DE19756581A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und ange­ lassenem Stahl und, mehr insbesondere, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl, um diesem eine gewünschte Festigkeit zu geben, die so groß ist wie die Festigkeit von abgeschrecktem und angelassenem Stahl, durch Steuern der Abkühlungsgeschwin­ digkeit eines Schmiedestückes nach dem Ausführen eines Warm­ schmiedeprozesses, ohne eine zusätzliche Vergütung vorzunehmen.

Im allgemeinen wird bei Maschinenteilen eine Vergütung vor­ genommen, um deren Festigkeit und Zähigkeit zu steigern. Es gibt einen Trend, energiesparend herstellbare Stähle zu entwic­ keln, insbesondere in den fortschrittlichen Industrieländern, seit die Welt zwei Ölschocks in den 70er-Jahren erlebt hat. In den vergangenen Jahren sind sich alle Länder der Welt der Not­ wendigkeit bewußt geworden, wegen des steigenden Ölpreises und wegen Umweltbeschränkungen Stähle energiesparend herzustellen.

Ein Fertigungsprozeß eines Schmiedestückes ist in Tabelle I an­ gegeben.

A: ein abgeschreckter u. angelassener Stahl	Zuschneiden → Erwärmen → Schmieden → Abgraten → Abkühlen an Luft → Normalglühen → Vergüten → Bearbeiten
B: ein unabgeschreckter u. angelassener Stahl	Zuschneiden → Erwärmen → Schmieden → Abgraten → gesteuertes Abkühlen → Bearbeiten

In der vorstehenden Tabelle 1 ist der Prozeß A ein Prozeß zum Herstellen eines Schmiedestückes unter Verwendung von abge­ schrecktem und angelassenem Stahl als Ausgangsmaterial, und der Prozeß B ist ein Prozeß zum Herstellen eines Schmiedestückes unter Verwendung von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl als Ausgangsmaterial.

Fig. 1 ist ein Schaubild, das einen Wärmebehandlungsprozeß ei­ nes mittleren abgeschreckten und angelassenen Stahls veran­ schaulicht, ohne einen Schmiedeprozeß und einen Normalglühpro­ zeß zu zeigen, und Fig. 2A ist ein Schaubild, das einen Schmie­ deprozeß und einen gesteuerten Abkühlprozeß eines mittleren un­ abgeschreckten und angelassenen Stahls veranschaulicht.

Der Fertigungsprozeß des Schmiedestückes aus unabgeschrecktem und angelassenem Stahl hat folgende Vorteile:
Erstens, es ist möglich, die Kosten zu beseitigen, die aufge­ wandt werden, um das Vergüten vorzunehmen, und die Zeitgrenze zum Herstellen des Schmiedestückes aufgrund des Vergütungspro­ zesses des Schmiedestückes, der nach dem Abkühlen des Schmiede­ stückes nicht ausgeführt wird, zu reduzieren.

Zweitens, es ist nicht notwendig, fossile Brennstoffe zu ver­ brennen und elektrischen Strom einzusetzen, um Energie zu er­ zeugen, wodurch die Menge an Umweltverunreinigern wie SO₂, CO₂, die in die Luft ausgestoßen werden, verringert wird, weil keine Vergütung des Schmiedestückes nach dem Abkühlen des Schmiede­ stückes erfolgt.

Drittens, es ist möglich, die Ursache für schlechte Qualität aufgrund übermäßiger Entkohlung oder die schlechte Qualität aufgrund einer Erwärmungstemperatur oder einer Abkühltempera­ tur, die gesteuert wird, um den unabgeschreckten und angelasse­ nen Stahl zu schmieden, zu reduzieren.

Schließlich, es ist möglich, die Transformation zu beseitigen, die durch ungleiche Abkühlung während des Warmschmiedeprozesses verursacht wird und einen Einfluß auf eine Restspannung hat.

Unabgeschreckter und angelassener Stahl hat zwar die Vorteile, die vorstehend beschrieben sind, unabgeschreckter und angelas­ sener Stahl wird jedoch nicht häufig als Ausgangsmaterial für Schmiedestücke benützt. Die Tatsache, daß eine gleiche Qualität oder gleiche mechanische Eigenschaften wie hohe Zähigkeit nicht erzielt werden können, indem herkömmliche Schmiedeprozesse oder die herkömmliche Schmiedeausrüstung benutzt werden, dürfte der Grund dafür sein, daß unabgeschreckter und angelassener Stahl nicht häufig als Ausgangsmaterial für Schmiedeprodukte benutzt wird.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 55-158218 be­ schreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Kurbelwelle durch Schmieden eines mittleren unabgeschreckten und angelassenen Stahls. Diese Patentanmeldung beschreibt jedoch nur ein Verfah­ ren zum Abkühlen des unabgeschreckten und angelassenen Stahls mit einer Geschwindigkeit von 50°C/min, ohne irgendein konkre­ tes Verfahren zum Schmieden des unabgeschreckten und angelasse­ nen Stahls anzugeben.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 58-177414 be­ schreibt eine konkrete Vorrichtung zum Schmieden von unabge­ schrecktem und angelassenem Stahl. In dieser Vorrichtung ist eine verteilerförmige Düse zum Injizieren von Wasser oder Gas in einer Position oberhalb eines Förderbandes zum Transportie­ ren des unabgeschreckten und angelassenen Stahls installiert. Die Vorrichtung weist jedoch eine Einrichtung auf zum Steuern der Abkühlungsgeschwindigkeit auf der Basis eines Temperatur­ wertes, der von einer arithmetischen Einheit geliefert wird. Deshalb steuert eine Bedienungsperson der Vorrichtung die Ab­ kühlungsgeschwindigkeit durch Einstellen einer Bewegungsge­ schwindigkeit des Förderers nach dem Messen der Temperatur des Schmiedestückes, das durch eine Kammer mit variabler Abkühlung hindurchgeleitet wird. Die Ansprechgeschwindigkeit der Vorrich­ tung ist demgemäß langsam.

