DE1937918B2

DE1937918B2 - Verwendung von Zirkonsilikat als Wärmeträger beim Wirbelschichtpatentieren von Walzdraht

Info

Publication number: DE1937918B2
Application number: DE1937918A
Authority: DE
Inventors: Eckehard Dr.-Ing. 4200 Oberhausen Foerster; Hans Dr.-Ing. 4200 Oberhausen Geipel; Wilfried Dipl.-Ing. 4220 Dinslaken Heinemann
Original assignee: HUETTENWERK OBERHAUSEN AG 4200 OBERHAUSEN
Current assignee: HUETTENWERK OBERHAUSEN AG 4200 OBERHAUSEN
Priority date: 1969-07-25
Filing date: 1969-07-25
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE1937918C3; US3618223A; DE1937918A1

Description

Die Festigkeit des aus der Walzhitze in einer üblichen Wirbelschicht aus Tonerde, Magnesiumoxid

oder Sand patentierten Drahtes liegt im allgemeinen

etwa 2°/« unter diesen Werten. Ein weiteres wichtiges

a5 Qualitätskriterium für den erzeugten Draht ist die

Die Erfiriung bezieht sich auf das Patentieren von Zahl der Biegungen, die der gezogene Draht unter Walzdraht aus der Walzhitze heraus in einer Wirbel- bestimmten Bedingungen aushält Diese Bedingungen schicht aus feinkörnigen Wärmeträgern und hat die sind zumeist durch eine Norm festgelegt, die gleich-Verwendung spezieller Wärmeträger zum Gegen- zeitig die Mindestzahl an Biegungen angibt, die ein stand. 30 Draht, der für einen bestimmten Zweck verwendet Es ist bekannt, beim Drahtpatentieren das zum Ab- werden soll, aushalten muß. Es stellt sich heraus, schrecken des oberhalb Ac₃ erhitzten Stahldrahtes daß die aus der Walzhitze in der Wirbelschicht paten-(im folgenden kurz Draht) übliche Bleibad durch tierten Drähte im Mittel etwa 140% des von dei eine Wirbelschicht zu ersetzen. Es ist ferner bekannt, deutschen Norm für Seildrähte DIN 2078 verlangten daß der in der Wirbelschicht abgekühlte Draht in 35 Wertes erreichen, wenn als Fließmittel Magnesiumseinen Eigenschaften praktisch völlig den Eigen- oxid, Tonerde, Sand oder ein ähnliches Mittel verschaften eines normalen bleipatentierten Drahtes ent- wendet wird. Das entspricht den bei üblicher Bleibadspricht. Die Eigenschaften des erzeugten Drahtes Patentierung normalerweise erhaltenen Werten. Die werden dabei stark von der Temperatur der Wirbel- von der Norm verlangten Werte werden erreicht bis schicht, die zur Abkühlung benutzt wird, beeinflußt. 40 zu einem Drahtdurchmesser von 1,8 mm hinunter bei Dabei wurde vorgeschlagen, die Wirbelschicht mit 5,5 mm Walzdrahtdurchmesser.
Tonerde-, Siliziumkarbid- oder Ferrosiliiiumkörner Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ab Wärmeträger zu betreiben. Ein besonderer Ein- Eigenschaften von in der Wirbelschicht vergütetem fluß des Werkstoffes der Wärmeträger auf das Pro- Walzdraht noch weiter zu verbessern. Die Lösung dukt wurde bisher nicht beobachtet. 45 ^dieser Aufgabe gelingt der Erfindung durch die Ver-Infolge der verhältnismäßig komplizierten Hand- wendung von Zirkonsilikat als feinkörnigem Wärmehabung in der Wirbelschicht hat sich die Wirbel- träger beim Patentieren von Walzdraht aus der Walzschicht beim üblichen Drahtpatentieren bisher nicht hitze heraus in einer Wirbelschicht aus solchen feineinführen können, obwohl infolge der Einsparung körnigen Wärmeträgern. Nach bevorzugter Ausfühvon Blei gewisse Kostenvorteile denkbar wären. Da- 50 rungsform weisen die feinkörnigen Wärmeträger aus gegen bietet die Wirbelschicht Vorteile beim Paten- Zirkonsilikat eine Korngröße von im Mittel 0,1 mm tieren von Walzdraht aus der Walzhitze. Blei ist in auf und eine runde Kornform. Unter Zirkonsilikat diesem Falle wegen der hohen Bleikosten nicht mehr werden die vorzugsweise in Australien gefundenen anwendbar. In Großanlagen ist es wesentlich besser Zirkonsande verstanden, die unaufgemahlen die möglich, die Schwierigkeiten der Wirbelschicht — 55 runde Kornform besitzen.

