DE1452345B2

DE1452345B2 -

Info

Publication number: DE1452345B2
Application number: DE19511452345
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag; Guenter Dr.-Ing. Beck
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE1452345C3; DE1452345A1

Description

Fig. 1 und 2 je eine Seitenansicht des Gebers der neuen Vorrichtung und

F i g. 3 und 4 eine schematische Schaltungsanordnung der neuen Vorrichtung.

Die F i g. 1 und 2 zeigen die als Geber bezeichnete neue Vorrichtung, die nach Fig. 1 aus einem Band 1 besteht, das fest auf einem Formstück 2 angeordnet ist, wobei das Band 1 an einem Ende des Formstükkes2 mehrere kreisförmige Windungen gleichen Durchmessers aufweist. In gleicher Weise zeigt F i g. 2 einen Geber, der jedoch im Gegensatz zu dem der F i g. 1 mäanderförmig ausgebildet ist. Sowohl die mäanderförmige Ausbildung als auch die Ausführungsform mit mehreren kreisförmigen Windungen dienen der Versteifung und der Erhöhung der Empfindlichkeit der Geber. In jedem Fall besteht das Band 1 aus einem Werkstoff, der einen großen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes aufweist, z. B. Nickel oder Platin.

Der aus dem Formstück 2, z. B. aus wärmefestem Kunststoff, und dem Band 1 aufgebaute Geber ist in einem elektrischen Netzwerk angeordnet, das den Eingang zu einer Steuer- oder Regelstrecke bildet und/oder dem ein Registrier- oder Stellglied nachgeschaltet ist. In vorteilhafter Weise ist dabei je ein Geber vor und hinter der Kühlstrecke des Walzdrahtes, die hinter dem letzten Walzgerüst und vor dem Haspel angeordnet ist, vorgesehen. Einen derartigen Aufbau der neuen Vorrichtung zeigen die F i g. 3 und 4.

Der fertiggewalzte Draht gelangt aus dem letzten Walzgerüst mit hoher Geschwindigkeit zu der Kühlstrecke und dem nachgeordneten Haspel. Dabei durchläuft er di&JWindungen des Bandes 1 der Geber 3 und 4 vor und hinter der Kühlstrecke, die ihn hierbei kreisförmig umschließen. In besonders zweckmäßiger Weise ist das elektrische Netzwerk, wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, als Wheatstonesche Briickenschaltung ausgebildet, die mit vier etwa gleich großen Netzwiderständen 5 versehen ist und die über eine Stromquelle 6 mit Wechselstrom gespeist wird.

Durchläuft nunmehr der Walzdraht die ihn kreisförmig umschließenden Geber 3 und 4, so wird seine von der Oberfläche ausgehende Wärmestrahlung auf die kreisförmigen Drahtwindungen der Geber 3 und 4 geleitet. Die Änderung der Temperatur des Bandes der Geber 3 und 4 vor und hinter der Kühlstrecke gibt dann ein Maß für die Differenz zweier Strahlungsenergien an. Liegen hierbei die Geber 3 und 4 in vorteilhafter Weise in benachbarten Zweigen der Briickenschaltung, so wie es in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist, so ist der Brückennullstrom unmittelbar der Differenz der beiden Strahlungsenergien des Walzdrahtes vor und hinter der Kühlstrecke proportional. Der gewonnene Meßwert, der über einen Verstärker in einem Registrier- oder Anzeigegerät dargestellt wird, das im Brückennullzweig angeordnet ist, wird dann in vorteilhafter Weise zum Steuern und/ oder Regeln der Kühlung des durchlaufenden Walzdrahtes in der Kühlstrecke verwendet.

Den absoluten Wert des Strahlungsenergieverlustes erhält man, wenn eine Prüfkalibrierung vorgenommen wird. Hierzu wird der Walzdraht zweckmäßigerweise durch einen definiert beheizten Stab, z. B. aus Silit ersetzt, der möglichst eine einseitig herausgeführte Stromzuleitung besitzt. Aus der dabei gemessenen Stromstärke und Spannung könnte die Leistung oder Energie errechnet und über den Emissionskoeffizienten, unter Berücksichtigung der Verluste, auch die Strahlungsenergie ermittelt werden. Man kann auch zweckmäßigerweise das Band der Geber direkt beheizen. Zum Einstellen, Steuern und/ oder Regeln einer Drahtkühlstrecke sind jedoch nur Relativwerte notwendig, so daß es ausreicht, die Anzeige der Geber in Skalenteilen anzugeben. In gleicher Weise wie die Prüfkalibrierung durchgeführt wird, kann man auch vorteilhafterweise die Geber justieren und abgleichen. Dies ist zweckmäßigerweise erforderlich, um die Austauschbarkeit der Geber zu gewährleisten.

