[发明专利]具有过热温度的室式炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种对用于热成型加工的构件进行加热的方法以及用于该方法的设备。

背景技术

钢构件的机械强度能够以如下方式得以提高，即：材料通过加热并且紧接着快速冷却而变硬。碳原子由此而产生的在金属晶格中的位置改变从到达奥氏体化温度开始，其中，接下来的冷却导致形成一种马氏体的硬金属组织且由此构件的强度显著提高。

在使用薄壁的钢构件时(例如板材)，与此相关地，成本有利的成型-或者挤压硬化设立作为用于热成型加工板的方法。在此，板材在加热后被放入进行成型的模具中，在所述模具中，对该板材进行成型加工并且通过冷却而硬化。

特别是在汽车工业中，出于生态和经济的考虑，产生了对于如此制造的高强度的车身构件的越来越多的需求，所述车身构件具有非常有利的强度重量比。

为了给冲压模具连续地提供已加热的钢板，使用长形的或者圆形的连续式炉例如转底炉或者辊底炉，其位于成型和硬化过程之前。在连续式炉中放入的钢板借助输送单元通过连续式炉并且在此在炉内气氛中被加热并且保持在该温度上。所述构件在过程出口处被取出之前已经达到其奥氏体化的额定温度。

DE10 2005 057 742B3描述了一种用于加热钢构件的方法和装置。通过使用多个输送装置除了将构件位置精确地输送通过炉之外也降低了往常由于使用常规的产品载体装置而产生的热量损失。所述输送装置连同放置的构件一起通过以及离开所述炉。所述输送装置由于接下来在炉外面返回过程入口的输送过程而不可避免地冷却并且在紧接的炉过程中重又被加热。取消在外部的返回输送在能量方面是有利的，因为所述炉因此需要连续地进行较小程度的加热。同样通过输送系统部件在炉外面的可能的布置降低通常处于炉内的系统的易受干扰性。

原则上连续式炉由于其结构类型需要较大空间。在此所使用的输送系统与其结构无关地经受增加的磨损，因为所述输送系统以持续工作方式运行并且至少部分连续地与热的炉内气氛相接触。设备结构由于其尺寸而整体上被看作是静止的并且对于其改装以及移置被看作是不灵活的以及费事的。由于尺寸的原因，这种设备需要高的投资，另外，所述设备还占用较大的安放面积并且仅能非常困难地集成到现有结构中。

为了进行维护工作，相应大的加热的物体须经过较长的时间冷却并且接着又必须重新被完全加热。所述炉的由特征的内部输送而造成而大的内部空间(其必须被加热且保持至所需的温度)导致较高的能量消耗。基于前述内容，待加热的构件经历在炉内气氛中的较长的通过时间并且在此不可避免地易于增强地形成氧化皮以及表面脱碳。

发明内容

由现有技术出发，本发明的目的因此在于，以如下方式对接下来进行热成型加工的构件进行加热的方法改进，即：减少在炉内的长的加热时间并且显著减小炉设备的安放面积。此外本发明的目的在于，提供用于加热构件的方法的设备，所述设备在设备的移置和改装方面具有高的灵活性并且需要显著降低的能量投入。

该目的的解决方案按本发明在于根据权利要求1的措施的用于加热构件的方法以及根据权利要求10的用于实施该方法的设备。

有利的改进实施方式是从属权利要求2至9的主题。

本发明涉及一种用于对接下来进行热成型加工的构件进行加热的方法，其中，所述构件在炉中被加热到事先规定的额定温度。在此，构件接下来进行的热成型加工不应被看作强制性的，因为加热例如也可以是表面处理的结束步骤，或者可以用于钢构件的回火，以降低内部应力。

根据本发明，炉的内部温度在加热的任何时刻高于构件的事先规定的额定温度，其中，所述构件在到达额定温度时从炉中被取出并且不被加热到炉内温度。特别的优点在于构件的加快的加热速度和缩短的加热时间。

由于在炉温度和放入的构件温度之间的温差通常热量如此长时间地流入到所述构件中，直至上述两个温度的均衡。构件温度越接近炉内部温度，在此所述构件的加热速度下降越大。由此，解释了构件在连续式炉中的必需的长的停留时间，其中，内部温度明显更低并且与放入的构件的额定温度相应。通过炉的根据本发明的过温，因此加热速度关于额定温度变慢更晚，从而所述构件更快地达到其额定温度并且能在已显著变短的加热时间之后从炉内气氛中取出。

在本发明的范畴内，特别有利的是，炉的预先设定的温度至少高于构件的额定温度15％。通过该比例得出在炉的过温带来的能量耗费和构件的因此实现的缩短的加热速度之间的经济上的平衡。通过构件在炉内气氛中的必须的停留时间的显著缩短，除了降低的周期时间外也大大减少了氧化皮形成以及表面脱碳。