Entzunderung von Spezialstählen

Wettbewerbsfähiger durch bessere Strahltechnik

Beim Walzprozeß und Zwischenglühen von hochlegierten Edel- und Werkzeugstählen im Walzwerk entstehen störende Zunderschichten, die durch eine Strahlbehandlung entfernt werden müssen. Da die Zunderschichten bei diesen hochlegierten Werkstoffen besonders fest haften, ist zu ihrer Beseitigung eine besonders leistungsfähige Strahltechnik erforderlich.

23. März 2001
Die stark verwellten Bleche werden in nahezu senkrechter Lage mit Hilfe von zwei alternierend arbeitenden Hubbalken durch die Strahlanlage bewegt.
Bild 1: Entzunderung von Spezialstählen (Die stark verwellten Bleche werden in nahezu senkrechter Lage mit Hilfe von zwei alternierend arbeitenden Hubbalken durch die Strahlanlage bewegt. )

Beim Begriff ,Walzwerkshallen, denken viele an kilometerlange Werkshallen, die riesige Materialmengen verarbeiten, ihre Kapazitäten auf Monate hinaus verplant haben und Aufträge unter 500 Tonnen gar nicht erst annehmen. Für uns trifft diese Vorstellung überhaupt nicht zu, wir sind Spezialisten, die anspruchvolle Kunden mit hochwertigen Spezialstählen in kleinen Mengen bedienen“, erläutert Dipl.- Ing. Rudolf Augsten, Leiter der Betriebe der Böhler Bleche GmbH in Mürzzuschlag (Österreich). Das Walzwerk verarbeitet ausschließlich hochlegierte Sonderwerkstoffe: Werkzeugstähle, Schnellstähle, hochlegierte rost-, säure- und hitzebeständige Stähle sowie pulvermetallurgisch hergestellte Stahlgüten.

Abnehmer sind vor allem Hersteller von Werkzeugen und Sägen, Formenbauer, Anlagenbauer für die chemische Industrie sowie Unternehmen der Luftfahrt. Diese Anwender benötigten meist kleine Mengen, weshalb Aufträge über einzelne Bleche in der Gewichtsgrößenordnung von 500 kg häufiger vorkommen, während Mengen von 50 bis 100 Tonnen und darüber eher die Ausnahme sind. Diese Kunden stellen hohe Ansprüche nicht nur an die Materialqualität, sondern auch den sonstigen Kundenservice des Lieferanten. Flexibilität bei den Mengen und Reaktionsfähigkeit sowie Termintreue bei der Lieferung spielen hierbei eine herausragende Rolle.

Der extrem hartnäckige Zunder...

„Diese hochlegierten Werkstoffe kann man meist nicht in einem Durchgang auf Endmaß herunterwalzen, der Walzprozeß muß nach einer gewissen Verformung unterbrochen werden, um die Bleche weichzuglühen“, ergänzt Michael Schmölzer, dessen Unternehmen den Strahlanlagenhersteller USF Schlick Roto- Jet Maschinenbau GmbH in Österreich vertritt.

Bei der Wärmebehandlung bilden sich an der Oberfläche Zunderschichten aus, die vor dem nächsten Walzdurchgang entfernt werden müssen, da sie sonst eingewalzt werden und zu Defekten führen. Die Oberfläche der Bleche muß daher vollständig gesäubert werden. Dies ist jedoch keine leichte Aufgabe, denn der Zunder ist aufgrund der hohen Anteile von Legierungselementen wie Chrom, Nickel, Wolfram und Vanadium außerordentlich widerstandsfähig und haftet sehr fest auf der Oberfläche. Bei der Strahlbehandlung muß daher entsprechend „hart herangegangen“ werden. Die hierfür bisher im Werk vorhandene Strahlanlage war mittlerweile in die Jahre gekommen und erwies sich zunehmend als Engpaß. Teilweise mußten Strahlaufträge sogar außer Haus vergeben werden.

.erfordert eine hohe Strahlleistung

„Die Strahlbehandlung dieser Bleche muß besonders ,scharf‘ ausfallen; mit normalen Parametern wäre der hartnäckige Zunder nicht schnell genug herunterzukriegen“, erklärt M. Schmölzer. Hinzu kommen hohe Anforderungen an die Oberflächengüte. Die insgesamt vier Turbinen der Anlage haben deshalb eine Leistungsaufnahme von je 30 kW. Auf der höchsten Stufe erreicht die Abwurfgeschwindigkeit des Strahlmittels 95 m/s, deutlich oberhalb des üblichen Bereichs von 60 bis 75 m/s. Um bei dünnen Blechen eine Verformung durch zu hartes Strahlen zu vermeiden, kann die Drehzahl der Schleuderräder an der Steuerung stufenlos zwischen 1.500 und 3.600 min-1 eingestellt werden.

