DE2554485A1

DE2554485A1 - Einem drahtwalzwerk direkt nachgeschaltetes kontrolliertes abkuehlen von warmgewalztem stahldraht, verfahren und anlage

Info

Publication number: DE2554485A1
Application number: DE19752554485
Authority: DE
Inventors: Vito J Vitelli
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1975-01-10
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1976-07-15
Also published as: US3940967A; JPS5195919A; FR2297097B1; CA1044578A; SE7600074L; IT1052495B; GB1503462A; FR2297097A1

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GLOSSE - F. POLLMEIER 22

Morgan Construction Company. Worcester, Mass. OI6O5/ USA

Einem Drahtwalzwerk direkt nachgeschaltetes kontrolliertes Abkühlen von warmgewalztem Stahldraht. Verfahren und Anlage

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Anlage, die einen langen und warmgewalzten Stahldraht in Form von einander überlappenden und gegeneinander verschobenen Drahtringen über eine gesteuerte und geregelte Abkühlungsvorrichtung zu transportieren hat. Zu dieser Kühlvorrichtung gehört eine Reihe von Düsen, durch die die Kühlluft auf die Kanten der Ringe geführt wird, desgleichen aber auch eine kleinere Anzahl von Düsen, durch die Kühlluft den Zentren der Drahtringe zugeführt wird. Die Zentraldüsen und die Kantendüsen erhalten die Kühlluft jeweils über voneinander unabhängige Luftkammern zugeführt, denen die Kühlluft jeweils wiederum von Luftgebläsen zugeführt wird, die voneinander unabhängig gesteuert und geregelt werden. Damit die Kühlluftmenge, die dem Zentrum und den Kanten zugeführt wird, eingestellt werden kann, lassen sich die Gebläse unabhängig voneinander einstellen. Die Düsen sind derart konstruiert und ausgelegt, daß von ihnen auf sich nicht schneidenden Bahnen sehr schnelle Luftströme durch die Drahtringe geblasen werden. Zur Anlage gehört eine Vorrichtung, die die Durchführung eines Verfahrens ermöglicht, bei dem durch eine entsprechende Steuerung und Regelung der voneinander unabhängig einstellbaren Gebläse die Drahtringe dazu gebracht werden können, daß sich die Drahtringe entlang einer vorgegebenen Kennline für die auf die Zeitbezogene Abkühlungsgeschwindigkeit so abkühlen, daß diese Abkühlung in allen Teilen der Drahtringe mit der gleichen Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt.

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Das Verfahren, bei dem die kontrollierte Abkühlung des warmgewalzten Stahldrahtes durch Druckluftabkühlung erfolgt, ist als " Stelmor Process" bekannt und wird in der ganzen Welt immer mehr erfolgreich eingesetzt. Bei diesem Verfahren, das mit dem U.S.-Patent Nr. 3.231.^32 von McLean und anderen dargestellt und beschrieben worden ist, wird der warmgewalzte Stahldraht nach dem Warmwalzvorgang direkt auf einer offenen Fördervorrichtung in Form von ausgebreiteten Drahtringen abgelegt und dann auf dieser Fördervorrichtung weitertransportiert, wobei die schnelle Abkühlung des Stahldrahtes dadurch bewerkstelligt wird, daß dem Draht schnelle Luftströme durch Düsen zugeführt wird, und zwar von einer Luftkammer aus, die ihrerseits wiederum die Kühlluft von einem starken Gebläse aus zugeführt erhält. Es ist nun festgestellt worden, daß die Qualität des im Stelmor-Verfahrens hergestellten Drahtes in manchen Fällen noch verbesserte werden kann, wenn ein Aspekt dieses Verfahrens verbessert werden könnte. Dieser Aspekt besteht darin, daß - trotz der großen Anstrengungen, zu einer angemessenen Lösung zu kommen - die Mittelteile der Drahtringe dazu neigen, sich um rund 25 $ schneller abzukühlen, als dies bei den Kanten der Drahtringe der Fall ist. Dieser Effekt beruht zumindest teilweise auf der Wärmeabschirmung , die die dichter beiander liegenden Ringe gegenseitig bewirken»

Ein Versuch, dieses Problem zu Lösen, bestand darin, daß der Bereich der Kantendüsen und der Zentraldüsen derart vergrößert worden ist, daß ein größerer Teil der Luft zu den Kanten der Ringe hin gedrückt wird, statt zu den Zentralstellen der Drahtringe. Aber auch bei diesem

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Verfahren gibt es immer noch Unterschiede in den Abkühlgeschwindigkeiten der Kanten und der Mittelteile. Bei einem anderen Versuch wird ein sehr schneller Luftstrom von den beiden Seiten aus quer über die Drahtringe geführt , wobei gleichzeitig aber auch Kühlluft von unten her durch die Mittelteile der Drahtringe geblasen wird. Auch in diesem Fall konnte die gewünschte gleichförmige Abkühlung nicht erzielt werden.

