DE2718318C2 - Vorrichtung zum Wärmebehandeln von strangförmigem, metallischem Gut - Google Patents
Vorrichtung zum Wärmebehandeln von strangförmigem, metallischem GutInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln von strängförmigem, metallischem
Gut im Durchiaufverfahren und im unmittelbaren Stfömdüfchgäng, Unter Ausnutzung des vom Efwär*
müngsstrom erzeugten elektromagnetischen Feldes.
Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise verzinnte Drähte, wenn sie einzeln oder zu mehreren parallel
durch eine Erwärmungsstrecke laufen, auf ihrem Weg an- oder zusammengeschlagen und schließlich miteinander
verlötet oder beschädigt werden. Ein solcher Vorgang könnte auch bei Drähten auftreten, die mit
einem in der Wärme weichwerdenden Oberzug od. dgl.
versehen sind. Das nachträgliche Auseinanderbringen der verlöteten oder zusammengeklebten Drähte ist
relativ arbeitsaufwendig und hinterläßt vielfach Oberzugsbeschädigungen, so daß das Endprodukt meistens
verschrottet werden muß. Letzteres trifft auch beim seitlichen Anschlagen eines Einzeldrahtes an eine
Maschinenwand od. dgl. zu.
Man hat diese Übelstände bereits dadurch zu beheben versucht, daß man die parallel verlaufenden Drähte mit
einem relativ großen seitlichen Abstand durch die Erwärmungsstrecke laufen ließ (vergl. US-PS 20 19 555).
Nachteilig hierbei ist, daß für die Unterbringung weniger paralleler Drähte bereits ein relativ großer
Raum zur Verfügung gestellt werden muß. Gemäß der DE-PS 8 90 512 hat man bei der Wärmebehandlung
langer Arbeitsstücke aus Stahl, z. B. bei einem einzigen Stahlrohr, zur magnetischen Unterstützung gegen
Durchhängen — statt der bisher verwendeten Keramikstützen — ein zusätzliches magnetisches Feld durch den
das Schweißgut erwärmenden Strom zur Verstärkung eines oberhalb des Stahlrohres angebrachten Permanentmagneten
erzeugt. Abgesehen davon, daß hierdurch nur der Durchhang eines einzigen Stahlrohres
verhindert werden soll, ist dieses Verfahren nur ganz beschränkt einsetzbar, und zwar ausschließlich bei
Gegenständen aus Stahl. Im Gegensatz hierzu besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, die
Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß mehrere parallel zueinander verlaufende
Drähte, z. B. auch Kupferdrähte, auf relativ eng begrenztem Raum erwärmt werden können, ohne daß
diese beim Verlassen der Erwärmungsstrecke miteinander verlötet oder sonstwie miteinander verbunden sind.
Dabei soll der zu erwärmende Gegenstand die Erwärmungsstrecke völlig frei durchlaufen, d. h. daß er
in der Erwärmungsstrecke nicht mit irgendwelchen mechanischen Stützgegenständen oder mit Wandteilen
der Maschine in Berührung kommen soll. Dies wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Um eine Proportionalität des Erwärmungsstromes und des Gegenstromes zu erreichen, ist es von Vorteil,
daß das Stromschienensystem als Zuführungsleitung für den das strangförmige Gut durchfließenden Erwärmungsstrom
dient. Um allen Erfordernissen bezüglich der Größe des Gegenfeldes gerecht werden zu können,
ist es vorteilhaft, daß das Stromschienensystem allein oder zusätzlich von einer getrennten Stromquelle
versorgt wird. Um einen einfachen und übersichtlichen Aufbau zu erreichen, ist das Stromschienensystem mit
Vorteil leiterartig aufgebaut und deren Sprossen dienen als Gegenstromleiter. Zur besseren Justierbarkeit der
Gegenstromleiter sind diese seitlieh und/öder in der
Höhe verstellbar. Ebenso ist es zur Beeinflussung des
Feldes von Vorteil, daß die Gegenstromleiter in Längs- und/oder Querrichtung unterschiedliche Querschnittsgrößen und/oder •'formen aufweisen, Zwecks Vermeidung
einer direkten Berührung zwischen Draht und Gegenstromleiter, z, B. bei Drahtbruch od, dgl, sind
letztere vorteilhaft an der dem zu erwärmenden
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Stranggut zugewandten Seite mit Isolierstoff verkleidet oder von Isolierstoff wenigstens teilweise umgeben. Um
dasselbe Gegenstromleitertraggestell auch für eine verschiedene Anzahl von Drähten verwenden zu
können, ist es von Vorteil, daß zusätzlich zu den Gegenstromleitern noch weitere Gegenstromleiter
vorgesehen und auswechselbar angeordnet sind. Ferner ist es zur Regelung des Gegenfeldes von Vorteil, daß
parallel zu den Gegenstromleitern ein einstellbarer elektrischer Widerstand angeordnet ist Damit der
Draht innerhalb einer Dampf- oder Schutzgasatmosphäre erwärmt werden kann, ist es von Vorteil, daß das
Stromschienensystem kammer- bzw. kastenartig ausgebildet ist und als Dampf- bzw. Schutzgaskammer dient.