„Die Beanspruchung der Turbinen wächst mit dem Quadrat der Abwurfgeschwindigkeit“, verrät M. Schmölzer. Da herkömmliche Werkstoffe diesen Belastungen nicht lange standhalten würden, bestehen die Turbinen selbst aus gehärtetem Werkzeugstahl. Besonderheit der Steuerung ist die maximale Nutzung der Motorleistung; bei Änderungen der Turbinendrehzahl wird der Strahlmittel-Durchsatz automatisch so nachreguliert, daß die Leistungsaufnahme der Antriebsmotoren stets gleich bleibt. Weiteres Merkmal der Anlage ist eine automatische Leithülsenverstellung der beiden oberen Schleuderräder. Damit kann deren Strahlbild beim Durchlauf schmaler Blechtafeln abgesenkt werden, so daß die volle Wirkung aller vier Turbinen auf die schmalere Fläche konzentriert wird. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit und damit der Wirtschaftlichkeit.

Transport über Hubbalken

„Eine der hervorstechenden Besonderheiten der Strahlanlage ist die Art des Blechtransports“, sagt R. Augsten. Aus Kostengründen werden die Bleche vor dem Glühen und Entzundern nicht gerichtet, sondern müssen „walzgerade“ verarbeitet werden. Die Tafeln weisen daher eine Welligkeit bis zu 10 cm auf, was beim Transport über Rollengänge zu Problemen führen würde. Statt dessen werden sie daher in nahezu senkrechter Lage mit Hilfe von zwei alternierend arbeitenden Hubbalken durch die Strahlanlage bewegt. Hierbei stehen sie mit einer Längskante auf den ineinander greifenden Mitnehmern der Hubbalken und werden im oberen Bereich von einem Gestell gestützt. Die Bleche bewegen sich alternierend auf je einem der Hubbalken in einer Serie kleiner, halbkreisförmiger Vorwärtsbewegungen. Aufgrund ihrer senkrechten Lage können beide Seiten gleichzeitig gestrahlt werden, ohne eine aufwendige Abreinigungseinrichtung zur Entfernung von Strahlmittelresten zu erfordern.

Verbesserter Umweltschutz

„Neben den rein wirtschaftlichen Aspekten der neuen Anlage spielten bei der Entscheidung für die neue Technik auch Fragen des Umwelt- und Arbeitsschutzes eine besonders wichtige Rolle“, erinnert sich Rudolf Augsten. Die Berücksichtigung von Erfahrungen der hauseigenen Wartungsmannschaft hätten sich deshalb beispielsweise in einer angemessenen Vergrößerung der Abmessungen der Mannlochöffnung für Wartungszwecke niedergeschlagen. Da man hochlegierte Werkstoffe verarbeitet, wurde großer Wert auf die Sicherstellung einer wirksamen Entstaubung gelegt. Deshalb wurden unter anderem die Turbinen in einem solchen Winkel angeordnet, daß der durch das Strahlmittel mitgerissene Luftstrom direkt in Richtung der Einlaßöffnungen für die Filteranlage wirkt. Die Reinigung des Strahlmittels erfolgt in einem Kaskaden-Windsichter. Der Entstaubung der abgesaugten Luft dient ein Patronenfiltersystem mit automatischer Druckstoßreinigung.

Deutliche Leistungssteigerung

„Mit der Leistung der neuen Anlage, die seit dem 21. April im Einsatz ist, sind wir im großen und ganzen zufrieden“, bilanziert R. Augsten. Früher habe die Durchlaufgeschwindigkeit der Bleche bei nur 0,4 bis 0,6 m/min gelegen, heute erreiche man 1,8 bis 2,2 m/min. Zudem habe man früher unzureichend gesäuberte Bleche teilweise ein zweites Mal durch das System schicken müssen. Die Leistungssteigerung gegenüber der alten Einrichtung könne er mit 150 Prozent beziffern, auch erziele man ein besseres und gleichmäßigeres Strahlbild. Zudem konnte man von drei- auf zweischichtige Fahrweise übergehen. Als Folge seien die Strahlkosten - ohne Berücksichtigung der Kapitalkosten - um 60 Prozent gesunken. Der Weitung des früheres Engpasses „Strahlbehandlung“ ermögliche es dem Unternehmen, schneller und flexibler auf Kundenwünsche zu reagieren; das sei ein direkter Wettbewerbsvorteil. Auch mit dem Engagement des Lieferanten bei der Beseitigung von diversen kleineren Anlaufproblemen, wie sie naturgemäß bei solchen Anlagen vorkämen, war man soweit zufrieden, daß man diesem inzwischen einen Folgeauftrag über eine Rollenbahn-Strahlanlage für Grobbleche erteilt habe.

Erschienen in Ausgabe: 10/2000