DE1583416C3 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Draht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärme-

[o behandeln, insbesondere zum Patentieren von Draht, bei der der Draht durch eine ein Warmbad enthaltende Wanne bewegt wird.

Beim Herstellen von Stahldraht wird zunächst ein Knüppel zu Draht gewalzt. Dabei tritt der Draht mit hoher Geschwindigkeit aus dem letzten Walzgerüst aus und besitzt eine beträchtliche Länge, so daß es mit Ausnahme eines weiteren Walzens praktisch nicht möglich ist. ihn einer Weiterbehandlung zu unterwerfen, da er in Form eines geraden Strangs aus dem Fertiggerüsi austritt. Aus diesem Grunde wird der Draht häufig im noch warmen Zustand gehaspelt. Die dabei entstehenden Drahtbunde müssen dann zur weiteren Behandlung des Drahtes in Form eines Stranges wieder abgewickelt und nach der Behandlung erneut gehaspelt werden.

Bekannt ist es auch, den Draht nach dem Walzen zunächst in die Form von gegeneinander versetzten und einander überlappenden, nichtkonzentrischen Schlingen zu bringen, die durch einen Förderer vorwärtsbewegt und auf diesem behandelt werden können. Die einander überlappenden Drahtschlingen können aus dem Drahtstrang mittels eines üblichen Schiingenlegers erzeugt werden.

Die Behandlung des Drahtes in Gestalt einander überlappender Schlingen ist wegen des hohen Durchsatzes von großem Vorteil, da in der Zeiteinheit eine große Drahtmenge behandelt werden kann. Bisher beschränkt sich das aber auf das Luftpatenticren. da es Schwierigkeiten bereitet, den in Schlingen gelegten Draht durch ein Warmbad mit beispielsweise einer Temperatur von 550° C zu bewegen, wie sie beim ßieipatcntieren und ähnlichen Verfahren herrscht.

Die Schlingen lassen sich nicht durch das Warmbad ziehen. Außerdem könnten mangels ausreichender Warmfestigkeit keine Gummibänder oder ähnliche Bänder mit einem hohen Reibungswiderstand als Förderorgane eingesetzt werden. Stahlförderbänder, die der Wärmebelastung standhalten, besitzen einen viel zu geringen Reibungswiderstand, um trotz der Gleitwirkung des Bades eine ausreichende Förderkraft auf die Drahtschlingen zti übertragen. Das zwischen den Förderer und die Drahtschlingen dringende Blei wirkt wie ein Schmiermittel und verringert in erheblichem Maße die Reibung zwischen dem Förderer und den Drahtschlingen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Förderer zu schaffen, mit dem sich eine Schiingenlage durch ein Warmbad fördern läßt. Dabei geht die Erfindung von dem Gedanken aus, die Reibung zwischen den Drahtschlingen und dem Förderer durch Magnetkraft zu verstärken. Allerdings sind die aus der deutschen Auslegesehrift 11 28 357 bekannten magnetischen Bandförderer hierfür ungeeignet. Derartige Bandförderer sind zwischen dem Ober- und Untertrum des Förderbandes mit einer Vielzahl von Dauermagneten versehen, die das auf dem Obertrum aufliegende Fördergut mitsamt dem Obertrum anziehen. Dadurch schleift das Obertrum entsprechend der Magnetkraft an

dem Polschuh der Magnete, dessen Verschleißfestigkeit infolge der Badtemperatur nur einen Bruchteil der Verschleißfestigkeit bei Raumtemperatur ausmacht. Das gleiche gilt für das Förderband, so daß der Förderer nach kürzester Zeit verschlissen bzw. reparaturbedürftig ist.

Nach der Erfindung ist das Bad daher mit einem als Rollgang ausgebildeten Förderer mit mehreren Magnetrollen versehen. Die Rollgangsrollen walzen sich lediglich auf den Drahtschlingen ab. Ein Verschleiß durch Reibung zwischen den Magneten und anderen Teilen des Förderers istdadurch ausgeschlossen.

Vorzugsweise besteht der Förderer aus einem Einlaufrollgang am Einlaßende, einem Auslaufrollgang am Auslaufende des Bades und einem Mittelrollgang zwischen Einlauf- und Auslaufrollgang. Es können sowohl einzelne wie auch alle Rollgangsrollen magnetisch sein. Als Magnete dienen Dauermagnete.