Außerdem, wenn die Temperatur des Schmiedestückes ungleich ist, ändert sich die Abkühlungsgeschwindigkeit innerhalb der Abkühl­ kammer.

In dem Temperaturbereich zwischen 1000 und 700°C ändert sich die Abkühlungsgeschwindigkeit von unabgeschrecktem und angelas­ senem Stahl linear und stellt eine gewisse Abkühlungsgeschwin­ digkeit dar. Fig. 2B ist ein Diagramm, das eine Abkühlungsge­ schwindigkeit eines mittleren unabgeschrecktem und angelassenen Stahls zeigt.

In der Darstellung in Fig. 2B geht in dem Temperaturbereich zwischen 700 und 600°C die Phasentransformation des unabge­ schreckten und angelassenen Stahls vonstatten. Demgemäß ändert sich die Wärmeleitfähigkeit des unabgeschreckten und angelasse­ nen Stahls, und dadurch ändert sich die Abkühlungsgeschwindig­ keit. Weiter, die Temperatur des unabgeschreckten und angelas­ senen Stahls kann aufgrund der Abstrahlung der latenten Wärme durch Transformation während der Abkühlung des unabgeschreckten und angelassenen Stahls erhöht werden.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2-209419 be­ schreibt ein Verfahren, das in der Lage ist, die oben beschrie­ benen Probleme zu lösen. In dieser Patentanmeldung sind Tempe­ ratursensoren an einem Einlaß und einem Auslaß einer Abkühlkam­ mer installiert. Eine Zentraleinheit empfängt Temperaturerfas­ sungssignale, die durch die Temperatursensoren erzeugt werden, und gibt einen Befehl an Gebläsemotoren ab, um die Stärke einer Belüftung zu steuern. Die Temperatursensoren müssen jedoch in Positionen installiert sein, die von einem abzukühlenden Objekt um eine Strecke zwischen 200 und 300 mm entfernt sind, damit die Drehzahl der Motoren auf der Basis einer Differenz zwischen der gemessenen Temperatur und einer Solltemperatur gesteuert werden kann. Infolgedessen können die Temperatursensoren einer hohen Temperatur ausgesetzt sein, und dadurch kann die Lebens­ dauer der Temperatursensoren verkürzt werden.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 4-276010 be­ schreibt ein Schmiedestückbehandlungsverfahren, durch welches die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Schmieden genau gesteu­ ert wird, selbst wenn die Temperatur eines Schmiedestückes auf einem Förderer nicht gemessen wird. Gemäß dieser Patentanmel­ dung wird die Abkühlungsgeschwindigkeit in dem Temperaturbe­ reich zwischen 900 und 600°C gesteuert, indem ein Thermometer zum Messen der Temperatur des Schmiedestückes benutzt wird, um eine optimale Abkühlblasgeschwindigkeit zu bestimmen. Infolge­ dessen ist es möglich, eine optimale Belüftung zu erzielen, die die Abkühlungsgeschwindigkeit wie oben beschrieben ergibt. Das vorstehend beschriebene Schmiedestückbehandlungsverfahren kann jedoch nur bei einer Produktionslinie eingesetzt werden, die auf einer gewissen Produktionsleistung gehalten wird. In dieser Produktionslinie ist es nicht notwendig, die Temperatur des Schmiedestückes zu messen.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die vorgenannten Probleme zu lösen. Es ist ein erstes Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl, durch das es möglich ist, unabgeschreckten und angelassenen Stahl zu erzeugen, der eine gewünschte Festig­ keit hat, die so groß wie die Festigkeit von abgeschrecktem und angelassenem Stahl ist, durch Steuern einer Abkühlungsgeschwin­ digkeit eines Schmiedestückes nach dem Ausführen eines Warm­ schmiedeprozesses und ohne Ausführung eines zusätzlichen Vergu­ tungsprozesses.

Es ist ein zweites Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und an­ gelassenem Stahl, die in der Lage ist, unabgeschreckten und an­ gelassenen Stahl zu erzeugen, der eine gewünschte Festigkeit hat, die so groß ist wie die von abgeschrecktem und angelas­ senem Stahl, durch Steuern einer Abkühlungsgeschwindigkeit ei­ nes Schmiedestückes nach dem Ausführen eines Warmschmiedepro­ zesses und ohne Ausführung eines zusätzlichen Vergütungsprozes­ ses.

Zum Erreichen des obigen ersten Ziels schafft die Erfindung ein Verfahren zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
S1) Erwärmen des unabgeschreckten und angelassenen Stahls auf eine Temperatur zwischen 1150 und 1300°C in einem Wärmofen und Warmschmieden des unabgeschreckten und angelassenen Stahls, um ein Schmiedestück herzustellen;
S2) Steuern einer Temperatur des Schmiedestückes bei einer Tem­ peratur unter 100 C während des Transports des Schmiedestückes zu einer Abkühlkammer unter Verwendung eines Förderbandes; und
S3) Abkühlen des Schmiedestückes, wobei die Abkühlungsge­ schwindigkeit, des Schmiedestückes durch eine Zentraleinheit gesteuert wird, um einen Temperaturgradienten des Schmiedestüc­ kes auf einem Solltemperaturgradienten zu halten, während das Schmiedestück durch die Abkühlkammer hindurchgeht.