Grundlage dieser Erfindung ist die Entdeckung, daß bei den bisher bekannten Versuchen das wichtige Prinzip nicht erkannt worden ist, auf dem diese Erfindung beruht. Diese Erfindung lehrt, daß zur Erzielung einer gleichförmigen Abkühlung - und zwar in der Abkühlungsgeschwindigkeit, die für das Erreichen der metallurgischen Eigenschaften erforderlich ist - die Luftströme, die den Mittelteilen und den Seiten der Drahtringe zugeführt werden, unabhängig voneinander gesteuert und geregelt werden müssen, daß sich weiterhin diese Luftströme in den Bereichen, in denen sie ihre Kühlwirkung übertragen , nicht beeinträchtigen und stören dürfen. Werden beispielsweise die Querschnitte der Kantendüsen gegenüber den Querschnitten der Zentraldüsen vergrößert, dann führt dies innerhalb der Luftkammer dazu , daß der dynamische Luftdruck in den Kantendüsen kleiner wird, der dynamische Luftdruck in den Zentraldüsen aber größer. Aus diesem Grunde ist auch in der relativen Abkühlung zwischen Kanten und Mittelteilen eine Änderung nicht herbeigeführt worden. Bei den von den Seiten her zugeführten separaten Luftströmen ist es zu einer Kollision und zu einer Überlagerung dieser Luftströme direkt in dem Bereich der Drahtringe gekommen, so daß es unmöglich war, eine gleichförmige Abkühlung zu

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Im Rahmen dieser Erfindung wird die gewünschte Unabhängigkeit in der Luftkühlung dadurch erreicht, daß die Kühluft den für die Mittelteile der Drahringe bestimmten Düsen von einer Luftkammer aus zugeführt wird, die von der Luftkaramer, über die den Kantendüsen die Luft zugeführt wird, vollkommen getrennt ist« Eine jede dieser Luftkammern erhält die Kühlluft von einem eigenem Geblöse zugeführt, das unabhängig von anderen gesteuert und geregelt werden kann. Die Düsen und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft sind von der Konstruktion her derart ausgelegt, daß die Luftströme auf ihren Bahnen durch und bis hinter die Drahtringe stark gerichtet sind, daß diese Luftströme weiterhin-derart ausgerichtet sind, daß sich die Luftströme an keiner Stelle schneiden , wo sie die Unabhängigkeit der verschiedenen Kühlluftströme beeinträchtigen und stören können.

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Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig. 1 Die schematische Seitenansicht einer Anlage zum Abkühlen von warmgewalztem Stahldraht,

Fig. 2 Eine Draufsicht auf Fig. 1.

Fig. 3 Eine im größeren Maßstab wiedergegebene Seitenansicht von einer der mit Fig. 1 dargestellten Kühlzonen.

Fig. k Eine Draufsicht auf Fig_o 3.

Fig. 5 Eine noch größere Draufsicht auf eine der Deckplatten-Baugruppen der mit Fig. h wiedergegebenen Kühlζone·

Fig. 6 Einen in die Linie 6-6 von Fig. 5 gelegten Schnitt.

Fig. 7 Einen in die Linie 7-7 von Fig. 5 gelegten Schnitt.

Fig. 8 . Einen in die Linie 8-8 von Fig. 3 gelegten Schnitt.

Fig. 9 Einen in die Linie 9-9 von Fig. 3 gelegten Schnitt.

Fig.10 Eine schematische Darstellung von einem Teil der Drahtringe, die bearbeitet werden.

Fig.IQe Einen in die Linie c-c von Fig. 10 gelegten Schnitt.

Fig.11 Eine Abkühlungskennlinie, die die Temperatur der Drahtringe über die Länge der Anlage wiedergibt .

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Figo 12 Eine Kennlinie, die das Verhältnis zwischen der Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft und der Abkühlungsgeschwindigkeit der Drahtringe wiedergibt.