Die Magnetrollen können in Abhängigkeit von der Art und den Abmessungen des Drahtes, dem Schlingendurchmesser und dem jeweiligen Bad verschiedene Formen besitzen. Besonders vorteilhaft sind zusammengesetzte bzw. mehrteilige Rollen, deren jede magnetische Zonen besitzt, die durch nichtmagnetische Abstandstücke voneinander getrennt werden und auf einer Spindel sitzen. Die Abstandslücke können aus Ringen bestehen, vorzugsweise kommen jedoch Reibscheiben desselben Durchmessers wie die magnetischen Zonen zur Verwendung, um den Reibungswiderstand zwischen den Drahtschlingen und dem Förderer zu verbessern. Siliziumkarbid und Tonerde sind geeignete Reibwerkstoffe für diese Scheiben. Die Anzahl der magnetischen Zonen auf einer Spindel ändert sich insbesondere mit der Spindellänge, die ihrerseits vom Durchmesser der Schlingen abhängt.

Die Gesamtzahl der Rollen hängt natürlich von den Abmessungen des Bades ab, die wiederum durch die metallurgischen Erfordernisse der Wärmebehandlung und die Wanderungsgeschwindigkeit der Schlingen bestimmt werden. Die Länge des Bades in Transportrichtung kann beispielsweise 9 bis 12 m bei einem Spindelabstand von beispielsweise 15,2 cm betragen.

Es ist nicht erforderlich, daß sämtliche Rollen des Förderers magnetisch sind. Einige Rollen können zur Gänze aus einem Reibwerkstoff bestehen oder mit Vorsprüngen besetzt sein. So braucht beispielsweise nur jede zweite Rolle magnetisch zu sein, während die übrigen Rollen aus einem Reibwerkstoff bestehen oder mit Vorsprüngen besetzt sind. Das gilt insbesondere für den Mittelrollgang mit horizontaler Bewegungsbahn.

Die Reibrollen können aus mehreren auf einer Spindel sitzenden Reibscheiben bestehen. Die Vorsprünge einer Rolle werden wahlweise durch Spikes mit einem Durchmesser von 10,2 cm und 13 mm lange Spikes gebildet, wobei der Basisdurchmesser der Spikes etwa 4,8 mm beträgt und deren Abstand bei 25 mm liegt. Die Spikes sind an einem Stahlzylinder der Rolle befestigt.

Draht wird häufig im Bleibad patentiert, wobei er in das geschmolzene Blei mit einer Temperatur von 550° C eingeführt werden muß. Beim Bewegen von Drahtschlingen durch ein Bleibad ergibt sich nicht nur die Gefahr eines Rutschens der Schlingen auf dem Förderer, sondern auch der Nachteil, daß der Draht auf dem spezifisch schwereren Blei schwimmt. Das letztere Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlingen sich im Bad auf der Unterseite der Rollen befinden, gegen die sie unter der Einwirkung des Auftriebs im Bleibad gedrückt werden. Vorzugsweise werden dabei jedoch auch magnetische Rollen zum Festhalten der Schlingen benutzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze zum Patentieren von schlingenförmigem Draht im Bleibad,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Wanne,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den in F i g. 2 dargestellten Förderer,

Fig.4 einen Vertikalschnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 2 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 5 einen Axialschnitt durch den magnetischen Teil einer Rolle,

F i g. 6 die Ansicht einer Wanne für das Warmbad,

F i g. 7 eine Draufsicht auf die in Fig. 6 dargestellte Wanne unter Wegfall des Tragrahmens und

