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Verfahren zur Herstellung von Walzdraht Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Herstellung von Walzdraht, insbesondere die Behandlung desselben beim
Austritt aus dem Warmwalzwerk.
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Es ist bekannt, daß sich die Qualität von Walzdraht aus der Gesamtheit
verschiedener Bedingungen ergibt, so zum Beispiel den Abmessungen und dem Profil
des Drahtes, der Reinheit des verwendeten Stahls, vor allem im Hinblick auf die
Reinheit von etwaigen Einschlüssen, den Festigkeitseigenschaften des Drahtes, insbesondere
seiner
Ziehbarkeit, bedingt durch das Feingefüge des Stahls, der Gleichförmigkeit dieses
Feingefüges in Quer- und Längsrichtung, und schliesslich des äusseren Erscheinungsbildes
der Drahtoberfläche, vor allem des eventuellen Oxydationszustandes des Produktes.
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Von diesen die Endqualität eines Walzdrahtes bestimmenden Bedingungen
hängen die Zunderbeschaffenheit, das Feingefüge des Drahts sowie die Gleichförmigkeit
dieses Feingefüges für eine gegebene Zusammensetzung fast ausschliesslich von der
Behandlung ab, welche das Drahtmaterial in den lezten Walzgerüsten erfährt, sowie
vom Verlauf der Drahtkühlung nach dem Austritt aus dem Walzwerk, wobei gerade die
Durchführung dieser Kühlbehandlung ein Problem darstellt, für das bereits zahlreiche
Lösungen vorgeschlagen worden sind.
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Es ist bekannt, dass für die Weiterverarbeitung in der Zieherei bestimmter
Walzdraht im allgemeinen einer Patentierbehandlung unterzogen wird, um ihm die für
das Ziehen geeignete Struktur zu verleihen, wobei diese Patentierung oft in der
Zieherei erfolgt. Diese Behandlung ist sehr kostenaufwendig, vor allem dann, wenn
es sich um geringe Drahttonnagen handelt und wenn der Draht für bestimmte Weiterverarbeitungen
eigentlich zweimal patentiert werden muss, und zwar das erste Mal für den Lieferdurchmesser
und das zweite Mal vor der Weiterverarbeitung in die Fertigquerschnitte.
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Um diese Patentierbehandlungen zu vermeiden, die neben ihrer Kostenaufwendigkeit
noch eine ganze Reihe weiterer Nachteile mit sich bringen, die in der Hauptsache
die erforderlichen Handhabungs- und Uransportarbeiten, die notwendigen Einrichtungen
usw. betreffen, wurden
bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung
von Stahldraht vorgeschlagen. In bestimmten Fällen kann von einer ersten Patentierung
(vorpatentierung) des durch Warmwalzen hergestellten Drahtes abgesehen werden, wobei
jedoch eine ausreichende Abkühlung am Austritt aus dem Walzwerk vorauszusetzen ist.
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Die zur Durchführung einer solchen ausreichenden Kühlung empfohlenen
Verfahren sind von unterschiedlichster Art, wobei im Rahmen einiger von ihnen Zuflucht
zu Spezialtechniken (Wirbelschichtbetten usw.) genommen wird. Die meisten dieser
Verfahren umfassen jedoch eine Phase plötzlicher Abkühlung gefolgt von einer Phase
progressiv weiterer Gemperatursenkmng, zuweilen bis in die Nähe einer isothermen
Behandlung.
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Bei den bekanntesten der vorgeschlagenen Verfahren, von denen einige
industriell durchgeführt werden, erfolgt keine Bildung "geschlossener" Ringe mehr,
sondern wird der Draht in Form liegender oder stehender Windungen behandelt, die
aufeinanderfolgend beispielsweise auf einem Förderband fortbewegt werden, dem eine
Kühlflüssigkeit oder ein gasförmiges Medium beaufschlagt wird.
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Die interessantesten der zur Zeit bekannten Verfahren dieser Art,
die übrigens im allgemeinen Walzdrähten aus Hartstahl, d.h. aus Stahl mit einem
Kohlenstoffgehalt zwischen 0.4 % und 0.85 %, vorbehalten sind, ermöglichen lediglich
die Weglassung der erwähnten Vorpatentierung, verringern die Dicke der auf dem Draht
gebildeten Zunderschicht und gewährleisten schliesslich eine über die Drahtlänge
hinweg annehmbare Gleichförmigkeit, wenngleich diese auch nicht so gut ist wie die
durch eine Patentierbehandlung, beispielsweise eine Bleipatentierung, erzielbare.
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Generell erfolgt die Durchführung der Verfahren zur kontrollierten
Abkühlung mit einem Verlauf, der von auf den jeweiligen Stahl bezogenen Umwandlungsschaubildern
bei konstanter Abkühlung bzw. ZTU-Schaubildern vorgegeben ist, wobei in diesen Diagrammen
jeweils in Abhängigkeit von Zeit und Temperatur die bekannten Kurven für den Beginn
und das Ende der allotropen Umwandlung von Austenit in Ferrit-Perlit aufgetragen
sind. Dieser Verlauf wird für gewöhnlich so gewählt, dass die allotrope Umwandlung
bei einer leicht über der Spitze der Kurve für den Beginn der Umwandlung liegenden
Temperatur eingeleitet wird und bei einer Temperatur abläuft, die weitgehendst der
Temperatur entsprechend der Spitze der Kurve für das Ende der Umwandlung gleich
ist. Auf diese Weise wird weitmöglichst die Bildung von voreutektischem Ferrit sowie
von Bainit und Martensit verhindert.
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Bei einer besonderen Art von Walzdrahtbehandlung, die von der Anmelderin
bereits anderweitig beansprucht wurde, wird der Walzdraht nach seinem Austritt aus
dem Walzwerk einer plötzlichen Kühlung unterzogen, indem er zu nicht geschlossenen
Windungen geformt und in ein Wasserbad mit einer Temperatur nahe dem Siedepunkt
eingeleitet wird; vorzugsweise enthält das Bad in Suspension bzw. Lösung Stoffe
wie Salze (Kalziumchlorid, Natriumwasserglas, Natriumtetraborat), Netzmittel oder
solche Substanzen, welche die Beizwirkung des Bades verstärken oder eine elektrolytische
Beizung ermöglichen.
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Durch Behandlung von Walzdraht durch Eintauchen in solche Bäder lassen
sich hervorragende Resultate erzielen dank sowohl der gleichmässigen Beaufschlagung
mit Kühlmittel wie auch der diesem Mittel innewohnenden
Eigenschaften;
durch sorgfältige Auswahl von Art, Zusammensetzung und Temperatur des Bades lassen
sich die Bedingungen zur Steuerung des Drahtkühlungsprozesses mit dem Ziel, dem
Drahtmaterial die Jeweils gewünschte Qualität mitzugeben, optimal bestimmen.
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In der zur Zeit angewandten Form ist dieses Verfahren zur Behandlung
von Walzdraht durch Eintauchen jedoch noch mit einigen Nachteilen behaftet insofern,
als es wie bei anderen vorbekannten Verfahren schwierig ist, Beginn und Ende der
allotropen Umwandlung mit ausreichender Sicherheit zu treffen, so beispielsweise
aufgrund der Tatsache, dass der Draht nach einem als Wärmeentwicklung bezeichneten
Phänomen einer Wiedererhitzung im Zuge seiner Umwandlung ausgesetzt ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Durchführung des
Verfahrens zur Behandlung von Walzdraht durch Eintauchen in ein heisses Wasserbad,
durch welche sich die geschilderten Nachteile ausschalten lassen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Behandlung von Walzdraht ist im
wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht nach seinem Austritt aus
dem Walzwerk eine plötzliche Abkühlung in Wasser bzw. Luft bis auf eine Temperatur
zwischen 550 0C und 7000 C durchmacht; dass der Walzdraht in Form nicht geschlossener
Windungen auf einen Förderer abgelegt wird; dass die Drahtwindungen einer Abkühlung
in ruhiger Luft mit einer Kuhlgeschwindigkeit zwischen 0 und 25O C/Sek. ausgesetzt
werden, wobei diese Phase etwa in dem Augenblick zu Ende geht, da die allotrope
Umwandlung des Stahls beginnt; dass anschliessend der Walzdraht immer noch in Form
nicht
geschlossener Windungen in einen Behälter mit einem Wasserbad
eingeleitet wird, dessen Temperatur in der Nähe seines Siedepunktes liegt und vorzugsweise
gleich der Siedetemperatur ist; und dass die Drahteintauch- und die Drahtbadverweilbedingungen
so reguliert werden, daß die allotrope Umwandlung des Stahls unter gleichzeitiger
Ausschaltung der Auswirkungen der Rekalescenz sichergestellt ist. Unter Rekalescenz
wird die sonst bei der allotropen Umwandlung eintretende Wärmeentwicklung verstanden.
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Erfindungsgemäß läßt sich die plötzliche Abkühlung des Walzdrahts
bei Austritt aus dem Walzwerk durch Einsatz insbesondere einer Wasser-Luft-Kühlstrecke
erreichen.
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Die Erfindung sieht ebenfalls vor, die Abkühlung des in nicht geschlossenen
Windungen auf einen Förderer abgelegten Walzdrahts in ruhiger Luft unter Einsatz
einer Fördereinrichtung zu bewirken, die vorzugsweise mindestens zum Teil durch
einen geschlossenen und gegebenenfalls isolierten Raum geführt ist.
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Die Steuerung der Bedingungen bei der Behandlung im Wasserbad kann
erfindungsgemäß beispielsweise in der Form erfolgen, daß dem Bad in Lösung bzw.
Suspension bestimmte Stoffe wie zum Beispiel Salze oder Netzmittel zugesetzt werden.
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PATENTANSPRÜCHE