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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Patentieren von Walzdraht
aus der Walzhitze Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum
kontinuierlichen Patentieren von Walzdraht aus der Walzhitze, wobei das Verfahren
darin besteht, den Draht in einer Wasserkühlstrecke zunächst auf eine Temperatur
zwischen ca. 600 und 820°C vorzukühlen, wonach die Umwandlung des Austenits durch
Abkühlung an freier Luft in einer zweiten Kühlstufe erfolgt, in der der Draht in
Schlingen gelegt bis zu einer Bund-Sammelstation transportiert wird.
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Die Erfindung geht damit aus von einem Verfahren, allein über die
Wärmeabgabe durch Konvektion und Strahlung, das heißt, ohne Anwendung von Blasluft,
die Umwandlung des Austenits in der zweiten Kühlstufe durchzuführen, um den maschinellen
Aufwand für Gebläse und deren Betriebskosten einzusparen ("Draht-Welt", Heft 10
vom Oktober 1966, Seite 709). Um die Abkühlung des Drahtes an freier Luft in der
zweiten Kühlstufe zu intensivieren und Materialanhäufungen in den Randbereichen
der Transportstrecke zu vermeiden, wurden bei der praktischen Verwirklichung des
Verfahrens die Drahtschlingen auf einem anfänglichen Abschnitt der Transportstrecke
senkrecht gehalten und erst später auf ein Förderband in nicht konzentrischen Windungen
umgelegt, um hier auf Verladetemperatur abzukühlen. Die Fördergeschwindigkeit des
hinter dem Windungsleger beginnenden Förderbandes war über die gesamte Transportstrecke
gleichmäßig und mit Rücksicht auf die schnelle Abkühlung auf Umwandlungstemperatur
relativ hoch, so daß die Gesamtlänge des Förderbandes mit Rücksicht
auf
eine gewünschte Verladetemperatur von ca. 2000C beträchtlich war. Dieses Verfahren
mit Abkühlung der ausgefächerten Drahtschlingen an freier Luft ist inzwischen aufgegeben
worden.
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In der Praxis vorherrschend ist heute das Verfahren nach der DT-AS
1 433 760, das eine Zwangskühlung des in Schlingen gelegten Drahtes vorschreibt,
da eine Kühlung allein durch Konvektion und durch Strahlung wegen der geringen Abkühlungswerte
von höchstens 2 bis 4°C/sec. als unzureichend angesehen wurde, um die Umwandlung
des Austenits nichtisotherm erfolgen und oberhalb der Perlitnase des ZTU-Schaubildes
beginnen und enden zu lassen. Daher ist bei diesem bekannten Verfahren die Anwendung
von Blasluft insbesondere zu Beginn der zweiten Kühlstufe unerläßlich.
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Diese Überlegungen sind zutreffend, wenn man mit Rücksicht auf die
Länge der Transportstrecke, auf der der Draht in Schlingen ausgefächert liegt, die
Anzahl der in der Längeneinheit vorhandenen Schlingen verhältnismäßig groß wählt,
die Schlingen also ziemlich kompakt aufeinander liegen. Die damit verbundene Materialanhäufung
in den Randbereichen der Transportstrecke zwingt wiederum zu besonderen Maßnahmen,
hier die Kühlung zu verstärken (DT-AS 2 245 983).
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Ausgehend von dem eingangs erläuterten Verfahren zum kontinuierlichen
Patentieren von Walzdraht aus der Walzhitze ohne Anwendung von Blasluft hat sich
die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Länge der Transportstreke zu verkürzen und
trotzdem zu Anfang der zweiten Kühlstufe die Voraussetzungen dafür zu schaffen,
eine hohe Abkühlungsgeschwindigkeit bei der Umwandlung des Austenits einzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht verfahrensmäßig darin, daß in der zweiten Kühlstufe
die Anzahl der in der Längeneinheit vorhandenen Schlingen durch abschnittsweises
Ändern der Transportgeschwindigkeit geändert wird. Eine Änderung der Transportgeschwindigkeit
bedeutet, daß an den Übergangsstellen von der einen Transportgeschwindigkeit zur
-anderen die Schlingen entweder auseinandergezogen werden (wenn die Transportgeschwindigkeit
erhöht wird), oder zusammengeschoben werden
(wenn die Transportgeschwindigkeit
vermindert wird). Im ersteren Falle ist die Anzahl der in der Längeneinheit vorhandenen
Schlingen kleiner als im zweiten Falle; wo die Schlingen enger zusammegeschoben
sind.
