DE665608C

DE665608C - Method and device for the production of colored and hardened steel strip, in particular for the production of razor blades

Info

Publication number: DE665608C
Application number: DEG87650D
Authority: DE
Original assignee: Gillette Safety Razor Co
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 1934-03-16
Filing date: 1934-03-16
Publication date: 1938-09-29

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gefärbtem und gehärtetem Bandstahl, insbesondere für die Herstellung von Rasierklingen Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung des den Gegenstand des Patents 662 ..j.73 bildenden Verfahrens zur Erzeugung von blau gefärbtem und gehärtetem Bandstahl, insbesondere für die Herstellung von Rasierklingen, das darin besteht, daß das zu härtende Stahlband vor dem Abschrecken und etwaigen Anlassen auf die Härtetemperatur in einem durch Wasserdampf oxydierend wirkenden Gasgemisch erhitzt wird, welches ein durch Wasserstoff reduzierend wirkendes Gas in einem Verhältnis enthält, claß es auf dem Stahlband einen blauen Überzug von Eisenoxydul erzeugt. Wie bereits im Hauptpatent ausgeführt, ist es für die Durchführung dieses Verfahrens, welches die Blaufärbung der Rasierklingen und anderer Messerwaren gleichzeitig mit der Härtung auf einfache Weise ohne Verzögerung des Härtevorganges und ohne Beeinträchtigung der Härte unter gleichzeitiger Ausnutzung der Härtetemperatur für die Blaufärbung ermöglicht, vorteilhaft, das Gasgemisch in dem vom Stahlband durchwanderten Glühofen in Gestalt eines Stromes in der Vorschubvorrichtung des Stahlbandes an diesem entlang zu führen und den Gasstrom nach erfolgtem Entlangführen erst in einer Entfernung von dem Stahlband verbrennen zu lassen, um eine den Glanz und das Aussehen des blauen Films gegebenenfalls beeinträchtigende Einwirkung der Verbrennungsflamme auf das Stahlband zu vermeiden. Um die Verhinderung einer solchen schädlichen Einwirkung in noch höherem Maße zu gewährleisten, besteht das Neue der Erfindung darin, daß das Gasgemisch zum wesentlichen Teil bereits verbrannt wird, bevor es überhaupt in Berührung mit dem Stahlband gelangt, und erst die Verbrennungsgase mit dein erhitzten Band zusammengeführt werden. Hierbei kann die gesonderte Verbrennung des Gasgemisches leicht so geregelt werden, daß die Verbrennungsgase den oxydierend wirkenden Wasserdampf und den reduzierend wirkenden Wasserstoff in dem für die Erzeugung des blauen Films richtigen Mischungsverhältnis enthalten und jeder ungünstige Einfluß der Verbrennung auf den zu erzeugenden blauen Film mit Sicherheit vermieden wird. Um eine möglichst innige und gleichmäßige Einwirkung der Verbrennungsgase auf das Stahlband zu erzielen, werden die Verbrennungsgase durch eine enge Eintrittsöffnung des Glühofens gemeinsam mit dem Stahlband in die Muffel des Ofens eingeführt. Eine weitere wesentliche Förderung der Gleichförmigkeit des Verfahrens und der Wirktüigw der Verbrennungsgase auf das Stahlband kann noch durch Verwendung einer zwischen der Verbrennungskammer für das Gasgemisch und dem Glühofen angeordneten Vorkamm--r erzielt werden, deren Anschluß an das Austrittsende derVerbrennungskammer zu ihrem Anschluß an die Eintrittsöffnung der Glühmuffel so gewinkelt ist, daß die aus der Verbrennungskammer kommenden Gase innerhalb der Vorkammer in einer zur Vorschubbahn des gleichfalls durch diese Vorkammer hindurchgeführten Stahlbandes gewinkelten Bahn auf die Schmalseite des Bandes treffen.Method and apparatus for producing colored and hardened steel strip, in particular for the manufacture of razor blades The invention aims at a further improvement of the object of the patent 662 ..j.73 forming process for the production of blue-dyed and tempered steel strip, in particular for the production of Razor blades, which consists in heating the steel strip to be hardened to the hardening temperature before quenching and possibly tempering in a gas mixture which is oxidizing by water vapor and which contains a gas which is reducing by hydrogen in a ratio such that it has a blue coating on the steel strip produced by iron oxide. As already stated in the main patent, it is advantageous for the implementation of this process, which enables the razor blades and other cutlery to be colored blue at the same time as hardening in a simple manner without delaying the hardening process and without impairing the hardness while at the same time utilizing the hardening temperature for the blue coloring, to lead the gas mixture in the annealing furnace through which the steel band wandered in the form of a stream in the feed device of the steel band along this and after it has been passed along, to let the gas stream burn only at a distance from the steel band in order to reduce the gloss and appearance of the blue film if necessary to avoid harmful effects of the combustion flame on the steel strip. In order to ensure the prevention of such a harmful effect to an even higher degree, the novelty of the invention is that the gas mixture is largely burned before it even comes into contact with the steel strip, and only the combustion gases are brought together with the heated strip will. The separate combustion of the gas mixture can easily be regulated so that the combustion gases contain the oxidizing water vapor and the reducing hydrogen in the correct mixing ratio for the generation of the blue film and any unfavorable influence of the combustion on the blue film to be generated is avoided with certainty will. In order to achieve the most intimate and uniform effect of the combustion gases on the steel strip, the combustion gases are introduced into the muffle of the furnace together with the steel strip through a narrow inlet opening of the annealing furnace. A further essential enhancement of the uniformity of the process and the effectiveness of the combustion gases on the steel strip can be achieved by using an antechamber arranged between the combustion chamber for the gas mixture and the annealing furnace, the connection of which to the outlet end of the combustion chamber to its connection to the inlet opening the annealing muffle is angled so that the gases coming from the combustion chamber hit the narrow side of the belt in a path that is angled to the feed path of the steel strip, which is also passed through this antechamber.