Um den Einfluß der Lufttemperatur auf das Meßergebnis, der beträchtlich sein kann, auszuschalten, sind, wie F i g. 4 zeigt, zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe der Geber 3 und 4, von diesen gegen die Wärmestrahlung des Walzdrahtes abgeschirmt, Kompensationswiderstände 7 angeordnet, die aus dem gleichen Werkstoff wie die Geber bestehen und auch dergleichen Widerstand wie diese aufweisen.

Soll den geometrischen Gegebenheiten des Walzdrahtes mit Vorteil Rechnung getragen werden, so empfiehlt es sich weiterhin, als Spannungsquelle des Netzwerkes eine Wechselspannung bestimmter Frequenz, und zwar einschließlich 0 bis 10⁷Hz zu wählen.

Die Geber oder auch besondere Spulen werden in vorteilhafter Weise ferner dazu verwendet, um das Überschreiten oder Unterschreiten des Curiepunktes anzuzeigen, wobei aufeinanderfolgend je nach der Eindringtiefe verschiedene Frequenzen verwendet werden. Es gelingt so, neben der Einflußnahme auf die Kühlwirkung auch einen absoluten Temperaturfixpunkt zu ermitteln und Anhaltswerte über die Temperaturverteilung im Drahtinneren zu gewinnen. Diese Erweiterung ist zweckmäßig, wenn nicht mit gleich hohen Walzendtemperaturen gerechnet werden kann.

Mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung wird somit eine einfache und sichere Steuerung und/ oder Regelung der Kühlung von durchlaufendem gewalztem Draht in einer Kühlstrecke erzielt. Darüber hinaus sind durch die einfache Bauart der neuen Vorrichtung, insbesondere bei der Verwendung von Nickel für die Herstellung des Widerstandsbandes, niedrige Herstellungs- und Materialkosten sichergestellt. Im Störungsfall werden die neuen Geber ferner rasch über Steckverbindungen ausgewechselt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 schlechte Ziehfähigkeit auf. Wird der Draht dagegen Patentansprüche: zu kalt, so besteht die Gefahr, daß eine Härtung er folgt oder der Draht sich nicht mehr haspeln läßt.

1. Vorrichtung zum Messen der jeweils an Die Kühlung von gewalztem Draht wird bisher in einer bestimmten Stelle eines durchlaufenden, ge- 5 bekannter Weise unter Beobachtung der Glühfarbe walzten Drahtes in diesem enthaltenen Wärme- eingestellt. Ein weiterer Vorschlag sieht vor, zum energie unter Verwendung der Wärmestrahlung Einstellen der Kühlung anlagengebundene vorgegedes Drahtes, dadurch gekennzeichnet, bene Sollwerte des Kühlwasserdurchflusses zu verdaß ein an sich bekannter elektrischer Wider- wenden'. In nachteiliger Weise zeigt sich dabei jestand als Meßwertgeber den Draht kreisförmig io doch, daß bei konstantem Wasserdurchfluß durch die und mit Abstand umgibt. Kühlstrecke sowohl innerhalb eines Drahtringes als

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- auch besonders von Haspel zu Haspel erhebliche, kennzeichnet, daß der elektrische Widerstand als nicht reproduzierbare Temperaturunterschiede am Metallband mit großem Temperaturkoeffizienten fertigen Draht entstehen, die zu Inhomogenitäten im ausgebildet ist. 15 Werkstoff eines Ringes oder Ungleichmäßigkeiten

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- über eine Lieferung führen.

durch gekennzeichnet, daß der elektrische Wider- Insbesondere aber bereitet eine optische Temperastand in mehreren kreisförmigen Windungen den turmessung bei den auftretenden, zum Teil niedrigen Draht umgibt. Temperaturen des Walzdrahtes sowie wegen der

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, da- 20 schnellen Bewegung des Drahtes, die auch senkrecht durch gekennzeichnet, daß der elektrische Wider- zur Drahtachse verläuft, erhebliche Schwierigkeiten, stand mäanderförmig ausgebildet ist. Weiterhin gehören Temperaturmeßgeräte für eine

