DD248476A3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen konduktiven erwaermung von strangfoermigem gut - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung zur kontinuierlichen konduktiven Erwaermung von strangfoermigem Gut, wie Draehte, Rohre, Staebe und Seile, und ist anwendbar auf dem Gebiet der Metallurgie. Das Ziel der Erfindung ist es, strangfoermiges metallisches Gut unter Verwendung von Fluessigkontakten, die als Kontaktmedium Loesungen bzw. Schmelzen aus Salzen, Basen oder Saeuren verwenden, zu erwaermen, wobei mindestens zwei Werkstueckstraenge gleichzeitig bearbeitet werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermoeglicht, nebeneinanderlaufende Adern von strangfoermigem Gut auf eine gleiche und gleichmaessige Endtemperatur zu erwaermen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die einzelnen Straenge des zu behandelnden Gutes in mindestens einem Fluessigkontakt durch parallel zur Durchlaufrichtung des strangfoermigen Gutes angebrachte elektrisch leitende Platten getrennt sind. Der zur Erzeugung des Stromflusses benoetigte weitere Fluessigkontakt wird entweder analog gestaltet und/oder das strangfoermige Gut wird mindestens an der Einlaufseite nahezu parallel zu einer elektrisch leitenden Platte gefuehrt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen konduktiven Erwärmung von strangförmigem Gut und ist anwendbar auf das Gebiet der Metallurgie. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind die Erwärmung von strangföcmigem Gut, wie Drähte, Rohre, Bänder, Stäbe und Seile aus metallischen Werkstoffen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die konduktive Erwärmung von strangförmigem Gut findet in vielfältigen Bereichen der metallurgischen Weiterverarbeitung statt. Dabei erfolgt die Übertragung der elektrischen Energie auf das Werkstück über mechanische (DD-WP 59 880) oder Flüssigkontakte.

Bei Anwendung mechanischer Kontakte ist von Nachteil, daß neben dem zum Teil erheblichen Verschleiß in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit des strangförmigen Gutes unterschiedliche Übergangswiderstände bei der Energieübertragung auftreten, die zu einer schwankenden bzw. sich spontan ändernden Glühtemperatur des zu erwärmenden Gutes führen. Als Flüssigkontakte werden üblicherweise Metallschmelzen angewendet. Obwohl diese Kontakte gut elektrische Übertragungseigenschaften besitzen, sind die hohen Materialkosten, der große Energieaufwand zum Flüssighalten der Bäder und die.Giftigkeit einiger Metallschmelzen von Nachteil. Außerdem treten bei verschiedenen Metallschmelzen Probleme bezüglich der Haltbarkeit des Wannenmaterials auf. Bei Kopplung des Erwärmungsvorgangs mit weiteren spezifischen Wärmebehandlungsvorgängen ist die Variierbarkeit der Temperaturführung infolge der jeweiligen Schmelzpunkte der Metalle begrenzt. Weiterhin behindern die nach Durchlauf des strangförmigen Gutes durch das Metallbad auf der Oberfläche verbleibenden Rückstände die Weiterverarbeitung.

Es sind deshalb verschiedene Verfahren zur Erwärmung von strangförmigem Gut, insbesondere im Zusammenhang mit der Patentierung von Stahldraht, vorgeschlagen worden, die als Flüssigkontakte Salzschmelzen oder Salzlösungen einsetzen (DD-AP 111 097, DD-WP 160 550). Obwohl diese Verfahren die Mangel der Anwendung von Metallschmelzbädern als Flüsigkontakte beseitigen und qualitative Vorteile bei der Erreichung spezifischer Werkstoffkennwerte besitzen, lassen sich diese Verfahren nur bedingt anwenden, wenn zwei oder mehr parallele Adern des strangförmigen Gutes gleichzeitig auf einer Anlage bearbeitet werden sollen, da die Stromübertragung auf die einzelnen Stränge in unterschiedlichem Umfang geschieht. Das führt zu teilweise beträchtlichen Unterschieden in der erreichten Erwärmungstemperatur, die gerade bei den spezifischen, in der Temperaturführung eng begrenzten Wärmebehandlungsverfahren zu erheblichen Qualitätsveriusten am zu behandelnden Gut führen.

Aus DE-OS 2 538 045 ist auch bekannt, daß zum gleichzeitigen Erwärmen mehrerer strangförmiger Güter, diese gemeinsam durch zwei nacheinander angeordnete Elektrolytbehälter geführt werden können, wenn keine hohen Qualitätsanforderungen an das zu behandelnde Gut gestellt werden, da unterschiedliche Glühtemperaturen auftreten.

