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Verfahren und Vorrichtung zum Vergüten von Elektroblechen
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Vergüten von Elektroblechen, wie Fe-Si-Blechen, bei welchen die Bleche während einer Glühung und/oder der daran anschliessenden, im Bereich oberhalb des Curie- punktes beginnenden Abkühlung einer Magnetisierung unterworfen werden.
Die Erkenntnis, dass man mit Magnetfeldeinwirkung die Eigenschaften von Elektroblechen verbessern kann, liegt schon etwa 25 Jahre zurück. Wie die zurückliegende Entwicklung zeigt, war man in der Fach- welt bis zum Anmeldungstag der vorliegenden Erfindung der vorherrschenden Ansicht, dass mit einer Ma- gnetfeldvergütung von Elektroblechen zur Erzielung merkbarer Verbesserungen eine relativ lange Behand- lungsdauer-u. zw. sowohl hinsichtlich Temperatur, als auch Magnetfeldeinwirkung - notwendigerweise verbunden ist.
So schreibt ein Verfahren aus dem Jahre 1933 vor, ferromagnetisches Material, wie Stangen, Ringe od. dgl., nach einer 24-stündigen Vorglühung während einer zweiten etwa zweistündigen Glühung unterhalb des A. Punktes einem Magnetfeld auszusetzen, um die Permeabilität des Materials zu erhöhen.
Nach Untersuchungen aus dem Jahre 1937 wurde ebenfalls mit einer zweistündigen Glühung von Transformatorenstahl mit 3 und 4% Si im Magnetfeldvon 20 Oersted und bei 720 - 7500 C die Maximalpermeabilität wesentlich erhöht und die Wattverluste verringert. Etwas später wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Bleche nach vorangehender Glühbehandlung bei etwa 1000 C oberhalb des Curiepunktes erhitzt und dann bis etwa 3000 C im Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 100 /h abgekühlt werden.
Das entspricht einer Behandlungsdauer von etwa 3 bis 4 Stunden.
Etwa 10 Jahre später wurden Untersuchungen bekannt, bei denen ebenfalls mindestens eine zweilt. tb1- dige Magnetfeldbehandlung von Fe-Si-Blechen bei etwa 7000 C und 10 oye four notwendig erachtet wurde.
Allen diesen bekannten Verfahren ist eine relativ lange Einwirkungszeit des Magnetfeldes von mindestens einer Stunde gemeinsam. Sie sind alle recht langwierig und umständlich und nicht geeignet, die Vergütungsbehandlung in den übrigen kontinuierlichen Herstellungsgang der Bleche einzuschalten. Das gleiche gilt auch für einen nichtvorveröffentlichten Vorschlag, nach dem die Einwirkungszeit des Magnetfeldes durch Anwendung ausserordentlich starker Magnetfelder zwar auf wenige Minuten begrenzt werden kann. Bei diesem Verfahren ist jedoch eine vorhergehende thermische Behandlung von 30 Minuten und mehr erforderlich, was wieder zu einer relativ langen Gesamtbehandlungsdauer führt.
Schliesslich muss noch auf ein Verfahren hingewiesen werden, welches 1933, also bei einer der frite- sten Veröffentlichungen über die Anwendung eines Magnetfeldes in der Vergütungstechnik von Elektroble- chen, bekannt geworden ist, Gemäss diesem bekannten Verfahren sollten die Elektrobleche während ihrer mechanischen Verformung der Magnetisierung unterworfen werden, u. zw. vorzugsweise im Durchlauf. Auch gemäss der vorliegenden Erfindung sollen die Elektrobleche im Durchlauf magnetisiert werden, jedoch haben ausgedehnte Versuche gezeigt, dass dieses Magnetisieren erst nach dem Verformen der Bleche erfolgen darf, weil sonst durch die Verformung die durch das Magnetisieren erzielten Einwirkungen ganz oder weitgehend wieder aufgehoben werden.
