Verfahren zum Verfeinern des Werkstoffgefüges unmittelbar aus dem Walzwerk kommender Walzdrähte
Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 464262 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verfeinern des Werkstoffgefüges unmittelbar aus dem Walzwerk kommender Walzdrähte, bei dem die durch einen Dreharm zu Windungen einer offenen Spule abgelegten Drähte einem Kühlluftstrom ausgesetzt werden. Bei dem Verfahren gemäss dem Hauptpatent ist vorgesehen, dass die Drahtwindungen einzeln oder gruppenweise in einen senkrechten, von der Kühlluft durchströmten ringförmigen Schacht eingelegt und mittels Förderorgane mit regelbarer Geschwindigkeit abgesenkt werden. Die Kühlluft umströmt die auf Tragorganen liegenden Drahtwindungen und steigt, durch die aufgenommene Wärme spezifisch leichter geworden, in dem Schacht hoch.
Die Erfindung bezweckt nunmehr eine vorteilhafte Weiterbildung sowohl der Methode der Zuführung der Luft als auch der Ausbildung des hierfür erforderlichen Strömungskanals.
Erfindungsgemäss wird hierzu vorgeschlagen, dass um den Schachtumfang herum mehrere Kühlluftkanäle angeordnet sind, welche die Kühlluft an mehreren Stellen des Schachtumfanges sowohl tangential als auch schräg nach oben leiten.
Dabei umschliesst die zugeführte Luft in Umfangsrichtung zunächst den Draht gleichmässig rings um dessen Querschnitt. Man gewinnt auf diese Weise Zeit, eine grösstmögliche Wärmeaufnahme der Kühlluft zu bewirken, so dass anschliessend die Luft schnell im Schacht hochgeführt werden kann. Die langzeitig erwärmte Luft verliert im Augenblick stark an spezifischem Gewicht und wird abgeführt. Nach dieser Methode ist dem Gefüge des Drahtes Zeit gegeben, von der Temperatur oberhalb des Umwandlungspunktes Ac3 genügend rasch, aber nicht schroff abzukühlen. Dieses Verfahren ist deshalb sehr günstig, weil bei Verwendung von Tragorganen diese den Luftstrom dann nicht abzuschirmen vermögen.
In günstiger Ausgestaltung dieses Verfahrens kann die Kühlluft im oberen Bereich des Schachtes unter grösserem Winkel zur Horizontalen eingeleitet werden als im unteren Bereich. Die im oberen Bereich des Schachtes eingelegten Drähte besitzen einen weitaus grösseren Wärmeinhalt gegenüber den bereits abgekühlten; so ist es vorteilhaft, durch steileres Einblasen der Kühlluft einen verhältnismässig grossen Temperatursprung über den Ac3-Punkt durchzuführen. Dazu wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Wärmeleitfähigkeit der Luft in höheren Temperaturbereichen grösser ist.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss dergestalt ausgebildet, dass einzelne Gruppen von am Umfang des Schachtaussenmantels angeordneten, sich nach innen in tangentialer Richtung verengenden und senkrecht sich erstreckenden Strömungskanälen für die Kühlluftzufuhr vorgesehen sind, in denen übereinander angeordnete Zwischen bleche vorgesehen sind.
Diese eingegrenzten Kanalquerschnitte sind die Grundlage für Strömungsausschnitte, die die Kühlluft gezielt auf eine einzelne Drahtwindung leiten. Den einzelnen Windungen sind Luftströme zugeordnet, die leicht zu überwachen sind. Auch können einzelne Abschnitte abgeschaltet werden unter Zuhilfenahme von Klappen oder dgl. Es sind also ausreichende Reguliermöglichkeiten gegeben. Weiterhin ist es möglich, Messeinrichtungen in den einzelnen Kanalquerschnitten anzuordnen, um für Werkstoffe verschiedener Zusammensetzungen günstigere Temperatureinstellungen in den einzelnen Schachthöfen des Schachtes zu ermitteln und vorzunehmen. Bei entsprechenden Voraussetzungen lässt sich vorzugsweise eine um die Schachtachse rotierende Kühlluft-Ringsäule erzielen, so dass der Härtungsvorgang über die gesamte Länge des Kühlgutes mit äusserster Gleichmässigkeit verbunden ist.
Dieser Vorteil ist nicht nur für das auf diese Art erzielte Gefüge des Drahtes gegeben, sondem auch für die Oberfläche, was deshalb von Bedeutung ist, weil der Draht anschliessend unter Umständen einem weiteren Kaltziehvorgang unterworfen wird.
