DE1178157B

DE1178157B - Contact device for the direct electrical resistance heating of rolling billets

Info

Publication number: DE1178157B
Application number: DEA28075A
Authority: DE
Inventors: Hans Mueller
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1957-10-02
Filing date: 1957-10-10
Publication date: 1964-09-17

Description

Kontaktvorrichtung für die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von Walzknüppeln Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung für die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von stabförmigen Körpern aus Metall, insbesondere zum Glühen von Knüppeln, Platinen und Stäben aus Stahl. Bei Erhitzungs- bzw. Glühanlagen dieser Art ist vor allem eine einwandfreie Kontaktgabe für die Erzielung guter Glühresultate von ausschlaggebender Bedeutung. Mit den bis jetzt vorgeschlagenen Kontaktvorrichtungen, die entweder nur mit Stirnelektroden allein oder eine Kombination von Stirnelektroden mit einer Elektrode pro Seitenfläche arbeiten, ist aber nicht immer eine befriedigende Lösung des Kontaktproblems erzielt worden, und zwar insbesondere, wenn es sich um die Erwärmung von größeren Querschnitten handelt.Contact device for direct electrical resistance heating of billets The present invention relates to a contact device for the direct electrical resistance heating of rod-shaped bodies Metal, in particular for annealing billets, blanks and bars made of steel. at Heating or annealing systems of this type is above all a perfect contact of decisive importance for achieving good annealing results. With the up now proposed contact devices, either with only forehead electrodes alone or a combination of front electrodes with one electrode per side surface work, but a satisfactory solution to the contact problem is not always achieved especially when it comes to heating larger cross-sections acts.

Um eine gleichmäßige Temperatur des Werkstückes zu erhalten, müssen die demselben durch die einzelnen Kontakte zugeführten Ströme genau aufeinander abgestimmt werden, wobei der Kontaktdruck eine maßgebende Rolle spielt. Dieser Kontaktdruck spielt bei der Weiterverarbeitung des Werkstückes, z. B. durch Walzen, für die an den Stirnseiten angepreßten Kontaktorgane keine besonders ins Gewicht fallende Rolle, weil die in dem durch Hitze erweichten Werkstück durch die angepreßten Kontaktorgane entstehenden Eindrücke an dieser Stelle nicht stören. Anders ist dies jedoch für die Eindrücke, herrührend von den Kontaktorganen, die an den Längsseiten des Werkstückes angepreßt sind, wo diese bei der Weiterverarbeitung störend wirken.In order to maintain a uniform temperature of the workpiece, you must the currents supplied to the same through the individual contacts exactly match one another be coordinated, whereby the contact pressure plays a decisive role. This contact pressure plays in the further processing of the workpiece, e.g. B. by rolling, for the on the contact organs pressed against the end faces do not play a particularly important role, because the in the heat-softened workpiece through the pressed contact organs Do not disturb the resulting impressions at this point. However, this is different for the impressions resulting from the contact organs on the long sides of the workpiece are pressed, where they interfere with further processing.

Um diese seitlichen Eindrücke möglichst gering werden zu lassen, darf der Anpreßdruck der Kontaktorgane ein gewisses Maß nicht überschreiten, wobei aber der zugeführte Strom trotzdem den richtigen Wert besitzen muß.In order to keep these side impressions as small as possible, it is allowed the contact pressure of the contact organs do not exceed a certain level, but the supplied current must still have the correct value.

Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine Kontaktvorrichtung für die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von Walzknüppeln mittels eines Stirnkontaktes und mehrerer Seitenkontakte pro Längsseite zu schaffen, die es ermöglicht, die erwähnten Forderungen zu erfüllen.The purpose of the invention is now to provide a contact device for the immediate electrical resistance heating of billets by means of a front contact and to create several side contacts per long side, which makes it possible to use the mentioned To meet demands.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für die Kontakte jeder Längsseite des zu erwärmenden Knüppels ein gemeinsamer Kontaktträger vorgesehen ist, der die Seitenkontakte gemeinsam an den Knüppel anpreßt und in welchem diese Seitenkontakte jeder für sich axial federnd gelagert ist, um sich selbsttätig an Unebenheiten der Knüppeloberfläche und einen Abbrand der Kontakte anpassen zu können, und daß die Summe aller durch die Seitenkontakte ausgeübten Reibungskräfte mindestens gleich groß ist wie der Druck der Stirnkontakte auf die Stirnfläche des Knüppels und dadurch in Verbindung mit einer in Längsrichtung der Knüppelachse gleitbaren Anordnung der Kontaktträger ein Gleiten des Knüppels während des Erhitzens relativ zu den Kontaktträgern bzw. deren Kontakten verhindert wird.According to the invention this is achieved in that for the contacts each long side of the billet to be heated is provided with a common contact carrier is who presses the side contacts together on the stick and in which this Side contacts each for itself is axially resilient to itself To be able to adapt unevenness of the billet surface and a burn of the contacts, and that the sum of all frictional forces exerted by the side contacts is at least is the same as the pressure of the end contacts on the end face of the stick and thereby in connection with a slidable in the longitudinal direction of the stick axis Arrangement of the contact carrier relative sliding of the billet during heating to the contact carriers or their contacts is prevented.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht der einen Hälfte der Vorrichtung, F i g. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung, zum Teil im Schnitt, F i g. 3 einen Längsschnitt nach der Linie III-III in F i g. 1, mit Teilen in Ansicht, F i g. 4 und 5 eine Einzelheit in schematischer Darstellung und in zwei verschiedenen Arbeitslagen, F i g. 6 eine Seitenansicht zu F i g. 1 in größerem Maßstab und mit zusätzlichen Teilen.In the drawing is an example embodiment of a device shown according to the invention, namely FIG. 1 is a front view of FIG one half of the device, FIG. Figure 2 shows a detail of the device, in part in section, F i g. 3 shows a longitudinal section along the line III-III in F i g. 1, with Share in view, F i g. 4 and 5 a detail in a schematic representation and in two different working positions, F i g. 6 is a side view of FIG. 1 in larger Scale and with additional parts.

Die dargestellte eine Hälfte der Vorrichtung weist, um ein Kontaktorgan 1 herum angeordnet, vier schwenkbare Backeng auf, die als Träger für Einzelkontaktorgane 3 dienen. Das Ganze ruht mittels eines Schlittens 4 auf einer Führungsbahn 5 und ist in Richtung der Werkstückachse verschiebbar.The illustrated one half of the device has a contact member 1 arranged around, four swiveling jaws, which serve as a carrier for individual contact organs 3 serve. The whole rests by means of a slide 4 on a guide track 5 and can be moved in the direction of the workpiece axis.

Das Kontaktorgan 1 ist bestimmt, an die Stirnseite eines zu glühenden, Werkstückes 6 (F i g. 3 bis 5) angepreßt zu werden, wozu eine Druckfeder 7 (F i g. 3) vorgesehen ist, welche vor dem Ausglühen unter Vorspannung am Werkstück anliegt. Die Kontaktträger 2 sind mittels eines Winkelhebels 9 um eine Achse 10 schwenkbar angeordnet, daß die Einzelkontakte 3 seitlich gegen das Werkstück 6 gemeinsam angepreßt werden. Zum Verstellen der Winkelhebel 9 dienen nicht dargestellte Kolben in Zylindern, denen ein Druckmedium zugeführt wird.The contact element 1 is intended to be attached to the face of a glowing, Workpiece 6 (F i g. 3 to 5) to be pressed, including a compression spring 7 (F i G. 3) is provided, which is applied to the workpiece under prestress before annealing. the Contact carriers 2 are arranged to be pivotable about an axis 10 by means of an angle lever 9, that the individual contacts 3 are pressed laterally against the workpiece 6 together. To adjust the angle lever 9 are not shown pistons in cylinders, to which a print medium is fed.

Jeder Träger 2 trägt beispielsweise vier Einzelkontakte 3 mit einem Kontaktstück, das durch eine Druckfeder 11 belastet ist und im Träger als Kolben in Richtung auf die Achse des Werkstückes verstellbar geführt ist. Durch diese Druckfedern 11, die auch durch kleine Druckzylinder mit verstellbarem Kolben ersetzt werden können, passen die unter Druck stehenden Kontakte 3 sich den Unebenheiten des Werkstückes an, so daß Verbrennungen und Gefügeänderungen an den Kontaktstellen vermieden werden. Eine Leitung mit zwei konzentrischen, biegsamen Rohren 12, 13 dient zur Zuführung eines Druck- und Kühlmittels zu diesen Einzelkontakten 3.Each carrier 2 carries, for example, four individual contacts 3 with one Contact piece which is loaded by a compression spring 11 and in the carrier as a piston is guided adjustable in the direction of the axis of the workpiece. Through these compression springs 11, which are also replaced by small pressure cylinders with adjustable pistons can, the pressurized contacts 3 fit the unevenness of the workpiece so that burns and structural changes at the contact points are avoided. A line with two concentric, flexible tubes 12, 13 is used for the supply a pressure and coolant to these individual contacts 3.

