DE1452019B2

DE1452019B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines metallischen Stranges mit oxydfreier blanker Oberfläche

Info

Publication number: DE1452019B2
Application number: DE1452019A
Authority: DE
Inventors: Daniel Baxter Cofer; George Charles Ward
Original assignee: Southwire Co LLC
Current assignee: Southwire Co LLC
Priority date: 1964-11-12
Filing date: 1965-04-01
Publication date: 1974-11-28
Also published as: CH463710A; BE692991A; GB1130281A; GB1072318A; DE1783170A1; NL6700996A; DE1452019A1; FR1508729A; US3296682A; FR1460167A; CH455686A; BE672269A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines metallischen Stranges mit oxydfreier blanker Oberfläche, bestehend aus einem Gießrad, einer nachgeschalteten Warmverformungseinrichtung und einem dazwischen angeordneten Temperaturregelofen, wobei die Verformungseinrichtung, der Temperaturregelofen und die Strangüberführungseinrichtung ^zwischen den einzelnen Aggregaten unter Schutzgasatmosphäre stehen.

Beim Warmverformen eines kontinuierlich hergestellten Metallstranges ist es äußerst wichtig, für eine oxydfreie Oberfläche des Stranges zu sorgen. Erfolgt die Warmverformung des Metallstranges mit einer Oxydschicht, dann weist das Metall bei nachfolgenden Bearbeitungsschritten, beispielsweise beim Drahtziehen, Qualitätsminderungen hinsichtlich der Festigkeit, der Plastizität und der Leitfähigkeit auf.

Zur Verhinderung der Oxydbildung an wird,

F i g. 5 ist vorgeschlagen worden, die Warmverformung F i g. IC in einer aus einem neutralen Gas bestehenden Umgebungsatmosphäre vorzunehmen. Mit dieser Maßnahme läßt sich jedoch kein vollkommen oxydfreies Metallprodukt erhalten, da auf diese Weise ein bereits vor dem Eintritt in die neutrale Schutzgasatmosphäre vorhandener Oxydüberzug auch am Endprodukt noch vorhanden ist. Zur Erzielung eines einwandfreien Endprodukts muß nicht nur für eine oxydfreie Oberfläche des Metallstranges gesorgt werden, sondern es müssen auch die für die Warmverformung günstigsten Temperaturwerte eingehalten werden. Eine derartige Maßnahme ist jedoch in der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen.

Aus der Blankglühtechnik ist es bekannt, die auf Metallstücken vorhandene Oxydschicht dadurch zu entfernen, daß die Metallstücke in Anwesenheit eines reduzierenden Gases geglüht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art auszugestalten, daß die Verhinderung der Oxydbildung und die Entfernung einer möglicherweise bereits vorhandenen Oxydschicht unter Einhaltung der für die Warmverformung des Metallstranges optimalen Temperaturen erfolgen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Temperaturregelofen einen Brenner zum Aufheizen des Stranges und zur Einstellung einer reduzierenden Atmosphäre, eine weitere Einrichtung zur Zufuhr eines reduzierenden Kühlgases im Falle zu hoher Strangtemperatur und eine Steuerungsanlage zur selbsttätigen Regelung dieser Einrichtungen in Abhängigkeit von der Strangtemperatur aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Einstellung der optimalen Warmverformungstemperatur in dem Temperaturregelofen, dessen Brenner eine reduzierende Atmosphäre erzeugt. Da der Temperaturregelofen auch eine Einrichtung zur Zufuhr des reduzierenden Kühlgases enthält, kann auch eine bereits vorhandene Oxydschicht vom Metallstrang ohne weiteres entfernt werden. Die Steuerungsanlage sorgt dafür, daß das Aufheizen des Metallstranges und die Zufuhr des reduzierenden Kühlgases in Abhängigkeit von der Strangtemperatur erfolgen.

Das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Endprodukt weist vorzügliche Eigenschaften auf, da seine Herstellung infolge der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter optimalen Bedingungen erfolgen kann. * Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigt

F i g. 1A eine Seitenansicht einer Walzstraße, F i g. 1B einen Senkrechtschnitt in Längsrichtung der Heizkammer des Temperaturregelofens, der zusammen mit der in Fig. IA gezeigten Walzstraße verwendet wird,

F i g. IC eine Seitenansicht des Aufnahmegliedes, das zusammen mit der Walzstraße und dem Temperaturregelofen gemäß F i g. IA und IB verwendet wird, F i g. 1D einen Längsschnitt des Kühlgliedes,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Walzstraße von der Linie 2-2 von F i g. 1A gesehen,

F i g. 3 eine Vorderansicht der Zufuhrvorrichtung, durch welche dem in der Heizkammer befindlichen Brenner ein brennbares Gemisch zugeführt wird,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die Zufuhrvorrichtung, durch welche der Heizkammer des Temperaturregelofens nicht brennbares Kühlmittel zugeführt wird, Fig.5 eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. IC gezeigten Aufnahmegliedes und des Gießrades,

F i g. 6 einen Querschnitt durch das Aufnahmeglied längs der Linie 6-6 von F i g. 5,

F i g. 7 ein Schaltschema der Steuerungsanlage zur Steuerung der Umgebungsbedingungen in der Heizkammer des Temperaturregelofens, F i g. 8 eine Teilseitenansicht der Walzstraße und F i g. 9 eine Vorderansicht der Walzstraße von der Linie 9-9 von F i g. 8 aus gesehen.

