DE3034528A1 - Verfahren und vorrichtung zum abkuehlen von warmgewalztem draht - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum abkuehlen von warmgewalztem drahtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zum Abkühlen von warmgewalztem Walzdraht, und insbesondere eine gleichförmige Abkühlung über die Gesamtlänge des Walzdrahtes
der Pertigungsstrecke, der im Anschluß an das Warmwalzen
abgegeben wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner zur GebläseLuftkühlung von Walzdraht geeignet.
Stangen aus Kohlenstoffstahl für den Aufbau von Maschinen, die unter erschwerten Bedingungen arbeiten, Stangen aus
Ni, Cr und/oder Mo enthaltenden Stahllegierungen sowie Stangen aus Federstahl werden üblicherweise verschiedenen
Wärmebehandlungen vor oder während der nachfolgenden Verarbeitung zu Endprodukten unterworfen. Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von weichem Walzdraht in einem Warmwalzwerk, wobei zumindest eine der Wärmebehandlungen,
wie Anlassen und Normalglühen, beseitigt wird.
Bekanntlich wird warmgewalzter Walzdraht zu nichtkonzentrischen, überlappenden Ringen verformt und in dieser Form
auf eine Fördereinrichtung gegeben, und danach werden die Ringe durch Gebläsekühlung rasch abgekühlt und bewegen sich
zum Abgabeende der Fördereinrichtung, wo sie bündelweise
aufgesammelt werden. Diese übliche Schnellkühlung wird bei Stangen aus einfachem Kohlenstoffstahl mit geringem mittleren
oder hohem Kohlenstoffgehalt angewendet,die ohne das
Erfordernis weiterer Wärmebehandlungen gezogen und zu Endprodukten
weiterverarbeitet werden. Dieses Verfahren ist jedoch bei einigen Legierungs- und Kohlenstoffstählen, insbesondere
zum Kaltanstauchen, nicht anwendbar, die nicht
die gewünschte Qualität erreichen, falls sie nicht bei der allotropen Transformation langsamer gekühlt werden. Das
Enthärten von Qualitätsstahlstangen erfordert insbesondere
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Γ - 10 -. . Π
eine wesentlich, langsamere und genau gesteuerte Abkühlung.
Das angestrebte Qualitätsniveau kann nur erreicht werden, wenn diese Stähle entlang einer vorgegebenen Abkühlungskurve abgekühlt werden.
Die US-PS 3 930 900 beschreibt ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Abkühlen von Stangen in der Fertigungsstrecke (sogenannte in-line-Verfahren und -vorrichtung).
Dabei gibt ein mit einer Aufnahmespule verbundener Legekopf den warmgewalzten Walzdraht in überlappenden, nicht
konzentrischen Ringen auf eine Fördereinrichtung. Um die sich bewegenden Drahtringe gleichförmig abzukühlen, sind
bei diesem bekannten Verfahren die drei nachfolgenden Verfahrensschritte vorgesehen:
1. Zuführen einer variablen Intensität an Strahlungswärme
zu verschiedenen Teilen der Ringe über die Breite der Fördereinrichtung,
wobei die Strahlungswärmeintensität im wesentlichen umgekehrt proportional zur Verteilung der Gesamtdrahtmasse
im Querschnitt der überlappenden Ringe des aufgewickelten Drahtes pro Breiteneinheit der Fördereinrichtung
ist;
2. Abstrahlen von Strahlungsenergie von den Abschnitten der aufgewickelten Ringe auf beiden Seiten der Fördereinrichtung
und Einschränken der Wärmeanstrahlung von der Mitte der Fördereinrichtung im wesentlichen entsprechend der Verteilung
der Gesamtdrahtmasse im Querschnitt der Wicklung und
3. Minimalisierung der Abkühlung des Drahtes aufgrund von
Konvektion durch Befördern der Ringe in einem verschlosse-
30 nen Raum mit gesteuerten Umgebungsbedingungen.
Die Kühlvorrichtung hierfür weist folgende Bestandteile auf:
Eine Fördereinrichtung zum Vorwärtsbewegen der sich überlappenden Ringe, eine Kühlkammer, die im wesentlichen die
Fördereinrichtung und die darauf transportierten Ringe abdeckt, deren Innenwände die Strahlungswärme von den Ringen
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Γ - 11 - Π
reflektieren und die ein feststehendes Basisteil mit einer
selektiv beweglichen oberen Abdeckung aufweist, wobei eine einstellbare Öffnung in der Seitenwandung der Kühlkammer
vorgesehen ist; ferner ist innerhalb der Kühlkammer eine Strahlungssteuereinrichtung vorgesehen, die zur Fördereinrichtung
weist und von dieser im Abstand angeordnet ist sowie mehrere Strahlungsflächen aufweist, die durch mehrere
unabhängige Temperatursteuereinrichtungen einzeln auf einer
unabhängigen, vorgewählten Temperatur gehalten werden. Ziel des vorbekannten Systems ist eine genau gesteuerte langsame
Abkühlung über die Gesamtlänge sowie über den Querschnitt der Drahtwindungen, um leicht zu rascher Abkühlung überzugehen
und die Kühlgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs von O°C/sek bis 20°C/sek einzustellen.
Bei dem aus der ÜS-PS bekannten Verfahren erfolgt die Kühlgeschwindigkeitseinstellung
mit selektiver Steuerung, nicht durch Konvektion sondern durch Strahlung, d.h. bei diesem
bekannten Verfahren wird die Verteilung der Drahtmasse pro Breiteneinheit der Fördereinrichtung, auf der die versetzten
Ringe liegen, berücksichtigt. Dabei wirkt entweder Strahlungswärme auf die Drahtringe im wesentlichen umgekehrt
proportional zur Massenverteilung ein, oder es kann Strahlungsenergie austreten und die Abstrahlung wird im
wesentlichen entsprechend der Masseverteilung eingeschränkt. Die Drahtmasse im Querschnitt ist an beiden Seiten der Fördereinrichtung
maximal, wo sich die Ringe einander überlappen und minimal in der Mitte der Fördereinrichtung, wo die
Ringe voneinander getrennt sind. Daher geben die Ringe in der Mitte der Fördereinrichtung mehr Wärme ab als an den
beiden Seiten. Wenn daher die Ringe unbeeinflußt Wärme abgeben können, d.h. ohne jegliche Steuereinrichtungen, so
kühlen die Ringabschnitte in der Mitte der Fördereinrichtung rascher ab als die Abschnitte an den Seiten der Förder
einrichtung. Nach dem Stand der Technik wird davon ausgegangen, daß dadurch die gewünschte Wirkung erreicht werden
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Γ - 12 - · Π
kann, da eine unregelmäßige Abkühlung der Ringe durch die
Steuerung der Abstrahlungsgeschwindigkeit an den verschiedenen Teilen der Ringe vermieden wird.
Im Rahmen der Erfindung hat sich jedoch gezeigt, daß diese bisherige Auffassung unzutreffend ist. Es hat sich sogar
gezeigt, daß das vorbekannte Verfahren nicht in der Lage ist, die unregelmäßige Abkühlung der verschiedenen Teile
der Ringe vollständig zu eliminieren. Die bisha? . bekannte,
gesteuerte Abkühlung ist darüber hinaus ineffizient, insbesondere zur Erzielung der gewünschten mechanischen Eigenschaften
für Stahldraht hoher Qualität, der die Schwierigkeiten beim Erweichen überwindet.
Bei den Untersuchungen im Rahmen der Erfindung wurden die
Temperaturen an verschiedenen Teilen entsprechend den Symbolen
in Figur 1 auf einer äußeren Oberfläche und im Mittelbereich des Querschnitts der Spule aus sich überlappenden
Ringen des aufgewickelten Drahtes gemessen, der entlang
einer Walzeneinrichtung in einer Kühlkammer transportiert
wird, die den aufgewickelten Draht und die Walzenfördereinrichtung
zum Steuern der Umgebungsbedingungen umschließt. Die Temperaturen wurden an mehreren Stellen entlang der
Fördereinrichtung gemessen, d.h. nach verschiedenen Warmhaltezeiten.
Die Ergebnisse sind in Figur 2 dargestellt. Zur Durchführung dieser Messungen wurde der aufgewickelte
Draht auf eine Temperatur im wesentlichen äquivalent der Temperatur erhitzt, bei der der warmgewalzte Draht tatsächlich
von dem Legewickler abgegeben wird; die Temperatur der Atmosphäre im oberen Teil der Kühlkammer wurde auf
6500C gehalten, um einen Konvektionswärmeverlust des aufgewickelten
Drahtes zu verhindern. Gemäß Figur 2 ist das Temperaturprofil über die Breite W des Querschnitts der
aufgewickelten Ringe an den beiden Rändern höher als in der Mitte, und die Differenz ist proportional zur Verteilung
der Drahtmasse. Insgesamt ist die Temperatur in der Mitte
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der vertikalen Abmessung der beiden Ränder des Querschnitts am höchsten, wo die Drahtmasse (oder Dichte) groß ist, und
am niedrigsten am Boden, wo die Ringe im Querschnitt gesehen die Walzenfördereinrichtung berühren. Das heißt, die
größte Temperaturdifferenz, die 10O0G übersteigt, besteht
zwischen dem Kern und dem Boden der zwei Randteile des
Querschnitts, wo die Konzentration der Drahtmasse maximal
ist. Dies beruht vermutlich darauf, daß die Kernabschnitte der zwei Ränder des Querschnitts durch die Wärme bei hohen Temperaturen gehalten werden, die durch den Draht von dem
vorangehenden Warmwalzen mitgenommen wird, wobei die geringste Wärmemenge von diesen Abschnitten aufgrund der
größten Drahtmassekonzentration abgegeben wird. Dabei berührt der untere Oberflächenteil des Querschnitts die WaI-zen der Fördereinrichtung. Um eine thermische Abnutzung zu verhindern, sind die Lager jeder Walze außerhalb der Kühlkammer vorgesehen, so daß die Unterseite der Ränder des
Querschnitts, die nahe den Lagern angeordnet sind, am meisten
zwischen dem Kern und dem Boden der zwei Randteile des
Querschnitts, wo die Konzentration der Drahtmasse maximal
ist. Dies beruht vermutlich darauf, daß die Kernabschnitte der zwei Ränder des Querschnitts durch die Wärme bei hohen Temperaturen gehalten werden, die durch den Draht von dem
vorangehenden Warmwalzen mitgenommen wird, wobei die geringste Wärmemenge von diesen Abschnitten aufgrund der
größten Drahtmassekonzentration abgegeben wird. Dabei berührt der untere Oberflächenteil des Querschnitts die WaI-zen der Fördereinrichtung. Um eine thermische Abnutzung zu verhindern, sind die Lager jeder Walze außerhalb der Kühlkammer vorgesehen, so daß die Unterseite der Ränder des
Querschnitts, die nahe den Lagern angeordnet sind, am meisten
gekühlt werden und die größte Wärmemenge abgeben.
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20
Das Einbringen von Strahlungswärme umgekehrt proportional
zur Drahtmasseverteilung über die Breite W des Querschnitts oder Abgabe von Strahlungsenergie von den zwei Rändern des Querschnitts entsprechend der Drahtmassekonzentration sowie Abhalten der abgegebenen Wärme von dem Mittel abschnitt gemäß der US-PS 3 93O 9OO führt nicht zu einer Eliminierung
der Temp er at ur differ enz zwischen dem Kern der zwei Randabschnitte und den Unterseiten des Querschnitts, so daß dies zu ungleichförmiger Abkühlung führt. In der Praxis beschleu-
zur Drahtmasseverteilung über die Breite W des Querschnitts oder Abgabe von Strahlungsenergie von den zwei Rändern des Querschnitts entsprechend der Drahtmassekonzentration sowie Abhalten der abgegebenen Wärme von dem Mittel abschnitt gemäß der US-PS 3 93O 9OO führt nicht zu einer Eliminierung
der Temp er at ur differ enz zwischen dem Kern der zwei Randabschnitte und den Unterseiten des Querschnitts, so daß dies zu ungleichförmiger Abkühlung führt. In der Praxis beschleu-
Oft
nigt das vorbekannte Verfahren die Überkühlung der Unterseite des Querschnitts.
Wenn der warmgewalzte Draht auf eine Fördereinrichtung gebracht wird, so behält die Spule noch eine erhebliche Wär-
35
memenge,die in vorteilhafter Weise zum Erweichen in der
Kühlkammer eingesetzt werden kann, was zu einer erheblichen
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Γ -14-
Energieeinsparung führt. In der bekannten Kühlkammer wird
jedoch die in dem Draht enthaltene Wärme nicht wirksam ausgenutzt, sondern führt nur Strahlungswärme von einem in der
Kammer vorgesehenen Strahlungsrohr oder von einer Einrichtung zur Steuerung der Strahlungswärme zu.
Demgegenüber ist im Rahmen der Erfindung folgendes festgestellt worden:
1. Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Anlage sowie auf
die Investitionskosten ist es vorteilhaft, unmittelbar in der Fertigungsstrecke eine langsame Abkühlung des
warmgewalzten Drahtes in der kürzest möglichen Zeit und auf der kürzest möglichen Strecke durchzuführen. Es ist
daher wünschenswert, die aufgewickelten Ringe auf der Fördereinrichtung so dicht wie möglich zu packen.
2. Zur gesteuerten Abkühlung ist es notwendig, die Temperaturdifferenz
zwischen den verschiedenen Teilen d5s Querschnitts, die langsam abgekühlt werden, zu minimalisieren
und dadurch die gesamte Wicklung gleichförmig abzukühlen.
3# Zur Energieeinsparung muß die vom Warmwalzen herrührende
Wärme zum langsamen Abkühlen wirksam eingesetzt werden. 25
4-, Um eine begrenzte Behandlungsdauer und Länge der Pertigungss
trecke zu ermöglichen, müssen schwer zu erweichende Stähle mit hohem Wirkungsgrad bei scharfer Temperatursteuerung
abgekühlt werden, um sie entsprechend einer vorgegebenen Abkühlungskurve abzukühlen.
5. Ferner ist wünschenswert, daß mit der Kühlanlage nicht
nur die vorbeschriebene Langsamkühlung, sondern auch die übliche Gebläseluftkühlung vorteilhaft und rasch
durchgeführt werden kann.
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Bei der üblichen Gebläseluftkühlung wird der Draht rasch
abgekühlt. Diese rasche Abkühlung nach dem Walzen führt zu gleichförmigen, feinen Perlitstrukturen in kohlenstoffreichen
Stahlstäben oder -drähten und damit zu einer guten Ziehbarkeit. In Drähten aus einfachen Kohlenstoff- und
Legierungsstählen für Maschinenbauteile ist jedoch die Ausbildung von feinen Perlitstrukturen durch rasche Abkühlung
wegen der anschließenden Weiterverarbeitung nicht wünschenswert. Um diesen Stählen eine perfekte Ferrit-Perlit-Struktür
zu verleihen und diese Stähle bis au einem gewünschten Grade zu erweichen, müssen sie demgegenüber mit einer Geschwindigkeit
langsam abgekühlt werden, die nicht höher ist als etwa 0,2°C/sek.
Es gibt noch andere Verfahren zur direkten Wärmebehandlung
von Walzdraht. Um eine raschere Abkühlung als bei der Gebläseluftkühlung zu erreichen, können beispielsweise in
der Mitte der Förderstrecke des Drahtes ein Warmwassertank zum Eintauchen des Drahtes, eine Warmwassersprühvorrichtung
zum Aufbringen von warmem oder heißem Wasser direkt von oben auf den Draht oder eine Kombination einer Warmwassersprüheinrichtung
und eines Wiedererwärmungs-Warmhaiteofens
vorgesehen sein.
Andere Kühlverfahren umfassen Eintauchen in ein Salzbad,
eine Kombination eines Hochtemperatur-Warmhalteofens mit
einem Kaltwasser-Tauchbehälter sowie eine Kombination von Gebläseluftkühlung, Entzundern und Waschen.
Aus diesen verschiedenen Verfahren kann dasjenige-ausgewählt
werden, das in Abhängigkeit von der Stahlgüte, der Drahtabmessung und der gewünschten Qualität zur direkten Wärmebehandlung
am besten geeignet ist. Häufig tritt jedoch die Notwendigkeit auf, mehrere unterschiedliche Wärmebehand-
lungsverfahren im gleichen Fertigungskomplex vorzusehen.
Die Anlage verschiedener Fertigungsstraßen für die Wärme-L 1300K/1237 -i
behandlung zwischen dem Drahtwalzwerk und der Umform-Aufwickelvorrichtung
erfordert jedoch einen unerwünscht großen Installationsraum sowie hohe Investitionskosten. Es ist daher
ein Verfahren wünschenswert, das das Durchführen mehrerer verschiedener direkter Wärmebehandlungen auf einer einzigen
Fertigungsstraße ermöglicht, wobei hierfür ein einziges Drahtwalzwerk, eine Wasserkühleinrichtung mit zugehörigem
Legewickler und Umform-Wickeleinrichtungen sowie ein Wärmebehandlungsabschnitt
vorgesehen sind, der gegebenenfalls ausgetauscht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Kühlen von warmgewalztem Stahldraht
zu schaffen, mit deren Hilfe eine genaue, gleichförmige Langsamkühlung über die Gesamtlänge des aufgewickelten
Drahtes entsprechend einer vorgewählten Kühlkurve durchgeführt werden kann.
Ferner soll warmgewalzter Stahl, der in seinen mechanischen Eigenschaften erweicht, auf den gewünschten Wert abgekühlt
werden, und zwar sollen auch solche Stähle behandelt werden, die mit üblichen Verfahren und Vorrichtungen nur
schwierig zu erweichen sind.
Ferner soll erfindungsgemäß die Temperaturdifferenz zwischen dem Kern und der Unterseite des Querschnitts des aufgewickelten
Drahtes im Vergleich zu üblichen Verfahren und Vorrichtungen beseitigt werden.
Erfindungsgemäß erfolgt die Abkühlung des Drahtes auf einer
stark verkürzten Fertigungsstrecke. Erfindungsgemäß ist eine wirksame Langsamkühlung möglich und - falls erforderlich ein
rasches Umschalten zur raschen Gebläseluftkühlung auf
der gleichen Fertigungsstrecke.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Kühlung unter Aufrechterhaltung
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der Wärme, die vom Warmwalzen her mitgeführt worden ist» anstelle diese Wärme abzugeben, so daß man eine erhebliche
Energieeinsparung erzielt.
Erfindungsgemäß wird der warmgewalzte Draht in dichtgepackter Spulenform auf eine Fördereinrichtung gegeben.
Diese dichtgepackte Spule bewegt sich langsam in einer gesteuerten, abgeschlossenen Umgebung innerhalb einer Wärmehalt
eabdeckung . Durch die Wärmekonvektion innerhalb dgs
abgeschlossenen Bereichs sowie durch Zuführen lediglich eines Minimums an Strahlungswärme von einer äußeren Quelle,
hält die in dem Draht gespeicherte Wärme die Oberflächentemperatur des Querschnitts auf einem im wesentlichen gleichförmigen
Wert. Die dichtgepackten Ringe werden einmal oder
mehrere Male gelöst. Ein Kühlmittel kann auf die gelösten Ringe geblasen werden, um das Abführen der Wärme von dem
Hochtemperaturteil der Drahtringe zu beschleunigen, d.h. dem Teil nahe den Kernen der dichtgepackten Ringe an den
beiden Rändern des Querschnitts, so daß die Temperatur-
differenz zwischen verschiedenen Teilen des Ringstapels vermindert wird. Gegebenenfalls wird Wärme dem kühlen Teil
an den Unterseiten des Querschnittes zugeführt, wo die Ringe die Fördereinrichtung berühren.
Erfindungsgemäß wird nicht nur eine genaue, gleichförmige
Langsamkühlung der dichtgepackten Spule ermöglicht, sondern auch eine geeignete Erweichung von Drähten aus Stahlqualitäten,
die mit üblichen Verfahren nur schwer zu erweichen sind. Die wirksame Ausnutzung der vom Warmwalzen her-
rührenden Wärme ist aus Energieeinsparungsgründen vorteilhaft. Die Abgabe von Wärme von den Kernteilen an den beiden
Rändern des Querschnittes ermöglicht eine gleichförmige Abkühlung, die bisher nicht möglich war, wobei die Abkühlungsgeschwindigkeit
an der Oberfläche und im Kern der
dichtgepackten Wicklung ausgeglichen wird.
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Γ 18 Π·
Erfindungsgemäß wird der Draht in der dichtgepackten Spule
abgekühlt, wobei die Fördergeschwindigkeit wesentlich geringer ist als beim Stand der Technik. Dies ermöglicht eine
langsame Abkühlung auf einer kurzen Strecke und damit eine
5 Verkürzung der Anlagenlänge.
Dies ergibt sich durch das ein- oder mehrmalige Lösen der dichtgepackten Spulen und Aufblasen eines Kühlmittels auf
die gelösten Ringe bei einer Umgebungstemperatur, die innerhalb der Wärmerückhalteabdeckung gleichförmig aufrechterhalten
wird. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt man bemerkenswerte, neue und vorteilhafte Ergebnisse.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist sowohl eine Gebläseluftkühl
einrichtung als auch einen Langsamkühler auf, die mit völlig unterschiedlichen Eühlgeschwindigkeiten arbeiten;
dadurch kann die Vorrichtung umgeschaltet werden, um
die eine oder die andere Kühleinrichtung auf der gleichen 20
Fertigungsstrecke einzusetzen. Ferner kann eine Einrichtung vorgesehen werden, um einen Teil der Fördereinrichtung anzuheben
oder abzusenken, um so in der Förderstrecke des aufgewickelten Drahtes eine Stufe auszubilden oder die Förderstrecke
flach zu belassen, so daß in einer einzigen Kühl-
vorrichtung sowohl eine langsame als auch eine rasche Ge-
bläseluftkühlung durchgeführt werden können.
Dies ermöglicht eine Kühlstrecke, die jeweils für jede Stahlqualität und gewünschte Produktqualität rasch und
leicht in der bestmöglichen Form angepaßt werden kann.
Da ein einziger Gerätesatz vor und hinter der Kühlstrecke ausreichend ist, werden Installationsraum und Investitionskosten
eingespart. Ferner kann die Produktion von warmbehandelten Drähten oder Stangen in geeigneter Weise ange-
paßt werden, was die Steuerung des Produktionsprozesses
und der Lieferzeiten erleichtert.
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Γ - 19 - Π
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines dichtgepackten,
überlappenden Rings von aufgewickeltem Draht, wobei der Querschnitt senkrecht zur Längsachse der
Spule verläuft, mit eingezeichneten Punkten, an denen die Temperaturmessungen ausgeführt werden,
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der an den Punkten
in Fig. 1 gemessenen Temperaturen beim langsamen Abkühlen gemäß dem Stand der Technik,
Fig.3a und 3b Aufsichten eines dicht bzw. lose gepackten,
aufgewickelten Drahtes auf einer Fördereinrichtung,
Fig. 4- einen vertikalen Querschnitt der Ringe einer dichtgepackten
Spule,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Drahtwalzwerks
mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung von Einzelheiten einer Wärmerückhalteabdeckung der
Vorrichtung gemäß Fig. 5,
Fig. 7 eine seitliche Querschnittsansicht der Wärmerückhalt
eäbdeckung,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Teils der Vorrichtung
gemäß Fig. 6, wobei die Wärmerückhalteabdekkung durch eine Gebläseluftkühlung ersetzt ist,
Fig. 9 eine teilweise weggebrochene, vergrößerte, perspektivische
Ansicht eines oberen und eines unteren Walzentisches und mit einer Düse zum Ausblasen
eines Kühlmittels, die einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 5 bilden,
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Γ -20- Ί
Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung des Temperaturverlaufs in der Langsamkuhlzone,
Fig. 11 Bin Diagramm zur Darstellung der Veränderung der Fordergeschwindigkeit am Einlaß der erfindungsgemaßen
Torrichtung,
Fig. 12a-f schematische Darstellungen der aufeinanderfolgenden Förderstufen für eine Spule gemäß der
Erfindung,
Fig. 13 eine schematische Aufsicht zur Erläuterung, wie
erfindungsgemäß das Kühlmittel einem aufgewickelten Draht zugeführt wird,
15
15
Fig. 14 eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung
der Beziehung zwischen der Wirkungsweise des Kühlmittels
und dem Abgabewinkel der Düse,
Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen
der Kühlmittelwirkung, der Kühlmitteltemperatur und dem Kühlmittel volumen,
Fig. 16 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung zur Steuerung der Kühlmitteltemperatur in der
Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 17 eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
30
Fig. 18 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 17,
Fig. 19 eine Endansicht einer Gebläseluftkühlstrecke, die eine der beiden Kühlabschnitte in der Vorrichtung
gemäß Fig. 17 bildet,
L J
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Fig. 20 eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Fördereinrichtung,
Fig. 21 ein Diagramm zur Darstellung der Winkellageänderung eines beweglichen Teils der Fördereinrichtung ge
mäß Fig. 20,
Fig. 22 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung gemäß Fig. 20 mit nach oben laufendem beweglichen Abschnitt,
Fig. 23 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung der
Fig. 20 mit nach unten laufendem beweglichen Abschnitt ,
15
15
Fig. 24· eine schematische Seitenansicht einer anderen
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung,
Fig. 25a-f die Transportbewegung des aufgewickelten Drahtes auf der Fördereinrichtung mit einem Plateau
gemäß Fig. 24 während eines bestimmten Zeitraums,
Fig. 26a-f die Transportbewegung des aufgewickelten Drahtes
auf einer plateaulosen Fördereinrichtung,
Fig. 27 eine schematische perspektivische Ansicht mit
einer Walzen-Fördereinrichtung mit Walzen zum Führen der rückwärtigen Enden und zum Unterstützen
der beiden Ränder der Spulen über der Stufe,
Fig. 28 eine schematische Aufsicht der Fördereinrichtung gemäß Fig. 27,
Fig. 29 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform
der Führungswalzen,
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Fig. 30 eine schematische Seitenansicht einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung
,
Fig. 31 eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils der
Fördereinrichtung gemäß Fig. 30,
Fig. 32 eine Querschnittsansicht von vorne einer Wärme-
rückhalteabdeckung mit einer Wärmeversorgung, 10
Fig. 33 eine teilweise weggebrochene Aufsicht mit einer
Ausfuhrungsform einer Bodenheizvorrichtung,
Fig. 34 eine seitliche Querschnittsansicht der Abdeckung
gemäß Fig. 33,
Fig. 35 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht der Wärmerückhalteabdeckung mit darin angeordneten
Steuereinrichtungen für die umgebungstemperatur und der Wärmeversorgung,
Fig. 36 eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Steuervorrichtung für die
Kühlmitteltemperatur, 25
Fig. 37 ein Diagramm der Kühlkurve für einen erfindungsgemäß abgekühlten, aufgewickelten Draht und
Fig. 38 ein Diagramm der Temperaturfolge bei einem Versuch
während der erfindungsgemäßen Langsamkühlung der dichtgepackten Spule.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird warmgewalzter Draht in Form einer
dichtgepackten Spule auf einer Fördereinrichtung abgelegt. Diese Spule wird beim Durchlauf durch eine abgeschlossene
1300U/1237 j
Kammer mit gesteuerten Umgebungsbedingungen langsam abgekühlt.
Die Spule bestellt aus Drahtringen, die spiralförmig mit Hilfe eines Ablegekopfes oder eines mit einem Ablegekopf
verbundenen Drahtförderers auf die Spulenfördereinrichtung
flach, jedoch geringfügig versetzt und überlappend abgelegt werden. Die Figur 3a zeigt dichtgepackte Spulen 5 auf einer
Walzenfordereinrichtung 23. Die Spulen 5 bestehen jeweils aus
mehreren durchgehenden Ringen, die auf der Fördereinrichtung so abgelegt sind, daß benachbarte Ringe in Bewegungsrichtung
der Fördereinrichtung geringfügig gegeneinander versetzt und im Querschnitt gesehen dicht gepackt sind. Beim
Herabfallen auf die Fördereinrichtung 23 werden die Ringe
geringfügig in der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung versetzt. Dichtgepackte Wicklungen bedeuten hier etwa eine
Masse von 30 bis 550 kg/m For der länge. Besonders bevorzugt sind
Spulengewichte von 100 bis 500 kg/m, wenn die Spule mit
einer Geschwindigkeit von höchstens 0,05 "bis 0,2°C/sek abgekühlt werden soll, und von 3O bis 7O kg/m, wenn die Kühlgeschwindigkeit
von 0,20C bis 1,0°C/sek beträgt. Die Transferdichte
(oder Wicklungsdicke) der dichtgepackten Wicklung
hängt einzig von der Beziehung zwischen der Aufnahmegeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung
ab. Wenn die Transferdichte zu groß ist, wird die Wicklung für ein leichtes Lösen während des Transports auf der Fördereinrichtung
zu stark überladen, was zu einer Verringerung der Temperaturdifferenzreduktion gemäß dem Stand der Technik,
wie in Verbindung mit Fig. 2 diskutiert, führt. Andrerseits führt eine zu geringe Transferdichte nicht nur
zu Nachteilen bei der Auslegung der Anlage und bei den Investitionskosten, sondern verhindert auch eine wirksame
Ausnutzung der in den Wicklungen gespeicherten Wärme. Daher wird die erfindungsgemäß dichtgepackte Wicklung, wie
sich aus den nachstehenden Beispielen ergibt, mit einer solchen Geschwindigkeit aufgewickelt, daß man eine Masse
von 30 fcis 55O kg/m Förderlänge im Gegensatz zu üblichen
Wicklungen erhält.
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4- ist ein Querschnitt der dichtgepackten Wicklung 5
senkrecht zur Transportrichtung T, wobei der Querschnitt des Drahtes 1 schraffiert ist. Die Ringe des aufgewickelten
Drahtes 1 sind aufeinander gestapelt und sind an ihren beiden Rändern 6 des Querschnitts sehr dicht zusammengepackt.
Die Außenfläche 7 der Wicklung 5 besteht aus den Außenflächen
der einzelnen Ringe, die sich zwischen den zwei Rändern erstrecken einschließlich den Ringen am Boden 7b und
denen an der Außenseite 7a der Ränder 6. Somit entspricht
die Außenfläche 7 den Teilen, die in Figur 1 durch die offe nen sowie die vollständig ausgemalten Symbole angedeutet
sind.
Die Kerne 6a der dichten Ränder 6 befinden sich dort, wo die Drahtdichte am größten ist; vgl. das Quadrat und den
Kreis in Fig. 1, die mit einem Punkt versehen sind.
Der Draht in Form einer dichtgepackten Wicklung durchläuft einen umschlossenen Raum mit gesteuerten Fmgebungsbedingungen.
Hierunter versteht man Bedingungen innerhalb einer wärmehaltenden Abdeckung oder Kammer, die mit einer Einrich
tung zum Kühlen der dichtgepackten Wicklung entlang einer
optimalen Kühlkurve versehen ist. Da hierbei die Konvektion ausgenutzt wird, unterscheidet sich die erfindungsgemäße
Steuerung von den bekannten Systemen gemäß den US-FSen 3 930 900 und 3 940 961.
Das erfindungsgemäße Regelsystem für die Umgebungsbedingungen
unterscheidet sich gegenüber dem Stand der Technik darin, daß die Temperaturdifferenz zwischen verschiedenen
Teilen der Ringe, die die Wicklung 5 bilden, unter Aufrechterhaltung
der Temperatur an den Außenflächen 7, 7a und
7b auf einem im wesentlichen gleichförmigen Niveau vermin-
dert wird, wobei gleichzeitig die Wärmeabgabe aus den Kernen 6a der dichtgepackten Teile an jedem Rand 6 des
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L -
1 Querschnitts der Wicklung 5 beschleunigt wird.
Beim Durchlauf der Wicklung 5 durch den Bereich mit gesteuerten
Umgebungsbedingungen wird die Temperatur an den Außenflächen 7, 7a und 7b gleichmäßig beibehalten. Zu diesem
Zweck wird die Atmosphäre in dem eingeschlossenen Bereich umgerührt, damit die Umgebungstemperatur in der liähe der
dichtgepackten Wicklung gleichförmig ist. Ferner kann die Temperaturkompensation durch lokale Erhitzungen der Außenflächen
7a und/oder 7b an den beiden Rändern oder am Boden
des Querschnitts der dichtgepackten Wicklung 5, z.B. durch
eine elektrische Heizvorrichtung, erreicht werden.
Beim Durchlauf durch den Bereich mit gesteuerten Umgebungsbedingungen
wird die dichtgepackte Wicklung 5 gelöst, um die Wärmeabgabe aus den Kernen 6a der dichtgepackten Teile
an den beiden Rändern 6a des Querschnitts zu unterstützen. Ein geeignetes Verfahren zum Lösen der dichtgepackten Wicklung
5 besteht darin, in der Mitte der Fördereinrichtung eine Stufe vorzusehen, so daß die die dichtgepackte Wick-,
lung bildenden Ringe beim Ablaufen über die Stufe vertikal
expandiert und dadurch gelöst werden. Bei anderen geeigneten Verfahren ist beispielsweise eine exzentrische Hocke
an der Fördereinrichtung vorgesehen, oder diese Fördereinrichtung weist vertikal schwingende Walzen, Exzentrische
Walzen oder Walzen auf, die in Bewegungsrichtung des gekühlten Drahtes wellenförmig angeordnet sind. Bei derartigen
Fördereinrichtungen bewegt sich die dichtgepackte Wicklung 5 beim Vorwärtsbewegen auf und ab und wird dadurch
gelöst.
Die dichtgepackte Wicklung 5 kann durch eine Relativbewegung
der Ringe in vertikaler Richtung gelöst werden, wie dies durch eine Stufe in der Fördereinrichtung geschieht,
oder durch eine Relativbewegung benachbarter Ringe, um
diese in Richtung der Forderbewegung der Wicklung oder
130014/1237
L J
Γ .Π
1 senkrecht hierzu gegeneinander zu versetzen.
Durch dieses Lösen werden die überlappten Hinge voneinander getrennt, so daß die dichtgepackten Teile temporär gelöst
sind. Danach strömt Luft unbehindert durch die so gelösten Teile und "beschleunigt die Wärmeabgabe.
Die Wärmeabgabe aus den gelösten Rändern 6 kann durch Zugabe eines Kühlmittels beschleunigt werden. Als Kühlmittel
können beispielsweise üblicherweise industriell eingesetzte Kühlmittel verwendet werden, wie Luft, ein Schutzgas, ein
feuchtes Gas oder Wasserdampf. Besonders bevorzugt als Kühlmittel ist das Gas, das die Atmosphäre des Bereichs mit gesteuerten
Umgebungsbedingungen bildet, durch den die dichtgepackte Wicklung geführt wird. Das Atmosphärengas wird entweder
in der vorliegenden Form oder nach Temperaturabstimmung durch eine Düse gegen die Ringe geblasen, die die dichtgepackte
Wicklung bilden; dabei wird die Düse auf die Kerne 6a der dichtgepackten Ränder 6 gerichtet. Die Temperatur
des Kühlmittels muß nicht auf eine spezielle Temperatur eingestellt werden, vorausgesetzt, daß sie nur niedriger liegt
als die Temperatur der dicht gepackt en Ränder 6.
Beim erfindungsgemäßen, langsamen Abkühlen des Drahtes wird die optimale Kühlcharakteristik entsprechend der Stahlqualität
nach den Spezifikationen des japanischen Industriestandards (JIS) ausgewählt. Die erfindungsgemäß bevorzugte
Kühlcharakteristik umfaßt den sukzessiven Durchlauf des Drahtes über mehrere Stufen:
Eine Stufe, in der der warmgewalzte Draht vom Fertiggerüst
von der Fertigtemperatur auf eine Aufwickeltemperatur
in einer Wasserkühlzone abgekühlt wird,
eine Stufe, wo die auf der Fördereinrichtung ausgebil-
dete und auf dieser transportierte, dichtgepackte Wicklung 5 abgekühlt wird,
1300U/1237
L J
eine Stufe, wo die gesamte dichtgepackte V/icklung 5
mit einer Geschwindigkeit von höchstens 0,05 "bis 1,0°C/sek langsam auf eine Temperatur zwischen der Temperatur,
bei der die Perlit-Transformation abgeschlossen ist,
und einer Temperatur, die 500C unter ersterer liegt,
langsam abgekühlt wird, während die Wicklung auf der Fördereinrichtung durch den Bereich mit den gesteuerten
Umweltbedingungen läuft, und
eine Stufe, wo die langsam abgekühlte Wicklung 5 mittels
Gebläseluft abgekühlt wird, während die Wicklung dichte durch Erhöhen der Geschwindigkeit des letzten
Teils einer mit einer Stufe versehenen Fördereinrichtung vermindert wird.
15
15
Bei Durchführung dieser Kühlcharakteristik unter den Bedingungen, wie sie etwa in den Ansprüchen angegeben sind, erhält
man Qual it äts st ahle, wie JIS S4-5C, SCM4-35 und SUP6
der nachstehenden Zugfestigkeit:
20
20
S4-5O <
68 kg/mm2
SCM4-35 <
80 kg/mm2
SÜP6 < 100 kg/mm2
25 —
Dies wird erreicht durch starke Verminderung der Temperaturdifferenzen
in der dichtgepackten Wicklung 5 gegenüber den Angaben in Figur 2.
Nachstehend sind mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen
näher erläutert.
Figur 5 zeigt eine Fertigungsstrecke, in der eine erfindungsgemäße
Kühlvorrichtung 15 nach einer Wasserkühldüse 11, Klemmwalzen 12 und einem Legewickler 13 angeordnet ist,
die von, einem nicht dargestellten Warmwalzwerk Walzdraht zugeführt bekommen.
L 1300U/1237 j
. - 28 -
Zwischen dem Wickler 13 und der Wiederaufwickelvorrichtung
57 ist ein Transferförderer 20 vorgesehen, um Drahtwicklungen
3 und 5 zu transportieren. Der Draht wird entsprechend
einer gewünschten Kühlkurve auf dem Förderer 20 kontinuierlieh gekühlt. Die Transportstrecke, entlang der der Förderer
20 die Wicklungen transportiert, ist erfindungsgemäß in eine relativ kurze Zone A am Wicklerende, wo der von dem
Wickler 13 abfallende Draht zu einer dichtgepackten Wicklung versetzter Ringe geformt wird, und eine relativ lange Warmhaltezone
B nach der Zone A unterteilt , wobei eine Stufe 22 zwischen den Zonen A und B vorgesehen ist und die
Zone B von einer Warmehalteabdeckung 31 umschlossen ist,
in der beim Transport die dichtgepackte Wicklung langsam abgekühlt wird; nach der Warmhaltezone B folgt eine Langsamkühlzone
C, um die dichtgepackte Wicklung 5 langsam abzukühlen; im Anschluß an die Zone C folgt eine Schnellkühlzone
D, in der die Wicklung aufgelockert und schnell gekühlt wird; schließlich ist eine Annäherungszone E vorgesehen,
in der die Wiederaufwicklung erfolgt.
Der für die Erfindung wesentliche Teil erfolgt zwischen der Zone A und der Schnellkühlzone D.
Der Transferförderer 20 ist vorzugsweise ein Walzenförderer.
Die Fördergeschwindigkeit ist in der Warmhaltezone B und
der Langsamkühlzone C am niedrigsten und in der Zone A und
der Schnellkühlzone D höher. Dadurch wird der Zeitraum vergrößert, in dem die dichtgepackte Wicklung in der Warmhaltezone
B und der Langsamkühlzone C v.erbleibt, so daß mit der kompakten Fertigungsstrecke eine ausreichende Erweichung
'des Stahls der Drähte ermöglicht wird.
Wenn der Draht aus einem Stahl besteht, der ohne sehr langsames Kühlen erweicht werden lann, können die einzelnen Zonen
des Förderers mit gleicher Geschwindigkeit betrieben werden.
L 1300U/1237
Der !Förderer weist einen Aufnahmeabschnitt 21 für die Wicklung
auf, auf den die Ringe fallen und der den gewickelten Draht 1 transportiert; dieser Aufnahmeabschnitt ist direkt
unterhalb des Wicklers 13 angeordnet. 5
Der heiße Draht 1 wird vom Wickler 13 der Warmhaltezone B
nicht direkt, sondern über die offene Zone A zugeführt, um einen Raum zu schaffen, in dem ein Anheben des hinteren
Drahtendes, das häufig auftritt,wenn die Wickeltemperatur
to nicht höher als 8000G liegt, sowie andere Probleme bei dem
Aufwickeln vermieden werden können; ferner ergeben sich dadurch gute Beobachtungsmöglichkeiten vom Arbeitsraum der
Bedienungsperson her, und die Walzintervalle werden verkürzt. Da die Zone A nicht mit der Warmhalteabdeckung abgedeckt
ist, werden die Oberflächen 7 der dicht gepackt en Wicklung,
insbesondere an den Seiten 7a und am Boden Jb des
Querschnitts rascher abgekühlt als der Kern 6a des dichtgepackten Teils, so daß die Temperaturdifferenzen in der
Wicklung erhöht sind. Daher wird die Wicklung in vorteilhafter
Weise in lose gepacktem Zustand befördert, um die Temperatur differ enz innerhalb des Querschnitts der Wicklung
soweit wie möglich zu verringern. Um den Draht in Form der bevorzugten Versatzwicklung auf dem Aufnahmeabschnitt 21
des Förderers direkt unterhalb des Wicklers aufzuwickeln, muß die Fördergeschwindigkeit, die eng mit der Wickelgeschwindigkeit
korreliert ist, oberhalb eines bestimmten Wertes liegen, gewöhnlich nicht unter etwa 6 m/min. Dies
kann man dadurch erreichen, daß man zunächst den Draht 1 in lose aufgewickelter Form 3» etwa gemäß Figur 3b, transportiert,
wobei diese Form durch Erhöhen der Fördergeschwindigkeit in der Zone A erhalten wird; danach wird die Wicklung
in die gewünschte dichtgepackte Form unter Ausnutzung der Stufe 22 zwischen der Zone A und der Warmhaltezone B
überführt; schließlich wird die Fördergeschwindigkeit in
der Warmhaltezone B gegenüber der in der Zone A verringert. Um diese Anforderungen zu erfüllen, beträgt die geeignete
1300U/1237 j
Γ ~l
1 Länge der Zone A vorzugsweise etwa 4 m.
Alternativ kann die diciitgepackte Wicklung 5 direkt auf den
Walzen des Aufnahmeabschnitts 21 am Abgabeende des Wicklers 13 ausgebildet werden. Die Wicklung 5 mit der gewünschten Masse
pro Längeneinheit (zwischen 30 und 550 kg/m) kann auf dem
Abschnitt 21 ausgebildet werden, indem dessen Walzen mit einer vorgegebenen, geeigneten Geschwindigkeit angetrieben
werden.
Unter einer losen oder lockeren Wicklung soll eine Wicklung
verstanden werden, deren Ringdichte geringer ist als die der dichtgepackten Wicklung 5· Dies bedeutet, daß benachbarte
Ringe in Richtung der Bewegungsrichtung der Wicklung in einer lockeren Wicklung 3 ia einem größeren Maße voneinander
getrennt sind als in der dichtgepackten Wicklung 5·
In der Warmhaltezone B wird die dichtgepackte Wicklung 5
mit niedriger Geschwindigkeit befördert und wird langsam
abgekühlt, um durch ferritische und perlitische Transformation ein Erweichen herbeizuführen. Die Kühlgeschwindigkeit
in der Warmhaltezone B muß schrittweise und genau gesteuert werden. Ferner muß der Gesamtquerschnitt der dichtgepackten
Wicklung 5 gleichförmig gekühlt werden. Um Stahldraht mit der gewünschten Qualität zu erhalten, müssen
die Temperaturen, bei der die Abkühlung beginnt, sowie die Kühlgeschwindigkeit festgelegt werden. Nachdem die
Kühldauer und die Transportgeschwindigkeit festgelegt sind, muß die Länge der Warmhaltezone B bestimmt werden. Je kür—
zer die Warmhaltezone B ist, umso kostengünstiger ist die Anlage. Daher muß ein Draht, der eine längere Kühldauer
erfordert, mit einer geringeren Geschwindigkeit transportiert werden und umgekehrt.
In der Warmhaltezone B ist die Temperatur der Ränder 6 der
Wicklung 5, wie vorstehend ausgeführt, am höchsten. Es ist
L 1300U/1237 J
^ JÜOHJZ.Q
daher schwierig, die gesamte Wicklung gleichmäßig abzukühlen, falls nicht aus diesen Teilen Wärme abgegeben wird.
Diese Wärmeabgabe von den Rändern 6 erfolgt in der Warmhalt ezone B durch Fallenlassen und somit Auflockern der
dicht gepackt en Wicklung 5 an den Stufen 22, die am Förderer
in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Es sind mehrere derartige "Lockerungsstufen" 22 vorgesehen, z.B. sechs
Stufen in der Warmhaltezone der beschriebenen Ausführungsform, und an jeder Stufe wird die Temperatur der Ränder 6
:o um etwa 10°C abgesenkt.
Zur schrittweisen Langsamkühlung der dichtgepackten Wicklung 5 wird die Warmhaltezone B in mehrere Abschnitte unterteilt.
Die dargestellte Ausführungsform weist sechs Abschnitte entsprechend der Anzahl der Stufen 22 auf. Um die
Wicklung in geeigneter Weise zu lockern, muß jede Stufe 22 des Förderers 20 etwa 200 bis 4-00 mm hoch sein. Die Neigung
des neigbaren Abschnittes 23 des Förderers zwischen benachbarten Stufen sollte höchstens 5° betragen. Die Wicklung
kann nach rückwärts den Abschnitt 23 des Förderers hinuntergleiten,
falls die Neigung größer ist, und umgekehrt wird die zur Ausbildung der nächsten Stufe erforderliche Länge
des Abschnitts 23 übermäßig groß, falls die Neigung zu klein ist. Die Häufigkeit, mit der die Wicklung aufgelockert werden
muß, kann aus dem Temperaturabfall, der mit jeder Lockerung
erreicht werden kann, und aus der Endtemperatur bestimmt werden.
Als Förderer 20 kann anstelle eines Walzenförderers ein Kettenförderer eingesetzt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Abschnitte 23
zur Einstellung der Neigung beweglich. Falls jedoch die Höhe der Stufen festliegt, können die Abschnitte 23 feststehend.
ausgebildet sein.
1300U/1237
Die Neigung der I1Or der ab schnitte 23 ist bei der dargestellten
Ausführungsform einstellbar, um die Höhe der Stufen 22 zu variieren oder um die Stufen zur Einstellung der Förderhöhe
zu eliminieren. Dieses Merkmal ermöglicht die Einstellung
der Stufenhöhe, um die Kühlgröße bei jeder Stufe zu variieren oder um im Notfall bei Auftreten von Schwierigkeiten
die Wicklung abzunehmen.
Die Umgebungsbedingungen werden entlang den Abschnitten 23
durch Abdecken mit Wärmerückhalt eabdeckungeii 31 reguliert,
die die entsprechenden Abschnitte 23 und die darauf geförderten,
dicht gepackten Wicklungen 5 umschließen.