Weiter schafft die Erfindung zum Erreichen des obigen zweiten Ziels eine Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen von unabge­ schrecktem und angelassenem Stahl, gekennzeichnet durch:
einen Wärmofen, der mit einem Temperatursensor zum Messen einer Temperatur eines Schmiedestückes an seinem Auslaß versehen ist;
eine Abkühlkammer, die einen Einlaß, einen Auslaß, eine Kühl­ einrichtung, die in einem oberen Teil derselben installiert ist, und mehrere darin installierte Temperatursensoren auf­ weist, wobei die Breite des Einlasses größer ist als die des Auslasses; und
eine Zentraleinheit zum Steuern der Kühleinrichtung durch Emp­ fangen von Signalen, die von den Temperatursensoren geliefert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaubild, das einen Wärmebehandlungsprozeß eines mittleren abgeschreckten und angelassenen Stahls ver­ anschaulicht, ohne einen Schmiedeprozeß und einen Normalglühprozeß zu zeigen;

Fig. 2A ein Schaubild, das einen Schmiedeprozeß und einen ge­ steuerten Abkühlprozeß eines mittleren unabgeschreck­ ten und angelassenen Stahls veranschaulicht;

Fig. 2B ein Diagramm, das eine Abkühlungsgeschwindigkeit ei­ nes mittleren unabgeschreckten und angelassenen Stahls veranschaulicht;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen eines mittleren abgeschreckten und angelassenen Stahls gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Erwärmen und Abkühlen eines mittleren abgeschreckten und angelas­ senen Stahls und ein Steuersystem der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen mehr ins ein­ zelne gehend beschrieben.

Um einen unabgeschreckten und angelassenen Stahl durch Verbren­ nen von fossilen Brennstoffen zu erwärmen, ist es notwendig, ein Brennstoffventil zur Feinsteuerung der Brennstoffmenge und eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Brennstoffventils zur Verfügung zu haben. Ein Brennstoffregelsystem, das wie be­ schrieben aus dem Brennstoffventil und der Steuervorrichtung besteht, ist aufgrund der Entwicklung des Präzisionsmaschinen­ baus und der Elektronik ohne weiteres verfügbar. In dem Brenn­ stoffregelsystem empfängt eine Zentraleinheit ein Signal wie z. B. eine EMK, das durch optische Thermometer wie ein Licht­ leitfaserthermometer oder ein Infrarotthermometer erzeugt wird, welches in einem Ofen installiert ist. Anschließend gibt die Zentraleinheit einen Befehl an die Steuervorrichtung ab, das Brennstoffventil so zu steuern, daß die Steuervorrichtung eine Temperatur in dem Ofen in einem gewünschten Temperaturbereich halten kann.

Wenn ein elektrischer Wärmofen zum Erwärmen des unabgeschreck­ ten und angelassenen Stahls benutzt wird, lassen sich eine zu­ geführte elektrische Leistung und die Temperatur in dem Ofen leicht steuern, indem ein Ampèremeter oder ein Wattmeter be­ nutzt wird. Wenn ein Induktionswärmofen zum Erwärmen des unab­ geschreckten und angelassenen Stahls benutzt wird, können statt dessen die zugeführte elektrische Leistung und die Temperatur in dem Ofen durch richtiges Steuern von Parametern gesteuert werden, wie z. B. dem Wert einer hohen oder einer niedrigen Fre­ quenz, eine Differenz zwischen einem Innendurchmesser einer Spule und einem Außendurchmesser des unabgeschreckten und ange­ lassenen Stahls, eines elektrischen Stroms, einer elektrischen Spannung und einer Fördergeschwindigkeit des unabgeschreckten und angelassenen Stahls.

In dem beschriebenen Steuersystem muß das zu schmiedende Mate­ rial in dem Ofen auf eine Temperatur zwischen 1150 und 1300°C erwärmt werden. Vorzugsweise muß das Material auf einen Tempe­ raturbereich zwischen 1200 und 1250°C erwärmt werden. Wenn die Erwärmungstemperatur des Materials über 1300°C ansteigt, kommt es zu einem schnellen Wachstum eines Kristallgefüges in dem un­ abgeschreckten und angelassenen Stahl. Infolgedessen wird die Zähigkeit des fertigen Schmiedeprodukts verschlechtert, und es findet eine übermäßige Entkohlung statt. Außerdem, wenn der un­ abgeschreckte und angelassene Stahl den Schmiedeprozeß in dem Zustand durchläuft, in welchem der Stahl auf eine Temperatur unter 1150°C erwärmt ist, verschlechtert sich die Warmbear­ beitbarkeit des Stahls. Demgemäß kann eine übermäßige Belastung auf das metallische Formwerkzeug zum Formen des Stahls ausgeübt werden oder es kann in dem Schmiedestück ein Riß erzeugt wer­ den.

Bei dem Erwärmungsprozeß wird der unabgeschreckte und angelas­ sene Stahl erwärmt, indem zwei Wärmöfen benutzt werden oder in­ dem zweistufige Erwärmungsprozesse ausgeführt werden. Bei den zweistufigen Erwärmungsprozessen wird sich eine Haupterwär­ mungsstufe an die Durchführung einer Vorwärmstufe anschließen.

Infolgedessen ist es möglich, das Problem zu lösen, daß eine Oberfläche des Stahls während der Erwärmung des Inneren des Stahls auf die Schmiedetemperatur überhitzt wird. Der meiste Stahl kann jedoch erwärmt werden, indem ein einzelner Erwär­ mungsprozeß benutzt wird, mit Ausnahme eines großen Gegenstands oder eines Gegenstands, der eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat. Das Schmiedestück weist eine Temperatur, die niedriger als in dem Ofen ist, wegen seiner Wärmeleitfähigkeit und wegen sei­ ner Größe auf, während das Schmiedestück in dem Ofen erwärmt wird. Wenn eine Bedienungsperson die Temperatur des Schmiede­ stückes auf der Basis der Temperatur in dem Ofen mißt, macht sie demgemäß einen Fehler bei der Messung.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen eines mittleren abgeschreckten und angelassenen Stahls gemäß der Erfindung veranschaulicht. In Fig. 3 wird eine Temperatur des Schmiedestückes durch ein Ther­ mometer gemessen, das in einer Position benachbart zu einem Auslaß eines Wärmofens installiert ist. Eine Zentraleinheit 20 empfängt einen Temperaturwert, der durch das Thermometer gemes­ sen wird, und gibt einen Befehl an eine Steuervorrichtung wie ein Brennstoffventil oder ein Amperemeter zum Steuern der Er­ wärmungstemperatur des Schmiedestückes ab. Die Zentraleinheit 20 steuert also das Brennstoffventil oder das Amperemeter, damit die gewünschte Erwärmungstemperatur erreicht wird.