F i g. 8 die Seitenansicht eines anderen Ausführungsbfeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Der das Walzwerk verlassende Draht 1 gelangt zunächst in einen Schlingenleger 2 üblicher Bauart, der in Fig. 1 als um eine horizontale Achse rotierend dargestellt ist und den Drahtstrang in Schlingen legt, die bei 3 austreten und auf einen Plattenförderer 4 fallen. Auf diesem werden die einander nichlkonzentrisch überlappenden Drahtschlingen 5 vorwärtsbewegt zu einem aus magnetischen Rollen 6 bestehenden Förderer, der nach abwärts in die das Bad enthaltende Wanne 7 geneigt ist. Der aus den Rollen 6 bestehende Rollgang bringt die Schlingen 5 auf die Unterseite eines aus magnetischen Rollen 9 bestehenden Mittelrollgangs. Dabei tauchen die Schlingen in das Bleibad 8 ein, wandern unter dem Rollgang, von dem sie bewegt werden, hindurch und gelangen schließlich beim Verlassen des Bades auf einen weiteren Förderer 10 aus magnetischen Rollen 11 mit geneigter Bewegungsbahn sowie von diesem auf magnetische Rollen 12 und nichtmagnetische Rollen 13 eines Horizontalförderers. Die Rollen 13 fördern die einander überlappenden Schlingen zu einem Ringbilder 14 üblicher Bauart. Die Drahtschlingen können auch auf den Rollen 13 so weit abgekühlt werden, daß sie mit einem Förderband aus Gummit abtransportiert und unter Beibehaltung ihrer Form durch einen Beiztank geführt werden.

Die F i g. 2 bis 5 geben die Wanne mit den Förderern in vergrößertem Maßstab schematisch wieder. Die Wanne 7 befindet sich in einem Gehäuse, das einen zur Wartung als Ganzes herausnehmbaren Rahmen 16 trägt. Der Rahmen 16 besteht aus Trägern 17 und 18, die über Querstreben 19 miteinander verbunden sind, und wird an seinen beiden Stirnseiten von den Stirnwänden des Gehäuses getragen. Die Rollen sitzen auf Spindeln, wobei ihre Lager innerhalb des Gehäuses liegen und an den Trägern 17 und 18 befestigt sind. Wie sich aus F i g. 4 ergibt, sind die Lager 20 der zu den Rollen 6 gehörenden Spindeln 21 an der Unterseite der Träger 17 und 18 befestigt, während die Lager 22 der zu den Rollen 9 gehörenden Spindeln 23 auf der Oberseite der Träger 17, 18 befestigt sind. Die Rollen 6, 9 werden von einer außerhalb des Gehäuses liegenden gemeinsamen Antriebswelle 24 angetrieben, wobei jede Rolle mittels einer Kette und eines Kettenrades 25 (F i g. 3) von einer benachbarten Rolle angetrieben wird. Jede Spindel trägt zwei Kettenräder 25 und 26. Diese Art des Antriebs vermeidet die Durchführung irgendwelcher Antriebsverbindungen durch die Wanne.

Jede magnetische Rolle besteht aus Magnetscheiben, die auf einer Spindel sitzen und durch Reibscheiben desselben Durchmessers voneinander getrennt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzen sechs Magnetscheiben 27 mit einer Dicke von 102 mm zwischen zwei Stirnscheiben 28 aus einem Reibwerkstoff und weiteren Reibscheiben 29. In Fig.5 ist eine Magnetscheibe 27 dargestellt, die aus einem Magnetring 30 besteht, der von zwei die Polstücke bildenden Stahlkappen 31 übergriffen wird. Im Ringspalt zwischen den beiden Polstücken 31 liegt ein Abstandsring 32 aus nichtrostendem Stahl, um die Ansammlung von metallischen Teilchen im Spalt zu verhindern. Die Einzelteile jeder Magnetscheibe werden durch Bolzen 33 zusammengehalten.

Die Stirnscheiben 28 dienen nicht nur als nichtmagnetische Abstandstücke zwischen den Magnetringen, sondern auch dem Transport der Schlingen.

Wie sich aus Fig.4 ergibt, liegen in der Mittelzone der Rollen drei Reibscheiben 29 zwischen benachbarten Magnetscheiben 27, so daß die Mittelzone, die etwa 152 mm breit sein kann, magnetfrei ist. Der Grund hierfür ist die Tatsache, daß die magnetfreie Mittelzone den Übergang der einzelnen Schlingen von einer Magnetrolle zur nächsten bzw. von der letzten Magnetrolle 12 zur ersten nichtmagnetischen Rolle 13 erleichtert. Sobald das vordere oder rückwärtige Stück einer Schlinge eine Rolle erreicht, kommt es mit der Mittelzone der Rolle in Berührung, so daß bei magnetischer Mittelzone die Anziehung so groß sein würde, daß sich das' vordere Stück der betreffenden Schlinge um die Rolle herumwinden würde, anstatt auf die nächste Rolle überzugehen, während das rückwärtige Stück der Schlinge infolge der magnetischen Anziehungskraft auf der Rolle zurückgehalten würde. Dadurch, daß die Mittelzone unmagnetisch ist, wird die Haftung der vorerwähnten Schlingenteile so weit verringert, daß sich in der Praxis keine Schwierigkeiten vom Übergang der Schlingen von Rolle zu Rolle ergeben.