Die erfindungsgemäße Ausführung weist ein Aufnahmeglied 10 einen die Temperatur steuernden Temperaturregelofen 11 mit einer Heizkammer, eine Walzenstraße 12 mit einer Abdeckung 14 und ein Kühlglied 15 auf. Ein Metallstrang 16, der in einer Gießeinrichtung 18 bekannter Art gegossen wurde (F i g. 5 und 6), wird unmittelbar nach seinem Ausstoß aus der Gießeinrichtung 18 von dem Aufnahmeglied 10 umschlossen. Bewegt sich der Metallstrang 16 durch das Aufnahmeglied 10 (Fi g. IC), so wird er von einem gesteuerten Umgebungsmedium eingehüllt, welches vorzugsweise auf die Oxyde reduzierend, in jedem Fall aber nicht oxydierend wirkt. Auf diese Weise wird in dem Aufnahmeglied 10 jede auf dem Metallstrang 16 befindliche Oxydschicht entfernt und/oder ihre Bildung im wesent-

lichen verhindert. Von dem Aufnahmeglied 10 aus läuft der Metallstrang 16 in die Heizkammer des Temperaturregelofens 11, wo er durch ein gesteuertes Umgebungsmedium erwärmt oder abgekühlt wird, wobei dieses Umgebungsmedium jede auf dem Metallstrang 16 befindliche Oxydschicht reduziert und/oder verhindert. Nach dem Verlassen der Heizkammer wird der Metallstrang 16 von der Walzenstraße 12 aufgenommen, ohne daß er dazwischen der eine Oxydation hervorrufenden Umgebungsluft ausgesetzt wird. In der Walzenstraße 12 wird der Metallstrang wiederum von einem gesteuerten Umgebungsmedium umhüllt, welches wiederum jede Oxydschicht reduziert sowie die Bildung einer neuen Oxydschicht verhindert, während der Metallstrang zu einer Stange 86 ausgewalzt wird. Die Stange 86 wird dann in dem Kühlglied 15 mittels eines gesteuerten Umgebungsmediums unter ihre Oxydationstemperatur abgekühlt, wobei das Umgebungsmedium jede Oxydschicht reduziert und eine weitere Oxydation des Metalls verhindert.

Das Aufnahmeglied 10 (F i g. IC) weist eine Abziehkammer 19, eine Überführungskammer 20 und ein flexibles Verbindungsstück 21 auf. Die Abziehkammer 19 ist ein gebogenes Teil von im wesentlichen viereckigem Querschnitt (F i g. 5 und 6). Die Seitenwände 24a der Abziehkammer liegen einem Gießrad 22 der Gießeinrichtung 18 benachbart sowie auf und über diesem Gießrad 22. Zwischen den beiden Seitenwänden 24a erstrecken sich Abdeckungen 24, welche genau vom Umfang des Gießrades 22 ausgehend wegführen; dadurch wird ein Kanal 25 gebildet, durch den der Metallstrang 16 laufen kann, wenn- er von dem Gießrad 22 abgezogen wird. Ein Metallband 28 umgibt das Gießrad 22, so daß eine Gießform entsteht. In der äußeren Abdeckung 24 ist ein Schlitz 26 angebracht, so daß das Metallband aus dem Kanal 25 durch die Abziehkammer 19 austreten kann, wodurch es möglich ist, den Metallstrang 16 von dem Gießrad 22 abzuziehen und in den Kanal 25 der Abziehkammer 19 einzubringen, ohne daß der Metallstrang mit der Außenluft in Berührung kommt. Der Durchlaufstelle des Metallbandes 28 durch den Schlitz 26 benachbart sind Abdichtungen 29 angeordnet, welche die außerhalb der Abziehkammer 19 befindliche Außenluft darin hindern, in den Kanal 25 und die Abziehkammer 19 einzudringen. Auf dem in F i g. 5 gesehen unteren Ende der äußeren Kante der Abdeckung 24 befindet sich eine Dichtung 30, welche ebenfalls dazu dient, die Außenluft vom Kanal 25 abzuhalten.

Das flexible Verbindungsstück 21 ist ein hohler, ziehharmonikaartiger Balg, der an dem oberen freien Ende der Abziehkammer 19 so befestigt ist, daß er an seinem einen Ende mit seiner Mittellinie in einer Linie mit der Mittellinie der Abziehkammer 19 liegt und daß er an seinem anderen Ende mit seiner Mittellinie in einer Linie mit der Mittellinie der Überführungskammer 20 liegt. Über das Verbindungsstück 21 kann der Metallstrang 16 von der Abziehkammer 19 in die Überführungskammer 20 laufen, ohne daß er mit der außerhalb des Aufnahmegliedes 10 herrschenden Außenluft in Berührung kommt. Das Verbindungsstück 21 ermöglicht es außerdem, die Abziehkammer 19 in bezug auf ein Stützglied 30" in verschiedene Stellungen zu bewegen, was durch den Betrieb eines Verstellzylinders 31 geschieht, der an der Abziehkammer 19 und am Stützglied 30" befestigt ist, wobei die Überführungskammer 20 stationär belassen wird.

Die Überführungskammer 20 ist ein zylindrisches hohles Teil, dessen Mittellinie im wesentlichen horizontal liegt. Die Überführungskammer hat eine metallische Seitenwand 32, an der ein kreisförmiges, metallisches Endteil 32a mittels Bolzen befestigt ist und die auf ihrer Innenseite eine Isolierung 34 hat, womit im wesentlichen eine Wärmeübertragung von dem Metallstrang 16 in Richtung auf die Umgebungsluft außerhalb des Aufnahmegliedes 10 verhindert wird. Der Metallstrang 16 läuft von dem Verbindungsstück 21 in einen Kanal 35 der Überführungskammer 20, wobei er durch eine Öffnung 36 durch das Endteil 32a und die Isolierung 34 hindurchtritt; hier wird er von Rollen 38 aufgenommen, welche den Metallstrang 16 zum Einlaufen in die Überführungskammer 20 ausrichten. Mehrere Lagerrollen 39 transportieren den Metallstrang 16 durch die Überführungskammer 20, wobei der Metallstrang 16 im wesentlichen geradlinig gehalten wird. Klemmrollen 40 nehmen den Metallstrang 16 am Austragende 41 der Überführungskammer 20 auf und richten ihn so aus, daß er durch eine Öffnung 42 richtig in die Heizkammer 11 einläuft.