In der Vergangenheit konnte ein Erfassungsteil des Thermometers eine genaue Temperatur wegen des Gases in dem Ofen nicht mes­ sen. Heutzutage ist es jedoch möglich, die genaue Temperatur durch Verwendung eines Infrarotthermometers zu messen.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Steuern einer Abkühlungsge­ schwindigkeit des Schmiedestückes erläutert.

Ein Abstand zwischen einem Förderband und einem Einlaß einer Abkühlkammer 10 und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Förderers werden auf der Basis einer Temperatur eines unabgeschreckten und angelassenen Schmiedestückes 3 bestimmt. Das heißt, die Temperatur des Schmiedestückes 3, das einem Warmschmiedeprozeß unterzogen wird, wird auf einer Temperatur unter 1000°C gehal­ ten, bis das Schmiedestück 3 durch das Förderband 2 die Abkühl­ kammer 10 erreicht. Um in dieser eine Abkühlungsgeschwindigkeit während des Abkühlprozesses aufrechtzuerhalten, muß die Tempe­ ratur des Schmiedestückes 3, das in die Abkühlkammer 10 einge­ bracht wird, gleichmäßig aufrechterhalten werden. Da weiter das Schmiedestück 3 mit der hohen Temperatur in die Abkühlkammer 10 eingebracht wird, wird das Schmiedestück 3 aus der Abkühlkammer 10 nicht in dem Zustand abgegeben, daß eine Transformation des Schmiedestückes 3 nicht abgeschlossen worden ist. Infolgedessen ist es möglich, eine gewünschte mechanische Eigenschaft zu er­ zielen.

Das Schmiedestück 3 muß ausreichend abgekühlt werden auf eine Temperatur unterhalb des Transformationspunktes des Schmiede­ stückes 3 und muß anschließend an Luft abgekühlt werden. Eine Temperatur einer Legierung ändert sich gemäß der Zusammenset­ zung der Legierung, eines Zustands einer Wärmebehandlung und einer Abkühlungsgeschwindigkeit. Vorzugsweise wird die Endtem­ peratur in dem Abkühlprozeß bestimmt, indem die Temperatur des Schmiedestückes in dem Arbeitsbereich direkt gemessen wird.

Der unabgeschreckte und angelassene Stahl, der als ein Kohlen­ stoffstahl für Maschinenteile benutzt wird, muß eine feine Korngröße haben. Außerdem ist es erforderlich, einen Ausschei­ dungszustand einer Ausscheidungshärtungsphase zu steuern, um ein gewünschtes Schmiedestück zu produzieren. Wenn die vorge­ nannten Forderungen nicht erfüllt werden, ist es unmöglich, ein Schmiedestück zu erzielen, das eine ausgezeichnete Zähigkeit und eine ausgezeichnete Festigkeit hat.

Ein Thermometer, das an dem Einlaß der Abkühlkammer 10 instal­ liert ist, mißt eine Temperatur der Oberfläche des Schmiede­ stückes 3 und sendet den Meßwert zu einer Zentraleinheit 20, während das Schmiedestück 3 durch die Abkühlkammer 10 hindurch­ geht. Dann subtrahiert die Zentraleinheit 20 die Temperatur der Oberfläche des Schmiedestücks 3, die durch ein Thermometer ge­ messen wird, das an einem Auslaß der Abkühlkammer 10 instal­ liert ist, von dem vorgenannten Meßwert und dividiert anschlie­ ßend das Ergebnis durch das Zeitintervall, in welchem das Schmiedestück 3 in der Abkühlkammer 10 bleibt. Zu dieser Zeit kann das Zeitintervall gewonnen werden, indem die Länge der Ab­ kühlkammer 10 durch die Bewegungsgeschwindigkeit eines Förder­ bandes 1 dividiert wird. Die Länge der Abkühlkammer 10 wird mit Rücksicht auf Anlagenerfordernisse gewählt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes 1 ändert sich zwar, die Bewegungsgeschwindigkeit für dieselben Produkte wird jedoch im Hinblick auf die Produktivität regelmäßig aufrechter­ halten. Infolgedessen ist es möglich, eine feste Bewegungsge­ schwindigkeit des Förderbandes 1 für einzelne Produkte durch die Bearbeitungsnormung festzulegen.

Wenn das Schmiedestück 3 in die Abkühlkammer 10 durch das För­ derband 1 mit einer regelmäßigen Geschwindigkeit eingebracht wird, messen die Thermometer, die an dem Einlaß und an dem Aus­ laß der Abkühlkammer 10 installiert sind, die Temperatur des Schmiedestückes 3 und senden den Temperaturmeßwert zu der Zen­ traleinheit 20. Dann berechnet die Zentraleinheit den Tempera­ turgradienten auf der Basis des Temperaturmeßwertes. Wenn der durch die Zentraleinheit 20 berechnete Temperaturgradient von einem Solltemperaturgradient um einen gewissen Wert von mehr als 30% abweicht, gibt die Zentraleinheit 20 einen Befehl an einzelne Motoren ab zum Beschleunigen oder Verlangsamen eines Einlaßgebläses 8 und eines Auslaßgebläses 5.