Deshalb wurde vorgeschlagen, für jedes Gut eine gesonderte Meß- und Regeleinrichtung vorzusehen, wobei für jedes einzelne strangförmige Gut elektrisch voneinander isolierte Kontakte, z. B. Elektrolytbehälter, die in einer vorteilhaften Ausführungsform noch durch Elektrolytumwälzpumpen getrennt zu versorgen sind, verwendet werden.

Neben der bei dieser Vorrichtung sehr aufwendigen Anlagentechnik ist dabei von Nachteil, daß umfangreiche Meß- und Regeleinrichtungen notwendig sind, um eine gezielte und gleiche Endtemperatur des zu erwärmenden strangförmigen Gutes zu erreichen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Erwärmung von strangförmigem metallischen Gut unter Verwendung von Flüssigkontakten, die als Kontaktmedium Lösungen bzw. Schmelzen aus Salzen, Basen oder Säuren verwenden, zu ermöglichen, wobei mindestens zwei Werkstückstränge gleichzeitig bearbeitet werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, zwei oder mehr als zwei nebeneinanderlaufende Adern von strangförmigem Gut so zu erwärmen, daß eine gleiche und gleichmäßige Endtemperatur des zu behandelnden Gutes erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens zwei strangförmige, nebeneinanderlaufende Adern des zu behandelnden Gutes gleichzeitig durch mindestens zwei den elektrischen Strom übertragende Flüssigkontakte geführt werden, wobei als Kontaktmedium Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen angewendet werden und die einzelnen Stränge des zu behandelnden Gutes in mindestens einem Flüssigkontakt durch parallel zur Durchlaufrichtung des strangförmigen Gutes angebrachte elektrisch leitende Platten getrennt sind. Der zur Erzeugung des Stromflusses benötigte weitere Flüssigkontakt wird entweder analog gestaltet und/oder das strangförmige Gut, das über Umlenkeinrichtungen in beliebiger Bahn den Flüssigkontakt durchlaufen kann, wird mindestens an der Einlaufseite nahezu parallel zu einer elektrisch leitenden Platte geführt.

Überraschenderweise ist es nur mit dieser Vorrichtung möglich, zwei oder beliebig mehr strangförmige Werkstücke durch konduktive Erwärmung mit nur zwei Flüssigkontakten auf der Basis von Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen auf eine beliebig wählbare Temperatur gleichmäßig zu erwärmen.

Dabei werden die zwei oder beliebig mehr strangförmigen Werkstücke durch die mindestens zwei Flüssigkontakte mit konstanter Geschwindigkeit gleichzeitig geführt, wobei zwischen den Flüssigkontakten durch Anlegen einer elektrischen Spannung das strangförmige Gut konduktiv erwärmt wird.

Vorteilhafterweise können als Kontaktmedium Salzschmelzen oder Salzlösungen verwendet werden.

Die elektrisch leitenden Platten sind eben oder gekrümmt auszuführen. Sie können dabei gleichzeitig Raumbegrenzungen der Flüssigkontakte sein.

Zur Erreichung spezifischer Werkstoffeigenschaften können die Flüssigkontakte auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden, und/oder es werden mehr als zwei Flüssigkontakte nacheinander durchlaufen. Die elektrisch leitenden Platten können zur Arbeitserleichterung beweglich, z. B. schwenkbar angeordnet werden. Die Kontaktmedien können in den einzelnen Kontakten weitgehend unterschiedlich sein.

Eine gleichzeitig spezifische Behandlung des strangförmigen Gutes, wie z. B. Oberflächenreinigung, -beschichtung und Diffusionsglühung ist unter Anwendung spezieller Kontaktmedien möglich.

Ausführungsbeispiele

1. Ein unlegierter Kohlenstoffstahldraht soll zum Zwecke der Patentierung bis auf die dem Kohlenstoffgehalt entsprechende Austenittemperatur im Durchlauf erwärmt werden. Die Wärmebehandlungsanlage bearbeitet 24 Drähte gleichzeitig. Dabei durchlaufen die Drähte zunächst einen ersten Flüssigkontakt, in dem eine wässrige Salzlösung enthalten ist. Die Drahtstränge werden im zweiten Flüssigkontakt, der gleichzeitig das Abschreckmedium in Form einer Salzschmelze mit einer Temperatur zwischen 400—500⁰C enthält, über Umlenkvorrichtungen in beliebiger Bahn durch den Flüssigkontakt geleitet, wobei die Drahtstränge mindestens an der Einlaufseite nahezu parallel zu einer elektrisch leitenden Platte geführt werden. Nur mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die Anforderungen an die Einhaltung der Austenittemperatur von ± 1O⁰C sicher gewährleistet wird.