Vorteilhafterweise können die Zwischenbleche im Bereich der grössten Kanalverengung zur Strömungsumlenkung nach oben gewölbt ausgeführt werden. Die Um lenkung aus horizontaler in vertikale Richtung soll zwar allmählich vor sich gehen, es ist jedoch zweckmässig, dafür dem Kühlluftstrom vorher durch eine Führung einen Impuls zu erteilen. Nach Anlaufen der Anlage bildet sich zudem eine Aufwärtsströmung aus, die auf den Querschnitt beschränkt werden soll, den die einzelnen Drahtschlingen durchwandern.
Die Wölbung des Zwischenbleches im unteren Bereich des Schachtes kann unter einem kleineren Ab gangswinkel als im oberen Bereich ausgeführt sein und in letzterem die Wölbung bereits im Bereich des Kanaleingangsquerschnittes beginnen. Mit steilem Eingangswinkel wird ein schnelleres Aufsteigen der Kühlluft im Schacht bewirkt. Bei glühend ankommendem Draht kann zudem eine schnellere Abfuhr der Wärme erfolgen. Verhältnismässig ungünstig erreichbare Querschnittstellen des Schachtes werden auch dann sicher durchspült, wenn sich dort eine der Windungen vorübergehend ablegen sollte.
An die Wölbung der Zwischenbleche kann eine Kanalstrecke gleichbleibender Höhe angeschlossen sein.
Die Erzeugung einer verhältnismässig ruhigen Strömung mit ausgebildeten Stromfäden trägt zur gleichmässigen Wärmeabfuhr bei und zu einer guten Ausnutzung der zugeführten Luftmenge. Wirbelbildung würde zudem die Überwachung der einzelnen Strömungsquerschnitte erschweren, so dass die Regulierung der Temperatur in einzelnen Kanälen mit Sicherheit im richtigen Kanal vorgenommen werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert:
Fig. 1 stellt einen senkrechten Schnitt durch den Kühlschacht dar;
Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch die Anlage nach Fig. 1 entsprechend dem dort eingetragenen Schnitt C .
Fig. 3 ist ein vertikaler Schnitt durch den Zuführungskanal für die Kühlluft, nicht in der Zeichenebene nach Fig. 1 liegend, sondern entsprechend der Schnittangabe D-D nach Fig. 2 geführt.
Der aus dem Walzwerk kommende Draht wird im Spindelkopf 1 dem umlaufenden Dreharm 2 zugeführt, der den Draht in bekannter Weise in Schlingen wirft. Die Drahtschlingen kommen dabei auf die Stäbe 5 der Tragorgane zu liegen und werden in den Schacht durch die Bewegung der Antriebsrollen 6a abgelegt. Während dieser Zeit sind sie dem Kühlluftstrom ausgesetzt. Dieser Luftstrom stammt aus dem ringförmig am Schachtaussenmantel 7a angeordneten Kanal 16, der in mehrere Zonen eingeteilt ist Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um aus Gruppen gebildete Strömungskanäle 31 (Fig.2), die jeweils zwischen den Förderorganen 6 vorgesehen sind. Diese Strömungskanäle verengen sich vertikal bei 3 1a und leiten die Kühlluft tangential in den Schacht. Sie sind in ihrer Höhe durch Zwischenbleche bzw.
Paare von Zwischenblechen 32 begrenzt (Fig. 3) und stellen zusammen mit den tangential sich verengenden Kanalwänden einen Strömungsausschnitt dar.
Im Bereich der grössten Kanalverengung 31 a (Fig. 2) sind die Zwischenbleche 32 nach oben gewölbt bei 32a ausgeführt.
Die Strömungskanäle 31 bestehen aus am äusseren Ringmantel 16a des Ringkanals 16 angeschweissten oder auch gelöteten Leitungsblechen 31 b, die zur Umlenkung in die Verengung 3 1a entsprechend gebogen sind und jeweils mit den Zwischenblechen 32 zusätzlich verschweisst sind. Die umgebogenen Enden der Leitungsbleche 31b bilden dabei die Tangente an den Innendurchmesser 16b des Ringkanals 16.
Wie in Fig. 3 ersichtlich, ist der Abgangswinkel ss der Zwischenbleche 32a im oberen Bereich des Schachtes grösser gewählt als im unteren Bereich. Dadurch ergeben sich im oberen Bereich Kanalstrecken 33 von gleichbleibender Höhe auf einer grösseren Länge als im unteren Bereich.
Mit Leitschaufeln der gezeigten Art lassen sich auch andere Strömungsführungen jeglicher gewünschten Art bilden, so dass innerhalb des Ringkanals 16 auch andere Ausführungsmöglichkeiten gegeben sind.
PATENTANPSRUCH I
Verfahren zum Verfeinern des Werkstoffgefüges unmittelbar aus dem Walzwerk kommender Walzdrähte nach Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass um den Schachtumfang herum mehrere Kühlluftkanäle angeordnet sind, welche die Kühlluft an mehreren Stellen des Schachtumfanges sowohl tangential als auch schräg nach oben leiten.