Die Figuren 6 und 7 zeigen Einzelheiten der Wärmerückhalteabdeckung
31 für einen Abschnitt 23 des Förderers. Die Abdeckung 31, die mittels Stützen 32 in der gewünschten
Höhe gehalten wird, weist einen horizontalen Boden 33 auf
den Stützen 32 auf, wobei der Boden 33 einen kanalförmigen
Querschnitt aufweist und mehrere V/alzen 24 haltert. An dem
Boden 33 ist ein Wandungsabschnitt 33a angelenkt, in dem
ebenfalls Walzen 24 angeordnet sind. Der Boden 33 und der
Wandungsabschnitt 33a bilden den Abschnitt 23 des Walzenförderers.
Eine obere Abdeckung 34 ist über die unteren Wandungsabschnitte 33 und 33a gepaßt. Die obere Abdeckung 34
kann mit Hilfe eines Krans oder mit einer anderen geeigneten
nicht dargestellten Öffnungs- und Schließvorrichtung frei geöffnet und geschlossen werden, und zwar in Abhängigkeit
davon, ob eine langsame Kühlung oder eine Gebläseluftkühlung durchgeführt werden soll. Auf jeder Seite des Abschnitts 23
ist eine Luftdüse 36 schwenkbar an einer Gasleitung 35a befestigt,
die auf jeder Seite der Wärmerückhalteabdeckung 31 vorgesehen ist und mit Hilfe eines Gebläses 35 mit Luft versorgt
wird. Die Düsen 36 werden gemäß Fig. 6 von der Abdeckung 31 weggeschwenkt, wenn die Abdeckung 3I geschlossen
ist, und in eine Stellung oberhalb des Förderabschnittes 23
geschwenkt, um Luft gegen die Wicklung von den beiden Seiten
L 1300U/1237 j
der For der abschnitte zur Gebläseluftkühlung zu "blasen,
wenn die Abdeckung 31 gemäß S1Xg. 8 offen ist.
Der Aufbau der Luftdüsen 36 ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform "beschränkt. Beispielsweise können sie unterhalb
des' Valzentisches 23 angeordnet sein und nur während
der Gebläseluftkühlung in Betrieb genommen werden. Die dargestellte Ausführungsform ist jedoch besonders einfach.
Mehrere Gebläse 37 sind an der Innenseite der oberen Abdeckung
34 befestigt, um die Atmosphäre innerhalb der Abdeckung
31 zu verwirbeln oder umzurühren, um eine im wesentlichen
gleichförmige Temperatur durch Konvektion aufrecht-
15 zuerhalten.
Ein quer zur Bewegungsrichtung der Wicklungen angeordnetes Luftleitblech (Baffle) 4-0 erstreckt sich von der Decke der
oberen Abdeckung 34- nach unten. Die Atmosphäre innerhalb
der Abdeckung wird durch die Gebläse 37 verwirbelt und durch das Baffle 4-0 nach unten gerichtet und zirkuliert so innerhalb
der Abdeckung 34·. Dadurch wird das Eindringen von Außenluft in die Wärmerückhalteabdeckung 3I durch die öffnungen am Eingang bzw. am Ausgang verhindert.
Vorzugsweise wird eine elektrische Heizvorrichtung oder eine andere Heizung an den Seitenwänden der Wärmerückhaiteabdekkung
31 vorgesehen, um eine Temperaturkompensation und Torheizung
vor dem Langsamkühlen vorzunehmen. 30
Die Lager 24-a für jede Walze 24- in dem Walz enf or der ab schnitt
23 sind außerhalb der Abdeckung 3I angeordnet. Eine Walze 24·
ist mit einem Walzenantrieb 39 verbunden, und die übrigen Walzen sind mit der ersteren über eine Antriebskette (nicht
dargestellt) verbunden. Die Geschwindigkeit des Walzenantriebs 39 ist variabel, um die Rotationsgeschwindigkeit der
L 1300U/1237 _j
Walzen und damit die Geschwindigkeit der Wicklung 5 auf dem
Förderer in der gewünschten Weise zu verändern.
Die Walzen 24· des Walzenförderabschnitts 23 werden auf eine
Temperatur unterhalb der der Atmosphäre innerhalb der Abdeckung 31 durch die Wärmeabgabe der Lager, die außerhalb
der Abdeckung 31 angeordnet sind, abgekühlt. Daher kann der
Teil des Querschnitts der Wicklung 5 nahe dem Boden 7b und
insbesondere an den zwei Rändern nahe den Lagern relativ leicht unterkühlt werden. Es ist daher erforderlich, eine
Kompensationseinrichtung für die Wärmeverluste, beispielsweise eine elektrische Heizvorrichtung 4-1 zwischen jedem
Walzenpaar 24-, und zwar jeweils eine Komp ensat ions einrichtung an jeder Seite des Forderabschnittes gemäß den Fig. 6
und 7 vorzusehen, um den Bodenteil der Wicklung zu heizen.
Die elektrischen Heizvorrichtungen 4-1 müssen nicht immer eingeschaltet sein, jedoch sind sie zur temporären Värmeverlustkompensation
eingeschaltet, wenn ein Temperaturabfall
am Wicklungsboden 7b festgestellt wird.
20
In der Mtte in Breitenrichtung des Förderers kann zwischen
jedem Walzenpaar 24- eine Drahtsperrplatte 29 vorgesehen werden, um zu verhindern, daß der erste Drahtring des abgekühlten
Drahtes, der über eine Stufe am Eintrittsende des Förderabschnittes
23 fällt, in den Raum zwischen den Walzen hineinrutscht.
Gemäß Fig. 7 ist eine Hubvorrichtung 26 für den Förderabschnitt
mit dem unteren Ende des Wandabschnitts 33a in der Nähe von dessen Eintrittsende verbunden um dieses Ende
des Walzenförderabschnitts 23 anzuheben und abzusenken.
Der untere Wandungsabschnitt 33a des Walzenförderabschnitts
23 wird abgesenkt, um zum Auflockern der dichtgepackten
Wicklung 5» die auf diesem gekühlt worden ist, eine Stufe
vorzusehen. Die Stufenhöhe kann von 200 bis 4-00 mm variiert werden, und zwar in Abhängigkeit von der Neigung des
L ' 130 OH/123? _j
Γ ~1
"> Abschnitts, die erforderlich ist, um ein Verrutschen der
Wicklung zu verhindern; ferner hängt diese Höhe vom Umfang der in diesem Verfahrensschritt durchzuführenden Kühlung
ab. Zur Gebläseluftkühlung wird das Ende des Van dab Schnitts 33a solange angehoben, bis es im wesentlichen in gleicher
Höhe ist mit dem horizontalen Teil des vorangehenden Walzenförderabschnitts.
Ein Paar Kühldüsen 45 mit seitlichem Abstand (vgl. insbesondere Fig. 9) ist in dem Zwischenraum
zwischen dem Ende des vorangehenden Walzenförderabschnitts
1P und dem abgesenkten Ende des Walzenförderabschnitts 23 vorgesehen.
Die Düsen 45 geben ein Kühlmittel, z.B. ein Gas, das die Atmosphäre innerhalb der Wärmerückhalteabdeckung 3^
bildet, ab und die Temperatur des Kühlmittels ist auf einen Wert eingestellt worden, der geringfügig unterhalb der Wicklungstemperatur
liegt. Das Kühlmittel wird durch die Düsen 45 gegen die Kerne 6a der Ränder 6 der gelockerten Wicklung
geblasen, die über die Stufe fällt.
Das Gas innerhalb der Wärmerückhalteabdeckung wird in eine Saugleitung 46a gesaugt, die am Abgabeende des Walzenförderabschnitts
23 vorgesehen ist, und zwar mit Hilfe eines rotierenden
Gebläses 46, das das angesaugte Gas über eine Leitung und einen Verteiler 48 zu einem Paar Düsen 45 abgibt.
Das Kühlmittel kann auch in anderer Weise angesaugt und abgeblasen werden. Die Kühlmittel düsen 45 sind so ausgerichtet,
daß das Kühlmittel auf die Ränder 6 der Wicklung auftrifft und dadurch die Wirksamkeit der Wärmeabgabe von den
Kernen 6a der dichtgepackten Teile an den Rändern des Querschnitts
der Wicklung 5 erhöht wird.
30
30
Die Wärmerückhalteabdeckung 31 besteht aus einem wärmeisolierenden
Material mit einem Stahlmantel an der Außenseite. Die Anzahl der Abdeckungen 3^ kann beispielsweise entsprechend
der DrahtQualität, den Kühlbedingungen und der Ausle-
gung der Anlage ausgewählt werden. Die Einrichtung zum Lockern der Wicklung innerhalb der Wärmerückhalteabdeckungen
L 1300U/1237 j
■ -36-
ist nicht auf den stufenförmig ausgebildeten, dargestellten
!Förderer beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise
ausgebildet sein. Die Häufigkeit mit der die Wicklung aufgelockert wird, kann ebenfalls entsprechend den Erfordernissen
ausgewählt werden, und zwar unabhängig von der Anzahl der Wärmerückhalteabdeckungen.
Die der Warmhaltezone B folgende Langsamkühlζone C ist insbesondere
vorgesehen, um den dichten Teil der dichtgepackten Wicklung langsam abzukühlen. In der Langsamkühlzone C ist
ein gegenüber der Atmosphäre offener Förderer 27 vorgesehen, und der Draht bleibt bei der Kühlung in der dicht aufgewickelten
Form.
Die Fig. 10 zeigt Kühlkurven für die Wicklung; die Kurve 6 bezieht sich auf die Kerne 6a der Ränder 6 und die Kurve 7
auf die Außenflächen. Während der Zeit T durchläuft die Wicklung die Warmhaltezone B. Wenn der Draht unmittelbar nach
T rasch abgekühlt wird, drehen sich die Kurven gemäß den Pfeilen a und c. Dadurch erhält man die gewünschte Abkühlung
sowie die angestrebte Qualität an den Außenflächen 7.
