MX2013014246A - Metodo para calentar un componente formado para una subsecuente operacion de conformado en caliente y horno continuo para calentar regionalmente un componente formado precalentado a una temperatura predeterminada a una temperatura superior. - Google Patents

Abstract

Un método para calentar un componente formado (2) para una subsecuente operación de conformado en caliente, caracterizado porque el componente formado (2) en primer lugar se calienta a una temperatura predefinida y, posteriormente, se calienta de manera regional a una temperatura superior por medio de elementos de calentamiento (7), que son accionables independientemente uno de otro, de un panel de elemento de calentamiento (10). Con el fin de asegurar un perfil de temperatura ventajosa, se propone que el componente formado (2) sea calentado durante su transporte a través del panel de elemento de calentamiento (10) con la ayuda de los elementos de calentamiento (7), que están dispuestos con respecto a la dirección de transporte (3) en hileras longitudinales y transversales (8 y 9) y son accionables al menos en grupos utilizando diferentes potencias de calentamiento.

Description

MÉTODO PARA CALENTAR UN COMPONENTE FORMADO PAPA UNA SUBSECUENTE OPERACIÓN DE CONFORMADO EN CALIENTE Y HORNO CONTINUO PARA CALENTAR REGIONALMENTE UN COMPONENTE FORMADO PRECALENTADO A UNA TEMPERATURA PREDETERMINADA A UNA TEMPERATURA SUPERIOR CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un método para calentar componente' formado para una subsecuente operación de conformado en ' caliente, caracterizado porque el componente formado es en primer lugar' calentado a una temperatura predefinida y, posteriormente, se calienta de manera regional a una temperatura superior ' por ' medio de elementos de calentamiento, que son accionables independientemente uno de otro, de un panel de elemento de calentamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el caso del conformado en caliente de los componentes formados calentados a temperaturas de tratamiento predefinidas, debido al enfriamiento no uniforme sobre las herramientas de prensado enfriadas, surgen microestructuras de dureza, que pueden en el caso de los aceros austeniticos resultar en resistencias a la tracción de más de 1500 MPa a una extensión en la variación del 6%. Estas altas resistencias a la tracción con frecuencia sólo son necesarias en subregiones de la pieza de trabajo, sin embargo, mientras que por ejemplo en otras regiones se requieren extensiones mayores de 15 al 17%. Con el fin de asegurar estas propiedades de los materiales que difieren por región, ya se ha propuesto que los componentes formados sean sometidos antes del conformado en caliente a diferentes tratamientos de calor en las respectivas subregiones, de modo que los componentes formados sólo se calienten a una temperatura por encima del punto AC3 de la aleación en las regiones de mayor resistencia a la tracción, lo que resulta en una correspondiente conversión de la microestructura bajo las condiciones del subsecuente conformado en caliente. Para este propósito, se conoce el proporcionar cuerpos de enfriamiento en las regiones de resistencia a la tracción más bajas (DE 10 2006 018 406 Al) , en el que los cuerpos de enfriamiento disipan una parte del calor suministrado a los componentes formados con la consecuencia de que las secciones de los componentes formados en las regiones de los cuerpos de enfriamiento se mantienen por debajo de la temperatura requerida para la formación de una microestructura austenítica. Sin embargo, es una desventaja el requerimiento comparativamente alto de potencia. Con el fin de que el uso de la energía pueda ser restringido a la respectiva extensión necesaria, se conoce la división de un horno continuo transversalmente a través de la dirección de paso en al menos dos secciones calentables por separado una de la otra (EP 1 426 454 Al) . Por consiguiente, el componente formado que se extiende transversalmente a la dirección del transporte por al menos dos de estas secciones se puede calentar regionalmente a diferentes temperaturas de tratamiento, sin embargo, un control más preciso de la temperatura es casi imposible en las diferentes subregiones de los componentes formados a ser calentados.