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In der Regel wird man hinter dem Windungsleger mit einer hohen Transportgeschwindigkeit
beginnen, so daß verfahrensmäßig die Abkühlung bis kurz vor dem Umwandlungspunkt
bei hoher Transportgeschwindigkeit erfolgt und dann die Transportgeschwindigkeit
verringert und damit die Schlingen kompaktiert werden, derart, daß vor der Bund-Sammelstation
die gewünschte Endtemperatur eingestellt ist.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren hat man es in der Hand, durch
anfängliches weites Auseinanderziehen der Schlingen die Geschwindigkeit der allein
durch Konvektion und Strahlung erfolgenden Abkühlung bis in den Bereich zu erhöhen,
der anders nur durch Anwendung von Blasluft erreicht werden konnte, um die Umwandlung
des Austenits aus bekannten Gründen schnell erfolgen zu lassen. Es stellt sich dabei
der Vorteil ein, daß in den beiden Randzonen der Transportstrecke keine nennenswerten
Materialanhäufungen mehr vorhanden sind. Indem die Schlingen nach vollzogener Austenitumwandlung
wieder zusammengeschoben werden können, ergibt sich im Hinblick auf eine bestimmte,
vor der Bund-Sammelstation eingestellte Endtemperatur eine Verkürzung der Gesamtlänge
der Transportstrecke im Vergleich zu dem bekannten Verfahren, ohne Anwendung von
Blasluft Draht aus der Walzhitze zu patentieren. Die diesem bekannten Verfahren
eigenen Vorteile im Hinblick auf die Einsparung von Gebläsen, deren Betriebskosten
und die Vereinfachung von Fundamenten bleiben erhalten, wiewohl es nicht ausgeschlossen
sein soll, am Ende der Transportstrecke, das heißt nach der Umwandlung des Austenits,
eine zwangsweise Kühlung durch Blasluft oder Wassernebel vorzusehen, allein aus
dem Grunde, die gewünschte Endtemperatur bei großen Drahquerschnitten einzustellen,
ohne wegen dieser größeren Drahtabmessungen die Transportstrecke verlängern zu müssen.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum kontinuierlichen Patentieren von Walzdraht aus
der Walzhitze ohne Anwendung einer Zwangskühlung im kritischen Bereich der Austenitumwandlung,
wobei auszugehen ist von einer bekannten Fordervorrichtung zur Aufnahme des zu Schlingen
ausgefächerten Drahtes, mit der abschnittsweise verschiedene Transportgeschwindigkeiten
einstellbar sind (DT-AS 2 245 983). Im Falle dieser bekannten Kühlvorrichtung
dienen
die Änderungen der Transportgeschwindigkeiten einzelner Abschnitte der Fördervorrichtung
jedoch lediglich dazu, die einander überlappenden Drahtschlingen nach vorne und
hinten zu verschieben, um Zwischenräume zu bilden (Beispiel 6 der DT-AS 2 245 983).
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
unterscheidet sich vom 3ekannten dadurch, daß die aufeinanderfolgenden Abschnitte
der Fördervorrichtung in ihrer Länge jeweils auf den bei der größten vorkommenden
Drahtabmessung gewünschten Temperaturabfall innerhalb eines Abschnittes bemessen
sind, wobei sich der gewünschte Temperaturabfall aus dem Zusairanenhang zwischen
der möglichen Abkühlungsgeschwindigkeit, die bei größeren Drahtabmessungen kleiner
als bei kleineren Drahtabmessungen ist, und der geschwindigkeitsabhängigen Verweilzeit
der Schlingen auf dem jeweiligen Abschnitt der Fördervorrichtung ergibt.
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Zur Überwachung des abschnittsweisen Temperaturabfalles können am
Ende eines jeden Abschnittes der Fördervorrichtung Strahlungs-Pyrometer vorgesehen
werden, nach deren Meßwerten die Transportgeschwindigkeiten innerhalb eines jeden
Abschnittes der Fördervorrichtung verändert werden.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Patentieren
von Walzdraht aus der Walzhitze gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und
zwar zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht, und Fig. 2 eine Draufsicht.