Die Schlingen besitzen eine gewisse Neigung, über die Rollen 6 des nach abwärts gerichteten Förderers zu rutschen, so daß diese Rollen magnetisch sein sollten, zumal die Schlingen dazu neigen, in ihrer horizontalen Bahn zu verharren, so daß die magnetischen Rollen die Schlingen gleichzeitig vom Plattenförderer 4 in die nach abwärts gerichtete Bahn ziehen. Außerdem erleichtert die magnetische Anziehung das Einführen der Schlingen in das Bleibad.

Wenn die erste Schlinge in das Bad 8 eintaucht und die letzte Rolle 6 verläßt, kann es sein, daß der Auftrieb des Bleis nicht ausreicht, die Schlinge in Berührung mit der ersten Rolle 9 zu halten. Um sicherzustellen, daß die Anfangsschlinge in Berührung mit dieser Rolle kommt, befinden sich unterhalb des Mittelrollgangs zwei Führungsschienen 34, die an den Querstreben 19 des Rahmens befestigt sind. Jede dieser Schienen 34 besitzt einen nach abwärts gerichteten Einlauf, der den vorderen Teil der ersten Schlinge so erfaßt, daß dieser nach aufwärts in die gewünschte Bahn gelenkt wird.

Die Führungsschienen 34 bilden einen Teil des Rahmens 16 und tragen daher zur Erleichterung von Reparatur- und Wartungsarbeiten bei; um die Vorrichtung vor einer Wiederbenutzung zu überprüfen kann es wünschenswert sein, die Schlingen in Abwesenheit des Bleibades oder des Rahmens durch die Wanne zu führen, wobei dann die Führungsschienen die Schlingen festhalten, sofern sie nach abwärts tendieren.

Beim Bleipatentieren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollten die Transportgeschwindigkeit der Schlingen und die Länge des Bleibades so gewählt werden, daß die Verweilzeit bei einer Badtemperatur von 550° C etwa eine halbe Minute beträgt. Die Drahtschlingen können beim Eintauchen in das Bad eine Temperatur von etwa 750° C besitzen, so daß sie eine beträchtliche Wärmemenge an das Bad abgeben. Aus diesem Grunde sollte das Bad gekühlt werden, um es auf einer Temperatur von etwa 550° C zu halten.

Die Kühlung des Bleibadcs 8 kann vorteilhafterweise so durchgeführt werden, daß das Blei vom Auslaßende zum Einlaßende gepumpt wird und sich demzufolge ein Bleistrom vom Einlaßende zum Auslaßende ergibt. Dieser Strom wird durch die Schiingenbewegung im Bad noch forciert.

Die Mittel für eine ausreichende Badzirkulation sind in F i g. 6 und 7 dargestellt. Am Auslaßendc der Wanne 7 befindet sich eine Quertasche 36 mit einer Zentrifugalpumpe 37, die um eine Verlikalachse rotiert und von einem Motor 38 angetrieben wird, der auf einem Tragarm 39 befestigt ist. Die Pumpe besitzt einen Saugstutzen 40, dessen Mündung sich in der Wannenmitte befindet und dicht unter der Badoberfläche liegt. Die Pumpe 37 fördert über ihren Druckstutzen 41 in mehrere Rückflußrohre 42, die im Abstand voneinander zum Einlaßende der Wanne 7 verlaufen. Die Rückflußrohre 42 liegen auf Kühlrohrcn 43, die sich über den Wannenboden erstrecken und deren Enden in Öffnungen der Wannenwände eingeschweißt sind. Kühlwasser fließt von einer Hauptleitung 44 durch diese Kühlrohre 43 zu einem Wärmeaustauscher 45, so daß das durch die Leitungen 42 strömende Blei gekühlt wird.