In den Kanal 35 der Überführungskammer 20 wird ein Inert- oder Reduziermedium zugeführt, wobei die Zufuhr über ein Rohr 44 erfolgt, welches den Kanal 35 mit einer entsprechenden, nicht dargestellten Zufuhrquelle nach Art eines Gasgenerators verbindet. Ein Steuer- und Absperrglied 45 steuert die Geschwindigkeit, mit der das Inert- oder Reduziermedium in den Kanal 35 eingeleitet wird. Das Inert- oder Reduziermedium fließt rings um den in dem Kanal 35 befindlichen Metallstrang. 16, wodurch die Öffnung 36 in das flexible Verbindungsstück 21, durch das Verbindungsstück 21 und durch die Abziehkammer und fließt schließlich an den Seiten des Gießrades 22 entlang aus der Abziehkammer 19 heraus. Auf diese Weise wird der Metallstrang 16 von einem Inert- oder Reduziermedium umhüllt, und zwar von dem Zeitpunkt an, in dem er die Gießeinrichtung 18 verläßt, und während er durch das Aufnahmeglied 10 läuft.

Am Austragende 41 der Überführungskammer 20 ist die Heizkammer der Temperaturregelanordnung befestigt (F i g. IB). Die Mittellinie der Heizkammer liegt in einer Linie mit der Mittellinie der Überführungskammer 20. Die Heizkammer 11 weist eine rohrförmige Seitenwand 46 und kreisförmige Abschlußplatten 48 auf, die an beiden Seiten an der Seitenwand 46 befestigt sind. Eine feuerfeste Auskleidung 49 bedeckt die Innenseite der Seitenwand 46 und der Abschlußplatten 48, wodurch eine Beschädigung der Seitenwand 46 und der Abschlußplatten 48 verhindert wird, die sich auf Grund der Hitze einer direkten, innerhalb der Heizkammer befindlichen Flamme ergeben könnte. Eine in jeder Abschlußplatte 48 und in der Auskleidung 49 befindlichen Öffnung 42 schafft einen Durchgang für den Metallstrang 16, der auf diese Weise von der Überführungskammer 20 durch einen Kanal 51 läuft, der von der feuerfesten Auskleidung 49 gebildet wird.

Damit der Metallstrang 16 bei seinem Einlaufen in die Walzenstraße 12 richtig auf gleichmäßiger Temperatur gehalten wird, ist es nötig, dem Metallstrang 16 einmal Wärme zuzuführen und ihn ein anderes Mal zu kühlen. Außerdem muß jede Oxydschicht, die sich eventuell auf dem Metallstrang 16 auf Grund des NichtVorhandenseins oder trotz des Aufnahmegliedes 10 während des Durchlaufs von der Gießeinrichtung bis zur Heizkammer gebildet hat, vom Metallstrang reduziert oder entfernt werden, bevor er in die Walzenstraße 12 einläuft.

Die Wärme zum Anheben der Temperatur des Me-

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tallstranges 16 wird der Heizkammer über einen herkömmlichen Gasbrenner 52 zugeführt, der innerhalb des Kanals 51 der Heizkammer 11 angeordnet ist. Der Gasbrenner hat eine rohrförmige Wand 54 mit durchführenden Öffnungen 55 so daß ein brennbares Reduzier-Gasgemisch in den Kanal 51 zur Verbrennung eindringen kann. Dieses Reduzier-Gemisch reduziert, wenn es brennt, alle auf dem Metallblock 16 vorhandenen Oxyde. Eine mit dem Gasbrenner 52 in Verbindung stehende Zufuhrleitung 50 und eine Pumpe 56 versorgen den Brenner 52 mit dem reduzierenden, brennbaren Gemisch. Die Pumpe 56 empfängt das brennbare Reduziergemisch von einer Zuteileinrichtung 58 nach Art eines handelsüblichen Vergasers bei einem konstanten Luft-Brennstoff-Verhältnis. Der Vergaser liefert ein konstantes Luft-Brennstoff-Gemisch ohne Rücksicht auf die Gaszufuhr. Durch Steuerung des Austrags der Pumpe 56 kann die Gemischmenge, die dem Brenner 52 zuströmt, und somit auch die vom Brenner 52 erzeugte Wärmemenge gesteuert werden. Auf diese Weise reduziert das verbrennende Reduziergemisch, das dem Brenner 52 von der Zuteileinrichtung 58 zugeführt wird, wenn es durch die Heizkammer strömt, jede auf dem Metallstrang 16 vorhandene Oxydschicht, so daß lediglich das ursprüngliche Gußmaterial, des Metallstranges 16 übrigbleibt, wenn er durch die Heizkammer gelaufen ist.

Ein Reduziermedium, das aus Verbrennungsprodukten besteht wird über eine Zuleitung 59 und eine Vielfachleitung 60 der Heizkammer zugeführt, wodurch die Heizkammer imstande ist, den Metallstrang 16 zu kühlen und alle auf ihm befindlichen Oxydschichten zu entfernen. Das Reduziermedium wird in einer Vorverbrennungskammer 61 außerhalb der Heizkammer erzeugt, und die Speisung erfolgt mit einem brennbaren Gemisch, das ein solches Luft-Brennstoff-Verhältnis hat, daß die Verbrennungsprodukte die Oxydschichten reduzieren. Dieses Reduziergemisch wird der Vorverbrennungskammer 61 über einen Brenner 62 bekannter Art, der ein konstantes Luft-Brennstoff-Verhältnis hat, zugeführt. Das brennbare Reduziergemisch wird dann in der Vorverbrennungskammer 61 verbrannt, und die Verbrennungsprodukte, welche in jedem Fall reduzierend wirken, werden mittels einer Pumpe 64 bekannter Art über die Zuleitung 59 in die Heizkammer gepumpt. Ein um die Zuleitung 59 liegender Wassermantel 66 kühlt die Verbrennungsprodukte, wenn sie durch die Zuleitung 59 zur Pumpe 64 strömen. Eine Wasserpumpe 68 bekannter Art schafft für den Wassermantel 66 eine gesteuerte Wasserzufuhr, und eine Austragleitung 69 läßt das Wasser aus dem Wassermantel 66 ablaufen. Die Steuerung der Durchflußmenge durch den Brenner .62, die Pumpe 64 und die Wasserpumpe 68 sind bei der Steueranlage für die Heizkammer näher erläutert.