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In einer ersten Kühl zone durchläuft der Draht nach dem Austritt aus
dem letzten Walzgerüst 1 eine Wasserkühlstrecke 2, in der er je nach seiner Stahlqualität
auf eine Temperatur zwischen ca. 600 und 800 OC vorgekühlt wird. Mittels eines Windungslegers
3, dessen Achse gegenüber der horizontalen etwas abwärts geneigt verläuft, wird
der Draht in Schlingen auf einen ersten Abschnitt 4 eines Kettenförderers abgelegt.
An den Förderabschnitt 4 schließt sich ein Förderabschnitt 5 etwas größertr
Länge
an, dem ein langer Förderabschnitt 6 nachgeordnet ist. Mit 7, 8, 9 und 10 sind die
zum Teil gleichachsig angeordneten Umlenkräder der einzelnen Förderabschnitte bezeichnet.
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An den Förderabschnitt 6 schließt sich ein Rollgangsstück 11 an, von
dem aus die Drahtschlingen in eine Bund-Sammelstation 12 abfallen. Die Bunde werden
auf einer drehbaren Plattform 13 gebildet, so daß ein fertiger Drahtbund 14 abtransportiert
werden kann, während ein neuer Bund gebildet wird.
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In Fig. 2 erkennt man drei Antriebsmotore 15, 16 und 17, wobei die
die Transportgeschwindigkeiten der einzelnen Förderabschnitte 4, 5 und 6 unterschiedlich
und veränderlich eingestellt werden können. Am Ende eines jeden Förderabschnittes
sind Strahlungs-Pyrometer 18, 19, 20 vorgesehen, um die jeweiligen Endtemperaturen
der auf den Förderabschnitten befindlichen Drahtschlingen zu messen und für die
Steuerung der Motoren 15, 16 und 17 nutzbar zu machen.
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Der erste Förderabschnitt 4 läuft im Ausführungsbeispiel mit der höchsten
Transportgeschwindigkeit, so daß die ausgefächerten Draht schlingen weit auseinandergezogen
sind, wie Fig. 2 zeigt. Der zweite, etwas längere Förderabschnitt 5 hat eine etwas
kleinere Transportgeschwindigkeit als der Förderabschnitt 4, lediglich deshalb,
um die Überlappungsstellen zwischen den Schlingen beim Übergang der Schlingen vom
Abschnitt 4 auf den Abschnitt 5 etwas zu verlagern. Insgesamt sind die Schlingen
auf den Förderabschnitten 4 und 5 soweit auseinandergezogen, daß in den Randbereichen
der Transportstrecke keine Materialanhäufung mehr vorliegt und die durch Konvenktion
und Strahlung hervorgerufene Abkühlung so intensiv ist, daß die Umwandlung des Austenits
am Ende des Förderabschnittes 5 vollzogen ist.
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Der letzte Förderabschnitt 6 hat lediglich die Aufgabe, den Draht
bei Temperaturen, die unter dem Umwandlungspunkt liegen, weiter auf eine für zweckmäßig
erachtete Endtemperatur ohne nennenswerte
Gefügebeeinflussuny abzukühlen,
um ein Wiederaufheizen des Drahtes innerhalb der Bund-Sammelstation 12 zu vermeiden.
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Da zu Beginn des Förderabschnittes 6 die Umwandlung vollzogen ist,
läuft die FördervorrichtUng des Abschnittes 6 so langsam, daß an der Übergangs stelle
zwischen dem Förderabschnitt 5 und dem Abschnitt 6 die Schlingen kräftig zusammengeschoben
werden. Aus Fig. 2 erkennt man, daß die Anzahl der in der Längeneinheit vorhandenen
Schlingen im Abschnitt 6 groß, im Abschnitt 5 kleiner und im Abschnitt 4 am kleinsten
ist. Die mit dem Zusammenschieben der Schlingen auf dem Förderabschnitt 6 verbundene
erhöhte Materialanhäufung in den Randbereichen der Transportstrecke ist unschädlich,
da hier die Austenitumwandlung bereits vollzogen ist. Die Kompaktierung der Schlingen
im Bereich des Förderabschnittes 6, die ebenso wie beim Übergang zwischen dem Abschnitt
4 auf den Abschnitt 5 von einer Verschiebung der ÜberLappungsstellen der Schlingen
begleitet ist, hat im übrigen den Vorteil, daß sich etwaige Ungleichmäßigkeiten
im Temperaturabfall über die Drahtlänge egalisieren.