DE2605826A1 - METHOD AND DEVICE FOR PATENTING STEEL WIRE - Google Patents
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DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWAUTVON !9Z7-1975) HANS W. GROENING. DIPL.»1NG. DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENT APPLIED BY! 9Z7-1975) HANS W. GROENING. DIPL. »1NG. DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.
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Verfahren und Vorrichtung zum Patentieren von StahldrähtenMethod and apparatus for patenting steel wires
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Patentieren von Stahldrähten und insbesondere von Drähten mit einem Durchmesser von wenigstens 1o mm. Das Verfahren umfaßt das Erhitzen der Drähte bis in den Bereich der Austenitbildungf worauf eine isotherme Abschreckung erfolgt, um im wesentlichen die vollständige Zersetzung des Austenits in Perlit zu gewährleisten.The invention relates to a method and an apparatus for patenting steel wires and in particular wires with a diameter of at least 10 mm. The method comprises heating of the wires into the region of the austenite f whereupon an isothermal quenching is carried out to ensure substantially complete decomposition of the austenite into pearlite.
Im allgemeinen versteht man unter "isotherme Abschreckung" die schnelle Abkühlung bis in den Bereich der gewünschten Perlitbildung, worauf ein isothermer Aufenthalt im Ofen erfolgt, der erforderlich ist, um die vollständige Auflösung bzw. Umwandlung des Austenits und ein Entspannen des Drahtes zu gewährleisten.In general, "isothermal quenching" means the rapid cooling down to the desired range Perlite formation, followed by an isothermal stay in the furnace, which is necessary for complete dissolution or to ensure transformation of the austenite and relaxation of the wire.
Das Patentieren besteht darin, daß die Stahldrähte auf eine Temperatur über dem Umwandlungspunkt AC3 im Fe-C-Diagramm gebracht werden, beispielsweise auf 96o C, und daß dieThe patenting consists in the fact that the steel wires are brought to a temperature above the transition point AC 3 in the Fe-C diagram, for example to 96o C, and that the
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Drähte während eines so langen Zeitraums auf dieser Temperatur gehalten werden, daß sich eine vollständige Umwandlung in Austenit einstellt. Dann werden die Drähte in ein Flüssigkeitsbad für die Abschreckung eingetaucht und darin ausreichend lang gehalten, damit sich eine Gefügeumwandlung durch Perlitbildung aus dem Austenit vollziehen kann.Wires at that temperature for such a long period of time be held that a complete conversion to austenite occurs. Then the wires are in a liquid bath is immersed for the quenching and held in it long enough to cause a structural transformation can be accomplished by pearlite formation from the austenite.
Die Temperatur des isothermen Abschreckmediums hängt von der Art des Stahls und dem Gefüge ab, welches man erhalten will. Im allgemeinen liegt diese Temperatur für gewöhnlichen Stahl in der Größenordnung von 53o C.The temperature of the isothermal quenching medium depends on the type of steel and the structure that is obtained want. In general, this temperature is on the order of 53o C for ordinary steel.
Das Patentieren kann auf zwei verschiedene Arten ausgeführt werden. Die erste Verfahrensweise ist das Durchlaufpatentieren, bei welchem mehrere Drähte vorhanden sind, die eine Schicht bilden, welche hintereinander durch den Austenitisierungsofen und die Abschreckvorrichtung läuft. Diese Abschreckung kann in Luft, in einem Bleibad oder in einem Salzbad stattfinden.Patenting can be done in two different ways. The first approach is continuous patenting, in which several wires are present, which form a layer, which one behind the other through the austenitizing furnace and the deterrent is running. This quenching can be in air, in a lead bath, or in a salt bath occur.
Die zweite Verfahrensweise ist das Patentieren in Bunden oder in Rollen. Dabei werden die Drähte als die Bunde beibehalten, wie sie aus der Drahtwalzstraße kommen, und werden aus dem Austenitisierungsofen, der in diesem Fall ein Kammerofen ist, in ein Salzbad gebracht.The second method is patenting in bundles or in rolls. The wires are kept as the collars, as they come from the wire rod mill, and from the austenitizing furnace, which in this case is a Chamber furnace is placed in a salt bath.
Es sind bereits zwei verschiedene Arten von Vorrichtungen für die DurchlaufPatentierung bekannt. Bei der ersten Art werden die aus dem Austenitisierungsofen austretenden Drähte nach unten gebogen, damit sie zum Eintauchen in ein Abschreckbad gebracht werden, welches vorzugsweise aus flüssigem Blei besteht. Beim Austritt aus dem Bad werden die Drähte dann erneut gebogen. Dadurch, daß die Drähte für das Eintauchen in das Abschreckbad und für den Austritt ausTwo different types of continuous patenting devices are already known. The first type the wires emerging from the austenitizing furnace are bent downwards so that they can be immersed in a Quenching bath are brought, which preferably consists of liquid lead. When you exit the bathroom, the Wires then bent again. By having the wires for immersion in the quench bath and for exit from it
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diesem Bad gebogen werden müssen, ist die Anwendung dieses Verfahrens zum Patentieren von Drähten beschränkt, deren Durchmesser maximal 15 mm beträgt.this bath need to be bent, the application is this Procedure for patenting wires with a maximum diameter of 15 mm.
Bei dem zweiten Durchlaufpatentierungsverfahren wird dieser Nachteil vermieden. Man verwendet die sogenannte "Katarakt-Technik", bei welchem ein Bad überfließt, welches über einem Aufnahmebehälter angeordnet ist. Bei diesem Verfahren werden die aus dem Ofen austretenden Drähte nicht gekrümmt, sondern werden direkt in den vertikalen Strom des Abschreckfluids geführt, der durch das überfließen entsteht.In the second pass patenting process, this Disadvantage avoided. The so-called "cataract technique" is used, in which a bath overflows, which overflows is arranged in a receptacle. This process does not bend the wires exiting the furnace, but are fed directly into the vertical stream of quench fluid created by the overflow.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Kühlflüssigkeit, die aus flüssigem Blei oder aus Salzen besteht, in Kontakt mit der Atmosphäre kommt und dabei oxydiert, wodurch sie sehr schnell für die Abkühlung der Drähte ungeeignet wird.This method has the disadvantage that the cooling liquid, which consists of liquid lead or salts, is in contact comes with the atmosphere and is oxidized in the process, making it very quickly unsuitable for cooling the wires.
Im Falle der Verwendung von Blei tritt eine Verdampfung ein, so daß die Gefahr einer Bleivergiftung besteht.If lead is used, evaporation occurs, so that there is a risk of lead poisoning.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß Blei von den Drähten mitgenommen werden kann, wodurch ein korrektes Beizen beeinträchtigt wird. Another disadvantage is that lead can become entrained in the wires, thereby affecting proper pickling.
Die Patentierung in Bunden oder Rollen hat ebenfalls sehr bedeutende Nachteile und ergibt Drähte mit schlechter und unregelmäßiger Qualität.Patenting in bundles or rolls also has very significant disadvantages and results in wires with poor and irregular quality.
Es ist tatsächlich praktisch unmöglich, in einer Inertatmosphäre den Austenitbildungszustand der Drähte infolge des öffnens und Schließens der Ofentür zum Einführen der Rollen zu erhalten, da sich dadurch eine Oxydation und eine Entkohlung der Drähte an der Oberfläche ergeben.Indeed, it is practically impossible to obey the austenite state of the wires in an inert atmosphere of opening and closing the oven door to insert the rolls, as this causes oxidation and result in a decarburization of the wires on the surface.
