处于所述的转变温度；以及一个用于接着冷却碳 素钢(1)的冷却站(17、 18)，其特征为所述等温回火站(13)设 计为基本上直立的塔状，以及，碳素钢(l)自由通过等温回火站(13) 的长度允许在碳素钢(1)不转向的情况下将剩余组织转变为贝氏体。
25. 按照权利要求24所述的设备，其特征为，通过生成占碳素钢 (1)总组织中一个可确定份额的贝氏体组织，可以使池(2)内的淬火 剂(21)体积最小化。
26. 按照权利要求24或25之一所述的设备，其特征为，在含有 淬火剂(21)的池(2)内部设置转向辊(ll)，使碳素钢(1)从池(2) 中的抽出及进入到等温回火站(13)内和/或使碳素钢(1)从奥氏体 化站(13)往池(2)中的插入基本上垂直地进行。
27. 按照权利要求24至26之一所述的设备，其特征为，在含有 淬火剂(21)的池(2)与等温回火站(13)之间设置一个用于从碳素 钢(1)表面去除淬火剂(21)残留物的装置(12)，尤其是设置一个 用于从碳素钢(1)吹除淬火剂(21)的吹除装置(12)。
28. 按照权利要求24至27之一所述的设备，其特征为，为了在 等温回火站(13)和/或冷却站(17、 18)内恒温处理保护气体环境， 设置经调整的保护气体加热器或水换热器(18)。
29. 按照权利要求24至28之一所述的设备，其特征为， 一加热 装置对在等温回火站(13)内的保护气体环境进行恒温处理。
30. 按照权利要求24至29之一所述的设备，其特征为，碳素钢 (1)这样地通过奥氏体化区，即，使进入(6)奥氏体化站(3)中的 还比较冷的碳素钢(1)被在奥氏体化站(3)出口侧已置于奥氏体化 温度的碳素钢(1)的辐射热(8)加热。
31. 按照权利要求24至30之一所述的设备，其特征为，基本上 设计为塔状的等温回火站(13)具有一个外壳(14),它划分为，使要 保持等温的碳素钢(1)从含有淬火剂(21)的池(2)垂直地从下向 上在第一个腔(13)内通过，而使要冷却的碳素钢(1)垂直地从上向 下在第二个相邻布置的腔(17)内通过。
32. 按照权利要求31所述的设备，其特征为，在塔状外壳(14) 的最高点设置一转向装置(15 )，在那里已完全发生贝氏体转变的碳素 钢(1)通过该转向装置从等温回火站(13 )转向进入冷却站(17、 18 ) 内。
33. 按照权利要求24至32之一所述的设备，其特征为，在含有 淬火剂(21)的池(2)中充填一种盐-/铅-/铋混合物。
34. 按照权利要求24至33之一所述的设备，其特征为，该设备 可用于索氏体组织的生成，为此，含有淬火剂(21)的池(2)保持为 一个使碳素钢(1)转变为索氏体所需的温度，以及，使碳素钢(1) 与淬火剂(21)延续接触，直至索氏体组织已完全或几乎完全生成， 以及接着，可以在连接于下游的等温回火站(13)内基本上只是还实 施含有已生成索氏体组织的碳素钢(1)的冷却。
全文摘要
本发明涉及一种用于在碳素钢内尤其是在带钢内连续生成贝氏体组织的方法，有下列步骤在温度高于奥氏体化温度时碳素钢(1)奥氏体化(3)；将已奥氏体化的碳素钢(1)置入含有淬火剂(21)的池(2)内，以便将碳素钢(1)的温度冷却到低于奥氏体化温度；将碳素钢(1)调整到贝氏体转变温度；以及，将碳素钢(1)在一个延续时间内保持(13)在此转变温度并接着冷却(17)碳素钢。为了进一步发展本方法，碳素钢(1)在奥氏体化(3)后延续地通过一个含有淬火剂(21)的池(2)，直至在含有淬火剂(21)的池(2)内生成占碳素钢(1)总组织一个可确定份额的贝氏体；在碳素钢(1)从池(2)排出时，通过吹除从碳素钢(1)表面去除淬火剂(21)残留物；以及，接着，在等温回火站(13)内，在碳素钢(1)没有任何转向的情况下，在通过等温回火站(13)时进行碳素钢(1)剩余的组织部分转变为贝氏体。
文档编号C21D8/02GK101370947SQ200680042007
公开日2009年2月18日 申请日期2006年10月31日 优先权日2005年11月10日
发明者H·洛赫纳, H·赫芬霍夫, H-T·尤尼乌斯, M·黑尔曼, P·埃布纳, W·凯泽 申请人:C.D.威尔斯霍尔茨斯有限公司;艾伯纳工业筑炉有限公司