Die Zufuhr des elektrischen Stromes zu den Kontaktorganen 1 und 2 erfolgt, wie aus F i g. 6 ersichtlich ist, über flexible Kupferbänder 14, welche an Klemmen 15 an der Kontaktvorrichtung angeschlossen sind. Das Kontaktorgan 1 ist über eine Klemme 16 und flexible Kupferbänder 17 mit den Klemmen 15 verbunden.The supply of electrical current to the contact elements 1 and 2 takes place, as shown in FIG. 6 can be seen, via flexible copper strips 14, which are connected to terminals 15 on the contact device. The contact member 1 is Connected to the terminals 15 via a terminal 16 and flexible copper strips 17.

Zu den Einzelkontaktorganen 3 führen Kupferbänder 18 von Klemmen 19 aus, wobei diese Klemmen über Bänder 20 aus elektrischem Widerstandsmaterial mit den Klemmen 15 verbunden sind. Auf diese Weise kann die Spannung an den Einzelkontakten 3 gegenüber derjenigen am Kontaktorgan 1 herabgesetzt werden. An Stelle der Bänder könnten auch induktive Widerstände vorgesehen sein, oder die Klemmen 19 könnten an eine Stromquelle geringerer Spannung als diejenige an den Klemmen 15 angeschlossen sein. Beide Spannungen oder mindestens die eine können regelbar sein.Copper strips 18 from terminals 19 lead to the individual contact elements 3 from, these terminals having strips 20 made of electrically resistive material the terminals 15 are connected. In this way, the voltage on the individual contacts 3 compared to that on the contact member 1 are reduced. In place of the ribbons inductive resistances could also be provided, or the terminals 19 could connected to a power source with a lower voltage than that at terminals 15 be. Both voltages or at least one can be adjustable.

Die gleichmäßige Erwärmung des Werkstückes unter den Seitenkontakten 3 ist nicht nur eine Funktion der Größe des Kontaktdruckes, sondern hängt auch von der richtigen örtlichen Auflage der Kontakte auf dem Werkstück ab. Infolgedessen muß das zu erhitzende Werkstück 6 genau zentrisch in bezug auf das stirnseitige Kontaktorgan 1 liegen, und um dies zu erreichen, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch die in den F i g. 4 und 5 dargestellte Einrichtung vorgesehen. Diese weist einen Schwenkarm 21 auf, welcher mittels eines Exzenters 22 schwenkbar ist. Die Werkstücke werden einzeln von einem Chargiertisch 23 auf den Arm 21 geschoben, rutschen in eine Vertiefung desselben und werden dann in die richtige Lage bezüglich der Kontaktorgane 1, 3 angehoben bzw. zentriert, worauf nach dem Schließen der Stirnkontakte 1, die Kontaktträger 2 in die Schließstellung gebracht werden und somit das Werkstück 6 festhalten. Durch die Federn 11 wird noch eine zusätzliche Feinzentrierung erreicht. Maßgebend für die gute Zentrierung ist, daß der Chargierhebe121 möglichst in der Nähe der Kontaktvorrichtung angeordnet wird (s. F i g. 3).The even heating of the workpiece under the side contacts 3 is not only a function of the size of the contact pressure, but also depends on the correct location of the contacts on the workpiece. Consequently the workpiece to be heated 6 must be exactly centered with respect to the end face Contact member 1 lie, and in order to achieve this, is in the device according to the invention nor the in the F i g. 4 and 5 shown device is provided. This points a swivel arm 21 which can be swiveled by means of an eccentric 22. the Workpieces are pushed individually from a charging table 23 onto the arm 21 and slide in a recess of the same and are then in the correct position with respect to the Contact members 1, 3 raised or centered, whereupon after closing the front contacts 1, the contact carrier 2 are brought into the closed position and thus the workpiece 6 hold tight. Additional fine centering is achieved by the springs 11. The decisive factor for good centering is that the charging lift121 is as close as possible to the Near the contact device is arranged (see Fig. 3).