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Da sich die Windungen der gewickelten Drähte unvermeidbar berühren und auch den Chargenträger berühren, ist der Erhitzungszyklus dieser Kontaktstellen der Drähte nicht identisch mit dem der freien Oberflächen der Drähte, wodurch sich nicht vernachlässigbare metallographische Gefügeänderungen ergeben.Since the turns of the wound wires inevitably touch and also touch the charge carrier, the heating cycle is these contact points of the wires are not identical to that of the free surfaces of the wires, which means non-negligible metallographic structural changes result.
Die Drahtrollen müssen nach ihrer Behandlung im Ofen zur Bildung des Austenits zum isothermen Abschreckbad transportiert werden. Während dieses Transportes können die Drähte oxydieren, was abschließend ein kostspieliges Beizen erfordert, welches einen Metallverlust und eine Änderung der Oberfläche der Drähte bedingt.After their treatment in the furnace, the wire coils must be transported to the isothermal quenching bath to form the austenite will. During this transport, the wires can oxidize, which ultimately leads to an expensive pickling process which causes a metal loss and a change in the surface of the wires.
Die gleichen Nachteile aufgrund eines Kontakts der Windungen miteinander und mit den Halterungen der Drähte ergeben sich während der isothermen Abschreckung, wodurch eine erneute Heterogenität des Metallgefüges in den.Drähten erzeugt wird.The same drawbacks due to contact of the turns with each other and with the supports of the wires arise during isothermal quenching, which leads to renewed heterogeneity of the metal structure in the wires is produced.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Nachteile dieser bekannten Patentierungsverfahren zu vermeiden und ein Durchlaufpatentierungsverfahren zu schaffen, welches eine gleichförmige Wärmebehandlung gewährleistet und die Anwendung der Patentierung bei Drähten unabhängig von deren Durchmesser ermöglicht, wobei das Verfahren vor allem für Drähte mit einem Durchmesser von wenigstens 1o mm besonders vorteilhaft ist.The object on which the invention is based is therefore to address the disadvantages of these known patenting processes avoid and create a continuous patenting process that ensures uniform heat treatment and enables the application of patenting for wires regardless of their diameter, the method is particularly advantageous for wires with a diameter of at least 10 mm.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die isotherme Abschreckung in drei aufeinanderfolgenden Phasen stattfindet. Während einer ersten Phase wird die Umfangsschicht bis auf eine Temperatur abgekühlt, welche unterhalb einer Temperatur liegt, die der der minimalen Inkubationszeit entspricht und durch den Scheitel der TTT-(Zeit-Temperatur-Umwandlung)-Umwandlungskurven des Stahls,According to the invention, this object is achieved in that the isothermal quenching takes place in three successive phases takes place. During a first phase, the peripheral layer is cooled down to a temperature which is below is a temperature equal to that of the minimum incubation time and through the apex of the TTT (time-temperature conversion) conversion curves of steel,
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aus welchem die Drähte bestehen, festgelegt ist, und die so bemessen ist, daß in einer zweiten Phase durch Wiedererwärmen dieser Schicht wenigstens teilweise durch die im Kern der Drähte gespeicherte Wärmemenge diese Drähte eine im wesentlichen gleichförmige Temperatur vor der vollständigen Umwandlung des Austenits in Ferrit und Zementit erreichen, was in der Nähe der Temperatur der Fall ist, die der der erwähnten minimalen Inkubationszeit entspricht, wobei diese Temperatur dann während einer dritten Phase wenigstens bis zur wesentlichen vollständigen Umwandlung des Austenits in Ferrit und Zementit gehalten wird.from which the wires consist, is fixed, and which is dimensioned so that in a second phase by reheating this layer, at least in part, by the amount of heat stored in the core of the wires these wires are kept at a substantially uniform temperature before the austenite is completely converted to ferrite and cementite reach, which is the case in the vicinity of the temperature that of the minimum incubation time mentioned corresponds to, this temperature then during a third phase at least until substantially complete Transformation of the austenite into ferrite and cementite is kept.
Vorteilhafterweise werden die Drähte während der ersten Phase so abgekühlt, daß die auf diese Weise erhaltene Abkühlungskurve in den TTT-Umwandlungsbereich bis zu einem Niveau eindringen, das unter den Scheiteln dieser Kurven liegt, wobei diese Zone nicht verlassen wird.Advantageously, the wires are cooled during the first phase so that the cooling curve obtained in this way penetrate the TTT conversion region to a level that is below the vertices of these curves lies, whereby this zone is not left.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Wiedererwärmen der Umfangsschicht der Drähte während der zweiten Phase teilweise durch die im Kern der Drähte gespeicherten Wärmemengen und teilweise durch Zufuhr von Wärme von außen.In a preferred embodiment, the rewarming takes place the circumferential layer of the wires during the second phase partly through those stored in the core of the wires Amount of heat and partly through the supply of heat from the outside.
Während des Temperaturanstiegs ist es durch Ausgleich dieser Temperatur in der Masse der Drähte und durch eine Wärmezufuhr von außen möglich, das restliche Austenit umzuwandeln und einen Selbstvergütungsvorgang auszuführen. Diese Erwärmung von außen ermöglicht eine genaue Steuerung der Temperatur der Drähte nach dem Abschrecken, wobei eine sehr schnelle Homogenisierung der Temperatur in der gesamten Drahtmasse gewährleistet ist.During the rise in temperature, it is by balancing this temperature in the bulk of the wires and by supplying heat It is possible from the outside to convert the remaining austenite and to carry out a self-tempering process. This warming from the outside allows precise control of the temperature of the wires after quenching, with a very rapid homogenization of the temperature in the entire wire mass is guaranteed.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Patentieren von Stahldrähten, die insbesondere für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens verwendet werden kann.The invention further relates to a device for patenting steel wires, which is particularly useful for Carrying out the method described above can be used.
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Diese Vorrichtung umfaßt einen Ofen zur Herstellung des Austenitzustandes durch Erwärmen der Drähte auf eine Temperatur, die in dem Bereich der Austenitbildung liegt, eine Einrichtung zum Abschrecken dieser Drähte sowie eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Temperatur.This device comprises a furnace for producing the austenite state by heating the wires to a temperature which is in the area of austenite formation, a device for quenching these wires and a Means to maintain the temperature.
Diese Vorrichtung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, daß zwischen der Abschreckeinrichtung und der Einrichtung zum Aufrechterhalten der Temperatur eine Einrichtung zum Homogenisieren der Temperatur bzw. eine Einrichtung für den Temperaturausgleich der Drähte angeordnet ist, die aus der Abschreckeinrichtung kommen. Diese Einrichtung zur Erzielung einer homogenen Temperatur hat vorteilhafterweise Einrichtungen zum Erwärmen der Drähte.This device is characterized, inter alia, in that between the quenching device and the device to maintain the temperature, a device for homogenizing the temperature or a device for the Temperature compensation of the wires is arranged, which come from the quenching device. This facility to achieve a homogeneous temperature advantageously has means for heating the wires.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht teilweise aufgebrochen und teilweise im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Patentierungsvorrichtung. Fig. 1 shows schematically in a side view partially broken open and partly in longitudinal section an embodiment of a patenting device.