2. Zur Weiterverarbeitung eines kaltverfestigten austenitischen Stahlbandes ist es notwendig, den Stahl auf Temperaturen von 900-1100°C zu erwärmen und anschließend möglichst schnell auf Raumtemperatur abzuschrecken.

Um diese Wärmebehandlung an einer größeren Anzahl von Bändern gleichzeitig durchführen zu können, wird die Erwärmung konduktiv unter Verwendung von zwei Flüssigkontakten durchgeführt. Die Bänder durchlaufen zunächst zum Zwecke der Vorwärmung ein Bad mit einer Salzschmelze von 350-600⁰C, wobei die einzelnen Stränge durch parallel zur Durchlaufrichtung des strangförmigen Gutes angeordnete Platten voneinander getrennt sind. Im zweiten Bad, in dem ebenfalls die Stränge durch parallel zur Durchlaufrichtung des strangförmigen Gutes angeordnete Platten voneinander getrennt sind, befindet sich eine wässrige Salzlösung, die auf der für den Wärmebehandlungszweck notwendigen Temperatur gehalten wird. Mit dieser Anordnung wird der Zweck der Wärmebehandlung für alle gleichzeitig die Anlage durchlaufenden Stränge in gleicher Qualität erfüllt.

3. Zur Erreichung der erforderlichen hohen plastischen Eigenschaften bei gleichzeitig hoher Festigkeit ist es üblich, beispielsweise Betonstahldraht nach der Kaltumformung auf Temperaturen zwischen 250—400⁰C anzulassen. Um eine hohe Produktivität dieses Verfahrens zu sichern, werden in einer Anlage mehrere Betonstahldrähte gleichzeitig parallel wärmebehandelt.

Die Vorrichtung wird dabei so ausgeführt, daß im ersten Flüssigkontaktbad die einzelnen Stränge durch parallel zur Durchlaufrichtung des strangförmigen Gutes angeordnete elektrisch leitende Platten getrennt sind. Das zweite Flüssigkontaktbad ist identisch ausgebildet. Im ersten Bad befindet sich eine wässrige Salzlösung bei Raumtemperatur. Das zweite Bad enthält eine Säure, die auf eine Temperatur von 40—90 °C erwärmt wird. Diese Vorrichtung ermöglicht eine kostengünstige Realisierung dieser notwendigen Wärmebehandlung, wobei gleichzeitig die Oberflächenqualität des Betonstahldrahtes infolge der Beizwirkung des zweiten Flüssigkontaktes verbessert wird.

Claims (10)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zur kontinuierlichen konduktiven Erwärmung von strangförmigem Gut, wobei die Übertragung der elektrischen Energie auf das Werkstück durch mindestens zwei den elektrischen Strom übertragende Flüssigkontakte aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen erfolgt und mindestens zwei nebeneinanderlaufende Behandlungsstränge gleichzeitig erwärmt werden, wobei das strangförmige Gut in beliebiger Bahn den Flüssigkontakt geführt durchläuft, gekennzeichnet dadurch, daß in einem Flüssigkontakt die Stränge des strangförmigen Gutes voneinander durch parallel zur Durchiaufrichtung des strangförmigen Gutes angebrachte elektrisch leitende Platten getrennt sind und der mindestens notwendige zweite Flüssigkontakt analog gestaltet ist und/oder das strangförmige Gut mindestens an der Einlaufseite nahezu parallel zu einer elektrisch leitenden Platte geführt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Kontaktmedium vorteilhaft Salzschmelzen oder Salzlösungen eingesetzt werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch leitenden Platten eben oder gekrümmt sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch leitenden Platten gleichzeitig auch Raumbegrenzungen des Flüssigkontaktes sein können.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkontakte eine bestimmte Temperatur aufweisen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß mehr als zwei Flüssigkontakte zur Durchführung spezieller Behandlungen nacheinander angeordnet sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch leitenden Platten in ihrem Abstand zum durchlaufenden strangförmigen Gut verändert werden können.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch leitenden Platten parallel bzw. senkrecht zur Durchlaufrichtung des strangförmigen Gutes schwenkbar sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in den einzelnen Flüssigkontakten auch unterschiedliche Medien eingesetzt werden.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kontaktmedien der Flüssigkontakte über die Erwärmung hinaus spezifische Behandlungen des strangförmigen Gutes wie z. B. Oberflächenreinigung, -beschichtung und Diffusionsglühung ermöglichen.