Bei dem mit Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes handelt es sich um eine kontinuierlich arbeitende Anlage zum Abkühlen des aus dem Drahtwalzwerk austretenden warmgewalzten Stahldrahtes. Der Walzdraht, der das Drahtwalzwerk bei einer Temperatur von ungefähr I85O F verläßt,wird durch ein Kühl-und Führungsrohr 10 zu einem Legehaspel oder Legekonus 12 geführt. Dem Kühlrohr 10 kann Wasser zugeführt werden, um den Walzdraht auf eine geeignete Ausgangstemperatur abzukühlen, von der aus der Draht dann vermittels der Kühlanlage vollends abgekühlt wird« Wie hoch diese Ausgangstemperatur ist, das hängt von den Anforderungen ab, die an das Fertigprodukt gestellt werden. Die Ausgangstemperatur ist jedoch für gewöhnlich höher als 125O°F. Vom Legekonus 12 wird der Draht auf eine sich bewegende Fördervorrichtung Ik in Form von ausgebreiteten und flachen DrahtringaBinheiten l6 abgelegt, die aus flachen, einander überlappenden und nichtkonzentrischen Drahtringen bestehen. Zu den Vorrichtungen, die als Legekonus eingesetzt werden können, gehört die Vorrichtung, die mit dem U₀S.-Patent Nr₀ 3.231.432 dargestellt und beschrieben worden ist.

Von der Anlage werden die Drahtringe über ein Kühlbett transportiert, das in mehrere Kühlzonen 18. 20, 22, 24 unterteilt ist, wobei eine jede der vorerwähnten Kühlzonen :

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die Kühlluft über die Luftkammern 26 und 28 zugeführt erhält ο Von den Luftkammern 26 und 28 aus wird die Kühlluft derart auf die Drahtring-Einheiten l6 geführt, daß alle Teile der Drahtring-Einheit 16 in einer nachstehend noch ausführlich zu beschreibenden Weise mit der gleichen vorgegebenen Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt werden, damit der fertige Draht die gewünschten Eigenschaften bekommt. Einer jeden Luftkamraer 26 wird die Kühlluft von einem Gebläse 30 zugeführt, das von einem Motor 32 angetrieben wird, wohingegen eine jede Luftkammer 28 die Kühlluft von einem anderen Gebläse 3k zugeführt erhält, das von einem Motor 36 angetrieben wird.

Nach dem Durchlaufen aller Kühlzonen gelangen die Drahtringe in eine Drahtringsamme!vorrichtung 38. Diese Sammelvorrichtung ist nicht detailliert wiedergegeben, weil für das Zusammentragen der Drahtringe verschiedene Vorrichtungen geeignet sind, beispielsweise die, die mit XJ₀S, Patent Nr₀ 3.23I.432 dargestellt und beschrieben worden ist.

Manche Einzelheiten einer Kühlzone, (beispielsweise der Kühlzone 18), werden mit Figo 3 und Fig. k besser und klarer wiedergegeben,, ¥ie zu erkennen ist, werden Drahtringe 16 über eine Plattform transportiert, die mit der allgemeinen Hinweiszahl kO gekennzeichnet ist. Der mit der Hinweiszahl kl gekennzeichnete Teil der Plattform, der vom Legekonus, aus bis in die erste Kühlzone führt, ist zur Darstellung der darunter befindlichen Luftkammer-Konstruktion gestrichelt wiedergegeben₀ Auf der Plattform kO angebracht sind die beiden Kanten-Gleitschienen 42 und 44, auf denen die Kantenteile der Drahtringe l6 liegen, desgleichen aber auch eine Zentralgleitschiene 46, auf der die Mittelteile

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der Drahtringe 16 liegen«, Diese Drahtringe 16 werden von den beiden Transportketten 48 und 50 durch die Kühlzone transportierte Die Plattform 40 einer jeden Kühlzone besteht aus mehreren gußeisernen Abdeckplatten ifOa bis 40i, typisch sind neun solcher Abdeckplatten_o