Auf der Zeichnung ist zur Durchführung des Verfahrens eine geeignete Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.The drawing shows a suitable one for carrying out the procedure Device shown in one embodiment.

Abb. i veranschaulicht die Vorrichtung in teilweise geschnittener Aufsicht.Fig. I illustrates the device in partially sectioned At sight.

Abb.2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht.Figure 2 is a partially sectioned side view.

Abb.3 ist in vergrößertem Masstabe ein Längsschnitt durch die Misch- und Brennkammer, und Abb. .I ist ein Querschnitt nach Linie 4-4 der Abb.3.Fig. 3 is, on an enlarged scale, a longitudinal section through the mixing and combustion chamber, and Fig. .I is a cross-section along line 4-4 of Fig.3.

Die Vorrichtung ist auf einem Tisch oder Gestell io aufgebaut, das an einem Ende finit einer Konsole 12 für die Vorratsrolle 14, von der der Streifenstahl abgezogen wird, und am anderen Ende mit einer Konsole 16 für die Rolle 18 versehen ist, auf die der behandelte Streifenstahl wieder aufgewickelt wird. Der Stahlstreifen wird durch die Vorrichtung unter Spannung durch ein Paar Vorziehrollen 2o hindurchgeführt, die mit der erforderlichen Geschwindigkeit durch eine nicht dargestellte Vorrichtung bekannter Art angetrieben werden. Auf dem Wege von der Vorratsrolle i.1 nach der Aufwickelrolle 18 wird der Stahlstreifen in einer geradlinigen Bahn nacheinander durch eine Gaskammer 22, eine Heizvorrichtung 32, Kühlplatten 62 und eine Anlaßvorrichtung 64 geführt. Diese Teile sind in einer geraden Linie hinter- und dicht beieinander auf dem Tisch oder Gestell io angeordnet, so das der Streifen ohne Unterbrechung unmittelbar durch die aufeinanderfolgenden Teile hindurchgehen kann.The device is built on a table or frame that at one end finitely a console 12 for the supply roll 14, from which the strip steel is withdrawn, and provided at the other end with a bracket 16 for the roller 18 on which the treated steel strip is rewound. The steel strip is passed through the device under tension by a pair of pulling rollers 2o, the at the required speed by a device not shown known type are driven. On the way from the supply roll i.1 to the Take-up reel 18 is the steel strip in a rectilinear path one after the other by a gas chamber 22, a heater 32, cooling plates 62 and a starting device 64 led. These parts are in a straight line behind and close together arranged on the table or frame, so that the strip is uninterrupted can pass directly through the successive parts.