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.FIG. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 zeigt in einer längsgeschnittenen Seitenansicht eine Einzelheit der Ausführungsform von Fig. 1.FIG. 3 shows a detail of the embodiment of FIG. 1 in a longitudinally sectioned side view.
Fig. 4 zeigt in einer vervollständigten Seitenansicht im Längsschnitt einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1.FIG. 4 shows, in a completed side view in longitudinal section, part of the device from FIG. 1.
Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 4.FIG. 5 is a section along line V-V of FIG. 4.
Fig. 6 zeigt in einer längsgeschnittenen Seitenansicht eine weitere Ausführung eines Teils der Patentierungsvorrichtung. Fig. 6 shows in a longitudinally sectioned side view another embodiment of part of the patenting device.
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Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie VII-VII von Fig. 6.FIG. 7 is a section along the line VII-VII of FIG. 6.
Fig. 8 zeigt in einem Diagramm die TTT-Umwandlungskurven von Stahl, aus dem die Drähte bestehen, sowie die Kurve, welche die Temperaturentwicklung als Funktion der Zeit zeigt, während der die Stahldrähte der isothermen Abschreckung unterliegen.8 shows the TTT conversion curves in a diagram of the steel of which the wires are made, as well as the curve showing the temperature development as a function of time, during which the steel wires are subject to isothermal quenching.
Das erfindungsgemäße Patentierungsverfahren ist im wesentlichen für Stahldrähte mit einem Durchmesser von wenigstens 1o mm bestimmt. Dieses Verfahren umfaßt das Erwärmen der Drähte bis in den Bereich der Austenitbildung und anschliessend eine Behandlung, welche die Perlitbildung ermöglicht. Diese Behandlung besteht aus drei aufeinanderfolgenden Phasen:The patenting process of the present invention is essential intended for steel wires with a diameter of at least 10 mm. This process involves heating the Wires up to the area of austenite formation and then a treatment that enables pearlite formation. This treatment consists of three successive phases:
a) In der ersten Phase wird die Umfangsschicht der Drähte schnell bis auf eine Temperatur abgekühlt, die unter einer Temperatur liegt, welche der Temperatur der minimalen Inkubationszeit entspricht, die von den Scheiteln der ITT-Umwandlungskurven bestimmt ist.a) In the first phase, the peripheral layer is made of wires rapidly cooled to a temperature below a temperature which is the temperature of the minimum Incubation time determined by the peaks of the ITT conversion curves.
b) Während einer zweiten Phase findet in der Masse der Drähte eine Homogenisierung der Temperatur durch Wiedererwärmen der Umfangsschicht der Drähte statt, wobei wenigstens teilweise die in dem Kern der Drähte gespeicherten Wärmemengen benutzt werden.b) During a second phase, the temperature in the bulk of the wires is homogenized by reheating the circumferential layer of the wires instead, at least partially those stored in the core of the wires Amounts of heat are used.
c) Bei einer dritten Phase wird diese Temperatur wenigstens solange aufrechterhalten, bis die im wesentlichen vollständige Umwandlung des Austenits in Ferrit und Zementit erfolgt ist.c) In a third phase, this temperature is maintained at least until it is essentially complete Conversion of the austenite into ferrite and cementite has taken place.
Um die schnelle Abkühlung während des Abschreckens bei der ersten Behandlungsphase zu erhalten, wird ein turbulenter Flüssigkeitsstrom benutzt, der im wesentlichen senkrecht und unter Druck auf die Drähte derart geschleudert wird,In order to maintain the rapid cooling during the quenching in the first treatment phase, a turbulent one is used Liquid flow is used, which is thrown essentially vertically and under pressure onto the wires in such a way,
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daß man einen sehr guten Wärmeaustausch zwischen den Drähten und der Kühlflüssigkeit erhält.that you get a very good heat exchange between the wires and the cooling liquid.
Bei einer bevorzugten Ausführung läßt man die Stahldrähte durch eine Kühlflüssigkeitsmasse laufen und erzeugt in dieser in Kontakt mit den Drähten stehenden Masse Verwirbelungen durch Strahlen, die durch die Kühlflüssigekeits-.masse hindurchgehen.In a preferred embodiment, the steel wires are allowed to run through a mass of coolant and are produced in This mass, which is in contact with the wires, is swirled by jets caused by the cooling liquid go through.
Vorteilhafterweise werden die Drähte während der ersten Phase so abgekühlt, daß die erhaltene Abkühlungskurve in dem Bereich der TTT-Umwandlungskurven bis zu einem Niveau eindringt, welches unter der Spitze bzw. unter dem Scheitel dieser Kurven liegt, wobei diese Zone nicht verlassen wird. Dies wird in dem nachstehenden Beispiel näher erläutert.Advantageously, the wires are cooled during the first phase so that the cooling curve obtained in penetrates the area of the TTT conversion curves to a level which is below the apex or below the apex of these curves, this zone is not left. This is explained in more detail in the example below.
Um eine schnelle Homogenisierung der Temperatur in der gesamten Masse der Drähte zu erzielen, die während der zweiten Behandlungsphase abgeschreckt werden, wird die Wiedererwärmung der Umfangsschicht der Drähte teilweise durch die im Kern der Drähte gespeicherte Wärme und teilweise durch äußere Wärmezufuhr herbeigeführt.In order to achieve a rapid homogenization of the temperature in the whole mass of the wires, which during the second treatment phase are quenched, the reheating of the peripheral layer of the wires is partial brought about by the heat stored in the core of the wires and partly by external heat input.
Diese Temperatur soll in der Zone erreicht werden, die von den Umwandlungskurven TTT begrenzt ist. Die Temperatur soll der Temperatur entsprechen, die für das "isotherme Halten" während der dritten Phase erforderlich ist.This temperature should be reached in the zone delimited by the conversion curves TTT. The temperature should correspond to the temperature required for "isothermal hold" during the third phase.
Ehe die Drähte der Temperaturausgleichsbehandlung unterworfen werden, kann es wesentlich sein, daß alle Teilchen der Kühlflüssigkeit, die von den Drähten beim Abschrecken während der ersten Phase mitgenommen werden könnten, beseitigt werden, beispielsweise durch einen auf die Drähte in dem Augenblick gerichteten Luftstrom, in welchem die Drähte die Abschreckbehandlung verlassen.Before the wires are subjected to the temperature equalization treatment, it may be essential that all particles of the Eliminates coolant that could be entrained by the wires when quenching during the first phase , for example by a stream of air directed at the wires at the moment in which the Wires leave the quenching treatment.
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Während des Abschreckens wird vorzugsweise als Kühlflüssigkeit ein Gemisch aus Wasser und aus einem in Wasser lösbaren öl verwendet.During the quenching is preferably used as a cooling liquid a mixture of water and a water-soluble oil is used.
In der dritten Phase werden die Drähte auf einer Temperatur gehalten, die von einem Gasstrom bestimmt wird, der sich wenigstens teilweise aus der äußeren Wärmezufuhr der zweiten Phase ergibt, wobei der Gasstrom sich längs der Oberfläche der Drähte bewegt.In the third phase, the wires are kept at a temperature which is determined by a gas flow which is at least results in part from the external heat input of the second phase, the gas flow being along the surface the wires moving.