Schließlich ist es zum leichteren Einlegen des Drahtes von Vorteil, daß die kammer- bzw. kastenförmig
ausgebildete Dampf- bzw. Schutzgaskammer zweiteilig ausgebildet ist und beide Teile durch Verschlüsse
miteinander verbunden sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellu' g eine
Drahtglüheinrichtung mit Vor-, Haupt- und Nacherwärmungsstrecken gemäß DE-PS 12 12 307 in Ansicht und
F i g. 2 die entsprechende Seitenansicht hierzu.
F i g. 3 zeigt die Vorrichtung in schematischer Darstellung für den Bereich der Haupterwärmungsstrecke
und in den F i g. 3a bis 3c sind verschiedene Schaltungsmöglichkeiten zur Erzielung eines zum
Erwärmungsstrom entgegengesetzt gerichteten Stromes (Gegenstrom) dargestellt, wobei Gleich- und/oder
Wechselstromquellen, gegebenenfalls als Einzelstromquelle oder solche getrennter Bauart (Fremdstromquelle)
verwendet werden.
F i g. 4 zeigt die seitliche und/oder höhenverstellbare Anordnung eines Gegenstromleiters in Ansicht und
F i g. 5 eine solche in der Seitenansicht
F i g. 6 zeigt in Ansicht die kastenartige Ausführung des Stromschienensystems mit über ein Scharnier
verbundenem Ober- und Unterteil.
F i g. 7 zeigt in Ansicht einen Isolierstoffkasten, in dessen Unterteil Ausnehmungen für den Draht eingebracht
und Gegenstromleiter im Querschnitt dargestellt worden sind.
In F i g. 1 und F i g. 2 ist das Prinzip der Strangguterwärmung schematisch dargestellt. Nachfolgend wird
das zu erwärmende Stranggut generell als Draht bezeichnet. Der in Richtung des Pfeiles 1 ankommende
und zu erwärmende Draht D gelangt zunächst zur Kurzschlußrolle 2. Von hienus durchläuft der Draht die
Vorerwärmungsstrecke V und gelangt zur Kontaktrolle 3, die mit dem Pluspol PP der Gleich- oder
Wechselstromquelle 4 bzw. 5 elektrisch verbunden ist. Im letzteren Falle kann die Bezeichnung PP — ebenso
wie die Bezeichnung MP = Minuspol — als einen Augenblickswert des Wechselstromes betrachtet werden.
Mit 6 ist d;e weitere Kontaktrolle bezeichnet, die
mit dem Minuspol MPelektrisch verbunden ist.