Außer der Kühlung muß das Bleibad anfangs auch erhitzt werden. Dies geschieht im allgemeinen mittels im Bad liegender Heizschlangen 46. Dabei können mehrere Heizschlangen 46 im Bleibad oder auch außerhalb des Bades angeordnet sein.

Selbstverständlich müssen sämtliche Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die mit dem flüssigen Blei oder einem anderen korrodierenden Medium in Berührung kommen, aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff bestehen.

• Die Drahtschlingen können auch innerhalb des Bades mittels eines endlosen und mit Vorsprüngen besetzten oder mehreren derartigen parallel zueinander verlaufenden Förderern bewegt werden. Taucht ein solcher Förderer jedoch nur teilweise in das Bad, so bestünde die Gefahr, daß aus dem Bad mitgeschlepptes Blei auf dem Förderer erstarrt. Aus diesem Grunde ist die Verwendung der vorbeschriebenen magnetischen Rollen vorzuziehen. Wenn jedoch die Schlingen erst einmal in das Bleibad eingeführt worden sind, reicht der Auftrieb des Bleibades aus, sie in Berührung mit dem Förderer zu halten, so daß anstelle der magnetischen Rollen des Mittelrollgangs ein endloser und mit Zähnen besetzter, völlig im Bleibad liegender Förderer verwendet werden kann. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist schematisch in den F i g. 8 und 9 beschrieben, bei dem sich magnetische Rollgänge 47 und 48 am Einlaß- und Auslaßende der Wanne befinden und ein mit Zähnen besetzter Kettenförderer 49 über die Kettenräder 50 verläuft, der, gänzlich im Bleibad liegend, die Schlingen über den größten Teil des Weges im Bad bewegt. Der Kettenförderer kann sich, wie dargestellt, über die ganze Schlingenbreite erstrecken oder aus zwei oder mehreren parallelen mit Zähnen besetzten Ketten bestehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Patentieren von Draht, bei der der Draht durch eine ein Warmbad enthaltende Wanne bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad mit einem als Rollgang ausgebildeten Förderer versehen ist, der mehrere Magnetrollen (6, 9, 11) aufweist und auf dem der Draht in an sich bekannter Form von einander überlappenden Schlingen (5) aufliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollgang gekrümmt ist und aus einem Einlauf-Rollgang(6), einem Mittelrollgang(9) und einem Auslaufrollgang (11) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen der Tcilrollgänge (6, 9, 11) teilweise magnetisch sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens dip erste Rolle des Mittelrollgangs (9) höher angeordnet ist als die letzte Rolle des Einlaufrollgangs (6).

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die letzte Rolle des Mitlclroligangs (9) höher angeordnet ist als die erste Rolle des Auslaufrollgangs(l 1).

6. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Einlaufrollgang (47) und einem Auslaufrollgang (48) ein mit Vorsprüngen versehener Kettenförderer (49, 50) angeordnet ist, dessen Einlauf und Auslauf jeweils oberhalb der benachbarten Rollen des Einlaufrollgangs (47) und des Auslaufrollgangs (48) liegen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnctrollen (6, 9, 11) aus mehreren Magnetscheiben (27) bestehen, zwischen denen nichtmagnctisehc Abstandscheiben (28,29) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandschciben (28, 29) denselben Durchmesser besitzen wie die Magnetscheiben (27) und aus einem Reibwerkstoff hergestellt sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelzonc jeder Magnetrolle (9) unmagnetisch ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetscheiben (9, 27) aus einem von zwei unmagnetischen Kappen (31) übergriffenen Magnetring (30) bestehen und zwischen den einander zugekehrten Rächen der Kappen (31) ein Stahlring (32) liegt.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (6,9, 11, 13) in einem lösbaren Rahmen (17,18,19) gelagert sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Mittelrollgangs (9) Führungsschienen (34) angeordnet sind, deren Enden (35) nach unten abgebogen sind.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (8) mit einer Kühlvorrichtung (43,44,45) versehen ist.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung aus einer Pumpe (37) mit einem zur Badoberfläche führenden Saugstutzen (40) besteht, an deren Druckstutzen (41) Rückflußrohre (42) angeschlossen sind, die über Kühlrohre (43) liegen und am Einlaufende der Wanne (8) münden.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wanne (8) Heizschlangen (46) angeordnet sind.