DE2546448B2

DE2546448B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen waermebehandlung von draht oder bandmaterial aus metallischen werkstoffen

Info

Publication number: DE2546448B2
Application number: DE19752546448
Authority: DE
Inventors: Marc Asnieres Moreau (Frankreich)
Original assignee: Trefimetaux, Paris
Priority date: 1974-10-18
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1977-04-28
Also published as: CA1059883A; US4118617A; DE2546448A1; FR2288152A1; DE7532959U; GB1530278A; IT1043416B; SE424449B; FR2288152B1; SE7511666L

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Draht oder Bandmaterial aus metallischen Werkstoffen mit einem Induktor als Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung, bei welcher der Draht oder das Band über mehrere Umlenkrollen und vor und nach der Erwärmung über eine Scheibe T.it einer Rille so geführt wird, daß der wärmebehandelte Abschnitt des Drahtes oder Bandes mit Jem nichtbehandelten Abschnitt in direktem elektrisch leitendem Kontakt steht

Unter metallischen Werkstoffen sind hier insbesondere Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen sowie rostfreier Stahl zu verstehen. Je nach der Art des metallischen Werkstoffs, der Erwärmungstemperatur und der Abkühlungsgeschwindigkeit kann es sich bei der Wärmebehandlung um ein Weichglühen oder um ein Abschreckhärten handeln.

Es ist bekannt, Draht und Bandmaterial durch induktives Erwärmen kontinuierlich zu behandeln. Der Heizstrom entsteht als Wechselstrom beim Durchlauf des Drahtes oder Bandmaterials längs der Achse eines hülsenförmigen Induktors. Der Wechselstrom fließt längs des Materials, das in einer geschlossenen Schleife angeordnet ist und auf diese Weise die kurzgeschlossene Sekundärwicklung eines Transformators bildet, bei dem der Induktor die Primärwicklung darstellt.

Es ist bekannt, die vom Draht oder Bandmaterial gebildete Sekundärschleife dadurch elektrisch zu schließen, daß man das Material über elektrisch miteinander verbundene, beispielsweise gleichachsig, Scheiben laufen läßt. Dabei ergibt sich der Nachteil, daß innerhalb kurzer Zeit eine Beschädigung der Berührungsflächen der Scheiben und, demzufolge, Verletzungen des Materials und gleichzeitig eine ungleichmäßige Verteilung des Stromes im Material hervorgerufen werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung wird dieser Nachteil dadurch überwunden, daß ein direkter elektrischer Kontakt zwischen dem nichtbehandelten Material und dem wärmebehandelten Material dadurch hergestellt wird,

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daß das nichtbehandelte kalte Material auf dem behandelten warmen Material läuft

Dabei ist jedoch von Nachteil, daß das behandelte warme Material, während es auf dem Grund der Scheibenrille läuft und mit dem nichtbehandelten kalten Material in Berührung steht, sich abkühlt und infolgedessen zusammenzieht, während das nich»behandelte kalte Material auf dem behandelten Material, also auf einem größeren Radius läuft Zwischen dem wärmebenandelten und dem nichtbehandelten Material muß deshalb ein Relativgleiten stattfinden. Dies wird bei der bekannten Vorrichtung dadurch ermöglicht, daß der Umschlingungsbogen für das nichtbehandelte Material begrenzt wird. Dadurch wird jedoch die Länge verringert, auf der eine elektrische Berührung zwischen behandeltem und nichtbehandeltem Material stattfindet. Dies stellt angesichts der hohen Stromstärke, die durch das Material geht, einen schwerwiegenden Nachteil dar. Außerdem wird durch das Relativgleiten die Oberfläche des Materials verletzt

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung, der bei der Behandlung von Draht auftritt, hat seine Ursache darin, daß der Draht am Ende der Erwärmung eine hohe Temperatur aufweist, die manchmal nahe seiner Schmelztemperatur liegt Unter diesen Bedingungen führt jede örtliche Überhitzung zur Funkenbildung und zur Ausbildung von Schmelzkratern, örtliche Überhitzungen können gerade bei Draht deshalb vorkommen, weil der behandelte Draht den nichtbehandelten nur längs einer einzigen Mantellinie berührt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Draht oder Bandmaterial aus metallischen Werkstoffen zu schaffen, bei der Oberflächenbeschädigungen des behandelten Materials vermieden werden.

Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühleinrichtung zwischen der Auslaufseite des Induktors und der Scheibe angeordnet ist und der wärmebehandelte Abschnitt des Drahtes oder Bandes in der Rille der Scheibe über dem nichtbehandelten Abschnitt des Drahtes oder Bandes abläuft.

Dadurch wird erreicht, daß das wärmebehandelte Material zur Scheibe bei einer Temperatur gelangt, von der aus örtliche Überhitzungeii nicht mehr zu befürchten sind. Die bei der Wärmebehandlung aufgetretene Dehnung des Drahtes oder Bandmaterials wird dadurch ausgeglichen, daß dieses Material auf der Scheibe über dem nichtbehandelten Material, also mit größerem Radius, läuft. Infolgedessen tritt ein Relativgleiten nicht in störendem Maß auf, wodurch Oberflächenbeschädigungen des Materials vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zweckmäßigerweise dadurch weitergebildet, daß die Kühleinrichtung eine an der Auslaufseite des Induktors angeordnete Umlenkrolle aufweist, die von einem kühlmitteldurchströmten Gehäuse umschlossen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Glühen und

Fig.2 einen Schnitt durch den Kranz einer Tiefrillenscheibe.

Die dargestellte Vorrichtung dient zum kontinuierlichen Glühen von Drähten. Sie weist eine Scheibe 1 mit einer tiefen Rille 2, eine erste Umlenkrolle 3, eine zweite Umlenkrolle 4, einen Induktor 5 mit einem Wasser-

dampf-Schutzrohr 6, das bei der Behandlung von Kupferdraht zur Benutzung kommt, eine Kühleinrichtung 7, einen Druckluft-Abstreifer 8 und eine weitere Umlenkrolle 9 auf.

Der Querschnitt der Rille 2 der Scheibe 1 ist in F i g. 2 dargestellt. An einen Grund 10, der von einem Kreis mit dem Radius r gebildet ist, schließen sich auf der Höhe 2,5 r zwei Tangenten 11 und 12 an, die mit einer Achse

13 des Querschnittes einen Winkel von 11° bilden. Im oberen Teil der Rille 2 setzen sich diese beiden Tangenten 11 und 12 in jeweils einem Streckenabschnitt

14 bzw. 15 fort, die mit derselben Achse 13 einen Winkel von 36° bilden und nach außen münden. Die Rille 2, die als Führung für den Draht und nicht als elektrische Stromzuführung dient, kann aus einem elektrisch wenig leitenden oder sogar isolierenden Werkstoff hergestellt sein, wie z. B. aus rostfreiem Stahl, Karbiden, Keramikwerkstoffen. Die gezeigte Form der Rille 2 erlaubt die Behandlung eines Drahtes, dessen Radius zwischen 0,6 r und r beträgt. Drähte sehr verschiedener Durchmesser lassen sich mit derselben Vorrichtung behandeln, wenn eine entsprechend tiefe Rille 2 zur Verfügung steht, entweder dadurch, daß die Scheibe 1 mehrere Rillen mit verschiedenen Radien aufweist, oder daß der Scheibenkranz oder die Scheibe 1 selbst ohne Schwierigkeiten abnehmbar ist und ausgetauscht werden kann.

Das Schutzrohr 6 ist beim Glühen von Kupferdraht von einem Wasserdampfstrom durchflossen.

Die Kühleinrichtung 7 weist eine Umlenkrolle la auf, die von einem Gehäuse 17 umschlossen ist. In diesem zirkuliert ein Kühlmittel, im allgemeinen Wasser.