Die Temperatur wird während der dritten Phase durch eine geeignete Verdünnung des aus der zweiten Phase stammenden Gasstroms mittels einer Luftzufuhr von außen und einer Umwälzung des Gasstroms mit einstellbarer Geschwindigkeit gesteuert.During the third phase, the temperature is determined by a suitable dilution of that obtained in the second phase Gas flow by means of an air supply from the outside and a circulation of the gas flow at an adjustable speed controlled.
Diese dritte Phase ermöglicht unter anderem die Freisetzung eventueller innerer Spannungen, die in dem Metall nach dem Abschrecken vorhanden sein könnten. Auf die Konstanthaltebehandlung kann vorteilhafterweise eine Abkühlung der Drähte folgen, die deren Temperatur unter Luftabschluß bis unter ihre Oxydationstemperatur absenkt.This third phase enables, among other things, the release of any internal stresses that may have occurred in the metal after the Quenching could be present. On the constant treatment can advantageously be followed by a cooling of the wires, which their temperature with the exclusion of air up to drops below its oxidation temperature.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für Stahldrähte, die für die Herstellung von armiertem Beton bestimmt sind. Die Zusammensetzung des für die Herstellung derartiger Drähte bestimmten Stahls ändert sich im allgemeinen nur in relativ engen Grenzen, so daß es möglich ist, mit einer bestimmten Genauigkeit die Patentierungsbedingungen dieser Drähte festzulegen.The method according to the invention is particularly suitable for steel wires used for the production of reinforced concrete are determined. The composition of the steel used to make such wires generally varies only within relatively narrow limits, so that it is possible to comply with the patenting conditions with a certain degree of accuracy these wires to lay down.
Erfindungsgemäß wird die Umfangsschicht dieser Drähte auf eine Tiefe abgekühlt, die etwa einem Fünftel des Gesamtquerschnitts der Drähte entspricht, wobei die Abkühlung auf eine Temperatur zwischen 45o und 55o C in einer ZeitAccording to the invention, the circumferential layer of these wires is cooled to a depth which is approximately one fifth of the total cross section corresponds to the wires, cooling to a temperature between 45o and 55o C at a time
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yon höchstens 12 s erfolgt. Durch Wiedererwärmen dieser Schicht mittels der in dem Kern der Drähte gespeicherten Wärme und gegebenenfalls durch eine Wärmezufuhr von außen wird dann der Gesamtquerschnitt der Drähte auf eine im wesentlichen homogene Temperatur gebracht, die in der Größenordnung von 5oo bis 55o C liegt, wobei dies in etwa 5 bis Io s geschieht. Diese Temperatur wird dann etwa 2o bis 3o s beibehalten. Dann werden die Drähte bis unter ihre Oxydationstemperatur abgekühlt.takes place for a maximum of 12 s. By rewarming this Layer by means of the heat stored in the core of the wires and, if necessary, by supplying heat from the outside the total cross-section of the wires is then brought to a substantially homogeneous temperature, which in the The order of magnitude is from 500 to 55o C, with this happening in about 5 to Io s. This temperature is then about 2o Maintained for up to 30 seconds. Then the wires are cooled down to below their oxidation temperature.
Anhand des nachstehenden Beispiels wird das erfindungsgemäße Patentierungsverfahren näher erläutert.The patenting process according to the invention is explained in more detail using the example below.
Bei dem erfindungsgemäßen Patentierungsverfahren und insbesondere bei der erfindungsgemäßen isothermen Abschreckung wird ein Stahldraht von 2o mm Durchmesser mit folgender Zusammensetzung verwendet: o,81 % C, o,57 % Mn, o,o12 % P, o,o9 % Ni, o,oo3 % Sn, o,28 % Si, o,o23 % S, o,o5 % Cr und o,o6 % Cu, Rest Fe.In the patenting process according to the invention and in particular In the isothermal quenching according to the invention, a steel wire 20 mm in diameter with the following Composition used: o, 81% C, o, 57% Mn, o, o12% P, o, o9% Ni, o, oo3% Sn, o, 28% Si, o, o23% S, o, o5% Cr and 0.06% Cu, the remainder Fe.
Die in Fig. 8 gezeigten TTT (Temperature-Time-Transformation) -Kurven bzw. ZTU (Zeit-Temperatur-Umwandlung)-Kurven für die isotherme Stahlumwandlung t.. und tgg werden durch eine Kurve c vervollständigt, welche die Änderung der Temperatur der Außenfläche des Drahtes als Funktion der Zeit während der isothermen Abschreckung vervollständigt.The TTT (temperature-time-transformation) curves and ZTU (time-temperature-conversion) curves shown in FIG. 8 for the isothermal steel transformation t .. and t gg are completed by a curve c which shows the change in temperature of the outer surface of the wire as a function of time during isothermal quenching.
Die Kurve t- ist der geometrische Ort der Punkte, welche die Zeit angeben, die bei der auf der Ordinate aufgetragenen Temperatur erforderlich ist, um eine Umwandlung von 1 % des Gesamtvolumens der austenitischen Phase zu erreichen, während die Kurve tgg der geometrische Ort der Punkte ist, welche die Zeit anzeigen, die bei der auf der Ordinate aufgetragenen Temperatur erforderlich ist, um eine UmwandlungCurve t- is the locus of the points indicating the time required at the temperature plotted on the ordinate to achieve a conversion of 1% of the total volume of the austenitic phase, while curve t g g is the locus is of the dots which indicate the time required to convert at the temperature plotted on the ordinate
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von 99 % der austenitischen Phase zu erreichen. Auf der Abszisse ist logarithmisch die Zeit aufgetragen, die als "Inkubationszeit" bezeichnet wird. Diese Inkubationszeit erreicht ein Minimum am Scheitel "a" der Umwandlungskurven t- und tqg. Dieser Stahldraht wird dann auf eine Temperatur in der Größenordnung von 1o5o°C während 9o s erhitzt, um Austenit zu bilden.of 99% of the austenitic phase can be achieved. On the The time is plotted logarithmically on the abscissa, which is referred to as the "incubation time". This incubation period reaches a minimum at the vertex "a" of the conversion curves t- and tqg. This steel wire is then heated to a temperature on the order of 1050 ° C for 90 seconds to form austenite.
Anschließend wird der so behandelte Draht unter Druck durch ein Gemisch aus Wasser und in Wasser lösbarem Öl abgekühlt, wobei die Mischung vorzugsweise ein Verhältnis von 1o 1 und 1 1 öl aufweist. Die Kühlflüssigkeit wird auf einer Temperatur in der Größenordnung von 5o°C gehalten.The wire treated in this way is then cooled under pressure using a mixture of water and oil that is soluble in water, the mixture preferably having a ratio of 1o 1 and 1 has 1 oil. The cooling liquid is kept at a temperature of the order of 50 ° C.
Die Abkühlung dauert etwa 6 bis 8 s. Der Draht unterliegt so einer schnellen Oberflächenkühlung, wodurch er auf etwa 1/5 seiner Querschnittsfläche auf eine Temperatur in der Größenordnung von 45o C abgekühlt wird. Dies ist die erste Behandlungsphase, die ,auf der Kurve"c"durch den Abschnitt L gekennzeichnet ist.It takes about 6 to 8 seconds to cool down, so the wire is subject to rapid surface cooling 1/5 of its cross-sectional area is cooled to a temperature of the order of 45o C. This is the first Treatment phase that, on the curve "c" through the section L is marked.