Die Gaskammer 22 besitzt ein T-förmiges Gehäuse mit einer schräg geneigten Zwischenwand 24. Diese unterteilt das Gehäuse zwischen seinen beiden Enden und ist mit einem Schlitz versehen, der eine Einlaßöffnung für den Durchtritt des Stahlstreifens 15 bildet." Der seitliche Einlaß der Kammer ist nach hinten gerichtet und mit Innengewinde für die Verbindung mit der Ver-'.brennungskammer 38 versehen. Das innere nde des T-förmigen Gehäuses ist mit Außen-'gewinde versehen zum Aufschrauben einer Muffe 28, die zur Verbindung der Gaskammer mit einer verlängerten Muffel 3o der Heizvorrichtung 32 dient. Die :Muffel 3o der Heizvorrichtung 32 wird in geeigneter Weise, beispielsweise durch Gas oder Elektrizität, auf einer über dem unteren kritischen Punkt des zu behandelnden Stahles, z. B. über 76o° C liegenden Temperatur gehalten, so daß der Stahlstreifen bei seinem Durchgang durch die Muffel auf diese Temperatur erhitzt wird.The gas chamber 22 has a T-shaped housing with an obliquely inclined Partition 24. This divides the housing between its two ends and is provided with a slot providing an inlet opening for the passage of the steel strip 15. "The side inlet of the chamber is directed backwards and with an internal thread for connection to the combustion chamber 38. The inner end of the The T-shaped housing is provided with an external thread for screwing on a sleeve 28, which is used to connect the gas chamber with an extended muffle 3o of the heating device 32 is used. The: muffle 3o of the heating device 32 is in a suitable manner, for example by gas or electricity, at one above the lower critical point of the too treating steel, e.g. B. held above 76o ° C temperature so that the Steel strip heated to this temperature as it passed through the muffle will.

Der Einlasstutzen 26 der Gaskammer 22 ist durch ein Verbindungsstück 34 und Rohr 36 mit dem Auslaßende der Verbrennungskammer 38 verbunden. Die Kammer besitzt an diesem Ende eine quadratische Stirnwand 40, in die das Rohrstück 36 geschraubt ist, während die andere quadratische Stirnwand 42 mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Brenners 5o v ersehn ist. Die Seitenwände der Verbrennungskammer sind rechteckig, und innerhalb der Kammer ist eine Muffel vorgesehen, die durch ein Paar längliche Porzellanhülsen .f6 gebildet wird. Diese besitzen einen rechteckigen Querschnitt gemäß Abb. d und sind hintereinander zwischen den Stirnwänden q.o und 42 der Verbrennungskammer angeordnet. Der Raum zwischen den Außenwänden der Verbrennungskammer und den Hülsen .f6 ist mit hitzebeständigem und isolierendem Stoff 44 angefüllt, beispielsweise mit Asbest, in welchem Abstandshalter 45 eingebettet sein können. Die Röhren 46 sind außen mit Gewindegängen versehen, auf die ein Widerstandsdraht 48 aufgewickelt ist, durch den die Verbrennungskanirner auf eine über dem Zündungspunkt des zu verbrennenden Gasgemisches liegende Temperatur gehalten werden kann.The inlet port 26 of the gas chamber 22 is through a connector 34 and tube 36 connected to the outlet end of the combustion chamber 38. The chamber has at this end a square end wall 40 into which the pipe section 36 is screwed is, while the other square end wall 42 with an opening for receiving a burner 5o is anticipated. The side walls of the combustion chamber are rectangular, and within the chamber there is provided a muffle elongated by a pair Porcelain sleeves .f6 is made. These have a rectangular cross-section according to Fig. d and are one behind the other between the end walls q.o and 42 of the combustion chamber arranged. The space between the outer walls of the combustion chamber and the sleeves .f6 is filled with heat-resistant and insulating material 44, for example with asbestos, in which spacers 45 can be embedded. The tubes 46 are provided on the outside with threads on which a resistance wire 48 is wound is by which the incineration canister to one above the ignition point of the to be burned Gas mixture lying temperature can be maintained.