Zur besseren Verdeutlichung ist der Draht in den Zeichnungen mit drei verschiedenen Bezugszeichen bezeichnet Im kaltverformten Zustand vor dem Glühen trägt er das Bezugszeichen 18. Das Drahtstück, das gerade geglüht wird, ist mit 19, die geglühte Drahtlänge mit 20 bezeichnet Der Draht kommt aus einer Ziehbank im kaltverformten Zustand, durchläuft den Grund 10 der Rille 2 der Scheibe 1 über einem großen Kreisbogen von etwa 270° und tritt in die Glühphase ein. Die der behandlung unterworfene Drahtlänge 19 läuft über die Umlenkrollen 3 und 4, tritt in den induktor 5 ein, und durchläuft nacheinander zur Kühlung die Kühleinrichtung 7, mit Führung durch die Umlenkrolle 16, und dann den Druckluft-Abstreifer 8, in eiern sie getrocknet wird. Nach der Umlenkrolle 9 durchläuft sie erneut die Rille 2 der Scheibe 1 mit einer Länge von etwa 180° und bei Anordnung über dem kaltverformten Drahtstück 18 und tritt aus der Vorrichtung in Form des geglühten Drahtes 20 aus.

Die Drahtlängen 18 und 20 berühren sich auf einer großen Bogenlänge. Da die Scheibe 1 einen großen Durchmesser hat, ist dadurch ein sehr guter elektrischer Kontakt gesichert, wodurch Funkenbildung und Erwärmung in örtlich begrenzten Bereichen vermieden wird. Da außerdem die Drahtlängen 18 und 20 kalt sind, unterscheidet sich die lineare Geschwindigkeit der geglühten Drahtlänge 20 wenig von der der zu glühenden Drahtlänge 18. Daraus ergibt sich nicht ein Relativgleiten zwischen den Drahtlängen 18 und 20, sondern eine leichte Dehnung der Drahtlänge 19 in der Glühzone. Dies wirkt sich günstig auf deren mechanische Spannung aus und verbessert den elektrischen Kontakt mit der Drahtlänge 18. Der Draht läuft an der Scheibe 1 und den Umlenkrollen 3, 4, 16 und 9 infolge Nichtauftretens von Gleiten ruckfrei mit konstanter Geschwindigkeit ab, so daß sich eine sehr stabile Glühqualität ergibt

Beispiel

Es wurden Drähte zwischen 0,3 und 1,78 mm unter Verwendung einer Rillenscheibe mit einem Durchmesser von 200 mm behandelt. Es wurden Geschwindigkeiten bis zu 1500 m/min erreicht.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft die kontinuierliche Glühbehandlung eines Drahtes. Dieselbe Vorrichtung ist bei entsprechender Einstellung der Heiztemperatur und der Abkühlungsgeschwindigkeit zum Abschreckhärten verwendbar.

Bei Verwendung der Vorrichtung zum Behandeln von Bandmaterial weist die Rille in der Scheibe 1 einen im Querschnitt breiten und geradlinigen Grund auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 25

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Draht oder Bandmaterial aus metalli- S sehen Werkstoffen mit einem Induktor als Heizeinrichtung und einer Kühleinrichtung, bei welcher der Draht oder das Band über mehrere Umlenkrollen und vor und nach der Erwärmung über eine Scheibe mit einer Rille so geführt wird, daß der wärmebehandelte Abschnitt des Drahtes oder Bandes mit dem nichtbehandelten Abschnitt in direktem elektrisch leitendem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (7) zwischen der Auslaufseite des Induktors (S) und der Scheibe

(1) angeordnet ist und der wärmebehandelte Abschnitt des Drahtes oder Bandes (20) in der Rille

(2) der Scheibe (1) über dem nichtbehandelten Abschnitt (18) des Drahtes oder des Bandes abiäurt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (7) eine an der Auslaufseite des Induktors (5) angeordnete Umlenkrolle (16) aufweist, die von einem kühlmitteldurchströmten Gehäuse (17) umschlossen ist.