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden berührungslose Temperaturmessung an durchlaufen-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Draht zum Stand der Technik, bei denen für die Meßwertgeber in einem elektrischen Netzwerk 25 Messung der durch Wärmeleitung vom Meßobjekt angeordnet ist, das den Eingang zu einer Steuer- mittelbar auf das Meßgerät übertragene Anteil der oder Regelstrecke bildet und/oder dem ein Regi- Wärmeenergie des Meßobjektes benutzt wird. Diese strier- oder Stellglied nachgeschaltet ist. Geräte messen einerseits die Temperatur und erfor-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- dem andererseits besondere, recht aufwendige und kennzeichnet, daß in inmittelbarer Nähe des 30 empfindliche Maßnahmen, um eine unbeabsichtigte Meßwertgebers, von diesem gegen die Wärme- Störung dieses Energieanteils z. B. mittels eines abgestrahlung des Drahtes abgeschirmt, ein Kompen- schlossenen Luftvolumens oder durch Aufheizen der sationswiderstand .angeordnet ist, der aus dem Umgebung möglichst zu vermeiden.

gleichen Werkstoff wie der Meßwertgeber be- Schließlich ist eine Wärmestrahlungsmessung über

steht. 35 einen das Meßobjekt umgebenden elliptischen Strah-

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da- lungsreflektor bekannt. Im einen Brennpunkt soll das durch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle Meßobjekt, im anderen der Strahlungsaufnehmer anfür das Netzwerk eine Wechselspannung von ein- geordnet sein. Als Strahlungsaufnehmer dienen Therschließlich 0 bis 10⁷ Hz vorgesehen ist. moelemente, Thermistoren oder Widerstandsdrähte.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5,6 oder 7, da- 40 Hier wird also die vom Meßobjekt abgegebene Wärdurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk aufein- mestrahlung mit Verlusten, die entsprechend der Geanderfolgend mit Wechselspannung verschiede- nauigkeit der Justierung von Meßobjekt und Strahner Frequenz gespeist ist. lungsaufnehmer in den beiden Brennpunkten wech-

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden sein, auf den praktisch punktförmigen Strahlungsauf-Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anord- 45 nehmer übertragen. Für eine Messung im rauhen nung, bei der mehrere Meßwertgeber an verschie- Walzwerksbetrieb, insbesondere für einen Dauerbedenen Stellen einer Kühlungsstrecke, Vorzugs- trieb, ist dieses optische, komplizierte System schon weise am Anfang und am Ende vorgesehen sind. deswegen ungeeignet, weil bereits geringfügige Ab-

■·..-.·. weichungen des Meßobjektes von der Brennpunkt-

50 lage keine brauchbaren Meßwerte mehr ergeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

Meßvorrichtung zu schaffen, die diese Nachteile ver-

- — ... meidet und mit billigen, einfach zu ersetzenden Ver-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung schleißteilen ausgerüstet ist. Danach wird bei einer zum Messen der jeweils an einer bestimmten Stelle 55 Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlaeines durchlaufenden, gewalzten Drahtes in diesem gen, daß ein an sich bekannter elektrischer Widerenthaltenen Wärmeenergie unter Verwendung der stand als Meßwertgeber den Draht kreisförmig und Wärmestrahlung des Drahtes. mit Abstand umgibt. Eine solche Anordnung weist In bekannter Weise werden bei der Herstellung weder die relativ große Trägheit einer Temperaturvon Draht Knüppel auf den gewünschten Durchmes- 60 messung durch Wärmeleitung auf, noch erfordert sie, ser gewalzt und anschließend aufgehaspelt. Zwischen daß der Draht genau mitten durch den vom Geber dem letzten Walzgerüst und der Haspelanlage ist da- umschlossenen Raum läuft. Auch die in der Praxis bei meist eine Kühlstrecke angeordnet, die in Abhän- auftretenden Flatterbewegungen des Drahtes führen gigkeit vom Drahtfertigdurchmesser und dem Draht- nicht zu Meßwertverfälschungen von Belang. Außerwerkstoff möglichst genau eingestellt werden muß. 65 dem läßt sich der Geber bei Beschädigungen mit ge-Läuft der gewalzte Draht zu heiß in den Haspel ein, ringem Aufwand austauschen.

so tritt eine unerwünschte Zunderbildung und unter In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der

Umständen auch ein zu grobes Drahtkorn und damit Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen