DE2718318C2

DE2718318C2 - Vorrichtung zum Wärmebehandeln von strangförmigem, metallischem Gut

Info

Publication number: DE2718318C2
Application number: DE2718318A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ferschl; Herbert Horn
Original assignee: MASCHINENFABRIK NIEHOFF KG 8540 SCHWABACH
Current assignee: MASCHINENFABRIK NIEHOFF KG 8540 SCHWABACH
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1977-04-25
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2718318B1; GB1565946A; BE866237A; IT7822533A0; IT1094508B; BR7802511A

Description

60

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

97 1 « Ή8

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.

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

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.