Zwischen den Kontaktrollen 3 und 6 befindet sich die Hauptglüh- oder Haupterwärmungsstrecke H und
zwischen der Kontaktrolle 6 und der Kurzschiußroile 2 die Nacherwärmungsstrecke N. Die Kurzschiußrolle 2
hat die Aufgabe, die um die Kontaktrollen 3 und 6 geführte Drahtschlinge automatisch elektrisch zu
schließen. Der Draht D verläßt die Erwärfnüngsvorrichtung in Richtung des Pfeiles 7.
In Fig.3 ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt Der besseren Übersicht wegen wird der Erfindungsgegenstand hier nur an der
Hiiupterwärmungsstrecke H gezeigt Sinngemäß lassen
sich jedoch sowohl die Vor- als auch die Nacherwärmungsstrecke
oder beide Strecken zusätzlich damit ausrüsten. Der Drahtverlauf erfolgt in der gleichen
Wdse wie in F i g. 1 angegeben, d. h. daß der Erwärmungsstrom in der Haupterwärmungsstrecke H
vom Kontakt des Pluspoles PP über die Kontaktrolle 3 zur Kontaktrolle 6 in Richtung der Pfeile 8 zürn
Minuspol MP verläuft Zwischen den beiden Kontaktrollen 3 und 6, d. h. also innerhalb der Erwärmungsstrekke,
ist ein Stromschienensystem 9 angeordnet, das beispielsweise in Form einer Leiter ausgebildet sein
kann. Die Holme des leiterartigen Systems dienen dabei als Stromzuführungen 10 und 11, und die als
Gegenstromleiter 12 dienenden Sprossen verlaufen sei'tlich und gegebenenfalls auch ober- und/oder
unl erhalb des erwärmten Drahtes D. Mit der Stromzuführung 11 ist der Pluspol PP der Stromquelle
verbunden, so daß der Stromverlauf in ·*ζτη Stromschienensystem
9 von der Stromzuführung ii über die einzelnen, parallel verlaufenden Gegenstromleiter 12
zur Stromzu- oder -abführung 10 erfolgt d. h. in Richtung der Pfeile 13. Dieser Strom kann durch den
parallel zum Stromschienensystem 9 geschalteten elektrischen Widerstand Rx in seiner Größe geregelt
werden. Der Widerstand Rx kann auch motorisch in Abhängigkeit von der Größe des jeweiligen Erwärmungsstromes
im Draht automatisch verstellt werden.
Dadurch, daß die Erwärmungsströme im Draht D gernäß den Pfeilen 8 in entgegengesetzter Richtung
verlaufen wie die durch die Richtungspfeile 13 angedeuteten Stromschienensystemströme, heben sich
die Felder — je nach Einstellung — ganz oder nahezu ganz auf, so daß der Anziehungseffekt nicht mehr
störend in Erscheinung tritt Auf diese Weise durchlaufen die Drähte D die Erwärmungsstrecke — ohne jede
Berührung mit anderen Gegenständen — völlig frei, so dud ein Verlöten bzw. Verkleben benachbarter Drähte
nicht eintreten kann.
Ur· eine Proportionalität des Erwärmungsstromes
und des Gegenstromes zu erreichen, kann das Gegenstromsystem als solches auch als Stromruführung
für die Drahterwärmungsstrecke dienen. In diesem Fall
•»5 ist es lediglich erforderlich, die Stromschiene 10 — wie
durch die gestrichelt gezeichnete Stromverbindungsleitung 14 angedeutet — mit dem Stromzuführungskontakt
PPder Kontaktrolle 3 elektrisch zu verbinden.
In den F i g. 3a bis 3c ist jeweils die Erwärmung eines einzigen Drahtes D dargestellt, die im Bedarfsfalle jedoch auf mehrere Diähte erweitert werden kann.
In den F i g. 3a bis 3c ist jeweils die Erwärmung eines einzigen Drahtes D dargestellt, die im Bedarfsfalle jedoch auf mehrere Diähte erweitert werden kann.