Con la finalidad de permitir el calentamiento regional ventajoso de un componente formado a una temperatura por encima del punto AC3, adicionalmente ya ha sido propuesto (EP 2 143 808 Al), que el componente formado en primer lugar se caliente en una operación de calentamiento conjunto a una temperatura por debajo del punto AC3, antes de que sólo las regiones previstas para la formación de una microestructura austenitica sean calentadas a la temperatura por encima del punto AC3, específicamente con la ayuda de un panel de lámparas infrarrojas, que se pueden activar de forma independiente una de la otra, de modo que la energía de calor adicional sólo se introduzca en el componente formado en las regiones de las lámparas infrarrojas encendidas. Sin embargo tal calentamiento regional adicional del componente formado excluye el tratamiento con calor de los componentes formados en operación continua.

Por último, se conoce la aplicación de gas caliente a los componentes formados en un horno continuo a través de paneles de boquilla (EP 2 090 667 Al), caracterizado porque las boquillas individuales, que están dispuestas en filas longitudinales y transversales con respecto a la dirección de transporte, de los paneles de boquilla pueden ser accionadas independientemente una de otra. Este accionamiento de las boquillas independientemente una de otra permite una selección de boquillas que se adapta a la forma del contorno de los componentes formados, por lo que la aplicación de gas caliente se puede limitar a la región del componente formado respectivo .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, la invención se basa en el problema de incorporar un método para calentar un componente formado a diferentes temperaturas de tal forma que a pesar de un paso continuo, los componentes formados puedan ser sometidos a un tratamiento térmico, que se requiere para la posterior operación de conformado en caliente, con un mejor control de la temperatura dentro de las diferentes partes a ser calentadas.

Partiendo de un método del tipo descrito al principio para calentar un componente formado para una operación subsecuente de conformado en caliente, la invención resuelve el problema planteado caracterizado porque el componente formado se calienta durante su transporte a través del panel de elemento de calentamiento con la ayuda de elementos de calentamiento, que están dispuestos con respecto a la dirección de transporte en filas longitudinales y transversales, y pueden ser accionados al menos en grupos utilizando diferente potencias de calentamiento.

Puesto que como resultado de esta medida, los elementos de calentamiento pueden ser accionados con diferentes potencias de calentamiento, en primer lugar se cumple un requisito sustancial de mejora en el control de la temperatura de los componentes formados. Con la posibilidad de accionar los elementos de calentamiento de ambas, las filas longitudinales y también las filas transversales de forma independiente una de la otra al menos en grupos, además, la temperatura de los componentes formados puede ser influenciado en una tira longitudinal que se extiende en la dirección de transporte durante el transporte del componente, de manera que no sólo alcance los niveles de temperatura predefinidos en la región de las tiras longitudinales, sino también sea capaz de mantenerlas durante un tiempo predefinido. Es posible por lo tanto, por ejemplo, en base a las dimensiones y por lo tanto a la distribución de la masa de los componentes formados, compensar las distintas regiones de temperatura durante el calentamiento de los componentes formados a la temperatura de inicio predefinida o, si es necesario, amplificarla, de forma que después de alcanzar la respectiva temperatura de tratamiento, esta temperatura de tratamiento, que difiere en las diferentes regiones, también puede ser mantenida durante un tiempo de tratamiento predefinido .

Para tener influencia adicional sobre el control de temperatura en la región de las secciones de los componentes formados a ser sometidos a diferentes tratamientos de calor, los componentes formados pueden ser enfriados a través de unidades de enfriamiento opcionalmente accionables en la dirección de transporte, que se asignan a las filas longitudinales de los elementos de calentamiento. Este enfriamiento opcionalmente utilizable permite una disipación de calor adicional en una manera conocida per se, lo que si es necesario, hace más fácil mantener un nivel de temperatura predefinido durante el tratamiento de calor regional de los componentes formados. Sin embargo las pérdidas de calor asociadas a la disipación de calor deben ser aceptadas.

Para llevar a cabo un método de calentamiento de acuerdo con la invención, se puede proceder de un horno continuo para el calentamiento regional de un componente formado precalentado a una temperatura predefinida' a una temperatura superior con un transportador que penetra un horno que aloja a los componentes formados y que tiene un panel de elemento de calentamiento, que se asigna a la cinta transportadora, hecha de elementos de calentamiento accionables individual e independientemente uno del otro. Si los elementos de calentamiento, que están dispuestos en filas longitudinales y transversales con respecto a la dirección de transporte del transportador, se activan por lo menos en grupos con diferentes potencias de calentamiento en las direcciones longitudinal y transversal, se puede introducir calor adicional en el componente formado a ser tratado con sensibilidad en la región de las filas longitudinales de los elementos de calentamiento sobre la longitud del panel de elemento de calentamiento de tal forma que en las respectivas tiras longitudinales del componente formado, se puede mantener un control de temperatura predefinido sobre la longitud del horno continuo, y sustancialmente de forma independiente del control de temperatura en una tira longitudinal adyacente.