Wie die oben angeführten späteren Verfahren zeigen, hat dieses bekannte Verfahren tatsächlich auch keine Anwendung in der Vergütungstechnik gefunden.
Die Erfindung geht von den bekannten Verfahren zum Vergüten von Elektroblechen, wie Fe-Si-Blechen aus, bei welchen die Bleche während einer Glühung und/oder der daran anschliessenden, im Bereich oberhalb des Curiepunktes beginnenden Abkühlung einer Magnetisierung unterworfen werden. Das Neue besteht
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- wiegnetisierungsstrecke schematisch durch die Spule 1 angedeutet. Es sind ferner Heiz-und/oder Kühlorgane 3 vorgesehen. Es können auch Organe vorgesehen sein, die wahlweise als Heizorgane oder Kühlorgane betrieben werden können.
Anstatt gesonderte Kühlorgane vorzusei-oder im Zusatz zu solchen Kühlorganen kann man auch
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angedeutet, durch die ganze Kühlzone C hindurchgeführt werden, wird aber nur auf der als Magnetisie- rungsstrecke vorgesehenen Weglänge elektrisch erregt, wie durch die Stromzu- und -ableitungen 7, 8 an- gedeutet ist. Dabei kann die Einrichtung so getroffen sein, dass, in Anpassung an die jeweiligen Erforder- nisse, verschieden lange Strecken der Spule als Magnetisierungsstrecke betrieben werden können. Hiefür kann beispielsweise die Stromableitung 8 verstellbar angeordnet sein oder es können mehrere Anschlüsse für die Stromableitung 8 längs der Spule vorgesehen sein.
In der Regel wird die Blechtemperatur während des Durchgangs durch die Magnetisierungszone all- mählich abnehmen. Zur Erzielung besonderer Wirkungen kann es aber auch zweckmässig sein, die Ma- gnetisierungsstrecke in mehrere unterschiedliche Temperaturbereiche zu unterteilen, was mit Hilfe der Heiz- und Kühlorgane 3, 3'ohne weiteres möglich ist.
Es ist ratsam, die Heiz- und Kühlorgane einzeln oder gruppenweise unabhängig voneinander regel- bar auszubilden. Es kann zweckmässig sein, die der Glühzone B zunächstliegenden Organe 3'als Heiz- organe zu betreiben.
Die Magnetisierungsstrecke wird vorzugsweise unter Schutzgas gehalten.
Vorzugsweise wird die Magnetisierung im Durchlauf angewendet. Die Magnetisierungsstrecke kann beispielsweise so bemessen sein, dass bei Durchlaufgeschwindigkeit von 6 bis 12 m/min die Magnetisie- rungsstrecke in einer Zeit von etwa 1 bis 3 Minuten durchlaufen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die magnetische Feldstärke und/oder sonstige inner- halb der Magnetisierungszone wirksame Grössen durch ein der Magnetisierungsstrecke nachgeschaltetes
Ganztafelmessgerät überwacht. Weichen die in dem Ganztafelmessgerät gemessenen Eigenschaften der
Blechtafel von der vorgegebenen Norm ab, so kann von dem Messgerät aus beispielsweise eine am Ort der
Magnetisierungseinrichtung wahrnehmbare Signaleinrichtung betätigt werden. Die Einrichtung kann auch so getroffen sein, dass in solchen Fällen von dem Ge nztafelmessgerät aus die auf der Magnetisierungsstrekke herrschenden Bedingungen selbsttätig verändert werden.
Handelt es sich um bandförmiges Gut, so kann das Gut entweder freischwebend oder auf Rollen abgestützt durch die Magnetisierungsstrecke hindurchgeführt werden. Fig. 2 veranschaulicht schematisch das bandförmige Glühgut 12, welches auf den Rollen 13 abgestützt durch die Magnetisierungsspule 11 hindurchgeführt wird.