Während der zweiten Phase fließt ein Teil der im Kern des Drahtes gespeicherten Wärme zu der abgekühlten Oberfläche. Dieser Vorgang wird beschleunigt, indem gleichzeitig die Außenfläche des Drahtes erwärmt wird. Auf diese Weise erhält man eine vollständige Homogenisierung der Temperatur über dem ganzen Querschnitt des Drahtes, wobei diese Temperatur etwa 53o°C beträgt.During the second phase, some of the heat stored in the core of the wire flows to the cooled surface. This process is accelerated by simultaneously heating the outer surface of the wire. That way it gets a complete homogenization of the temperature over the whole cross-section of the wire, this temperature is about 53o ° C.
In Fig. 8 zeigt der Abschnitt L„ die Änderung der Temperatur an der Oberfläche des Drahtes während der zweiten Behandlungsphase .In Fig. 8, the section L “shows the change in temperature on the surface of the wire during the second treatment phase.
Während der Aufrechterhaltung des isothermen Zustandes, der durch den Abschnitt L^ gekennzeichnet ist, wird dieseDuring the maintenance of the isothermal state, which is characterized by the section L ^, this
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Temperatur etwa 3o s lang aufrechterhalten, um die vollständige Umwandlung des Austenits in Perlit und Zementit zu ermöglichen und um eine Entspannung des dieser Umwandlung unterworfenen Stahls zu erzielen.Maintain temperature for about 3o s to full To enable transformation of the austenite into pearlite and cementite and to relax this transformation subjected steel to achieve.
Abschließend wird der Draht bis unter die Oxydationstemperatur abgekühlt, wobei diese letztere Phase an dem Teil der Kurve "c" erkennbar ist, die durch den Abschnitt L. begrenzt ist.Finally, the wire is cooled down to below the oxidation temperature, this latter phase being applied to the part of the Curve "c" can be seen, which is delimited by section L.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine spezielle Ausführungsform einer Patentierungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Figures 1 to 3 show a special embodiment a patenting device for carrying out the invention Procedure.
Es handelt sich um eine gerade Patentierungsvorrichtung,, welche im wesentlichen ein oder zwei Abwickel-Richteinrichtungen für die Drähte, die dazu dienen, den Draht oder die Drähte in einer im wesentlichen horizontalen Linie längs einer festgelegten Richtung vorwärtszubewegen, eine zunderbrechende Einrichtung für den Draht, einen Austenitisierungsofen, eine Abschreckeinrichtung, eine Einrichtung zur Homogenisierung der Temperatur, eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Temperatur, eine Abkühleinrichtung, eine Oberflächenbehandlungseinrichtung, eine Trocknungseinrichtung und ein oder zwei Aufwickeleinrichtungen am Ende der Vorrichtung, um die behandelten Drähte zu lagern, hat. Die beiden Abwickel-Richteinrichtungen, die Abkühleinrichtung, die Oberflächenbehandlungseinrichtung, die Trocknungseinrichtung und die Aufwickeleinrichtungen sind in den Figuren nicht gezeigt, da diese Einrichtungen nicht Gegenstand der Erfindung sind und in herkömmlicher Weise gebaut sein können.It is a straight patenting device, which essentially one or two unwinding straightening devices for the wires that serve to the wire or the To advance wires in a substantially horizontal line along a specified direction, a tinder-breaking one Device for the wire, an austenitizing furnace, a quenching device, a device for homogenization the temperature, a device for maintaining the temperature, a cooling device, a surface treatment device, a drying device and one or two winding devices at the end of the device, to store the treated wires. The two unwinding straightening devices, the cooling device, the Surface treatment facility, the drying facility and the winding devices are not shown in the figures, since these devices are not the subject of the Invention and can be built in a conventional manner.
Der Austenitisierungsofen 1 dient dazu, den Draht oder die Drähte auf eine Temperatur über dem Umwandlungspunkt Ac, beispielsweise auf 96o C zu bringen und dort während einesThe austenitizing furnace 1 is used to the wire or the Wires at a temperature above the transition point Ac, for example to bring it to 96o C and there during a
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Zeitraums solange zu halten, daß eine vollständige Austenitisierung stattfindet.To hold for so long that a complete austenitization takes place.
Die in den Figuren gezeigte Vorrichtung dient zur gleichzeitigen Behandlung von zwei Drähten, wobei hinsichtlich einer gegebenen stündlichen Förderleistung die Geschwindigkeit des Drahtes in dem Ofen durch zwei geteilt ist.The device shown in the figures is used for the simultaneous treatment of two wires, with regard to for a given hourly feed rate, the speed of the wire in the furnace is divided by two.
Der Ofen hat, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, eine kreisförmige Heizkammer 2 mit einer im wesentlichen horizontalen Achse und Brenner mit innerer Verbrennung 3, die in den oberen Abschnitt dieser Kammer münden. Die Brenner sind so ausgerichtet, daß sie einen im wesentlichen schraubenförmigen Verbrennungsgasstrom um die Drähte 4 erzeugen, die sich im wesentlichen parallel zur Kammerachse verschieben.The furnace has, as shown in Figures 4 and 5, a circular heating chamber 2 with a substantially horizontal axis and internal combustion burner 3 opening into the upper part of this chamber. the Burners are oriented so that they produce a substantially helical flow of combustion gas around the wires 4, which move essentially parallel to the chamber axis.
Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten.Ausführungsform sind die Brenner über der Heizkammer 2 längs der vertikalen Achsen angeordnet und münden in die obere Wand dieser Kammer.In the embodiment shown in FIGS the burners are arranged above the heating chamber 2 along the vertical axes and open into the upper wall of this chamber.
Die·Wand der Heizkammer 2, die der Wand gegenüberliegt, wo die Brenner 43 münden und die im vorliegenden Fall der Boden der Kammer ist, hat einen gekrümmten Verlauf als Ablenkung für die in diese Kammer injizierten Verbrennungsgase, so daß um die Drähte 4 der vorstehend erwähnte schraubenförmige Strom erzeugt wird, der durch die Pfeile 46 in Fig. 5 angedeutet ist. Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, hat der Boden 45 der Heizkammer die Form von zwei nebeneinanderliegenden Halbzylindern, wobei jeder der Drähte durch die Achse eines dieser Halbzylinder geht. Die Brenner 43 münden über der Stelle des Bodnes 45, wo die beiden Halbzylinder sich so vereinigen, daß die Verbrennungsgase abgelenkt werden. The wall of the heating chamber 2 opposite the wall where the burners 43 open and which in the present case is the bottom of the chamber has a curved course as a deflection for the combustion gases injected into this chamber, so that around the wires 4 the aforementioned helical current is generated, which is indicated by the arrows 46 in FIG. As can be seen from this figure is, the bottom 45 of the heating chamber has the shape of two adjacent half-cylinders, each of the Wires going through the axis of one of these half cylinders. The burners 43 open out over the point of the Bodnes 45, where the both half cylinders unite in such a way that the combustion gases are deflected.