Wenn das Schmiedestück 3 nicht in die Abkühlkammer 10 einge­ bracht wird, liefert ein Thermometer 9, das an dem Einlaß der Abkühlkammer 10 installiert ist, einen gewissen Temperaturwert unterhalb von 500°C während eines Zeitintervalls von mehr als zwei Minuten. Demgemäß gibt die Zentraleinheit 20 einen Befehl an Gebläsemotoren ab, um das Einlaßgebläse 8 und das Auslaßge­ bläse 5 während eines gewissen Zeitintervalls zu stoppen, das festgelegt wird, indem zwei Minuten von der Zeit subtrahiert werden, die das Schmiedestück benötigt, um durch die Abkühlkam­ mer 10 hindurchzugehen.

Kalte Luft, die durch das Einlaßgebläse 8 eingeleitet wird, kühlt das Schmiedestück 3 ab, während es durch den Einlaß der Abkühlkammer 10 hindurchgeführt wird. Zu dieser Zeit steigt die Temperatur der Luft an, das Volumen der Luft wird vergrößert. Infolgedessen nimmt die Dichte der Luft ab, und dadurch steigt die Luft nach oben. Da die Höhe einer Decke an dem Einlaß der Abkühlkammer 10 höher ist als die Höhe einer Decke an dem Aus­ laß der Abkühlkammer 10 wird die Luft, die während des Abkühl­ prozesses des Schmiedestückes 3 erwärmt worden ist, gleichmäßig aus der Abkühlkammer 10 abgegeben. Demgemäß kann neue kalte Luft in die Abkühlkammer 10 eingeleitet werden. Es ist weiter möglich, im voraus zu verhindern, daß das Schmiedestück 3 un­ gleichmäßig abkühlt, indem ein Wirbelstrom innerhalb der Ab­ kühlkammer 10 erzeugt wird.

Wegen dieses inneren Aufbaus der Abkühlkammer 10 kann die Luft auf natürliche Art und Weise von dem Einlaß der Abkühlkammer 10 zu dem Auslaß der Abkühlkammer 10 strömen, sofern entweder das Einlaßgebläse 8 oder das Auslaßgebläse 5 in Betrieb ist. Wenn eine Bedienungsperson möchte, daß sich das Schmiedestück 3 mit einer gewissen Abkühlgeschwindigkeit abkühlt, die höher ist als die Abkühlgeschwindigkeit des Schmiedestücks 3, das an Luft ab­ gekühlt wird, ist es erforderlich, die Strömung der Luft zu be­ schleunigen. Demgemäß muß die Bedienungsperson sowohl das Ein­ laßgebläse 8 als auch das Auslaßgebläse 5 in Gang setzen, um eine gewünschte Abkühlgeschwindigkeit zu erzielen.

Eine Luftförderleitung 7 ist an der Decke des Innenraums der Abkühlkammer 10 angebracht. Mehrere Luftdüsen 11 zum Richten der Luft auf das Schmiedestück 3 sind an dem unteren Teil der Luftförderleitung 7 angebracht. Die Zeile der Luftdüsen 11 ist von dem Einlaß der Abkühlkammer 10 zu dem Auslaß der Abkühlkam­ mer 10 nach unten geneigt. Deshalb kühlt Luft, die aus den Luftdüsen 11 eingeleitet wird, das Schmiedestück 3 ab und strömt anschließend auf natürliche Art und Weise zu dem Auslaß der Abkühlkammer 10, wobei sich die Luft erwärmt. Eine oder mehrere Vorrichtungen in Form einer Haube 6, die einen großen inneren Durchmesser hat, kann an der Decke der Abkühlkammer 10 in der Längsrichtung installiert sein, um die Luftzufuhrleitung 7 zu bilden. Alternativ ist es möglich, ein Hauptrohr und ein Abzweigrohr, das mehrere Düsenöffnungen hat, zu benutzen, die wie die Wirbelsäule und die Rippen eines Tieres aneinander be­ festigt sind. Wenn das Hauptrohr und das Abzweigrohr als Luft­ förderleitung 7 benutzt werden, ist es möglich, das Schmiede­ stück 3 in variabler Richtung abzukühlen und die Teile des Schmiedestücks 3 gleich abzukühlen. Die Düsenöffnungen können dabei als Löcher oder Ausschnitte ausgebildet sein, die in dem Abzweigrohr in der Längsrichtung oder in der vertikalen Rich­ tung vorgesehen sind.

Die Luftdüsen 11 leiten die Luft auf das Schmiedestück 3 unter einem Winkel zwischen 10° und 80° und vorzugsweise von 45°, um der Luft zu gestatten, langsam zu dem Auslaß der Abkühlkammer 10 zu strömen. Die Luft muß innerhalb der Abkühlkammer 10 gleichmäßig zirkulieren, um das Schmiedestück 3 gleich abzuküh­ len, wenn es sich längs des Förderbandes 1 bewegt. Die Abküh­ lungsgeschwindigkeit des Schmiedestückes 3 kann dann leicht ge­ steuert werden. Die Luft kann jedoch bei einem Einleiten unter einem Winkel von weniger als 10° oder von mehr als 80° nicht gleichmäßig strömen.

Im allgemeinen ändert sich die Abkühlungsgeschwindigkeit, die während des Abkühlens des mittleren unabgeschreckten und ange­ lassenen Stahls an Luft erzielt wird, gemäß der Größe des Schmiedestückes 3. Wenn jedoch das Gewicht des unabgeschreckten und angelassenen Stahls 1 bis 20 kg beträgt, beträgt die Abküh­ lungsgeschwindigkeit 30 bis 80°C/min.

Die Abkühlungsgeschwindigkeit bei einer beschleunigten Abküh­ lung unter Verwendung der Zwangsbelüftung ändert sich gemäß der Leistung des Motors und der Größe des Schmiedestückes 3. Die Abkühlungsgeschwindigkeit von 50 bis 160°C/min ist jedoch er­ wünscht, um den unabgeschreckten und angelassenen Stahl zu küh­ len. Wenn ein unabgeschreckter und angelassener Bainit-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt als Ausgangsmaterial benutzt wird, muß er mit der Abkühlungsgeschwindigkeit von 120 bis 250 °C/min abgekühlt werden, d. h. mit der Abkühlungsgeschwindig­ keit, die für den Halbabschreckprozeß benutzt wird. Es ist in diesem Fall erforderlich, eine zusätzliche Kühlwasserförderlei­ tung zu installieren, um Wasser oder Nebel neben der Luftför­ derleitung 7 einzuleiten.