Ii F i g. 3a werden der Drahterwärmungsstrom und
der Gegenstrom für das Stromschienensystem 9 einer einzigen Wechselstromquelle MW entnommen, die
selbstverständlich auch eine GleichstromqMelle sein
kann. Sowohl das Drahterwärmungssystem als auch das Slromschienensystem zur Erzeugung des Gegenfeldes
sind hierbei in Reihe geschaltet. Die beiden Gegenstromschienen 12 s:nd dabei parallel geschaltet Der
Verlauf des Drahterwärmungsstromes wird durch den Pfeil 8 und der des Gegenstromes durch die Pfeile 13
angedeutet.
Die Anordnung in F i g. 3b unterscheidet sich lediglich dadurch, daß für die beiden Systeme, nämlich für das
Drahterwärmungs- uiiil das Stromschienensystem je
eine eigene Stromquelle vorgesehen ist. Das Drahterwiärmungssystem
wird hierbei durch die Wechselstromqtielle MW\ gespeist, während an das Stromschienensy-
stem die Wechselstromquelle MVV2 angeschlossen ist.
Auch hier können anstelle der beiden Wechselstromquellen zwei Gleichstromquellen oder anstelle einer
Wechselslromquelle eine Gleichstromquelle verwendet werden.
In F i g. 3c sind — abweichend von den Anordnungen in den Fig.3a und 3b — zwei elektrisch getrennte
Gegenstromleiter 12 und 12' vorgesehen, wobei der Gegenstromleiter 12 und die Efwärmungsstrecke für
Gen Draht D in Reihe geschaltet sind und beide von der Wechselstromquelle AiWgespeist werden. Der Gegenstromleiter
12' ist unmittelbar an eine getrennte Stromquelle, nämlich an die Gleichstromquelle MG
angeschlossen. Die beiden verwendeten Stromquellen können im Bedarfsfalle auch untereinander ausgetauscht
werden.
Normalerweise wird man als Wechselstromquelle einen Strom mit 50 Hz verwenden. Es liegt jedoch im
Rahmen der Erfindung, die Frequenz des Erwärmungs und/oder die des Gegenstromes aus dem Mittel- oder
Hochfrequenzbereich zu wählen, wobei die Frequenz irn Mittelfrequenzbereich bis zu 15 kHz und der Hochfrequenzbereich
als darüberliegend anzusehen sind. Ebenso ist es möglich, den Niederfrequenzstrom von 50 Hz
mit einem Strom anderer Frequenz zu modulieren.
In Fig.4 ist die Ausbildung und Anordnung eines
Gegenstromleiters 12 in Ansicht und in Fig.5 in Teilansicht gemäß der Linie V-V dargestellt Mit D ist
der zu erwärmende Draht bezeichnet, der zwischen den Kontaktrollen 3 und 6 mit Strom versorgt wird. Der
Gegenstromleiter 12 besteht in seiner einfachsten Form aus einem Draht- oder Blechteil, das mit einem Träger
15 verbunden ist. In dem Träger sind Ausnehmungen angebracht, die die Form von Langlöchern IS
gewöhnlicher Art oder in Kurvenform besitzen, wie bei 17 angedeutet. Hierdurch ist es möglich, sowohl die
Gegenstromleiter 12 zwischen den beiden Kontaktrollen 3 und 6 genau einzustellen als auch näher oder
weiter quer zur Verbindungslinie beider Kontaktrollenmittelpunkte befestigen zu können. Zum Schütze der
Drähte D und der Gegenstromleiter 12 sind letztere an der den Drähten D zugewandten Seite mit einer mehr
oder weniger starken Isolierschicht 18 überzogen oder belegt.
In F i g. 6 sind Gegenstromleiter 12 mit verschiedenen
Querschnittsformen dargestellt. Die mit 12a bezeichneten Gegenstromleiter weisen einen zylindrischen
Querschnitt mit einem Längsschlitz 19 zum Einführen der Drähte D auf, während der mit 12Z>
bezeichnete Gegenstfömleiter U-förmig ausgebildet ist.