Der Brenner oder die Mischdüse 5o ist mit einem verengten Auslas versehen, der sich durch die Stirnwand q.2 der Verbrennungskammer in das Innere derselben erstreckt. Däs äußere Ende der Mischdüse ist durch eine durchbohrte Platte 52 geschlossen, in welche das Ende eines Gasrohres 54 eingeschraubt ist. Der Brenner ist auf seinem Umfang mit Eintrittsöffnungen 55 für die Luft versehen sowie mit einer Umfangsnut zur Aufnahme eines mit Öffnungen versehenen Ringes 56, durch dessen Verdrehung gegenüber dem Umfang des Brenners 5o der Durchgangsquerschnitt der Einlaßöfnungen geregelt werden kann. Die Hülsen .46 sind an den aneinanderliegenden Enden eingeschnitten, so daß in der Mitte der Mischkammer eine seitliche Öffnung :gebildet wird, von der ein Rohr oder Kanal 58 nach außen führt. Der Kanal 58 kann durch einen Schieber 6o o. dgl. außen ganz oder teilweise geschlossen werden, so daß es möglich ist, den durch den Kanal 58 aus der Mischkammer entweichenden Betrag an brennenden Gasen unabhängig von dem Brenngemisch zu regeln, welches der Brennkammer durch den Brenner 5o zugeführt wird. Das durch den Brenner zugeführte Brenngemisch wird entzündet und brennt mit einer Flamme, die sich nach innen in - die Mischkammer erstreckt. Die Gase dieser Verbrennung werden weiterhin in der Kammer erhitzt, die durch die Widerstandsdrähte d8 auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird, und dann gelangen die heißen Verbrennungsgase durch das Verbindungsrohr 36 über die Kammer 2-2 in die Muffel 30 der Heizvorrichtung 32. Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit dieser Vorrichtung wird dem Brenner 50 Leuchtgas zugeführt, aus dem es in die Verbrennungskammer 38 gelangt und eine geregelte Menge Luft durch die Öffnungen 55 ansaugt. Das Innere der Verbrennungskammer wird auf eine oberhalb des Zündungspunktes des Gases liegende Temperatur gehalten, so daß das Gas unmittelbar nach Verlassen des Brenners entzündet und mit einer Flamme verbrannt wird, die die Kammer vollständig ausfüllt, und in das Rohrstück 36 treten kann. Die -\'ertirennungsgase treten aus der Verbrennungskammer durch das Verbindungsstück 3.I in die Zwischen- oder Gaskammer 22. Der Druck des so gelieferten Gases und seine Zusammensetzung werden bis zu einem gewissen Grade durch Öffnen oder Schließen der Öffnungen 55 sowie ferner durch den Schieber 6o in der oberen Wand der Verbrennungskammer geregelt. Die Verbrennungsgase gelangen uns', auf den Stahlstreifen 15, der durch einen schmalen Schlitz der Zwischenwand 2d. in die Muffel 30 geführt wird. Durch die Zwischenwand 2.4 wird der Gasström nach dein Ofen 32 hin abgelenkt und gelangt mit dem Streifen i 5 durch einen Schlitz 7o in <las Ende der IIuffel3o, so daß er den Streifen bei seinem Durchgang durch die erhitzte Muffel umhüllt, in der der Stahlstreifen auf einer über seinem unteren kritischen Punkt, beispielsweise 76o°, liegenden Temperatur gehalten wird.The burner or mixing nozzle 5o is provided with a narrowed outlet which extends through the end wall q.2 of the combustion chamber into the interior thereof. The outer end of the mixing nozzle is closed by a perforated plate 52 into which the end of a gas pipe 54 is screwed. The burner is provided on its circumference with inlet openings 55 for the air as well as with a circumferential groove for receiving a ring 56 provided with openings, by the rotation of which relative to the circumference of the burner 5o the passage cross-section of the inlet openings can be regulated. The sleeves .46 are cut at the ends lying against one another, so that a lateral opening is formed in the center of the mixing chamber, from which a pipe or channel 58 leads to the outside. The channel 58 can be closed completely or partially on the outside by a slide 6o or the like, so that it is possible to regulate the amount of burning gases escaping through the channel 58 from the mixing chamber independently of the combustion mixture which the combustion chamber passes through Burner 5o is supplied. The combustion mixture supplied by the burner is ignited and burns with a flame that extends inwards into the mixing chamber. The gases from this combustion continue to be heated in the chamber maintained at an elevated temperature by the resistance wires d8, and then the hot combustion gases enter the muffle 30 of the heater 32 through the connecting pipe 36 via the chamber 2-2 of the method according to the invention with this device, illuminating gas is fed to the burner 50, from which it passes into the combustion chamber 38 and a regulated amount of air is drawn in through the openings 55. The interior of the combustion chamber is kept at a temperature above the ignition point of the gas so that the gas is ignited immediately after leaving the burner and burned with a flame which completely fills the chamber and can pass into the pipe section 36. The separation gases exit the combustion chamber through the connector 3.I into the intermediate or gas chamber 22. The pressure of the gas thus supplied and its composition are controlled to a certain extent by opening or closing the openings 55 and also by the valve 6o regulated in the upper wall of the combustion chamber. The combustion gases reach us' on the steel strip 15, which passes through a narrow slot in the partition 2d. is guided into the muffle 30. The gas flow is deflected by the partition 2.4 towards the furnace 32 and passes with the strip i 5 through a slot 7o in the end of the IIuffel3o, so that it envelops the strip as it passes through the heated muffle in which the steel strip opens a temperature above its lower critical point, for example 76o °, is maintained.