Die Details einer typischen Abdeckplatte 40a und der ihr zugeordneten Baugruppen werden mit Fig. 5» Fig· 6 und Fig.7 dargestellt. Die Abdeckplatte 40a besteht aus den beiden Abdeckplattenhälften 52 und 54_β In die Abdeckplattenhälfte 52 eingearbeitet sind mehrere Kantendüsen 56, im allgemeinen drei Düsen, und eine Zentraldüse 58« In ähnlicher ¥eise ist auch die Abdeckplattenhälfte 54 mit Kantendüsen 6θ und mit einer Zentraldüse 62 versehen,, Die Gleitschiene ist über den Kantendüsen 56 angebracht und die Gleitschiene 44, die der Gleitschiene 42 gegenüberliegt, über den Kantendüsen 60, während die mittlere Gleitschiene 44 über der Mittellinie zwischen den beiden Abdeckplattenhälften 52 und 54 angebracht ist„ In die Abdeckplattenhälfte 52 ist eine Aussparung 64 eingearbeitet, in der sich die Transportkette 48 bewegen kann, und in die Abdeckplattenhälfte 5*l· eine Aussparung 66, in welcher sich die Transportkette 50 bewegen kann» Die Kettenglieder der Transportketten 48 und 50 sind mit Knaggen oder VorSprüngen 68 versehen, die in die Drahtringe l6 eingreifen und diese über das Kühlbett l4 transportieren. Es sind nur einige Kettenglieder der Transportketten 48 und 50 dargestellt, es sollte aber klar sein, daß sich diese Transportketten über die ganze Länge der Anlage erstrecken und von geeigneten Antriebsvorrichtungen - diese sind nicht dargestellt - derart angetrieben werden, daß sie die Drahtringe l6 mit der verlangten Ge-

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achwindigkeit durch die Anlage transportieren.

Fig, 4 zeigt nun schematisch, daß sich die Kantenteile der Drahtringe 16 über den Kantendüsen 56 und 60 befinden, die mittleren Teile dieser Drahtringe l6 aber über den Zentraldüsen 58 und 62. ¥ie aus Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 hervorgeht, wird den Kantendüsen 56 und 60 die Kühlluft von den Luftkammern 28a und 28b aus zugeführt· Diese Kühlluftkammern 28a und 28b sind, wie dies noch zu erklären ist, Abzweigungen der Luftkamraer 28. Den Zentraldüsen 58 und 62 wird die Kühlluft von der Luftkamraer 26 aus zugeführt. Eine jede der Düsen 56, 58, 60 und 62 ist derart konstruiert und ausgelegt, daß sie einen stark gerichteten Luftstrom erzeugt -(wie dies durch Pfeile in Fig. 5 bis Fig. 7 kenntlich gemacht worden ist)y der in einem geeigneten ¥inkel -(beispielsweise 30 über der Horizontale)- längs der Transportrichtung der Drahtringe l6 angeordnet ist. Die Achsen der Luftströme sind zudem auch noch so ausgerichtet, daß sich keiner der Luftströme mit dem anderen schneidet, es sei denn außerhalb des Bereiches, in dem sich die Drahtringe l6 befinden. Solche Luftstrombahnen werden als nichtschneidende Luftstrombahnen bezeichnet.

Fig. 6 zeigt, daß die erste Abdeckplatte 40a an die zweite und folgende Abdeckplatte 40b anstößt, so daß eine durchgehende Plattform 4θ entsteht. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die nachfolgenden Abdeckplatten in der mit Fig. k dargestellten ¥eise zur Bildung einer fortlaufenden und durchgehenden Plattform ho angeordnet sind_o

Wie die Luftkammern mit Luft versorgt werden, das ist

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schematisch mit Fig. 8 und Fig. 9 dargestellt»

Das Gebläse 30 versorgt die Luftkammer 26 für die Zentraldüsen direkt, während das Gebläse Jh mit der Luftkammer 28 für die Kantendüsen zusammenarbeitet, die sich in die beiden Zweigluftkammern 28a und 28b aufteilt, welche die Kantendüsen mit Luft versorgen.

Die Drehzahl der Motoren 32 und 36 kann jeweils durch eine Drehzahlregelungsvorrichtung 70 und 71 gesteuert und geregelt werden; (dies ist schematisch in Figo 8 und Fig. 9 dargestellt). Die Menge der Kühlluft aber, die von jedem Gebläse 30 und Jh aus zugeführt wird, kann, wie dies schematisch in Fig, 3 wiedergegeben ist, vom Bedienungspersonal über einen verstellbaren Schieberklappenmechanismus 72 und 73 jeweils eingestellt werden,, Die Einzelheiten solcher Schieberklappenmechanismen sind bereit gut bekannt und werden deshalb im Rahmen dieser Erfindung weggelassen,,