Handelt es sich um einzelne Tafeln, so kann der Magnetisierungszone ein endloses Förderband zugeordnet werden, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet ist. Das in einzelnen Tafeln 22 vorliegende Gut wird durch die Magnetisierungsspule 21 mit Hilfe eines endlosen Förderbandes 24 hindurchgeführt, das über Rollen 23 läuft. Die Windungen der Spule 21 liegen zwischen dem Ober- und dem Unterlauf des Bandes 24.
Gemäss Fig. 4 läuft das Gut in Form eines Stahlbandes 32 auf der Magnetisierungsstrecke durch eine Kupferspirale 31 hindurch. Der durch den Pfeil H angedeutete Feldvektor liegt parallel zu der durch den Pfeil t bezeichneten Durchlaufrichtung. Pfeil i gibt im Fall der Anwendung von Gleichstrom die Durchgangsrichtung des elektrischen Stromes durch die Spule 31 an. Die Magnetisierungsstrecke kann auch mit Wechselstrom betrieben werden. Der Innenraum der letzten Windungen der Spule 31 ist von dem Innenraum der andern Windungen abgeschlossen, beispielsweise durch einen Verschluss 35. Die letzten Windungen sind an einem Kühlwasserumlauf mit Pumpe 36, Zulauf 37 und Ablauf 38 angeschlossen.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Form der Spule 41 ergibt sich eine im wesentlichen senkrecht zur Durchlaufrichtung t des Gutes verlaufende Lage des Feldvektors H.
Gemäss Fig. 6 ist die Spule 51 so angeordnet, dass der Feldvektor H mit der Durchlaufrichtung t einen Winkel von etwa 450 bildet,
Es kann zweckmässig sein, die Windungen der Magnetisierungsspule durch hitzebeständige Armaturen und Verstärkungen zu stützen, um zu verhindern, dass die Spule bei den in der Nähe der Glühzone herrschenden hohen Temperaturen ihre Form verändert. In Fig. 7 sind gitterartig angeordnete Verstärkungträger 65 und 69 angedeutet, die aus hitzebeständigem Material bestehen und an denen die einzelnen Windungen der Magnetisierungsspule 61 elektrisch isoliert aufgehängt sind.
In Fig. 8 ist schematisch die Unterteilung der Magnetisierungsspule in zwei mit Gleichstrom betriebene Teilspulen 71,71 veranschaulicht, um zu vermeiden, dass zwischen den Spulenenden zu grosse Span-
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weise eine Magnetisierung in einer Schutzgasatmosphäre vorzugsweise reduzierenden Charakters bei etwa 12 AW/cmals zweckmässig erwiesen, um den Wattverlust merklich zu verbessern.
Das magnetische Feld kann anstatt durch eine stromdurchflossene Spule auch durchDauermagnete erzeugt werden. Auch andere Anordnungen können benutzt werden. Beispielsweise kann man ein geschichtetes Eisenjoch mit Polschuhen vorsehen, zwischen denen das zu magnetisierende Blech angeordnet wird, wobei das Joch durch eine oder mehrere stromdurchflossene Spulen auf eine magnetische Spannung erregt wird.
Es kann ferner zweckmässig sein, auf der Magnetisierungsstrecke verschiedene Spulenformen zu kom-
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In den gezeichneten Ausführungsbeispielen wird jeweils das Innenfeld einer Spule zum Magnetisieren benutzt, Es ist auch möglich. anstatt dessen das Aussenfeld zu benutzen, sowie die Aussen-und/oder Innenfelder zweier oder mehrerer Spulen entsprechend zu kombinieren.
Es hat sich herausgestellt, dass man gemäss der Erfindung eine wesentliche Veränderung der elektrischen und magnetischen Kennwerte hervorrufen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Vergüten von Elektroblechen, wie Fe-Si-Blechen, bei welchem die Bleche während einer Glühung und/oder der daran anschliessenden, im Bereich des Curiepunktes beginnenden Abkühlung einer Magnetisierung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung, wie an sich
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verfahrens nach dem Fertigwalzen durchlaufen.