Abgasentstaubung etc. — kostengünstig zu lösen. Ein Überraschend stellte sich heraus, daß beim Einsatz

derartiges Verfahren ist auch in der Vergangenheit von Zirkonsilikat als feinförmige Wärmeträger die

vorgeschlagen worden. Festigkeit des in der Wirbelschicht vergüteten

Der Erfindung liegt die überraschende (nicht zum Drahtes um etwa 3% gesteigert werden konnte, bei

Stand der Technik gehörende) Feststellung zugrunde, 60 sonst entsprechenden Bedingungen. Überraschend

daß die Eigenschaften des erzeugten Drahtes von war aber vor allem der Effekt, daß die Biegewerte

dem in der Wirbelschicht verwendeten körnigen des gezogenen Drahtes sich merklich erhöhen und im

Material abhängen können. — Als feinkörnige Mittel 150 bis 180% des von der deutschen Norm

Wärmeträger für solche Wirbelschichten stehen für Seildrähte DIN 2078 verlangten Wertes erreich-

grundsätzlich eine Vielzahl von Materialien zur Ver- 65 ten. Optimale Werte erreicht man, wenn die fein-

fürung, z. B. die erwähnten Stoffe Tonerde, Silizium- körnigen Wärmeträger aus Zirkonsilikat eine be-

karbid oder Ferrosilizium, aber auch Magnesium- stimmte kinetische Energie aufweisen, während der

oxid oder einfacher Natursand. Alle diese Materialien Draht in ausgefächertem Zustand sich mit einer Ge-

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schwindigkeit von 40 bis 130 cm/s, vorzugsweise 50 von 195 kg/mm?. Die Biegezahlen, geprüft nach der

bis 100 cm/s, durch die Wirbelschicht bewegt. Die deutschen Norm DIN 2078, betrugen im Mittel 14

optimale kinetische Energie der Wärmeträger wird und schwankten zwischen 12 und 16. Der von der

erreicht, wenn die Wirbelschicht mit einer bestimmten Norm für Seildrähte verlangte Mindestwert beträgt

Leistung betrieben wird, die dem durch die Wirbel- 5 bei dieser Festigkeit und diesem Drahtdurchmesser schicht strömenden Gas entnommen wird. Diese Lei- 10 Biegungen.

stung, die zum Einstellen der optimalen kinetischen Draht der gleichen Schmelzen wurde anschließend

Energie der Teilchen erforderlich ist, beträgt bei gewalzt unter gleichen Temperatur- und Verfor-

300 mm Wirbelschichthöhe 0,7 · 10^s bis 4 · 10* m mungsbedingungen und ebenfalls aus der Walzhitze

kp/s je m² Wirbelschichtfläche, vorzugsweise 0,8 · 10* 10 in ausgefächertem Zustand patentiert, und zwar in

bis 2 · 10^s m kp/s je m- Wirbelschichtfläche und ist einer Wirbelschicht aus Zirkonsilikat von 300 mm

der Höhe der Wirbelschicht proportional. Das läßt Höhe, Korngröße etwa 0,1 nun. Dieser Draht erreicht

vermuten, daß der erreichte Effekt nicht nur auf be- eine Festigkeit von 108 kg/mm^s. Er wurde ebenfalls

sonderen Mechanismen der Wärmeleitung in der auf 1,8 mm φ gezogen und erreichte in gezogenem