Die mit dem Abkühlen der Drahtringe 16 verbundenen Phänomene lassen sich anhand von Fig„ 10, Fig_e 1Oe und Figo 10c besser verstehen« Fig, 10, die einige der Drahtringe einer Drahtring-Einheit l6 schematisch wiedergibt, läßt erkennen, daß die Kanten der Drahtringe nicht regelmäßig übereinander angeordnet sind, sondern in unterschiedlicher Weise seitlich verschoben sind. Der in die Linie e-e gelegte Schnitt durch den Kantenteil ist mit Fig, 1Oe dargestellt» Wird beispielsweise ein Walzdraht mit einem Durchmesser von 0.218 Zoll in Ringen von ^O Zoll ausgebreitet,und zwar mit einem Abstand von ungefähr 2 Zoll, dann würde der Querschnitt 10c rund einen Zoll hoch sein und zwei bis drei Zoll breite Dieser Querschnitt würde fünf bis sieben Drahtquerschnitte aufweisen. Der Abstand zwischen den Ringkanten

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d würde ungefähr \/h Zoll betragen. Vie aus den Zentralquerschnitt nach Fig. 1Oe zu erkennen ist, würde der Abstand zwischen den Mittelteilen der Drahtringe im Durchschnitt bei 2 Zoll liegen. Die Neigung der Drahtringkanten zu einem gegenüber den Mittelteilen der Drahtringe langsameren Abkühlen läßt sich zumindest teilweise auf die gegenseitige Wärmeabschirmung der mit Fig. 10c dargestellten Drahtringkanten zurückführen, wohingegen eine solche Wärmeabschirmung bei den mit Fig_t 1Oe dargestellten Mittelteilen der Drahtringe nicht gegeben ist. Weiterhin setzen die Drahtringkanten und deren Anordnung dem Durchfluß der Kühlluft durch und um einen jeden Draht querschnitt einen größeren Widerstand entgegen, als dies bei den Mittelteilen der Drahtringe der Fall ist. Bs ist bereits darauf hingewiesen worden, daß mit früheren Versuchen, das Abkühlen der Drahtring-Mittelteile und der Drahtring-Kantenteile einander anzugleichen durch die Zuführung einer größeren Kühlluftmenge auf die Kanten und nicht auf die Mittelteile, die gewünschten Resultate nicht erzielt werden konnten.

Was die gewünschten Resultate für den Abkühlungsvorgang betrifft, so sollen nicht nur die Mittelteile und die Kanten der Drahtringe dazu gebracht werden, mit der gleichen Abkühlungsgeschwindigkeit abzukühlen, um im Draht gleichförmige Eigenschaften zu erzielen, darüber hinaus muß auch das Profil der AbkUhlungsgeschwindigkeit über das gesamte Kühlbett entlang einer vorgegebenen Kennlinie geführt werden, damit die verlangten Eigenschaften des Drahtes erreicht werden können. Dies läßt sich nun anhand des mit Fig„ 11 gegebenen Kennliniendiagrammes besser ver-

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stehen. In diesem Kennliniendiagraram ist die Temperatur des Drahtes auf die Vertikalachse aufgetragen, wohingegen die Position des Drahtes auf dem Kühlbett auf die Horizontalachse aufgetragen ist« Der mit der Anfangstemperatur i in das Kühlbett einlaufende Draht kann sich entlang der mit Vollinie dargestellten Kennlinie e abkühlen«, Bei einer kritischen Temperatur T. erfolgt die Umwandlung oder Transformation der Kristallkörnung des Stahles ο Diese Umwandlung ist ein exothermer Vorgang, so daß an einem solchen Punkt die Abkühlungskennlinie e einen geringfügigen ¥ärmeanstieg r wiedergibt. Hinter r ist die Abkühlungskennline weniger steil als vor dem Punkt r. Diese Kennlinie e könnte eine Abkühlungskennlinie für die Kanten der Drahtringe 16 sein,, Die Neigung der Drahtring-Mittelteile, schneller abzukühlen als die Drahtringkanten, könnte aber dazu führen, daß das Abkühlen der Mittelteile der gestrichelten Kennlinie c folgt. In einem solchen Fall würde der Draht in seinen Mittelteilen andsre Eigenschaften haben als in seinen Kantenteilen, besonders deswegen, weil die Gefügeumwandlungstemperatur T-, zu unterschiedlichen Zeiten erreicht wird, wie dies auf der Kennlinie c mit r^! kenntlich gemacht ist.