Die Gegenstromleiter 12 können in Längsrichtung auch mit verschieden großen Querschnitten versehen
sein, um damit unterschiedliche Stromdichten pro Flächeneinheit und unterschiedliche Feldverhältnisse zu
erhalten. Die Querschnittsveränderungen der Gegenstromleiter 12 können zu diesem Zweck kontinuierlich
oder auch stufenförmig ausgeführt werden. Auf der dem Draht D zugewandten Seite sind die Gegenstromleiter
12a und 126 ebenfalls mit Isolierstoff 18 beschichtet Ansonsten sind die Gegenstromieiter 12 in Isolierstoff
20 eingebettet und bilden das Oberteil 21 eines aufklappbaren Kastens, dessen Unterteil mit 22
bezeichnet wurde und zum gasdichten Abschluß der Längsschlitze 19 mit einer Dichtungsplatte 23 versehen
ist.
A1If diese Weise kann in die von den Drähten D nur
geringfügig ausgefüllten Hohlräume Dampf oder Schutzgas eingeleitet werden, ohne daß dabei ein
nennenswerter Verlust eintritt.
In Fig.7 sind die Drähte D in U-förrnigcn
Querschnitt aufweisende Räume 24 untergebracht, die ebenfalls als Dampf- oder Schutzgaskammern verwendet
werden können, und zwar im Unterieil eines aus
isolierstoff bestehenden Kastens. Die Gegenstromleiter 12 sind ringsum eingegossen. Erforderlichenfalls kann
auch noch eine stromleitende Platte 25 als Gegenstromleiter mit eingegossen werden. Ebenso kann es in
manchen Fällen vorteilhaft sein, daß eine stromleitende Platte 26 in den abklappbaren Deckel 27 als
Gegenstromieiter untergebracht ist, und zwar so, daß diese Platte gemäß dem Doppelpfeil 28 in einen Schlitz
29 ein- und ausschiebbar ist. In der Betriebslage wird die Platte 26 vorzugsweise durch versenkte und/oder
isoliert angeordnete Schrauben 30 befestigt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
- Patentansprüche:- 1. Vorrichtung zum Wärmebehandeln von strangförmigem, metallischem Gut im Durchlaufverfahren und im unmittelbaren Stromdurchgang, unter Ausnutzung des vom Erwärmungsstrom erzeugten elektromagnetischen Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Erwärmungsstrom durchflossene ein- oder mehrsträngige Gut (D) auf seiner freien Länge gleichzeitig ein Stromschienensystem (9) durchläuft, das in bezug auf den Erwärmungsstrom von einem Strom entgegengesetzter Richtung und von solcher Größe durchflossen wird, daß das strangförmige Gut (D) praktisch is keine Auslenkung erfährt
- 2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromschienensystem (9) als Zuführungsleitung für den das strangförmige Gut (OJdurchfließenden Erwärmungsstrom dient
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromschienensystem (9) allein oder zusätzlich von einer getrennten Stromquelle (M W2; AiGJversorgt wird.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das Stromschienensystem (9) leiterartig aufgebaut ist und deren Sprossen als Gegenstromleiter (12) dienen.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstromleiter (12) seitlich und/oder in der Höhe verstellbar sind (F ig. 4).
- 6. Vorrichtung nach \nspru λ 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstromleiter (12) in Längs- und/oder Querrichtung unterschiedliche Querbohnittsgrößen und/oder -formen aufweisen.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstromleiter (12) an der dem zu erwärmenden Stranggut (D) zugewandten Seite mit Isolierstoff (18) verkleidet oder von Isolierstoff wenigstens teilsweise umgeben sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Gegenstromleitern (12) noch weitere Gegenstromleiter (26) vorgesehen und auswechselbar angeordnet sind.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Gegenstromleitern (12) ein einstellbarer elektrischer Widerstand (Rx) angeordnet ist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromschienensystem (9) kammer- bzw. kastenartig ausgebildet ist und als Dampf- bzw. Schutzgaskammer dient.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kammer- bzw. kastenförmig ausgebildete Dampf- bzw. Schutzgaskammer zweiteilig ausgebildet ist und beide Teile durch Verschlüsse miteinander verbunden sind.
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