In der Praxis wurde das Reduziermedium durch die Verbrennung eines sauerstoffarmen Gemisches aus Luft und Erdgas erzeugt. Es können natürlich auch andere Brennstoffe verwendet werden. Bei der Erzeugung eines Reduziermediums ist die Verbrennung dieser reichen Gemische natürlich unter dem Mangel von zusätzlichem Sauerstoff unvollständig. Bei dem beschriebenen Verfahren und der entsprechenden Einrichtung wird der zusätzliche Sauerstoff von dem Oxyd des Metalls geliefert, welches zu reinem Metall reduziert wird, wobei es den Sauerstoff für eine vollständige Oxydation liefert.

Die Steueranlage für die Heizkammer (F i g. 7) weist einen Spannungsregler 121, einen Druckschalter und einen Temperaturbegrenzungsschalter 120 auf. Der Spannungsregler 121 ist mit einer konstanten Spanriungsquelle verbunden, weiche eine übliche Leistungsspannung ist, und er ändert ihre Ablageleistung in

Übereinstimmung mit der Spannung, die von einem innerhalb des Kanals 51 in der Heizkammer angebrachten Thermoelement 123 erzeugt wird. Der Druckschalter 122 betätigt den Pumpenmotor 64', wenn der Spannungsabfall quer über einen innerhalb des Kanals 51

ίο der Heizkammer angeordneten Druckabnehmer 124 entsprechend groß wird. Der Temperaturbegrenzungsschalter 120 läßt in Übereinstimmung mit der von einem Thermoelement 125 gelieferten Spannung den Pumpenmotor 56', den Brennermotor 62', den Pumpenmotor 64' und dem Motor 68' für die Wasserpumpe anlaufen, bzw. er stoppt diese Einrichtungen. Die Thermoelemente 123 und 125 sind die Spannungsquellen von Strahlungspyrometern bekannter Art, und sie sind so angeordnet, daß die Temperatur des Metallstrangs 16 in dem Augenblick angezeigt wird, wenn er in die Heizkammer einläuft. Liegt die Temperatur des Metallstrangs 16 unter einer bestimmten, vorher festgelegten Temperatur, so wird durch die vom Thermoelement 125 gelieferte Spannung der Pumpenmotor^So' über den Begrenzungsschalter 120 betätigt. Die Pumpe 56 liefert dann entsprechend der vom Spannungsregler 121 gelieferten Spannung dem Gasbrenner 52 ein brennbares Reduziergemisch. Die Brennstoffzufuhr vergrößert sich in umgekehrter Richtung wie die Temperaturzunahme des Metallstrangs 16. Die vom Spannungsregler 121 gelieferte Spannung wird von der vom Thermoelement 123 gelieferten Spannung gesteuert; liegt die Temperatur des Metallstrangs 16 über der vorher festgelegten Temperatur, so veranlaßt die vom Thermoelement 125 gelieferte Spannung den Temperaturbegrenzungsschalter 120, den Pumpenmotor 56 abzuschalten. Dadurch wird die Verbrennung innerhalb der Heizkammer auf Grund des Brennstoffmangels gestoppt.

Liegt die Temperatur des Metallstrangs 16 über der vorher festgelegten Temperatur, so betätigt die vom Thermoelememt 125 gelieferte Spannung über den Temperaturbegrenzungsschalter 120 den Brenner 62, die Wasserpumpe 68 und die Pumpe 64. Die vom Thermoelement 123 gelieferte Spannung steuert über den Spannungsregler 121 die Geschwindigkeit des Motors 62' des ein konstantes Luft-Brennstoff-Verhältnis liefernden Brenners 62. Dadurch wird einerseits die Brenngeschwindigkeit im Brenner 62 gesteuert, es wird der Wasserpumpenmotor 68' gesteuert, wodurch der Wasserdurchfluß durch den Wassermantel 66 gesteuert wird, und es wird der Pumpenmotor 64' gesteuert, womit die Durchflußgeschwindigkeit der Verbrennungsgase, die von der Vorverbrennungskammer 61 in die Heizkammer strömen, gesteuert wird.

Der Wasserfluß durch den Wassermantel 66 kühlt die Verbrennungsgase so stark ab, daß sie den Metallstrang 16 auf die vorher festgelegte Temperatur abkühlen, bevor er die Walzenstraße 12 erreicht. Je höher deshalb die Temperatur des Metallstrangs 16 ist, um so höher ist der Wasserdurchfluß, der durch die Wasserpumpe 68 erzeugt wird, um den Metallstrang 16 auf die vorher festgelegte Temperatur abzukühlen. Fällt die Temperatur des Metallstrangs 16 unter eine vorher festgelegte Temperatur so schaltet die Spannung, die vom Thermoelement 125 geliefert wird, über den Temperaturbegrenzungsschalter 120, den Motor 62' für den Brenner 62. den Motor 68' für die Wasserpumpe und

zenstraße 12 sitzen. Außerdem hat die Abdeckung an der Zubringerseite 80 und an der Austragseite 81 der Walzenstraße 12 Abschlußwände 72. Die Hauben 75 haben an ihren oberen Enden, an der Oberseite des

5 Transmissionsgehäuses 78 (F i g. 2) Scharniere 79 sowie an ihren unteren Enden Handgriffe 32ß, so daß jede Haube 75 leicht von Hand hochgehoben werden kann, um an den Walzenständern 76 zu hantieren. Die Hauben 75 sind so aneinander angeordnet, daß zwischen

ίο ihren Kanten 84 ein sehr kleiner Schlitz vorhanden ist. Die umgebenden Gase können auf diese Weise in einem geringen Maße nach innerhalb der Abdeckung 14 oder aus ihr herausströmen. Die Abschlußwände 72 sind auf dem Transmissionsgehäuse 78 so gelagert, daß

den Motor 64' für die Pumpe ab. Fallen die Pumpen 56 oder 62 aus, so wird mittels einer vom Druckabnehmer 124 gelieferten Spannung der Pumpenmotor 64' betätigt, wodurch die Heizkammer von brennbaren Gasen gereinigt wird, welche eine Explosion ergeben würden, wenn sie im Kanal 51 verblieben.