Wirbelschicht aus feinkörnigem Zirkonsilikat beruht, 15 Zustand eine Festigkeit von 199 kg/mm*. Seine Biege-

soüdern auch auf der Oberflächen-Mikrostruktur des werte — geprüft in der gleichen Weise — lagen im

behandelten Drahtes, die sich bei Verwendung von Mittel bei 16 Biegungen und streuten zwischen 14

Zirkonsilikat in der Wirbelschicht anders einstellt als und 18 Biegungen. Die oberen Werte stellen sich

bei Verwendung der bisher üblichen feinkörnigen ein, wenn die Wirbelschicht mit einer Leistung von

Wärmeträger. ao 1,2 · 10³ m kp/s je m² Wirbelschicht betrieben wurde

Im folgenden wird die Erfindung an einem Beispiel und der Draht in ausgefächertem Zustand mit einer

erläutert: Geschwindigkeit von 70 cm/s durch die Wirbelschicht

Ein Draht mit 0,55% Kohlenstoff, 0,2% Si, bewegt wurde. Die einzelnen feinkörnigen Wärme-

0,5% Mn, 0,017% P und 0,020% S, 0,004% N träger wiesen die angestrebte kinetische Energie auf.

wurde auf einer kontinuierlichen Drahtstraße auf as Es ist also durch die Abkühlung des Drahtes im

5,5 mm rund gewalzt und anschließend an die Wal- Zirkonsilikat eine wesentliche Verbesserung der

zung im ausgefächerten Zustand in einer Wirbel- plastischen und elastischen Eigenschaften des Drahtes

schicht abgekühlt. Die Wirbelschicht wurde mit Ton- erreicht worden. Zirkonsilikat hat darüber hinaus

erde der Korngröße 0,08 bis 0,15 mm betrieben. Es keine unangenehmen Nebenwirkungen. Es erleidet

ergab sich ein Draht mit einer Zugfestigkeit von 30 keine Verluste durch Oxydation und reagiert in

104 kg/mm² und 53 % Brucheinschnürung. Dieser keiner Weise, weder mit dem zum Durchwirbeln der

Draht wurde auf 1,8 mm 0 gezogen. Das Ziehen er- Wirbelschicht benutzten Luftsauerstoff noch mit dem

folgt in 10 Zügen. Er erreichte danach eine Festigkeit Draht.

Claims

1 937 9 sind jedoch mit Nachteilen behaftet So ergibt sich Patentansprüche: z.B. bei der Anwendung von Ferrosilizium in der Großanlage infolge einer langsamen Oxydation von

1. Verwendung von Zirkonsilikat ab feinkör- Silizium ein zu hoher Verbrauch des Materiab. Ebenniger Wärmeträger beim Patentieren von Walz- s so verursacht die Verwendung von Siliziumkarbid draht aus der Walzhitze heraus in einer Wirbel- wegen des hohen Materialpreises hohe Kosten. Über schicht aus solchen feinkörnigen Wänneträgern. die Abhängigkeit der Qualität des patentierten WaIz-

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch ge- drahtes von diesen Materialien liegen keine Verkennzeichnet, daß die feinkörnigen Wärmeträger öffentlichungen vor. Sie ist auch nicht erheblich. In eine Korngröße von im Mittel 0,1 mm aufweisen. io der Praxis hat man die femkörnigen Wärmeträger

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, bisher hauptsächlich nach wirtschaftlichen Gesichtsdadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnigen punkten ausgewählt.

Wärmeträger aus Zirkonsilikat eine kinetische Ein einfaches Qualitätskriterium des erzeugten Energie aufweisen, die sich einstellt, wenn die Drahtes ist zunächst die Zugfestigkeit. Sie ist bei Wirbekchicht mit einer Leistung betrieben wird, 15 einem bleibadpatentierten Material im wesentlichen die bei 300 mm Wirbelschichthöhe 0,7 - 10² bis vom Kohlenstoffgehalt des Drahtes abhängig und be-4 · 10³ m kp/s je m² Wirbelschichtfläche, Vorzugs- trägt etwa
weise 0,8 · 10^s bis 2 · 10" rn kp/s je m² Wirbelschichtfläche, beträgt und der Höhe der Wirbel- a_B = 50 + 100 X %C (kg/min^a).
schicht proportional ist. ao