Der Druck P der Kontaktorgane 1 auf das Werkstück 6 soll bei einer Längenänderung des Werkstückes und trotz der beim Glühe unter dem Druck i entstehenden Vertiefung, stets erhalten bleiben, und die Summe aller durch die Einzelkontakte 3 auf das Werkstück 6 ausgeübten Drücke p muß größer als der Druck P, so daß unter Berücksichtigung des Reibungskoeffizienten,it zwischen den Einzelkontakten 3 und dem Werkstück Diese Bedingung muß während des ganzen Glühvorganges erfüllt bleiben, ansonsten ein Gleiten des Knüppels mit Bezug auf den Kontaktträger vorkommen würde, die eine ungleichmäßige Erwärmung am Knüppelende zur Folge hätte. Die Hauptpressung des Werkstückes erfolgt durch die Kontaktträger 2 über die Einzelkontakte 3, während die Federn 11 den Druckausgleich schaffen, so daß der für den gegemeinsamen Kontaktträger eingestellte Hauptanpreßdruck unverändert aufrechterhalten bleibt.The pressure P of the contact members 1 on the workpiece 6 should always be maintained in the event of a change in length of the workpiece and in spite of the depression formed during annealing under the pressure i, and the sum of all pressures p exerted by the individual contacts 3 on the workpiece 6 must be greater than the pressure P, so that, taking into account the coefficient of friction, it between the individual contacts 3 and the workpiece This condition must remain fulfilled during the entire annealing process, otherwise the billet would slide with respect to the contact carrier, which would result in uneven heating at the end of the billet. The main pressing of the workpiece is carried out by the contact carrier 2 via the individual contacts 3, while the springs 11 create the pressure compensation so that the main contact pressure set for the common contact carrier remains unchanged.

Es ist, zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperatur über das ganze Werkstück, auch wichtig, daß der Abstand x (F i g. 3) zwischen dem Ende des Kontaktorgans 1 und den diesen benachbarten Einzelkontakten 3 nicht zu groß und zweckmäßig einstellbar ist. Ein Ausbiegen des Knüppels während der Aufheizung wird durch die gleitbare Anordnung der Kontaktträger 2 in der Längsrichtung des Knüppels vermieden.It is in order to achieve a uniform temperature over the whole Workpiece, also important, that the distance x (F i g. 3) between the end of the contact member 1 and the individual contacts 3 adjacent to them are not too large and appropriately adjustable is. A bending out of the billet during heating is made possible by the slidable Arrangement of the contact carrier 2 in the longitudinal direction of the billet avoided.

Obwohl beim beschriebenen Ausführungsbeispiel jeder Kontaktträger für die seitlichen Kontakte je vier Einzelkontakte aufweist, kann entsprechend des zu erhitzenden Werkstückes eine andere Anzahl Einzelkontakte pro Seite gewählt werden. In gewissen Fällen können zwei oder drei Kontakte pro Seitenfläche genügen, oder bei sehr großen Stabquerschnitten kann es auch zweckmäßig sein, die Kontaktträger mit mehr als je vier Einzelkontakten auszurüsten. Ferner ist es auch denkbar, daß bei flachen Querschnitten nur die Breitseiten des Werkstückes durch Seitenkontakte erwärmt werden müssen.Although in the described embodiment, each contact carrier for the side contacts each has four individual contacts, can according to the workpiece to be heated, a different number of individual contacts per side can be selected. In certain cases, two or three contacts per side surface can be sufficient, or In the case of very large rod cross-sections, it can also be useful to use the contact carrier to be equipped with more than four individual contacts each. Furthermore, it is also conceivable that with flat cross-sections only the broad sides of the workpiece through side contacts need to be heated.

Claims

Claims: 1. Contact device for direct electrical Resistance heating of billets by means of one face contact and several Side contacts per long side, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that for the contacts on each long side of the billet to be heated have a common contact carrier is provided, which presses the side contacts together on the stick and in which each of these side contacts is axially resilient to itself adapt to unevenness of the billet surface and a burn-off of the contacts can, and that the sum of all frictional forces exerted by the side contacts is at least the same as the pressure of the end contacts on the end face of the Stick and thereby in connection with a slidable in the longitudinal direction of the stick axis Arrangement of the contact carrier relative sliding of the billet during heating to the contact carriers or their contacts is prevented.

2. Contact device according to claim 1, characterized in that each contact carrier has four individual contacts has, of which two each in the direction of the axis of the workpiece one behind the other are arranged.

3. Contact device according to claim 1, characterized in that that each contact carrier has two individual contacts in the direction on the axis of the workpiece are arranged one behind the other.

4. Contact device according to claim 1, characterized in that the distance between the side contacts and the associated front contact is adjustable.

5. Contact device according to claim 1, characterized in that means are provided which reduce the electrical voltage on the side individual contacts compared to the electrical voltage Bring tension to the contacts on the face. Considered publications: German Patent No. 373 588; German patent application G 15397 VIII d / 21 h (published September 18, 1954); U.S. Patent No. 2,504,790.