Die Thermometer 4, 9, 12 machen bei der Messung der Temperatur aufgrund des Dampfes in der Kühlkammer 10 einen Fehler. Ein In­ frarotthermometer, das in den vergangenen Jahren entwickelt worden ist, kann das obige Problem lösen. Wenn ein Fotosensor zum Messen der Temperatur benutzt wird, ist es erforderlich, ein zusätzliches Luftförderrohr in einer Position neben den Temperatursensoren zu installieren, um einen Meßfehler zu be­ seitigen. Eine Gasschicht, die zwischen den Temperatursensoren und dem Schmiedestück 3 gebildet wird, kann beseitigt werden, indem das Luftförderrohr installiert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, um die Abkühlungsge­ schwindigkeit gleichmäßig zu steuern, zusätzliche Thermometer in Sollpositionen in dem Abschnitt zwischen 1/10 und 1/3 der Strecke zwischen dem Einlaß der Abkühlkammer 10 und dem Auslaß der Abkühlkammer 10 installiert. Die Abkühlungsgeschwindigkeit wird sekundär auf der Basis des Wärmegradienten in den Sollpo­ sitionen gesteuert. Es ist demgemäß möglich, die Abkühlungsge­ schwindigkeit wirksam zu steuern.

Ein innerer Temperatursensor 12 muß in einer Sollposition in dem Abschnitt zwischen 1/10 und 1/3 der Strecke zwischen dem Einlaß der Abkühlkammer 10 und dem Auslaß der Abkühlkammer 10 installiert sein, weil sich die Abkühlungsgeschwindigkeit in­ nerhalb des Abschnitts linear ändert und es dadurch möglich ist, genaue Daten zu erzielen, die der Steuerung der Abküh­ lungsgeschwindigkeit angepaßt sind.

Wenn der innere Temperatursensor 12 in einer Position vorder­ halb des oben beschriebenen Abschnitts installiert ist, ist der Temperaturgradient klein und ändert sich schnell. Wenn der in­ nere Temperatursensor 12 in einer Position hinter dem genannten Abschnitt installiert ist, ändert sich die Abkühlungsgeschwin­ digkeit gemäß einer Kurve. Genauer gesagt, die Abkühlungsge­ schwindigkeit ändert sich in dem Temperaturbereich zwischen 625 und 700°C aufgrund der Transformation des Schmiedestückes 3 unregelmäßig. Schließlich, wenn der innere Temperatursensor 12 in einer Position hinter dem Punkt von 2/3 der Strecke zwischen dem Einlaß der Abkühlkammer 10 und dem Auslaß der Abkühlkammer 10 installiert ist, ändert sich die Abkühlungsgeschwindigkeit langsam, und der Wärmegradient gemäß der Bewegungsstrecke ist klein.

Wenn die Abkühlkammer 10 eine große Länge hat oder wenn ein Solltemperaturgradient niedrig ist, ist es erwünscht, eine Vielzahl von Thermometern in den Positionen zwischen dem Einlaß der Kühlkammer 10 und dem Auslaß der Kühlkammer 10 zu instal­ lieren. Es ist dann möglich, die Abkühlungsgeschwindigkeit prä­ zise zu steuern.

Das Einlaßgebläse 8 und das Auslaßgebläse 5 für die beschleu­ nigte Abkühlung, die an dem Einlaß der Abkühlkammer 10 bzw. an dem Auslaß der Abkühlkammer 10 installiert sind, werden durch Gleichstrommotoren angetrieben. Demgemäß können die Antriebsge­ schwindigkeit des Einlaßgebläses 8 und des Auslaßgebläses 5 leicht gesteuert werden, und die Ansprechgeschwindigkeiten sind schnell.

Da ein Isolierteil an einer Wand der Abkühlkammer 10 befestigt ist, wird die Wärme der Abkühlkammer 10 nicht auf den Arbeits­ platz übertragen. Demgemäß wird die Umgebung des Arbeitsplatzes nicht verschlechtert, und die gesteuerte Kühlung zum langsamen Abkühlen des Schmiedestückes 3 kann erfolgen. Das Isolierteil ist ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt worden ist, die aus Asbest, einem Glimmermaterial, Keramik und einer Vielfalt von Isoliermaterialien besteht.

Wenn die Luft in die Abkühlkammer 10 geleitet wird, indem ein Motor mit konstanter Drehzahl oder ein Kompressor benutzt wird, ist es möglich, die Abkühlungsgeschwindigkeit zu steuern, indem ein Steuerventil zum Steuern des Luftdurchsatzes in einer Posi­ tion benutzt wird, in welcher der Motor oder der Kompressor mit der Luftförderleitung 7 verbunden ist. Dieses Verfahren eignet sich für die gesteuerte Kühlung zum langsamen Abkühlen des Schmiedestückes 3.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im De­ tail erläutert.

Beispiel

Unter den Bauteilen einer endlosen Raupenkette von schwerem Ge­ rät wird eine Raupenkettenrolle zum Abstützen von Gewicht des schweren Geräts auf der endlosen Raupenkette hergestellt durch Verschweißen eines mittleren Teils, der durch zwei Schmiede­ schalen erzeugt wird, nach der Schmiedebehandlung und der ma­ schinellen Bearbeitung der beiden Schmiedeschalen, die bereits vorbereitet worden sind. Zu dieser Zeit wird ein Schmiedestück, das ein Gewicht von 17 kg hat, aus einem unabgeschreckten und angelassenen und nicht aus einem abgeschreckten und angelasse­ nen Stahl hergestellt. Die Temperatur zum Erwärmen des Schmie­ destückes wird in dem Temperaturbereich zwischen 1200 und 1250 °C zu der Zeit gehalten, zu der die Temperatur in dem Ofen in dem Temperaturbereich zwischen 1390 und 1400°C gehalten wird. Nach dem Ausführen des Schmiedeprozesses wird die Temperatur zum Erwärmen des Schmiedestückes in dem Temperaturbereich zwi­ schen 900 und 500°C gehalten.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Erwärmen und Abkühlen von mittlerem abgeschreckten und angelassenem Stahl und ein Steuersystem der Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens veranschaulicht.