Die Heizkammer erwärmt dann den Metallstrang 16 dadurch, daß ein brennbares Gemisch, das dem Kanal

50 zugeführt wird, vom Brenner 52 verbrannt wird; dadurch wird rings um den Metallstrang 16 in dem Kanal

51 ein Reduziermedium erzeugt, für den Fall, daß sich
die Temperatur des Metallstrangs 16 unter einer vorher festgelegten Temperatur befindet. Zusätzlich dazu
wird jede Oxydationsschicht reduziert, die auf dem Metallstrang 16 vorhanden sein könnte. Außerdem belie- *5 sie mit den Hauben 75 in Verbindung stehen, wodurch fert die Heizkammer den Kanal 51 mit den gekühlten eine im wesentlichen geschlossene Kammer 85 ent-Gasen, wenn die Temperatur des Metallstrangs 16 sich steht, durch welche der Metallstrang 16 hindurchläuft, über einer vorher festgelegten Temperatur befindet. Die Durchlässe 74 in den Abschlußwänden 72 ermögli-Die gekühlten Gase kühlen nicht nur den Metallstrang chen es dem Metallstrang 16, in die Walzenstraße 12 auf eine vorher festgelegte Temperatur ab, sondern sie ^2O einzulaufen, in ihr gewalzt zu werden und aus ihr als reduzieren auch jede Oxydschicht, die auf dem Metall- Stange 86 wieder auszutreten.

strang 16 vorhanden sein könnte. Außerdem kann die
Heizkammer auch dazu verwendet werden, der Walzenstraße 12 einen oxydfreien Metallstrang 16 bei einer
vorher festgelegten Walztemperatur zu übermitteln, ^a5 fachleitung 88. Sie dient dazu, auf die Walzen 89 der auch für den Fall, daß kein Aufnahmeglied 10 vorhan- Walzenstraße 12 und auf den Metallstrang 16 mit Hilfe den ist. Es braucht nur eine genügende Menge von Reduziergasen in den Kanal 51 eingespeist zu werden.
Dies erfordert allerdings eine unwirtschaftlich hohe
Menge von Brennstoff, wodurch eine gewisse Notwen- 3° ein Rohr 90.zugeführt, welchem ein Steuer- und Abdigkeit für die Überführungskammer 20 und das Auf- sperrglied 91 zwischengefügt ist, das dazu dient, den nahmeglied 10 gegeben ist.

Mit der Aufgabe, alles gratige Gut von den Ecken
des Metallstrangs 16⁷ZU entfernen, sind innerhalb der
Heizkammer mehrere Abgratbrenner 131 vorgesehen. 35 16 und der Walzen 89 gegeben ist, wird innerhalb der Die Abgratbrenner 131 weisen mehrere Düsen 132 auf, Kammer 85 ein niedriger Druck erzeugt. Über eine welche durch die Seitenwand 46 und die feuerfeste
Auskleidung 4t der Heizkammer vorstehen. Außerdem
sind mehrere Zuleitungen 133 für ein Gemisch vorhanden, welche mit den Düsen 132 in Verbindung stehen, 4° Kammer 85 einzuspeisen. Dadurch wird ein noch grösowie eine Mehrfachleitung 134, welche auf die Zulei- ßeres Druckgefälle zwischen dem in der Kammer 85 tungen 133 ein brennbares Gemisch verteilt, und ein in herrschenden Druck und dem außenseitigen Druck erder Mehrfachleitung 134 liegendes Steuer- und Ab- zeugt. Eine Zufuhrleitung 96, welche ein Steuerglied 98 sperrglied 135, welches den Zustrom des Gemisches zu zur Steuerung der Durchflußgeschwindigkeit aufweist, den Düsen 132 steuert. Die Düsen 132 sind so angeord- 45 beliefert die Mehrfachleitung 94 mit gesteuerten Mennet, daß der von den Düsen 132 austretende Flammen- gen des Reduziergemisches. Auf diese Weise kann keistrahl gegen die Ecken des Metallstrangs 16 geleitet ne Außenluft in die Kammer 85 unter die Hauben 75 wird und das gratige Gut abbrennt. eindringen.

Zwei Klemmrollen 70 sind innerhalb eines Metall- Das zweite Ausführungsbeispiel der in Fig. IA ge-

rohrs 71 angeordnet, das sich zwischen der Abschluß- 5° zeigten Walzenstraße 12 weist eine Walzenstraße 12' platte 48 und einer Abschlußwand 72 der Walzenstraße auf (F i g. 8 und 9), wobei der Metallstrang 16, der von 12.erstreckt. Die Klemmrollen 70 nehmen den Metall- der Heizkammer 11 herkommt, von einem Überfühstrang 16 auf, wenn er die Heizkammer über die in der rungsrohr 71' aufgenommen wird. Der Metallstrang 16 Abschlußpiatte 48 gelegene Öffnung 42 verläßt, und sie wird dann in üblicher Weise in der Walzenstraße 12' führen den Metallstrang durch den in der Abschluß- 55 ausgewalzt, wobei der Metallstrang 16 zwischen den wand 72 befindlichen Durchlaß 74 der Walzenstraße 12 Walzenständern 76' durch zusätzliche Überführungsrohre 7V weitertransportiert wird. Von einer Mehrfachleitung 88' für ein Kühlmittel wird ein Kühlmittelfluß erzeugt; die Mehrfachleitung 88' hat auf ihrer Län-6° ge mehrere Düsen 92' und weist eine Zuleitung 90' und ein Steuer- und Absperrglied 9Γ auf. Der aus den Düsen 92' austretende Kühlmittelfluß ist so groß, daß er den Metallstrang 16 einhüllt, wenn dieser gewalzt wird, wodurch die Außenluft daran gehindert wird, mit dem