A pesar de que sólo se refiere a la introducción controlada de las respectivas cantidades adicionales requeridas de calor en el componente formado a ser tratado, de modo que los diferentes elementos de calentamiento podrían ser utilizados, resultan condiciones de diseño particularmente ventajosas si los elementos de calentamiento se implementan como calentadores de resistencia eléctrica, porque en este caso el controlador de la potencia de calentamiento de estos elementos de calentamiento pueden ser diseñados de manera especialmente sencilla.

Para ser capaz de disipar el calor, según sea necesario en la región de las tiras longitudinales de los componentes formados, unidades de enfriamiento opcionalmente accionables pueden ser asignadas a las filas longitudinales de los elementos de calentamiento. Una delimitación adicional de estas posibles zonas de enfriamiento se pueden lograr por medio de redes de partición entre las unidades de enfriamiento, que forman aislamiento térmico entre las filas longitudinales de los elementos de calentamiento.

Por supuesto que el efecto de estas unidades de enfriamiento depende de la distancia de los mismos a partir de la región de los componentes formados a ser enfriados. Por esta razón, resultan condiciones de diseño especialmente ventajosas para tales unidades de enfriamiento si los elementos de calentamiento están dispuestos en un tubo de revestimiento que se puede conectar a un ventilador de enfriamiento de aire, de modo que la distancia entre las tiras longitudinales de los componentes formados a enfriar y las unidades de enfriamiento se pueda mantener pequeña, sin dificultar la potencia de calentamiento. Por supuesto que los tubos de revestimiento se desconectan del ventilador de enfriamiento de aire durante el accionamiento de los elementos de calentamiento. Sin embargo, se puede incrementar el efecto de enfriamiento al soplar un gas refrigerante sobre la región del componente formado a ser tratado a través de las tuberías de revestimiento de los elementos de calentamiento .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El método de conformidad con la invención se explicará con mayor detalle en base a los dibujos. En las figuras : La figura 1, muestra un horno continuo de acuerdo con la invención en una sección transversal esquemática, La figura 2, muestra la distribución de los elementos de calentamiento de un panel de elemento de calentamiento del horno continuo en un diagrama de bloques esquemático, y La figura 3, muestra el perfil de temperatura en la región de tiras longitudinales individuales de un componente formado durante su transporte a través del horno continuo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El diagrama de bloques de acuerdo con la figura 2 muestra un horno continuo 1 para el tratamiento térmico de los componentes formados 2, que se introducen como piezas en bruto de chapa metálica en el horno continuo 1, que comprende, en la dirección de transporte 3, sucesivamente, una zona de calentamiento 4, la cual es continua a lo largo de la anchura del horno, para calentar el componente formado 2 a una temperatura predefinida,' una zona de calentamiento 5 para la calefacción regional del componente formado 2 en tiras longitudinales con respecto á la dirección de transporte 3, y una zona de retención 6, con el fin de ser capaz de utilizar los diferentes perfiles de temperatura durante la subsecuente operación de conformado en caliente para implementar diferentes microestructuras en tiras longitudinales individuales. Los elementos de calentamiento 7 se proporcionan en la zona de calentamiento 5 y la zona de retención 6 en filas longitudinales 8 y filas transversales 9 de un panel de elemento de calentamiento 10. Los componentes formados 2 son transportados a través del horno continuo 1 por medio de un transportador 11, ¡ cuyos rodillos de transportación se designan en la figira 1 con 12. Los elementos de calentamiento 7 se proporcionan por encima y por debajo de la cinta transportadora 11. El alojamiento del horno 14, que se recubre con aislamiento térmico 13, tiene, en la región de las filas longitudinalés 8 de los elementos de calentamiento 7, unidades de enfriamiento 15 en forma de tubos de enfriamiento, que opcionalmente se pueden conectar a un ventilador de enfriamiento. Estos tubos de enfriamiento pueden, en una alteración de la realización según la figura 1, representar tuberías de revestimiento de los elementos de calentamiento 7, de modo que a causa de esta aplicación las unidades de enfriamiento 15 descansen más cercanas a los componentes formados 2, lo que mejora el efecto de enfriamiento a una potencia de enfriamiento dada. Las redes de partición 16, que forman aislamiento térmico, con el fin de ser capaz de delimitar mejor las zonas de enfriamiento una de la otra o con respecto a las zorias de calentamiento adyacentes, se pueden proporcionar entre las zonas de enfriamiento individuales proporcionadas; por las unidades de enfriamiento 15.