Das Problem, die Kennlinie c mit der Kennlinie e in Übereinstimmung zu bringen - und dies, ohne die Kennlinie e selber zu verändern - ist eines der Probleme, die bisher noch nicht zufriedenstellen gelöst werden konnten«, Die Schwierigkeit, zu einer solchen Lösung zu kommen, ist zum Teil in der Tatsache begründet, daß dann, wenn versucht wird, die dem warmgewalzten Draht durch irgendeine Düse zugeführte Kühlluftmenge in der Zeiteinheit zu verändern,

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die Abkühlungsgeschwindigkeit in ihrer Änderung dieser Änderung in der Kühlluftmenge nicht folgt« In Fig, 12 ist die Abkühlungsgeschwindigkeit, mit der sich ein warmgewalzter Draht abkühlt, als Grad/Sekunde auf die Vertikalachse aufgetragen, wohingegen die Geschwindigkeit der Kühlluft, die dem Draht zugeführt wird, auf der Horizontalachse in der Einheit Feet/min_o aufgetragen ist« Zu erkennen ist, daß die resultierende Kennlinie s schnell ansteigt und sich dann ab Punkt ρ abflacht. Das bedeutet, daß weitere Steigerungen der Luftgeschwindigkeit keine wesentlichen Änderungen in der Abkühlungsgeschwindigkeit herbeiführen.

Mit dieser Erfindung läßt sich die gewünschte Zielsetzung leicht erreichen, weil der Luftzufluß zu den Kanten der Drahtringe vom Luftzufluß zu den Mittelteilen der Ringe vollkommen unabhängig ist. Diese Anlage würde nun wie folgt arbeiten:- Die Anfangstemperatur, mit der der Draht auf die Kühlanlage abgelegt wird, wird in der beschriebenen ¥eise durch das Kühl-und Führungsrohr 10 vorgegeben. Die gewünschte Abkühlungskennlinie, diese ist mit Fig. 11 dargestellt, wird errechnet, damit/dem zu verarbeitenden Walzdraht die gewünschten Eigenschaften erzielt werden können. Der Kühlbettpunkt, an dem die Unterbrechung r aufkommen sollte, wird anhand der Abkühlungsgeschwindigkeitskennlinie bestimmt. Jeder Motor 36 und jedes Gebläse 3k wird über die ihm zugeordnete Einstellvorrichtungen derart eingestellt, daß durch die Kantendüsen 56 und 60 die Kühlluft mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt wird, daß erfahrungsgemäß die Abkühlung der Drahtringkanten entlang der gewünschten Abkühlungskennlinie bewerkstelligt wird.

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In ähnlicher ¥eise wird jeder Motor 32 und jedes Gebläse 32 so eingestellt, daß sie mit annähernd der gewünschten Geschwindigkeit arbeiten„ Die Begrenzung im Hinblick auf die effektive Kühlluft-Geschwindigkeit nach Fig. 12 wird dadurch berücksichtigt, daß die Kantendüsen in der Anzahl und im Düsenquerschnitt derart ausgelegt werden, daß innerhalb der vorerwähnten Begrenzung Kühlluft in angemessener Menge den Drahtringkanten zugeführt wird. Um den Draht mit der gewünschten maximalen Abkühlungsgeschwindigkeit abkühlen zu können, wird die Geschwindigkeit der den Drahtringkanten zuzuführenden Kühlluft so eingestellt, daß sie für gewöhnlich nahe der maximal nutzbaren Geschwindigkeit liegt. Die den Mittelteilen der Drahtringe zuzuführende Kühlluft wird beträchtlich unter jener liegen, die den Drahtringkanten zugeführt wird_o Aus diesem Grunde ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der gesamte Düsenquerschnitt für die Kantendüsen in der Abdeckplatte um das Fünffache größer als der gesamte Querschnitt der Zentraldüsen«,

Beim praktischen Betrieb wird warmgewalzter Stahldraht durch die Anlage transportiert, wobei Temperaturmessungen entlang dem Kühlbett vorgenommen werden. Wenn auch ein erfahrener Maschinenführer die Drahttemperatur durch die Rotfärbung der Drahtringe, die sich über das Kühlbett bewegen, feststellen kann, so werden diese Temperaturmessungen doch mit irgendeiner Temperaturmeßvorrichtung durchgeführt, beispielsweise mit einem Strahlungspyrometer, Beim Kantengebläse 3^ ist jeder einstellbare Schieber 73 so eingestellt worden, daß zur Erzielung des Abkühlgeschwindigkeitsprofil über das Kühlbett die richtige Luftmenge zu-