Hauben 75 auf, welche sich außerhalb der Walzenstän- ⁶5 Metallstrang 16 während des Walzens in Berührung zu der 76 der Walzenstraße 12 und über diese hinweg er- kommen und ihn zu oxydieren. Die von den Walzenstrecken und welche mit ihren Enden auf dem Sockel ständern 76' und dem Metallstrang 16 abstrahlende eines L-förmigen Transmissionsgehäuses 78 der Wal- Wärme bringt das Kühlmittel während des Walzens

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Entlang der ganzen Länge der Walzenstraße 12 erstreckt sich über den Walzenständern 76 (F i g. IA und 2) eine der Schmierung und Kühlung dienende Mehr-

von Düsen 92 ein schmierendes Kühlmittel zu verteilen, wenn der Metallstrang 16 durch die Walzenstraße 12 läuft. Das Kühlmittel wird der Mehrfachleitung 88 über

Kühlmittelfluß durch die Mehrfachleitung 88 und die Düsen 92 zu steuern. Durch die Verdampfung des Kühlmittels, welche durch die Hitze des Metallstrangs

Mehrfachleitung 94, die mehrere im Abstand entlang angeordnete Düsen 95 hat, ist es möglich, wie bereits geschrieben, ein Reduziergemisch unter Druck in die

zu. Das Metallrohr 71 dient dazu, jegliche Berührung des erhitzten Metallstabs 16 mit der außerhalb der Einrichtung vorhandenen Umgebungsluft zu verhindern, und es schafft eine Lagerung für die Klemmrollen 70.

Die Walzenstraße 12 (IA) ist von üblicher Art und hat eine Abdeckung 14, wodurch ein leichter Mediumdruck innerhalb der Abdeckung aufgebracht werden kann. Die Abdeckung 14 weist mehrere L-förmige

des Metallstrangs zum Oxydieren, wodurch wiederum jede Oxydschicht reduziert wird, die auf dem Metallstrang 16 vorhanden sein könnte.

Wenn die gewalzte Stange 86 die Walzenstraße 12 verläßt, wird sie von einem Kühlrohr 99 aufgenommen, welches drei Abschnitte 99a, 996, 99c aufweist, die jeweils einen Durchlaß 98' haben. Der erste Abschnitt 99a steht an seiner einen Seite über den in der Abschlußwand 72 befindlichen Durchlaß 74 mit der Kammer 85 in Verbindung; an seiner anderen Seite steht der Abschnitt 99a mit einem Fangbecken 100 in Verbindung. Das Fangbecken 100 ist ein hohles, rechteckiges Teil, das an seiner unteren Seite mit einem Ablaufrohr 101 versehen ist, wodurch alles Medium, das sich in dem Fangbecken 100 gefangen hat, ablaufen kann. Der zweite Abschnitt 996 des Kühlrohres 99 steht mit dem Fangbecken 100 auf der den ersten Abschnitt 99a entgegengesetzten Seite in Verbindung; der Anschluß ist derart, daß sich jeder im ersten Abschnitt 99a befindliche Durchlaß 98' und der im zweiten Abschnitt 996 befindliche Durchlaß 98' in einer Linie befinden. Ein in den zweiten Abschnitt 996 führender trichterförmiger Einlaß für den Durchlaß 98' erleichtert das Einlaufen der Stange 86 in den zweiten Abschnitt 996. Das wegführende Ende des zweiten Abschnitts 996 steht mit einem Einspritzblock 105 in Verbindung, der einen Mitteldurchlaß 106 hat. Eine in dem Einspritzblock 105 befindliche ringförmige Ausnehmung 108 steht einerseits mit dem Mitteldurchlaß 106 und andererseits mit mehreren Kühlmitteleinlaßleitungen 107 in Verbindung, welche der ringförmigen Ausnehmung 108 Kühlmittel zuführen. Eine konische Ausnehmung 110 erstreckt sich^ von· der ringförmigen Ausnehmung 108 längs des Mi.tteldurchlasses 106 in Richtung auf den zweiten Abschnitt 99b. Ein Meßstift 111 ist in den Einspritzblock 105 eingeschraubt und ragt in die konische Ausnehmung 110 hinein. Der Meßstift hat ein verjüngendes Ende 112, das der konischen Ausnehmung 110 entspricht. Ein durch den Meßstift 111 führender Mittelkanal 113 liegt mit dem Mitteldurchlaß 106 in einer Linie, daß die gewalzte Stange 86 an dieser Stelle durchlaufen kann.

Dadurch, daß der Meßstift 111 so eingestellt wird, daß das sich verjüngende Ende 112 in die konische Ausnehmung 110 hineinragt, wird die Kühlmittelmenge gesteuert, welche aus der ringförmigen Ausnehmung 108 längs der konischen Ausnehmung 110 in den Mitteldurchlaß 106 strömen kann. Auf diese Weise kann die Durchflußgeschwindigkeit des Kühlmittels, das in den Mitteldurchlaß 106 hinein- und in ihm entlangfließt und das entlang des Durchlasses 98' des zweiten Abschnitts 99ß in Richtung auf die Walzenstraße 12 zu strömt, dadurch gesteuert werden, daß der Meßstift 111 innerhalb des Einspritzblocks 105 gedreht wird. Nimmt der Abstand zwischen der konischen Ausnehmung 110 und dem sich verjüngenden Ende 112 des Meßstiftes 111 ab, so nimmt die Durchflußgeschwindigkeit des Kühlmittels, das in den Mitteldurchlaß 106 strömt, zu; nimmt andererseits der Abstand zwischen der konischen Ausnehmung 110 und dem Meßstift 111 zu, so nimmt die Durchflußgeschwindigkeit des in den Mitteldurchlaß 106 einströmenden Kühlmittels ab. Das Kühlmittel fließt entlang des Durchlasses 98' des Abschnitts 996 und in das Fangbecken 100, wo es abläuft. Das innerhalb des Kühlrohrs 99 befindliche Kühlmittel wird durch die Wärme des Metallstrangs 86 zum Oxydieren gebracht, wodurch eine reduzierende Umgebungsluft entsteht, weiche auch die geringste Oxydschicht reduziert, die sich eventuell auf der Metallstange 86 nach dem Walzen wieder gebildet hat.