Der dichtgepackte Rand 6 wird jedoch nicht in geeigneter Weise langsam gekühlt, was zu höherer Zugfestigkeit und erheblichen
Qualitätsunregelmäßigkeiten führt. Wenn die dichtgepaGkte Wicklung 5 auch nach dem Verlassen der Warmhaltezone
B mit niedriger Geschwindigkeit transportiert wird, so wird der Teil 6 gemäß dem Pfeil b in Figur 10 zusammen mit
den Außenflächen langsam abgekühlt, so daß die Qualitätsunterschiede innerhalb der Wicklung eliminiert werden.
In der Sehnellkühlζone D wird der auf dem Förderer 27 langsam
abgekühlte Draht rasch auf eine Temperatur abgekühlt, die nicht höher als 55O°C liegt und ein Aufwickeln ermöglicht.
Dieses Schnellkühlen erfolgt mit Gebläseluft aus einer Luftleitung 55» die mit Luft von einem Gebläse, z.B.
einem der Gebläse 35, versorgt wird. Da die dichtgepackte
Wicklung zu einem instabilen Aufwickelvorgang auf dem Wickler 57 führt, wird die Fördergeschwindigkeit in der Schnell-
L 130014/1237
kühlzone D erhöht, um die dichtgepackte Wicklung aufzulockern.
Zwischen der Langsamkühlzone C und der Schnellkühlzone D ist eine Stufe 22 vorgesehen, um die Wicklung
unter gleichzeitigem Auflockern gleichmäßig auf den Förderer 28 zu überführen, dessen Geschwindigkeit größer ist als die
des Förderers 27. In der Mitte der Schnellkühlzone D kann
eine Stufe vorgesehen seinem die Fördergeschwindigkeit für die Wicklung allmählich zu erhöhen.
Die so gebildete, aufgelockerte Wicklung 3 wird auf einem Förderer 29 horizontal zu der Endzone E geführt.
Folgende Längen sind für die einzelnen Zonen der erfindungsgemäßen
Kühlvorrichtung "bevorzugt: Zone A: 4 m; Warmhaltezone
B: 6 Abschnitte zu je 6 m, d.h. 36 m insgesamt; Langsamkühlzone
C: 6m; Schnellkühlζone D: 2 Abschnitte zu jeweils
6 m, d.h. insgesamt 12 m; die Gesamtlänge beträgt dann 58 m zuzüglich der Endzone E von 8 m Länge.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
nachstehend im Zusammenhang mit dem Langsamkühlen als Beispiel beschrieben.
Nach dem Abkühlen auf die gewünschte Temperatur mit Hilfe der Wasserkühldüse 11 wird der warmgewalzte Draht über die
Klemmwalzen 12 dem mit diesem verbundenen Wickler 13 zugeführt, der den Draht zu einer endlosen, lockeren Wicklung
auf dem Walzenförderer 21 zur Aufnahme der Wicklung formt.
Zum Betrieb der Vorrichtung ist, wie vorstehend erläutert, die Anfangszone A erforderlich, jedoch wird vorzugsweise
deren Länge minimal gehalten und die Wicklung dort mit hoher Geschwindigkeit befördert, da die Wicklung andernfalls abkühlen
würde und sich somit deren Temperatur-Variationen erhöhen wurden. Wenn die Fordergeschwindigkeit in der
Zone A lediglich erhöht wird, überlappt das Kopfende der
L ' 130QU/1237 J
zugeführten Wicklung mit dem hinteren Ende der vorangehenden
Wicklung in der Warmhaltezone B, in der die Transportgeschwindigkeit gering ist, falls nicht ein ausreichender
Zeitraum zwischen dem Anschluß des Wickelvorgangs der vorangehenden Wicklung unddem Beginn des Wickelvorgangs der nächsten
Wicklung gegeben ist. Wenn Jedoch dieser Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Wicklungen besteht, so führt
dies zu längeren Intervallen zwischen dem Walzvorgang mit sich daraus ergebender geringerer Produktivität.
10
Um zwischen aufeinanderfolgenden Wicklungen, die mit kurzen
Walzintervallen hergestellt wurden, einen ausreichenden Abstand zu erhalten, wird die Vorrichtung erfindungsgemäß so
betrieben, daß die Jördergeschwindigkeit in der Zone A allmählich
zunimmt. Die Jördergeschwindigkeit in der Zone A wird zunächst auf die niedrigste Geschwindigkeit, z.B.
6 m/min eingestellt, bei der eine gute Wicklung von versetzten Ringen am Beginn des Wickelvorgangs ausgebildet werden
kann; danach wird die Geschwindigkeit beim fortschreitenden Wickelvorgang erhöht und wird schließlich auf einen hohen
Wert eingestellt, um eine vollständige Abgabe des rückwärtigen Endes der Wicklung in die nachfolgende Warmhaltezone B
während des Zeitraums nach dem Abschluß des Wickelvorgangs
und dem Beginn des nächsten Walzvorgangs zu ermöglichen.
25
Die I"ig. 11 zeigt die .Änderung der Fördergeschwindigkeit in
einer 4- m langen Zone A zur Bearbeitung von Draht mit 5*5 mm
Durchmesser, der in Intervallen i von 10 Sekunden in einer Uettowalzzeit T von 177 Sekunden gewalzt wird. Wenn die
Fördergeschwindigkeit in der Zone A gemäß 3?ig. 11 zunimmt, so hat die in der Warmhaltezone B ausgebildete Wicklung 5
eine gleichförmige Ringdichte. Bei Abschluß des Wicklungsvorgangs wird die Wicklung mit einer Geschwindigkeit von
mindestens 19 m/min zur Warmhaltezone B transportiert.
Wenn der DrahtWicklungsvorgang für die nächste Windung beginnt,
kehrt die i*ör der geschwindigkeit auf den ursprünglichen
L 1300U/1337 J
Wert von 6 m/min zurück. Dadurch verbleibt ein ausreichender
Zwischenraum zwischen dem rückwärtigen Ende der vorangehenden Wicklung und dem Kopfende der nächsten Wicklung» wenn
letztere in die Warmhaltezone B eintritt. Im Vergleich zu üblichen Walζint ervallen von 5 Sekunden führen die 10 Sekunden
langen Intervalle gemäß der Erfindung nicht zu einem wesentlichen Produktivitätsabfall.
Die Fördergeschwindigkeit in der Zone A ist nicht an den Verlauf
in Pig. 11 gebunden. Der optimale Verlauf kann in Abhängigkeit von der Walzzeit und dem Drahtdurchmesser ausgewählt
werden. In der Praxis werden die Geschwindigkeiten für mehrere verschiedene Drahtdurchmesser so vorherbestimmt,
daß ein geeigneter Geschwindigkeitsverlauf für den Durchmesser
eines bestimmten, zu walzenden Drahtes automatisch ausgewählt wird. Der Walzenantrieb des Wicklungsaufnahmeförderers
21 in der Zone A wird entsprechend dem ausgewählten Geschwindigkeitsverlauf gesteuert.
Nachstehend wird erläutert, wie die dichtgepackte Wicklung
5 in der Warmhaltezone B verformt wird, wenn die JPördergeschwindigkeit
in der Zone A in der vorstehenden Weise geändert wird. Gemäß Fig. 5 wird die Wicklung aus der Zone A
in die nachfolgende Warmhältezone B abgegeben. Selbst wenn
zwischen den beiden Zonen eine Differenz der Fördergeschwindigkeiten
besteht, wird die Wicklung wegen der Stufe 22 zwischen diesen beiden Zonen gleichmäßig übernommen.
Die Ringdichte der Wicklung, d.h. die Ringanzahl pro Einheitslänge
der Wicklung, ist in der Aufwickelzone R konstant, da der Draht 1 hier mit einer festen Walzgeschwindigkeit
zugeführt wird. In der Zone A nimmt die Ringdichte der
Wicklung progressiv ab, da die Fördergeschwindigkeit , progressiv
zunimmt. Durch die Bewegung aus der Zone A in die Warm-, haltezone B, wo die Fördergeschwindigkeit niedrig ist, werden
die Ringe 2 eng gepackt und bilden eine dichtgepackte
L 1300U/1237 J
Wicklung 5· In der Zone A nimmt die Dichte der Ringe 2 progressiv
ab, jedoch werden sie mit" progressiv zunehmender Geschwindigkeit
transportiert. Daher hat die in der Warmhaltezone B gebildete Wicklung 5 in Bewegungsrichtung des För-
5 derers eine gleichmäßige Dichte.
Nachstehend wird mit Bezugnahme auf die Fig. 12a bis 12f die erfindungsgemäße Förderbewegung für die Wicklung näher
erläutert. 10
Mit der in Fig. 12a schematisch dargestellten Fertigungsstrecke wird ein Draht von 5»5 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit
von 61 m/sek gewalzt. Der Legewickler 13 wickelt den Draht zu Ringen mit 1100 mm Durchmesser auf,
die dann auf den Förderer in der nächsten Zone A fallen. In dieser 4- m langen Zone A wird die Fördergeschwindigkeit
von einem Anfangswert von 6 m/sek gemäß dem Gültigkeitsverlauf in Fig. 11 erhöht. In der nachfolgenden Warmhaltezone
B beträgt die Fordergeschwxndigkeit 3 m/min. Die Kettowalzdauer
für jeden Barren beträgt 177 Sekunden bei einem WaIzintervall
von 10 Sekunden.