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Die Drähte 4 werden im wesentlichen in der Achse der jeweiligen Halbzylinder der Heizkammer 2 mittels Abstützungen 47 gehalten, die in einem geeigneten Abstand angeordnet sind. Jede dieser Abstützungen hat eine hohle Führungsfläche mit einem halbkonischen Verlauf, deren Achse mit der der Halbzylinder zusammenfällt und deren Basis zum Ofeneintritt gerichtet ist. Jeder der Drähte 4 liegt auf den Abstützungen an der Spitze ihrer Oberfläche mit halbkonischem Verlauf auf. Wenn unter dem Einfluß der in dem Ofen Wärme ein Draht mittels der Abwickel-Richt-Einrichtungen eingeführt wird, unterliegt er einer Biegung nach unten in dem Augenblick, in welchem das vordere Ende dieses Drahtes auf die erste Abstützung 47 trifft, wodurch der Draht wieder längs der Achse der halbzylindrischen Oberfläche des Teils des betrachteten Bodens der Heizkammer ausgerichtet wird. Wenn sich eine derartige Biegung zwischen zwei aufeinander-· folgenden Abstützungen wiederholt, erfolgt die Neuasrichtung für die folgende Abstützung in der gleichen Weise.The wires 4 are essentially in the axis of the respective half-cylinder of the heating chamber 2 by means of supports 47 held, which are arranged at a suitable distance. Each of these supports has a hollow guide surface with a semi-conical course, the axis of which coincides with that of the half-cylinder and whose base faces the furnace inlet is directed. Each of the wires 4 rests on the supports at the top of their semi-conical surface Course on. When under the influence of the heat in the furnace, a wire by means of the unwinding straightening devices is inserted, it is subject to a downward bending at the moment in which the front end of this wire meets the first support 47, causing the wire again along the axis of the semi-cylindrical surface of the part of the considered bottom of the heating chamber is aligned. If such a bend occurs between two If the following supports are repeated, the realignment for the following support is carried out in the same way.
Wegen der Form der Verbrennungskammer 2 und wegen der Anordnung der Brenner 43 findet eine äußerst schnelle Erhitzung der in den Ofen eingeführten Drähte statt.Because of the shape of the combustion chamber 2 and because of the arrangement of the burners 43, heating takes place extremely quickly of the wires introduced into the furnace.
Darüber hinaus gibt es infolge der Benutzung von Brennern mit innerer Verbrennung keinen Kontakt der Drähte mit den verbrennenden Gasen. Diese Verbrennung würde bei einem Kontakt zu chemischen Reaktionen mit dem Draht führen und diesen beschädigen.In addition, as a result of the use of internal combustion burners, there is no contact of the wires with the burning gases. This combustion would lead to chemical reactions with the wire on contact and damage it.
Die Beschickung der Brenner kann so geregelt werden, daß sie leicht reduzierende Gase abgeben, um eine Oxydation der Drähte zu vermeiden.The charging of the burners can be regulated so that they emit slightly reducing gases to prevent oxidation to avoid the wires.
Um eine vollständige Verbrennung des Sauerstoffs des verbrennbaren Luft-Gas-Gemisches zu gewährleisten, wird dieseTo ensure complete combustion of the oxygen of the combustible Air-gas mixture will ensure this
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Mischung vorteilhafterweise den Brennern über einen Mischer geeigneter Bauweise zugeführt, der stromauf von den Brennern für ein konstantes Luft-Gas-Verhältnis unabhängig vom Durchsatz und den Druckverlusten in dem Sammler zwischen den Mischern und den Brennern sorgt. Da der Mischer in bekannter Weise gebaut sein kann, ist er in den Figuren trotz der Tatsache nicht dargestellt, daß er ein wesentliches Element des erfindungsgemäßen Austenitisierungsofens bildet.Mixture advantageously fed to the burners via a mixer of suitable design, which is upstream of the burners for a constant air-gas ratio regardless of the throughput and the pressure losses in the Collector between the mixers and the burners. Since the mixer can be built in a known manner he is not shown in the figures despite the fact that he is an essential element of the invention Austenitizing furnace forms.
Da die den Drähten pro Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge sehr stark heraufgesetzt ist, wird so die Austenitisierung der Drähte mittels eines Ofens stark verjüngerter Abmessungen erreicht.Since the amount of heat supplied to the wires per unit of time is very much increased, this is how austenitization occurs of the wires achieved by means of a furnace of greatly tapered dimensions.
Wie bereits vorstehend erläutert wurde, sorgt die eigentliche Form der Wände der Verbrennungskammer 2 dafür, daß die Heizgase längs einer Schraubenlinie mit sehr kurzer Steigung infolge des in der Kammer herrschenden Drucks zirkulieren, so daß ein wiederholtes Passieren ein und desselben Gasmoleküls mit mit einem mehrmaligen Kontakt mit dem Draht erreicht wird.As already explained above, the actual shape of the walls of the combustion chamber 2 ensures that the heating gases along a helical line with a very short slope due to the pressure prevailing in the chamber circulate, so that a repeated passage of one and the same gas molecule with a repeated contact is achieved with the wire.
Die Kammer 2 kann in zwei Heizzonen unterteilt sein, nämlich in eine erste Vorheizungszone, in welcher die Temperatur über die am Draht erwünschte Endtemperatur getrieben werden kann, und in eine zweite Durchwärmungszone (soaking-zone), in welcher der Draht eine Austenitisierungstemperatur erreicht und auf dieser Temperatur während der gewünschten Zeit bleibt, um zu erreichen, daß sich eine vollständige austenitische Lösung einstellt.The chamber 2 can be divided into two heating zones, namely a first preheating zone in which the Temperature can be driven above the final temperature desired on the wire, and into a second soaking zone (soaking zone), in which the wire has an austenitizing temperature reached and remains at this temperature for the desired time in order to achieve that a sets complete austenitic solution.
Am Austritt der Kammer 2 ist um den Draht 4 eine Druckdichtung 48 aus keramischen Fasern angeordnet, die auf einer Einsatztemperatur bleiben und die verhindern, daß HeizgaseAt the outlet of the chamber 2, a pressure seal 48 made of ceramic fibers is arranged around the wire 4, which on a Use temperature and prevent the heating gases
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zu der Einrichtung 9 für die isotherme Abschreckung gelangen, die stromab von dem Austenitisierungsofen 1 angeordnet ist.to the isothermal quenching device 9 located downstream of the austenitizing furnace 1 is.
Auf den Ofen folgt unmittelbar eine Abschreckeinrichtung mit Einrichtungen, um auf die aus dem Austenitisierungsofen 1 austretenden Drähte eine Kühlflüssigkeit zu spritzen.The furnace is immediately followed by a quenching device with devices to remove the from the austenitizing furnace 1 exiting wires to spray a coolant.
Diese Einrichtungen umfassen Spritzverteiler 6 für die Kühlflüssigkeit.begrenzen .einen Raum 7, in welchem die abzuschreckenden Drähte 4 bewegt werden. Diese Verteilerleisten sind mit Spritzdüsen 8 versehen, die zu den Drähten gerichtet sind, so daß auf diese Weise unter Druck Kühlflüssigkeitsstrahlen 3 direkt gegen die Oberfläche der Drähte gerichtet werden können. Die gegen die Drähte 4 gespritze Kühlflüssigkeit wird unter den Verteilerleisten 6 in einem Behälter 1o wiedergewonnen, in welchem gegebenenfalls Einrichtungen vorgesehen sind, um die Flüssigkeit auf einer ausreichend niedrigen Temperatur zu halten, beispielsweise höchstens auf einer Temperatur in der Größenordnung von 5o C. Diese Kühlflüssigkeit wird den Verteilerleisten 6 über eine nicht gezeigte Umwälzpumpe zugeführt. Die Pumpe führt die Flüssigkeit in einen Sammler 9 für die Verteilung, der den Verteilerleisten jeweils eine gleiche Flüssigkeitsinenge zuführt.These devices include spray distributors 6 for the cooling liquid. Limit a space 7 in which the wires 4 to be quenched are moved. These manifolds are provided with spray nozzles 8, which lead to the Wires are directed so that in this way, jets of cooling liquid 3 under pressure directly against the surface of the Wires can be straightened. The cooling liquid sprayed against the wires 4 is deposited under the distribution bars 6 recovered in a container 1o, in which means are optionally provided to the liquid at a sufficiently low temperature, for example at most on a temperature of the order of magnitude of 5o C. This cooling liquid is fed to the distribution bars 6 via a circulating pump (not shown). The pump leads the liquid into a collector 9 for distribution, which is the same as the distributor strips Liquids are supplied.