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geführt wirdc Die Temperaturmessungen und Temperaturbeobachtungen entlang dem Kühlbett werden an den Kanten und
an den Mittelteilen der Drahtringe gleichzeitig vorgenommen« Differenzen in den Abkühlungsgeschwindigkeiten sind
dabei unvermeidlich, weil für gewöhnlich die Mitteile der Drahtringe schneller abkühlen als deren Kanten« Nun verstellt der Maschinenführer den Einstellschieber 72 eines
jeden Gebläses 30 und verringert dadurch für gewöhnlich
die Kühlluftmenge, die vom Gebläse 30 dem Mittelteil des
Kühlbettes zugeführt wird« Diese Einstellungen werden solange vorgenommen, bis daß eine Übereinstimmung in der
gewünschten Abkühlungsgeschwindigkeit erzielt worden ist.

Beim praktischen Betrieb, ist die für das Erzielen der
Übereinstimmung erforderliche Zeit recht kurz» Sodann
wird die gesamte Länge des Drahtes durch die Anlage geführt und unter der Beobachtung des Maschinenführers abgekühlt« Dabei macht der Maschinenführer kleinere Einstellungen,
die die zugeführte Luftmenge betreffen, für gewöhnlich im Hinblick auf die Zentraldüsen, und stellt dadurch die verlangte Übereinstimmung in den Abkühlungsgeschwindigkeiten her. Auf Wunsch, kann diese Überwachung des AbkühlungsVorganges unter Verwendung automatischer Temperaturmeßvorrichtungen für die Mittelteile und für die Kanten der Drahtringe auch automatisch durchgeführt werden. In diesem Falle würden die Ausgangssignale solcher Vorrichtungen verglichen werden, würde jede Abweichung zur Erzielung einer Übereinstimmung in den Abkühlungs ges chwindigke it en eine automatische Einstellung der Schieber 72 zur Folge haben» Weil den Fachleuten automatische Regelsysteme dieser Art bereits bekannt sind, werden im Rahmen dieser Erfindung Details solcher

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Systeae nicht beschrieben* Für den praktischem Betrieb ist ein Minimum einer derartigen kontinuierlichen Überwachung erforderlich»

Innerhalb des Hahaens der Patentanspruch© für diese Erfindung können Modifikationen und !änderung an dee Verfahren und an der Anlage vorgenoraien werden, So kann beispielsweise zuerst die Abkuhlungsgeschwiindigkeit des Mittelteiles der Brantringe festgelegt werden und dann erst die Abkühlungsgescnwindigkeit für die Drahtringkanten, wa die gewünsclite tfeereinstiemiiig zu erzielen« So IaBt die vollständig© I3naläi3ängig&eit in der Ijuftzufillanajig für die zu verwendende Luft andere Bedingungen zu· Beispielsweise die Luft, die Jeweils der ZentralluftlkamHer ziagefunrt wird, kann eine andere Temperatur liaben als Jene, die den Kantenluft kammern zugefunrt werden, und zwar durcn Yorlieizen und V'orktinlen der Luft in einer der Luftlcammera ins Tergleicii mit der Luft in den anderen Luftkammern» Wenn auch für gewölanlicn Luft als Kühlmedium verwendet wird, so können docn auclh andere geeignete Medien Verwendung finden, beispielsweise Dampf, Scnutzgase oder chemisch aktive Gase, die den Oxydzunder auf dem Draht durch Heduktionsreaktionen oder Oxydationsreaktionen oder durch andere chemische Reaktionen beeinflussen oder ändern« Deswegen wird der Begriff "Gas" verwendet, der Luft und andere geeignete gasförmige Kühlmedien in sich einschließt» Ebenfalls verwendet werden können andere Strömungsaedien« Der wichtige Aspekt ist, daß das Abkühlen der Drahtringe an den Kanten und an den Mittelteilen des Kühlbettes unabhängig voneinander gesteuert und geregelt werden kann, daß weiterhin eine gegenseitige Überlagerung auch nicht vorliegt„ -

Verschiedene Änderungen und Modifikationen werden den Fachleuten sicher einfallen.