Es ist ersichtlich, daß der Streifen und die Verbrennungsgase zuerst in der Gaskammer 22 zusammengebracht werden und dann gleichzeitig aus dieser Kammer in das Eintrittsende der -Muffel 30 gelangen. Bei seinem Durchgang durch die Muffel wird der Stahlstreifen 15 in der oben bereits beschriebenen Weise oxydiert. Der derart gefärbte Streifen gelangt aus dem Ofen 32 unmittelbar zwisehen die Abschreckplatten 62, die zweckmäßig wassergekühlt sind und ständig eine Härtung des Streifens bewirken, während er durch sie hindurchgeht. Der gehärtete und gefärbte Streifen gelangt hierauf in den Ofen 64., wo er auf eine Temperatur erhitzt wird, die den die Platten 62 mit sehr großer Härte verlassenden Stahlstreifen so weit anläßt, wie es für den betreffenden Verwendungszweck des Stahles am besten ist.It can be seen that the strip and the combustion gases are first brought together in the gas chamber 22 and then simultaneously pass from this chamber into the entry end of the muffle 30. As it passes through the muffle, the steel strip 15 is oxidized in the manner already described above. The strip colored in this way comes out of the furnace 32 directly between the chill plates 62, which are expediently water-cooled and continuously cause the strip to harden as it passes through them. The hardened and colored strip is then passed into the furnace 64, where it is heated to a temperature which will temper the steel strip leaving the plates 62 with very great hardness as far as is best for the intended use of the steel.

Durch die Vorschub- oder Vorziehrollen 20 wird der von der Vorratsrolle 14 kommende Streifen unter Spannung gesetzt und dadurch während seiner Erhitzung und Oxydation im Ofen 32 in glatter und flacher Lage gehalten. Hierdurch wird die Bildung eines glatten, ununterbrochenen und gleichmäßigen Oberflächenbezuges unterstützt.The feed or pull-out rollers 20 are used to remove the from the supply roll 14 upcoming strips put under tension and thereby during its heating and oxidation held in furnace 32 in a smooth and flat position. This will make the Supports the formation of a smooth, uninterrupted and even surface reference.

Claims

PATE'S PRLCFIe: i. Process according to patent 662a73 for the production of colored and hardened steel strip, in particular for the production of razor blades, in which the steel strip to be hardened is heated to the hardening temperature before quenching and possible tempering in a gas mixture which has an oxidizing effect due to water vapor and which has a reducing effect due to hydrogen Contains gas in a proportion that it produces a blue coating of iron oxide on your steel hand, characterized in that the gas mixture is largely burned before it comes into contact with the steel strip and only the combustion gases are brought together with the heated strip. Device for carrying out the method according to claim a, wherein the steel strip is passed through an annealing furnace, characterized in that the combustion gases of the burnt gas mixture enter the muffle through a narrow inlet opening (7o) of the annealing furnace (32) together with your steel strip (r5) (3o) of the annealing furnace are introduced. 3. Device according to claim -, characterized by one between the combustion chamber (3S) for the gas mixture and your annealing furnace (32) arranged fore chamber (22) whose connection (26) to the outlet opening of the combustion chamber (38) to its connection (28) at the inlet opening (70) of the annealing furnace muffle (30) is angled so that the combustion gases within dt-r antechamber (2z) hit the narrow side of the belt in a path angled to the feed path of the steel strip (I5) also passed through this antechamber. .4. Device according to Claims 2 and 3, characterized in that some of the combustion gases can be discharged through a controllable outlet opening (5S) of the combustion chamber (0) before contact with the steel strip.