Der Behälter 1o ist in zwei Kammern 11 und 12 durch eine Zwischenwand 13 unterteilt, in der ein Filter 14 vorgesehen ist. Die nicht gezeigte Umwälzpumpe wird so betrieben, daß sie die Flüssigkeit aus der Kammer 13 ansaugt, während die gegen die Drähte gespritzte Flüssigkeit in der Kammer 11 wiedergewonnen wird. Auf diese Weise kann man die Kühlflüssgikeit vor ihrem Eintritt in den Ansaugkanal der Pumpe von Metalloxydteilchen trennen, die von der gegen den Draht gespritzten Flüssigkeit mitgerissen werden können.The container 1o is in two chambers 11 and 12 by one Divided partition 13, in which a filter 14 is provided. The circulation pump, not shown, is operated in such a way that that it sucks the liquid from the chamber 13, while the liquid sprayed against the wires in the chamber 11 is recovered. In this way you can get the Kühliquidgikeit before it enters the suction channel Separate the pump from metal oxide particles that come from the liquid sprayed against the wire can be carried away.
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Am Austritt der Abschreckvorrichtung 5 geht der Draht 4 durch eine Einrichtung 15, die die Mitnahme von Flüssigkeitsteilchen durch die Drähte verhindert. Diese Einrichtung 15 ist in größerem Maßstab in Fig. 3 gezeigt. Sie hat Einrichtungen, um Druckluft gegen den Draht in dem Augenblick zu richten, in welchem er die Abschreckvorrichtung verläßt.At the exit of the quenching device 5, the wire 4 goes through a device 15 which entrains liquid particles prevented by the wires. This device 15 is shown on a larger scale in FIG. she has Means to direct compressed air against the wire at the moment it is the quenching device leaves.
Diese Luft strömt durch eine Leitung 16 in Richtung der Pfeile 17 und kommt in einen konischen Ringspalt 18, der jeden Draht umgibt, der aus der Abschreckvorrichtung 5 austritt. Der Ringspalt 18 ist so ausgerichtet, daß die durch ihn hindurchgehende Luft Teilchen, die sich noch auf dem Draht befinden, in Richtung der Abschreckeinrichtung bläst.This air flows through a line 16 in the direction of arrows 17 and comes into a conical annular gap 18, the surrounds any wire exiting the quenching device 5. The annular gap 18 is aligned so that the air passing through it particles that are still on the Wire is blowing in the direction of the quenching device.
Die auf diese Weise von Teilchen der Kühlflüssigkeit befreiten Drähte behalten ihre geradlinige Bahn in der Einrichtung 19 für die Homogenisierung der Temperatur bei, die aus einem Ofen besteht, der ähnlich gebaut ist wie der Austenitisierungsofen. Diese Einrichtung hat ebenfalls eine rohrförmige Heizkammer 2o, in deren Achse sich die Drähte 4 bewegen, wobei Brenner 21 es ermöglichen, in dieser Kammer eine Konvektion der Verbrennungsgase zu erzeugen.The wires freed of particles of the cooling liquid in this way keep their straight path in the device 19 for the homogenization of the temperature, which consists of an oven constructed similarly to the austenitizing furnace. This device also has a tubular heating chamber 2o, in the axis of which the Move wires 4, with burners 21 making it possible to generate convection of the combustion gases in this chamber.
Diese Heizkammer 2o kann infolge der Wärmezufuhr die Temperatur in der Masse der Drähte schnell ausgleichen bzw. homogenisieren. Dieser Ausgleich erfolgt durch die Strahlung der Innenwärme zur Oberfläche der Drähte und durch eine Wärmezufuhr von außen nach innen durch Konvektion. As a result of the supply of heat, this heating chamber 2o can quickly equalize or equalize the temperature in the bulk of the wires. homogenize. This compensation takes place through the radiation of the internal heat to the surface of the wires and by supplying heat from the outside to the inside by convection.
Das Ziel dieser Maßnahme ist ein zweifaches, nämlich die Temperatur in der gesamten Masse der Drähte schnell zu homogenisieren, denn diese Temperatur soll in der ZoneThe aim of this measure is twofold, namely the temperature in the entire mass of the wires increases rapidly homogenize, because this temperature should be in the zone
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zwischen den Umwandlungskurven t.. und t _ bewirkt werden, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, und das zu behandelnde Produkt bei der gewünschten Temperatur zur Aurechterhaltung des isothermen Zustandes zuzuführen.between the conversion curves t .. and t _ are effected, as shown in Fig. 4, and the product to be treated at the desired temperature for maintenance of the isothermal state.
Wie bei dem Austenitisierungsofen 1 sind nicht gezeigte Führungseinrichtungen für die Drähte, die sich in der Heizkammer 2o bewegen, in dem Falle vorgesehen, in welchem interne Kräfte oder Spannungen die Drähte verformen würden.As with the austenitizing furnace 1, guide devices are not shown for the wires that are in the Move heating chamber 2o in the event that internal forces or stresses would deform the wires.
Schließlich gelangt der Draht in eine Einrichtung 22 zur Aufrechterhaltung eines isothermen Zustandes, welche ein thermisch isolierendes Rohr 23 aufweist, das in der Verlängerung der Homogenisierungseinrichtung liegt.Finally, the wire arrives in a device 22 for maintaining an isothermal state, which is a Has thermally insulating tube 23, which is in the extension of the homogenization device.
Die Eintrittsöffnung dieses Rohres 23 ist mittels eines dichten Kastens 24 an den Austritt der Homogenisierungseinrichtung 19 angeschlossen. Die Auslaßöffnung des Rohres 23 ist mit einem Abzug 25 verbunden.The inlet opening of this tube 23 is connected to the outlet of the homogenization device 19 by means of a sealed box 24. The outlet opening of the pipe 23 is connected to a trigger 25.
Zwischen dem Kasten 24 und dem Auslaß des Rohres 23 ist eine Umwälzleitung 27 vorgesehen, in der eine Klappe 29 für die Durchsatzregulierung angeordnet ist.A circulation line 27 is provided between the box 24 and the outlet of the pipe 23, in which a flap 29 is arranged for throughput regulation.
In der Leitung 27 mündet eine Zuführung 26 für Außenluft, wodurch eine Verdünnung des umgewälzten Gasstroms mit Luft bis zu einer relativ niedrigen Temperatur möglich ist.In the line 27 opens a feed 26 for outside air, whereby a dilution of the circulated gas flow with air down to a relatively low temperature is possible.