Los elementos de calentamiento 7 se implementan preferiblemente como calentadores de resistencia eléctrica, que pueden ser accionados independientemente uno de otro por lo menos en grupos utilizando diferentes potencias de calentamiento. En la figura 2, se indica la proporción porcentual de la potencia de calentamiento, con la que se accionan los elementos de calentamiento individual 7. En el caso de la especificación 100, esto significa que los elementos de calentamiento 7 se accionan utilizando la potencia de calentamiento completa, sin embargo, los elementos de calentamiento que tienen la especificación 0 están apagados, mientras que la especificación 50 designa la conducción de los elementos de calentamiento 7 a la mitad de la potencia de calentamiento.

La figura 3 muestra el perfil de temperatura en tiras longitudinales seleccionadas a, b, , c, d, con respecto a la dirección de transporte 3 del componente formado 2 durante su paso en el horno en caso del accionamiento de los elementos de calentamiento 7 utilizando las potencias de calentamiento especificadas para los elementos de calentamiento 7 individuales. Se muestra que en la zona de calefacción compartida 4, el componente formado 2 se calienta a una temperatura predefinida por debajo1 de la temperatura Ti para el punto AC3. Debido a la distribución de la masa, resultan diferentes temperaturas Ta, Tb, Tc, Td en la salida de la zona de calentamiento 4 para las tiras longitudinales individuales a, b, c, d del componente · formado 2. Mientras que en las tiras longitudinales a, b, y d, la temperatura en la zona de calentamiento 5 se incrementa por encima de la temperatura Ti del punto de AC3, la temperatura en la región de la tira longitudinal c se debe mantener por debajo de la temperatura i. Por esta razón, los elementos de calentamiento 7 de la fila longitudinal 8 del panel de elemento de calentamiento 10 asociado con la tira longitudinal c se apagan, de manera que en el área de la zona de calentamiento 5, sólo resulte una ligera introducción de calor a través de los elementos de calentamiento 7 de las filas longitudinales adyacentes 8, que son accionados cada uno a media potencia de calentamiento. El perfil de temperatura tc para esta tira longitudinal c muestra este estado de las cosas. El perfil de temperatura ta resultaría en el caso del calentamiento continuo en un tratamiento de alta temperatura en la salida de la zona de calentamiento 5. Por esta razón, en la zona de la tira longitudinal a un suministro de calor regulado se garantiza únicamente a través de los elementos de calentamiento 7 de las filas longitudinales adyacentes 8 del panel de elemento de calentamiento 10, como es obvio en la base del perfil de temperatura Ta en la región de la zona de calentamiento 5. Dado que las temperaturas de inicio de la zona de calentamiento 4 para las tiras longitudinales b y d son comparativamente bajas, es necesario una introducción de calor más fuerte en estas tiras longitudinales b y d en la región de la zona de calentamiento 5 con el fin de garantizar las respectivas temperaturas de mantenimiento en la salida de la zona de calentamiento 5. Los elementos de calentamiento 7 asociados con las tiras longitudinales b y d en la zona de calentamiento 5 por lo tanto, tienen plena -potencia de calentamiento aplicada en la región de la tira longitudinal b y 60% de la potencia de calentamiento aplicada en la región de la tira longitudinal d, de modo que resulta la curva del perfil tb o ta, respectivamente, con el que las temperaturas de mantenimiento se pueden asegurar en la salida de la zona de calentamiento 5 para las tiras longitudinales asociadas b, d.