Ein weiteres Fangbecken 100', das dem Fangbecken 100 ähnlich ist, ist auf der anderen Seite des Einspritz-

S blocks 105 befestigt und steht an seiner anderen Seite mit einem Blasreinigungsblock 116 in Verbindung. Die andere Seite des Meßstiftes 111 hat eine sich verjüngende Schulter 114, die in eine konische Ausnehmung 115 des Blasreinigungsblockes 116 hineinragt. Der Blasreinigungsblock 116 hat mehrere, im Winkel gegeneinander versetzt angeordnete öffnungen 118, die an einem Ende mit einem durch den Block 116 führenden Durchlaß 119 für die Stange in Verbindung stehen und die an ihrem anderen Ende entsprechend mit mehreren Luftzufuhrrohren 120 in Verbindung stehen. Die öffnungen 118 sind so angeordnet, daß Luft oder irgend ein anderes, ähnliches Gas, das von den Zufuhrrohren 120 durch die öffnungen 118 strömt, längs des Durchlasses geleitet wird, der sich zwischen der auf dem Meßstift 111 befindlichen Schulter und der konischen Ausnehmung 115 befindet, wodurch der Luftstrom dann gegen die Stange 86 geführt wird, so daß jedes auf der Stange 86 noch verbliebene Kühlmittel entfernt wird. Auf diese Weise wird jedes auf der Stange 86

befindliche Kühlmittel von ihr weggeblasen, wenn sie den durch den Meßstift 111 führenden Mittelkanal 113 verläßt; das so entfernte Kühlmittel wird von dem aus den öffnungen 118 ausströmenden Mediumfluß, der längs des zwischen dem Meßstift 111 und der Ausnehmung 115 befindlichen Durchlaß strömt, in das Fangbecken 100' geblasen.

Die Stange 86 läuft dann in den dritten Abschnitt 9c des Kühlrohres 99 ein, der unter die Oxydationstemperatur der Stange abgekühlt ist. Die Stange 86 besitzt auf diese Weise auf Grund der Temperatursteuerung die erwünschten Warmwalzeigenschaften, und sie ist auf diese Weise gebrauchsfertig für eine nachfolgende Behandlung durch Ziehen, Aufwickeln oder Lagern, wobei sie sich in einem oxydfreien Zustand befindet.

Betrieb

Beim Betrieb läuft der Metallstrang 16, der von dem Gießrad 22 herkommt, in den Kanal 25 der Abziehkammer 19 ein, wo er unmittelbar von einem Inert- oder Reduziermedium umhüllt wird, das längs des Kanals 25 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Metallstrangs 16 strömt. Auf diese Weise ist der Metallstrang 16 Umgebungsbedingungen unterworfen, bei denen er praktisch keine Oxydhaut bildet, wenn er von dem Gießrad 22 der Gießeinrichtung 18 abgezogen wird und/oder mit einem gewissen Maß von Reduziermitte! versorgt wird, das eine Oxydhaut, die sich auf dem Strang während des Gießens gebildet hat, entfernt. Die Abziehkammer 19 kann leicht so abgeändert werden, daß sie einen Metallstrang 16 aufnimmt, der von andersartigen Gießeinrichtungen bekannter Art gegossen wurde; und auch eine solche Abziehkammer verhindert dann eine Oxydation des Metallstrangs 16, wenn er vor einer solchen andersartigen Gießeinrichtung ausgestoßen wird.

Der Metallstrang 16 läuft entlang der Abziehkammer 19, durch das flexible Verbindungsstück 21 und in die Überführungskammer 20, wo er von den Rollen 38 ergriffen wird. Dies alles erfolgt, während der Strang voi dem Inert-, d. h. Schutzmedium oder Reduziermediun umhüllt ist, welches durch das Rohr 44 in die Überfüh rungskammer 20 eingespeist wird. Nachdem der Me

tallstrang 16 über die Rollen 38 weggelaufen ist, wird er auf den Lagerrollen 39 entlang der Überführungskammer 20 weitergeführt, wird von den Klemmrollen 40 aufgenommen und wird zum Einlaufen in die Heizkammer des Temperaturregelofens Il ausgerichtet. Die Isolierung 34 auf der Innenseite der Überführungskammer 19 verhindert es im wesentlichen, daß der Strang 16 während seines Durchlaufs durch die Überführungskammer 20 Wärme abstrahlt und dadurch Wärmeverluste, erleidet. Auf diese Weise sind mit Hilfe des Schutz- oder Reduziermittels und mit Hilfe der Isolierung 34 während des Durchlaufs des Metallstrangs 16 durch das Aufnahmeglied 10 mit seiner Überführungskammer 20 sowohl Oxydationsverluste als auch Strahlwärmeverluste am Metallstrang 16 vermieden.