Tabelle 2

Gemäß der Darstellung in Tabelle 2 beträgt, wenn ein mittlerer unabgeschreckter und angelassener Stahl auf der Basis der Zwangsbelüftung abgekühlt wird, die Abkühlungsgeschwindigkeit etwa 60 bis 80°C/min. Das Gefüge des Metalls, das schließlich erzielt wird, wird ein Ferrit-Perlit-Gefüge, und die Korngröße desselben ist ASTM Nr. 5 bis 6.

Wenn der mittlere unabgeschreckte und angelassene Stahl an Luft abgekühlt wird, beträgt seine Abkühlungsgeschwindigkeit etwa 37 bis 41°C/min. Das Gefüge des Metalls, das schließlich erhalten wird, wird ein Ferrit-Perlit-Gefüge, und die Korngröße dessel­ ben ist ASTM Nr. 1 bis 3. Dabei ist der Bruchteil der Ferrit- Phase in dem Metall niedriger als der der Ferrit-Phase in einem Stahl. Das Korn des Metalls ist grob und groß.

Wenn eine große Menge von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl auf dieselbe Art und Weise wie bei einem allgemeinen Warmschmiedeprozeß abgekühlt wird, ist die Abkühlungsgeschwin­ digkeit niedriger als der oben beschriebene Wert.

Die Differenz zwischen der Abkühlungsgeschwindigkeit und dem Wert wird vergrößert. Angesichts der Tatsache, daß die Dicke der Zelle 50 mm beträgt ist dieses Ergebnis dasselbe wie das Ergebnis, das in einer Publikation mit dem Titel HEAT TREAT- MENT, Band 20, Nr. 7, herausgegeben von der Japan Heat Treat­ ment Engineering Association, beschrieben ist. Gemäß dieser Pu­ blikation ist, wenn unabgeschreckter und angelassener Stahl einen Durchmesser von 20 mm hat, die Abkühlungsgeschwindigkeit desselben 80° C/min. Wenn der unabgeschreckte und angelassene Stahl einen Durchmesser von 40 mm hat, beträgt seine Abküh­ lungsgeschwindigkeit 44°C/min. Wenn der unabgeschreckte und angelassene Stahl einen Durchmesser von 70 mm hat, beträgt seine Abkühlungsgeschwindigkeit 27°C/min.

Wenn ein Schmiedestück durch das Einspritzen von Kühlwasser ab­ gekühlt wird, hat es eine Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 150 und 174°C/min. Wenn das Schmiedestück unter Verwendung von siedendem Wasser abgekühlt wird, hat es eine Abkühlungsge­ schwindigkeit zwischen 105 und 129°C/min. Wenn ein oberer Bai­ nit und ein unterer Bainit an der Oberfläche existiert, wird die Abkühlungsgeschwindigkeit vergrößert. Statt dessen kann ein gemischtes Gefüge, das aus dem oberen Bainit und dem Perlit- Ferrit besteht, in dem tiefen Teil vorhanden sein. Wenn die Ab­ kühlungsgeschwindigkeit in diesem Fall ansteigt, wird die Menge an Bainit vergrößert.

Demgemäß läßt sich ein Prozeß zum Abkühlen des unabgeschreckten und angelassenen Stahls durch Einspritzen von Nebel durch die Temperatur des Wassers, eine Vermischungsgeschwindigkeit von Nebel und Luft, einen Druck zum Einspritzen des Nebels und den Durchsatz leicht steuern. Das Schmiedestück wird zwar mit der­ selben Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt, die Abkühlungsge­ schwindigkeit des Schmiedestückes ändert sich jedoch, weil eine Phasentransformation des Schmiedestückes während der Abkühlung des Schmiedestückes auftritt.

Gemäß der Erfindung tritt die Phasentransformation des unabge­ schreckten und angelassenen Stahls in dem Temperaturbereich zwischen 700 und 625°C auf. In diesem Temperaturbereich wird die Austenit-Phase die Ferrit-Phase und die Perlit-Phase.

Wenn das Schmiedestück abgekühlt wird, indem der oben beschrie­ bene Abkühlungsprozeß in der Abkühlkammer 10 durchgeführt wird, ist die Temperatur eines Schmiedeformwerkzeugs niedrig, und die Temperatur des Schmiedestückes ist nach dem Ausführen des Ab­ gradprozesses unregelmäßig. Demgemäß kann das Schmiedestück nicht auf eine Temperatur abgekühlt werden, bei welcher eine gewünschte physikalische Eigenschaft erzielt wird. Zur Lösung dieses Problems wird das Schmiedestück auf die Temperatur zwi­ schen 900 und 950°C erneut erwärmt.

Danach wird das Schmiedestück abgekühlt. Dadurch ist es mög­ lich, die gewünschte physikalische Eigenschaft zu erzielen.