Para mantener las temperaturas de tratamiento en la salida de la zona de calentamiento 5, los elementos de calentamiento 7 de la zona de retención 6 asociados con las tiras longitudinales individuales se accionan usando una potencia correspondiente. En consideración de las respectivas potencias de calentamiento de los elementos de calentamiento 7 de las filas adyacentes longitudinales 8, un poder de calentamiento de 50% respectivamente, que se eleva en la región del último elemento de calentamiento al 60%, resulta para mantener el perfil de temperatura ta. El perfil de temperatura Tb se garantiza por la sucesión de los elementos de calentamiento 7 en la fila longitudinal asociada 8, que son accionados al 80% o 70% respectivamente, de la potencia de calentamiento. Para la tira longitudinal d del componente formado 2, los elementos de calentamiento 7 en. la zona de retención 6 son accionados inicialmente al 60% y luego al 70% de la potencia de calentamiento. Debido a este control sensible de la cantidad de calor introducido en tiras en el componente formado, un perfil de temperatura predefinido se puede mantener ventajosamente, caracterizado porque con la ayuda de la capacidad de enfriamiento adicional indicada en la figura 1, se abre una posibilidad de adaptación adicional si un perfil de temperatura predefinido requiere la región de enfriamiento adicional de una tira. A pesar del paso continuo de los componentes formados 2 a través del horno continuo 1, por lo tanto, diferentes condiciones de calor se pueden conseguir en diferentes regiones de los componentes formados como un requisito para la aplicación de diferentes microestructuras por la posterior operación de conformado en caliente. Debido al precalentamiento conjunto de todas las regiones del componente a una temperatura de partida predefinida antes del calentamiento regional de los componentes formados, no sólo se hacen posibles las eficiencias favorables para el diferente calentamiento de los componentes formados, sino que también se logra el ventajoso tratamiento de ' calor de componentes formados revestidos, porque la difusión del revestimiento en el componente formado se garantiza con el precalentamiento conjunto de todas las regiones del componente.

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES :

1. Un método para calentar un componente formado (2) para una subsecuente operación de conformado en caliente, caracterizado porque el componente formado (2) en primer lugar se calienta a una temperatura predefinida y, posteriormente, se calienta de manera regional a una temperatura superior por medio de elementos de calentamiento (7), que son accionables independientemente uno de otro, de un panel de elemento de calentamiento (10), caracterizado porque el componente formado (2) se calienta durante su transporte a través del panel de elemento de calentamiento (10) con la ayuda de los elementos de calentamiento (7), que son dispuestos con respecto a la dirección de transporte (3) en hileras longitudinales y transversales (8 y 9) y son accionables al menos en grupos utilizando diferentes potencias de calentamiento.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente formado (2) se puede enfriar en tiras en la dirección de transporte (3) a través de unidades de enfriamiento opcíonalmente accionables (15), que se asignan a las filas longitudinales (8) de elementos de calentamiento (7).

3. Un horno continuo (1) para el calentamiento regional de un componente formado (2) precalentado a una temperatura predefinida a una temperatura superior, con un transportador (11) que penetra un alojamiento de horno (14) para el componente formado (2) y que tiene un panel de elemento de calentamiento (10), que se asigna al transportador (11), hecho de elementos de calentamiento (7) accionables individualmente de manera independiente uno de otro, caracterizado porque los elementos de calentamiento (7), que están dispuestos en filas longitudinales y transversales (8, 9) con respecto a la dirección de transporte (3) del transportador (11), se pueden accionar con diferentes potencias de calentamiento al menos en grupos en las direcciones longitudinal y transversal.

4. El horno continuo (1) de conformidad con la i reivindicación 3, caracterizado porque los elementos de calentamiento (7) se implementan como calentadores de resistencia eléctrica.

5. El horno continuo (1) de conformidad con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque las unidades de enfriamiento opcionalmente activables (15) se asignan a las filas longitudinales (8) de los ' elementos de calentamiento (7) .

6. El horno continuo (1) de conformidad con reivindicación 5, caracterizado porque los elementos calentamiento (7) están dispuestos en un tubo revestimiento que puede conectarse a un ventilador enfriamiento de aire.