So kann auf einfache Weise die Temperatur in dem Rohr 23 reguliert werden, wobei die Stellung der Klappe 29 und durch die Zuführung 26 der direkte Eintritt von Äußenluft in das Rohr 23 gesteuert wird.In this way, the temperature in the pipe 23 can be regulated in a simple manner, the position of the flaps 29 and the direct entry of outside air into the pipe 23 is controlled by the feed 26.
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Auf dem Rohr 23 sind Steuerorgane 3o angebracht, um im Inneren des Rohres durch die genannte Regulierung eine im wesentlichen konstante Temperatur aufrechtzuerhalten.On the pipe 23 control members 3o are attached to inside the pipe by said regulation a maintain substantially constant temperature.
Auf diese Weise kann ein Gasstrom mit genau festgelegter Temperatur kontinuierlich in Bewegungsrichtung des Drahtes im Inneren des Rohres 23 umlaufen, wie durch die Pfeile gekennzeichnet ist, wird der Gasstrom, der mit der Oberfläche der Drähte in dem Rohr 23 in Konatkt steht, einerseits von den Gasen der Heizkammer 2o und andererseits von dem umgewälzten Gas und Außenluft gebildet.In this way, a gas flow with a precisely defined temperature can flow continuously in the direction of movement of the wire circulating inside the tube 23, as indicated by the arrows, is the gas flow that coincides with the surface of the wires in the tube 23 in Konatkt, on the one hand by the gases of the heating chamber 2o and on the other hand by the circulated gas and outside air.
Die Behandlung in der Abschreckeinrichtung 5 ermöglicht das Abkühlen der Drähte, wie dies durch den Abschnitt L1 in Fig. 8 gezeigt ist, die Einrichtung 19 zum Homogenisieren ermöglicht das Wiedererwärmen der Umfangsschicht der Drähte, wie dies auf der Kurve c'durch den Abschnitt L_ gezeigt ist, während die Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines isothermen Zustandes dem Teil der Kurve c entspricht, der durch den Abschnitt L3 gekennzeichnet ist. Die anschließende Abkühlung gemäß dem Abschnitt L. findet in einer an sich bekannten, nicht gezeigten Kühleinrichtung statt.The treatment in the quenching device 5 enables the wires to be cooled, as shown by the section L 1 in FIG. is shown, while the means for maintaining an isothermal state corresponds to the part of the curve c which is indicated by the section L 3 . The subsequent cooling in accordance with section L. takes place in a cooling device which is known per se and is not shown.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Abschreckvorrichtung ist in den Figuren 6 und 7 gezeigt. Jeder Draht 4 hat einen Rohrraum 7, in welchem eine Masse von Kühlflüssigkeit, die den Draht untertaucht, längs einer Wirbelbewegung in Kontakt mit dem Draht zirkulieren kann.A preferred embodiment of the quenching device is shown in FIGS. Each wire has 4 a tube space 7 in which a mass of cooling liquid, which submerges the wire, along a swirling motion can circulate in contact with the wire.
Dieser Raum 7 ist vorteilhafterweise von einem im wesentlichen horizontalen Zylinder 6 begrenzt, der in seiner Zylinderwand auf wenigstens einem Abschnitt seiner Länge Durchbrechungen 8 aufweist, die Injektoröffnungen bilden. Am Oberteil des Zylinders 6 ist für das Abziehen ein überlauf 49 vorgesehen, durch den die injizierte KühlflüssigkeitThis space 7 is advantageously of essentially one horizontal cylinder 6 limited in its cylinder wall on at least a portion of its length Has openings 8 which form injector openings. On the upper part of the cylinder 6, an overflow 49 is provided for the removal, through which the injected cooling liquid
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überströmt. Der Zylinder ist also immer vollständig mit Kühlflüssigkeit gefüllt. Der Zylinder 6 wird von einer Hülle 5o umgeben, in welcher durch eine Leitung 56 Kühlflüssigkeit unter Druck eingeführt wird, die dann durch die Durchbrechungen in den Zylinder 6 in Form von zum Draht gerichteten kräftigen Strahlen geführt wird, um so einen Kontakt mit dem Draht zu schaffen, wobei die Wirbel eine intensive Kühlung des Drahtes ermöglichen.overflows. The cylinder is therefore always completely filled with coolant. The cylinder 6 is of a Sheath 5o surrounded, in which cooling liquid is introduced under pressure through a line 56, which then passes through the openings in the cylinder 6 is guided in the form of powerful jets directed towards the wire, so as to to create contact with the wire, the eddies allowing intensive cooling of the wire.
Der Zylinder 6 hat an seiner Eintrittsseite für den aus dem Ofen 1 kommenden Draht eine Wand 51, in welcher ein mittiger Durchlaß für den Draht vorgesehen ist, der von einem Führungsstück 52 gebildet wird, das sich um den Draht herum anpaßt und so eine bestimmte Abdichtung für die Kühlflüssigkeit gewährleistet. An seinem gegenüberliegenden Ende hat der Zylinder 6 ein auswechselbares Rohr 53, das koaxial zum.Zylinder 6 ist. Dieses Rohr hat eine bestimmte Länge und greift in den Zylinder über einem Längenabschnitt ein. Das Ende des im Inneren des Zylinders gelegenen Rohres ist ebenfalls mit einem begrenzten Durchgang durch ein Führungsstück 54 versehen, welches dem Stück 52 entspricht.The cylinder 6 has a wall 51 on its entry side for the wire coming out of the furnace 1, in which a central passage is provided for the wire, which is formed by a guide piece 52 which extends around the wire adjusts around and thus ensures a certain seal for the coolant. At his opposite At the end of the cylinder 6 there is an exchangeable tube 53 which is coaxial with the cylinder 6. This pipe has a certain length and engages the cylinder over a length section. The end of the inside of the cylinder located pipe is also provided with a limited passage through a guide piece 54, which the piece 52 corresponds.
Die von der Hülle 5o, dem Zylinder 6 und dem Rohr 53 gebildete Anordnung wird auf einen Träger 54' installiert, der längs einer Richtung senkrecht zu seiner Achse schwenkbar ist, wie dies in Fig. 7 durch den Pfeil 55 gezeigt ist. Dadurch ist es möglich, auf einfache Weise das Rohr 53, das in den Zylinder eingreift, durch ein anderes Rohr unterschiedlicher Länge zu ersetzen.The assembly formed by the shell 5o, the cylinder 6 and the tube 53 is installed on a support 54 ', which is pivotable along a direction perpendicular to its axis, as shown in FIG. 7 by arrow 55. This makes it possible in a simple manner, the tube 53, which engages in the cylinder, by another tube different Replace length.
Auf diese Weise ist es möglich, die Länge der Kühlzone in dem Zylinder, der sich zwischen den beiden Stücken 52 und 54 erstreckt, auf einfache Weise anzupassen. DemzufolgeIn this way it is possible to determine the length of the cooling zone in the cylinder that extends between the two pieces 52 and 54 extends to adapt in a simple manner. As a result
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ist auch eine Anpassung der Abkühlungsdauer als Funktion des Durchmessers der zu behandelnden Drähte, der Art und der gesuchten Qualität des Stahls, aus dem die Drähte bestehen, sowie der Art und der Temperatur der verwendeten Kühlflüssigkeit möglich.is also an adjustment of the cooling time as a function of the diameter of the wires to be treated, the type and the quality of the steel that the wires are made of and the type and temperature of those used Coolant possible.
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