Der Metallstrang 16 läuft nun in die Heizkammer ein, wo er erwärmt oder abgekühlt wird, bis die vorher festgelegte Warmbearbeitungstemperatur erreicht ist; außerdem wird in der Heizkammer das gratige Gut an den Kanten des Strangs mit Hilfe der Abgratbrenner 131 entfernt. Das am Einlauf der Heizkammer angeordnete Thermoelement 123 stellt die Temperatur des Metallstrangs 16 fest, wenn er in die Heizkammer einläuft und übermittelt dem Spannungsregler 121 ein elektrisches Signal, welches in Übereinstimmung mit der Temperatur des Strangs 16 die Spannungszufuhr zum Brennermotor 62', zum Pumpenmotor 64', zum Pumpenmotor 56' und zum Wasserpumpenmotor 68' steuert. Der Temperaturbegrenzungsschalter 120 betätigt den Brennermotor 62', den Pumpenmotor 64' und den Wasserpumpenmotor 68', wogegen er den Pumpenmotor 56 stoppt, wenn die Temperatur des Strangs 16 über der vorher festgelegten Temperatur liegt; andererseits betätigt'der Temperaturbegrenzungsschalter den Pumpenmotor 56', wogegen er den Brennermotor 62', den Pumpenmotor 64' und den Wasserpumpenmotor 68' stoppt, wenn die Temperatur des Stranges 16 unter der vorher festgelegten Temperatur liegt. Auf diese Weise wird die Temperatur des Metallstabs 16 automatisch gesteuert, wenn er durch die Heizkammer läuft. Außerdem wird jede Oxydationshaut, die sich eventuell auf dem Strang 16 gebildet hat, schnell und wirksam reduziert, so daß der Strang 16 über die Klemmrollen 70 in die Walzenstraße 12 in einem oxydfreien Stadium einläuft Dadurch werden die Probleme beseitigt, die sich ergeben, wenn der Walzvorgang bei einem mit einer Oxydhaut behafteten Strang durchgeführt wird. Die Heizkammer ist dazu imstande, die auf dem Metallstrang 16 befindliche Oxydschicht selbst dann zu reduzieren, d. h. zu entfernen, auch wenn keine Vorsichtmaßnahmen gegen Oxydation mittels einer zwischen dem Gießrad 22 und der Heizkammer befindlichen Vorrichtung vorgesehen sind; es brauchen nur große Brennstoffmengen in die Heizkammer eingespeist "zu werden. Allerdings ist dies unwirtschaftlich, und die Einrichtung wird nur in dem Fall so betrieben, wenn das Aufnahmeglied 10 ausfällt.

Der Metallstrang 16 wird durch die Klemmrollen 70 ausgerichtet und läuft in die Walzenstraße 12 zum Walzen ein. Der Metallstrang 16 wird dann durch die Walze 89 zu einer Stange 86 ausgewalzt, während durch die Düsen 92 Kühlmittel zugeführt wird. Dadurch wird die Temperatur des Metallstranges 16 während des Walzvorgangs auf der richtigen Höhe gehalten. Das Kühlmittel wird zum Teil durch die vom Metallstrang 16 und den Walzen 89 abstrahlende Wärme zum Oxydieren gebracht und erzeugt von innerhalb nach außerhalb der Abdeckung 14 ein leichtes Druckgefälle. Auf diese Weise wird eine Oxydation des Metallstabes 16 verhindert.

ίο Zusätzlich dazu kann der innerhalb der Kammer 85 herrschende Druck noch durch ein Reduziermittel ergänzt werden, das mittels der Düsen 95 unter Druck eingespeist wird. Durch das Verbrennen des Kühlmittels entsteht in der Nachbarschaft der Oberfläche des Metallstrangs 16 ein reduzierendes Umgebungsmedium. Dadurch wird die Bildung von Oxydschichten verhindert, während der Strang 16 gewalzt wird; außerdem wird auch die geringste Oxydschicht entfernt, welche sich eventuell auf der Oberfläche des Metallstrangs 16 angesetzt hat.

Die Stange 86 verläßt die Walzenstraße 12 mit erhöhter Temperatur und läuft in das Kühlrohr 99 ein, in welchem ein Reduziermittel die Stange 86 umhüllt und sie unter ihre unterste Oxydationstemperatur abkühlt.

Das Kühlmittel fließt aus der Ausnehmung 108 längs des Zwischenraums, der sich zwischen der konischen Ausnehmung 110 und dem Meßstift 111 befindet; das Kühlmittel hüllt die Stange 86 ein, wenn es längs des , Mitteldurchlasses 106 und längs des Durchlasses 98' fließt. Der Fluß des Kühlmittels erfolgt in entgegengesetzter Richtung zur Bewegungsrichtung der Stange 86, und zwar in Richtung auf das Fangbecken 100 zu, wo das Kühlmittel abfließt.

Die Stange 86 läuft durch den Blasreinigungsblock 116 hindurch, in welchem die aus den Öffnungen 118 ausgeblasene Luft jedes Kühlmittel entfernt, das noch auf der Stange 86 vorhanden ist. Die Stange 86 ist dann für eine nachfolgende Behandlung vorbereitet, beispielsweise zum Aufwickeln in Spulenform oder zum Drahtziehen, und es besteht keine Gefahr der Oxydation.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel sind alle Teile der Einrichtung für das Verfahren dieselben, mit Ausnahme der Walzenstraße 12', die an Stelle der Walzenstraße 12 tritt. Die Walzenstraße 12' nimmt den gegossenen Strang 16 aus der Heizkammer auf und walzt ihn zu einer Stange 86 aus; währenddessen wird der Strang 16 bzw. die Stange 86 von einem Reduziermittel umhüllt, das von dem verbrannten Kühlmittel aus der Mehrfachleitung 88 und den Düsen 92 geliefert wird. Die Walzenstraße 12' trägt dann die Stange 86 in das Kühlrohr 99 aus, wo sie auf die bereits angegebene Weise gekühlt wird.

Die Stange 86 wird dann von dem dritten Abschnitt 99c des Kühlrohrs 99 in einem oxydfreien Stadium aufgenommen, wobei sie als Ergebnis einer richtigen Temperatursteuerung die gewünschten Warmwalzeigenschaften besitzt, sowohl was die Festigkeit, die Plastizität als auch die Leitfähigkeit betrifft.
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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines metallischen Stranges mit oxydfreier blanker Oberfläche, bestehend aus einem Gießrad, einer nachgeschalteten Warmverformungseinrichtung und einem dazwischen angeordneten Temperaturregelofen, wobei die Verformungseinrichtung, der Temperaturregelofen und die Strangüberführungseinrichtung zwischen den einzelnen Aggregaten unter Schutzgasatmosphäre stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturregelofen (11) einen Brenner (52) zum Aufheizen des Stranges und zur Einstellung einer reduzierenden Atmosphäre, eine weitere Einrichtung zur Zufuhr eines reduzierenden Kühlgases (59, 60, 64, 66) im Falle zu hoher Strangtemperatur und eine Steuerungsanlage (120 bis 125) zur selbsttätigen Regelung dieser Einrichtung in Abhängigkeit von der Strangtemperatur aufweist.