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Morgan Construction Company, Worcester, Mass« Ol6O5/USA

Patentansprüche:-

Verfahren für die Wärmebehandlung von Stahldraht dadurch gekennzeichnet, daß zu ihm die nachstehend angeführten Einzelschritte gehören:- das Warmwalzen des Drahtes; das Auflegen des Drahtes auf eine sich bewegende Fördervorrichtung, und zwar in Form von ausgebreiteten Ringen; das Blasen von stark gerichteten Strömen eines Kühlgases auf die Mittelteile dieser Drahtringe sowie das Blasen von anderen stark gerichteten Strömen eines Kühlgases auf die Kanten oder Seiten dieser Drahtringe, wobei die Zentralgasströme und die Kantengasströme auf Bahnen geführt werden, die sich nicht schneiden; Zuführung dieser Gasströme für die Drahtringraittelteile und für die Drahtringkanten von separaten Gasgebläsen aus; Steuerung und Regelung der Gasmenge eines jeden der Seitenströme zur Einstellung der Abkühlungsgeschwindigkeit an den Seiten dieser Drahtringe entlang einer vorgegebenen Zeitkennlinie, wenn die Drahtringe über die Fördervorrichtung transportiert werden; schließlich noch von den Seitenströmen unabhängig die Steuerung und Regelung der Zentralströme um dann, wenn die Drahtringe über die Fördervorrichtung transportiert werden, die Gasmenge dieser Zentralströmeso zu steuern und zu regeln, daß deren Abkühlungsgeschwindigkeit im wesentlichen jener für die Kanten dieser Drahtringe entspricht„

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ORIGINAL !INSPECTED

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÖLLER · D. GROSSE F. ?CLLME!ER 22

- bh -^r-r / /on 20.11.1975

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2. Verfahren nach Anspruch I₁

dadurch gekennzeichnet, daß die Gasraenge für die Zentralströme nach der Einstellung der Gasmenge für die Seitenströme auf den gewünschten Wert vorgenommen wird,

3· Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin auch noch die Temperatur an den Kanten und an den Mittelteilen der Drahtringe über die ganze Fördervorrichtung während der nach und nach Ablaufenden Vorgänge überwacht wird; daß die Gasmenge in jedem der vorerwähnten Kantenströme und Zentralströme immer dann unabhängig von den anderen nachgestellt wird, wenn die Temperatur von der vorgegebenen Kennlinie abweicht und immer wenn diese Temperatur von der anderen abweicht, um sowohl die vorgegebene Abkühlkurve als auch die Gleichförmigkeit der Temperaturen einzuhalten.

k, Anlage für die Wärmebehandlung von heißem Stahldraht, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören: ein langes Kühlbett; eine zur Übernahme von warmen Stahldraht in Form von ausgebreiteten Ringen ausgelegte Fördervorrichtung, die diese Drahtringe dann über das Kühlbett transportiert; mehrere Kantendüsen, die nahe der Bahn angeordnet sind, die die Kanten der Drahtringe zurückzulegen haben, sowie mehrere Zentraldüsen in der Bahn für die Mittelteile der vorerwähnten Drahtringe j eine erste Gebläsevorrichtung, die das Kühlgas den vorerwähnten Kantendüsen zur Erzeugung der Ringkanten-

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · CEBD MÖLLER · D. GfJOSSE - F. K)LLMEIER 22

- bh 20.11,1975

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Kühlgasströme zuführt sowie eine zweite Gebläse vorrichtung, die das Kühlgas den vorerwähnten Zentraldüsen zur Erzeugung der Kühlgasstrome für die Mittelteile der Drahtringe zuführt; oafi die ersten und zweiten Gebläse vorrichtungen voneinander unabhängig sind} daß die Düsen so ausgerichtet sind, daß sich die Bahnen der Gas ströme nicht schneiden,

5« Anlage nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die vorerwähnten ersten und zweiten Gebläsevorrichtungen zur Sinsteilung der Gaseengen, die den Zentraldüsen und den Kantendüsen zugeführt werden voneinander unabhängig eingestellt werden können«

6_# Anlage nach Anspruch h₉

dadurch geke η η zeichnet, daö die erste Gebläsevorrichtung über eine erste Luftkararaer mit den Kantendüsen in Verbindung steht; daß die zweite Gebläsevorrichtung über eine zweite Luftkamraer mit den Zentraldüsen verbunden ist, wobei die beiden Luftkammern voneinander getrennt und gegeneinander isoliert sind»

7# Anlage nach Anspruch h,

dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Querschnitt der Gasdurchlässe bei den Kantendüsen gegenüber den gesamten Querschnittsbereich für die Gasdurchlässe der Zentraldüsen beträchtlich größer ist.

8. Anlage nach Anspruch k₉

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnittsbereich der Kantendüsen insgesamt fünfmal größer ist als der Querschnittsbereich der Zentraldüsen.

- Ende -

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