Die Temperatur der Oberfläche des Schmiedestückes wird durch das Thermometer gemessen, das an dem Auslaß der Abkühlkammer 10 installiert ist. Ein durch das Thermometer gemessener Tempera­ turwert wird zu der Zentraleinheit 20 übermittelt. Die Zen­ traleinheit 20 berechnet dann den Wert zusammen mit einem wei­ teren Wert, der durch das Thermometer gemessen wird, das an dem Einlaß der Abkühlkammer 10 installiert ist. Anschließend stellt die Zentraleinheit 20 fest, ob der Temperaturgradient in der Abkühlkammer 10 passend ist oder nicht, und gibt ein Steuersi­ gnal an den Motor ab.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl und bei der Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Temperatur des Schmiedestückes in der Abkühlkammer 10 sowie an dem Einlaß und an dem Auslaß der Abkühlkammer 10 gemessen. Es ist demgemäß möglich, den Motor präzise zu steuern und den gleichmäßigen Temperaturgradienten aufrechtzuerhalten. Es ist infolgedessen möglich, am Schluß ein Schmiedestück zu erzeugen, das eine gleichmäßige Qualität hat.

Die vorliegende Erfindung löst die Probleme wie Wachstum des Korns aufgrund von Übererwärmung, Zähigkeitsabnahme, Oberflä­ chenentkohlung, Festigkeitsdifferenz aufgrund der ungleichen Abkühlungsgeschwindigkeit und der Transformation durch Steuern des Erwärmungsprozesses und des Abkühlungsprozesses des Schmie­ destückes. Weiter können die Fertigungskosten, die zum Ausfüh­ ren der Schmiedebearbeitung erforderlich sind, reduziert wer­ den. Darüber hinaus ist es möglich zu verhindern, daß die Umge­ bung verunreinigt wird, und eine gleiche Abküh­ lungsgeschwindigkeit zu erzielen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

S1) Erwärmen des unabgeschreckten und angelassenen Stahls auf eine Temperatur zwischen 1150 und 1300°C in einem Wärmofen (15) und Warmschmieden des unabgeschreckten und angelassenen Stahls, um ein Schmiedestück (3) herzustellen;
S2) Steuern einer Temperatur des Schmiedestückes (3) bei einer Temperatur unter 100°C während des Transports des Schmiede­ stückes (3) zu einer Abkühlkammer (10) unter Verwendung eines Förderbandes (1); und
S3) Abkühlen des Schmiedestückes (3), wobei die Abkühlungsge­ schwindigkeit, des Schmiedestückes (3) durch eine Zentralein­ heit (20) gesteuert wird, um einen Temperaturgradienten des Schmiedestückes (3) auf einem Solltemperaturgradienten zu hal­ ten, während das Schmiedestück (3) durch die Abkühlkammer (10) hindurchgeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schritten S2) das Steuern der Temperatur des Schmiedestüc­ kes (3) erfolgt durch Steuern einer Strecke zwischen einem Aus­ laß des Wärmofens (15) und einem Einlaß der Abkühlkammer (10) und durch Steuern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Förderers (1).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schritten S3) die Temperatur des Schmiedestückes (3) durch die Zentraleinheit (20) so gesteuert wird, daß der Tempe­ raturgradient des Schmiedestückes (3) in einem Bereich unter 30 % im Vergleich mit dem Solltemperaturgradient gehalten wird.

4. Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen von unabgeschrecktem und angelassenem Stahl, gekennzeichnet durch:
einen Wärmofen (15), der mit einem Temperatursensor (16) zum Messen einer Temperatur eines Schmiedestückes (3) an seinem Auslaß versehen ist;
eine Abkühlkammer (10), die einen Einlaß, einen Auslaß, eine Kühleinrichtung (17), die in einem oberen Teil derselben in­ stalliert ist, und mehrere darin installierte Temperatursenso­ ren (4, 9, 12) aufweist, wobei die Breite des Einlasses größer ist als die des Auslasses; und
eine Zentraleinheit (20) zum Steuern der Kühleinrichtung (17) durch Empfangen von Signalen, die von den Temperatursensoren (4, 9, 12) geliefert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (17) ein Einlaßgebläse (8), das an dem Einlaß der Abkühlkammer (10) installiert ist, und ein Auslaßgebläse (5), das an dem Auslaß der Abkühlkammer (10) installiert ist, aufweist, wobei das Einlaßgebläse (8) und das Auslaßgebläse (5) durch die Zentraleinheit (20) gesteuert werden und wobei das Einlaßgebläse (8) an eine Luftförderleitung (7) und an mehrere Luftdüsen (11) in Reihe angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßgebläse (8) und das Auslaßgebläse (5) durch Gleichstrom­ motoren angetrieben werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftförderleitung (7) so nach unten geneigt ist, daß ein Ende der Luftförderleitung (7), das an dem Einlaß der Ab­ kühlkammer (10) angeordnet ist, niedriger ist als das andere Ende der Luftförderleitung (7), das an dem Auslaß der Abkühl­ kammer (10) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Kühlwasserförderleitung zum Einleiten von Wasser oder Nebel an der Luftförderleitung (7) installiert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Luftdüsen (11) Luft auf das Schmiedestück (3) auf dem Förderer (1) unter einem Winkel zwischen 10° und 80° leiten.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Zeile der Luftdüsen (11) so geneigt ist, daß eine Höhe der Luftdüse (11), die an dem Auslaß der Abkühl­ kammer (10) angeordnet ist, größer ist als die der Luftdüse (11), die an dem Einlaß der Abkühlkammer (10) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaßtemperatursensor (9) an dem Einlaß der Abkühlkammer (10) installiert ist, daß ein Temperatursensor (12) der Kühleinrichtung in einer Sollposition in dem Abschnitt zwischen 1/10 und 1/3 der Strecke zwischen dem Einlaß der Ab­ kühlkammer (10) und dem Auslaß der Abkühlkammer (10) instal­ liert ist und daß der Auslaßtemperatursensor (4) an dem Auslaß der Abkühlkammer (10) installiert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abkühlkammer (10) eine geneigte Decke hat und daß die Höhe des Einlasses der Abkühlkammer (10) niedriger ist als die des Auslasses der Abkühlkammer (10).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abkühlkammer (10) eine Wand aufweist, die aus Wärmeisoliermaterial besteht.