Unter diesen Bedingungen erhält man in der Warmhaltezone B eine dichte Wicklung 5 mit einer ausreichenden Ringdichte
von etwa 400 Ringen pro m. Gemäß den Fig. 12b bis 12f wird zwischen den aufeinanderfolgenden Wicklungen ein ausreichender
Zwisöx enraum aufrechterhalten. Gemäß Fig. 12b gibt eine
vorangehende Wicklung 5a die Zone A innerhalb des 10 Sekunden dauernden Walzintervalls frei, das dem Wickelende folgt.
Das Wickeln der nächsten Windung 5b beginnt nicht bis das
rückwärtige Ende der vorangehenden Windung 5a in die Warmhaltezone
B eingetreten ist. Am Beginn des Wickelvorgangs beträgt die Fördergeschwindigkeit in der Zone A 6 m/min.
Wenn das Kopfende der nächsten Wicklung 5b das hintere Ende
der Zone A gemäß Fig. 12c erreicht, ist das rückwärtige Ende der vorangehenden Wicklung 5a etwa 1,5 m weiter in der Warm-
L 130QU/1237 J
r -W- . π
haltezone B. Selbst nach, der Bewegung in die Warmhaltezone B
ist das Kopfende der nächsten Wicklung 5b noch, von dem rückwärtigen
Ende der vorangehenden Wicklung 5a mit einem Abstand
1 Ton etwa 400 mm getrennt (vgl. Fig. 12d), obwohl der Ringdurchmesser 1100 mm beträgt. Beim Abschluß des Wickelvorgangs
wird die vorangehende Wicklung 5a gemäß Fig. 12e mit erhöhter Geschwindigkeit transportiert. Die Fig. 12f
zeigt das Ende der Abgabe der vorangehenden Wicklung 5a aus
dem ersten Teil der Langsamkühlzone B und Abgabe der gesamten nächsten Wicklung 5b zum ersten Teil der Langsamkühlzone.
Transportiert von den Walzenförderabschnitten 23 tritt die
so gebildete, dichtgepackte Wicklung 5 in die Wärmerückhalt
eabdeckung 31 eiQ und wird entsprechend der gewünschten
Kühlkurve abgekühlt und dabei durch den geneigten Walzenförderabschnitt
23 mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min transportiert. Die einzelnen Abschnitte innerhalb der Wärmerückhalt
eabdeckung 31 werden auf vorgegebenaiTemperaturen
gehalten. 20
Die in die Abdeckung 31 eintretende, dichtgepackte Wicklung
5 speichert noch die Wärme vom Warmwalzen her. Die Atmosphärentemperatur innerhalb der Abdeckung 31 wird durch
die von dem Draht 5 abgegebene Restwärme gesteuert. Es muß daher von außen keine Wärme zugeführt werden. Mit Hilfe der
Rührgebläse 37 und/oder anderer geeigneter Umwälzeinrichtungen
wird die Atmosphärentemperatur innerhalb der Abdek~ kung 31 gleichförmig aufrechterhalten, so daß die Querschnittsteile
der Wicklung nahe der Außenflächenteile 7 des Querschnitts der Wicklung 5 langsam auf eine gleichmäßige
Temperatur abgekühlt werden. Die zwischen den Walzen 24 vorgesehene Wärmeverlust-Kompensationseinrichtung
kann gegebenenfalls eingeschaltet werden, um einen Wärmeverlust auf den beiden Seitenflächen 7a und auf den Bodenflächen
7b der Wicklung 5 zu kompensieren, die besonders leicht zu stark abgekühlt werden.
L 130014/1237 J
Γ - 42
Die über den Walzenförderabschnitten 23 sich, bewegende,
dichgepackte Wicklung 5 wird beim Überschreiten der Stufe
aufgelockert oder gelöst und fällt auf den nachfolgenden Walzenforderabschnitt. Die Düsen 45 blasen ein Kühlmittel
gegen die gelockerten, fallenden Wicklungsringe. Als Kühlmittel kann das gleiche Gas verwendet werde, das die Atmosphäre
innerhalb der Abdeckung 31 bildet und das umgewälzt und auf unter die Anfangstemperatur abgekühlt worden ist.
Durch diese Kombination mit dem Auflockern der Wicklung und Anblasen mit einem Kühlmittel wird Wärme von den Kernen 6a
der dichtgepackten Ränder 6 wirksam abgeführt; die Kerne 6a
sind die heißesten Teile in der dichtgepackten Wicklung 5· Wie vorstehend beschrieben, wird durch das Umwälzen oder
Umrühren des Gases innerhalb der Abdeckung 31 und gegebenenfalls
durch eine Temperaturkompensation am Boden der Wicklung die Temperatur der Außenfläche der dichtgepackten Wicklung
5 vergleichmäßigt. Daher führt das Auflockern der Wicklung und das Anblasen mit einem Kühlmittel zu im wesentlichen
gleichmäßigen Temperaturen an verschiedenen Stellen der Ringe, aus denen die gepackte Wicklung 5 aufgebaut ist;
diese gleichmäßige Temperatur liegt sowohl in Längsrichtung als auch im Querschnitt der Wicklung vor. Dies bedeutet,
daß das ein- oder mehrmalige Auflockern der Wicklung 5 mit
oder ohne Zufuhr von Kühlmittel durch die Düsen zu den Kernen 6a der dichtgepackten Ränder 6 die Temperaturdifferenz
zwischen den Mittelteilen des Querschnitts der Wicklung und den Bodenteilen stark reduziert. Bei dem vorbekannten Verfahren
gemäß 51Xg. 2 ist dies dagegen schwer zu erreichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit das Erweichen aller Stahlarten ohne Unterkühlung und ohne die Kerne
der Wicklung in untransformiertem Zustand zu belassen.
Vorzugsweise werden die Kühldüsen 45 so positioniert, daß
sie das Kühlmittel gegen die Rückseite der Wicklung (in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Wicklung) blasen.
Die Ausrichtung der Düsen 45 auf die Ränder 6 der Wicklung
L 1300 U/12-3 7
J
und im wesentlichen in Bewegungsrichtung der Wicklung
(vgl. Pig. 13) erhöht in starkem Maße den Wirkungsgrad bei der Wärmeabgabe aus den dichtgepackten Teilen der Wicklung.
Die Fig. 14 zeigt schematisch einen vertikalen Querschnitt in Längsrichtung einer Wicklung, die über eine Stufe zwischen
Abschnitten des Walzenförderers läuft. Die Wicklung 5
ist hier mit dem Bezugszeichen 8 versehen und ist mit durchgezogenen Linien eingezeichnet. Die Düsen 45 blasen das
Kühlmittel gegen die aufgelockerte, herabfallende Wicklung und sind auf die Ränder 6 der Wicklung gerichtet. Die Düsen
45 sind vorzugsweise in vertikaler Richtung über einen Winkel von etwa 7° verschwenkbar, wobei der schraffierte
Bereich, der sich von den Düsen 45 aus erstreckt, schematisch die Ausbreitung des versprühten Kühlmittels darstellt.
Die Kühlmitteltemperatur ist niedriger als die Temperatur
des Drahtes, und insbesondere niedriger als die Temperatur der heißen Drahtteile. Wenn jedoch die Kühlmitteltemperatur
zu gering ist, so werden die Außenflächen 7 in der Fähe der
Ränder 6 zu stark gekühlt. Wenn die Kühltemperatur zu hoch ist, so ist die Wärmeabgabe der Kerne 6a der Ränder 6 unge-*
nügend. Daher muß die Kühlmitteltemperatur in einem geeigneten Bereich gehalten werden. Die Fig. 15 zeigt die Auswir-
kungen des Kühlmittels, das mit 100 bis 400 mN 5/h an die
heißen Teile einer Wicklung aus einem Draht mit 5» 5 mm.
Durchmesser geblasen wird. Dadurch soll die Wärmeabgabe so groß sein, daß die Wicklungstemperatur an den heißen Kernen
6a der Ränder 6 bei Jedem Überschreiten einer Stufe durch die Wicklung um 4 bis 15°C vermindert wird. Gemäß
Fig. 15 liegb die bevorzugte Kühlmitteltemperatur bei 100 bis
35O°C. Dieser Temperaturbereich des Kühlmittels liegt an der Spitze der Düsen 45 vor.
Es ist besonders vorteilhaft, die Temperatur des aus den Düsen 45 austretenden Kühlmittels zu steuern. Zu diesem
L 1300U/1237
Zweck ist eine Temperaturmeßeinrichtung, "beispielsweise
ein kontaktloser Abtasttemperatursensor 61,zwischen den
Düsen 4-5 an der Stufe 22 gemäß Fig. 16 vorgesehen. Der kontaktlose oder berührungsfreie Abtasttemperatursensor 61
tastet die aufgelockerte Wicklung ab und mißt die Temperatur an verschiedenen Teilen der lose fallenden Ringe der
Wicklung 5 und weist einen Spitzenwertspeicher auf, um die höchste gemessene Temperatur zu speichern. Das Ausgangssignal
wird dann einer Temperatursteuereinrichtung 64· zugeführt. Die Düsen 4-5 blasen das auf die gewünschte Temperatur
eingestellte Kühlmittel an den Teil der Wicklung, wo die Spitzentemperatur gemessen worden ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist das-Kühlmittel das Gas, das aus dem Auslaßende der Wärmerückhalteabdeckung 31 abgezogen
wird. Daher muß die Temperatur des Gases auf. die gewünschte Temperatur eingestellt werden.
Die Einrichtung zum Einstellen der Temperatur des Kühlmittels auf die gewünschte Temperatur wird durch eine KaItlufteinlaßleitung
mit einem Kaitluft-Mischventil 67, wobei
die Einlaßleitung mit der Leitung 4-7 in Strömungsrichtung
hinter dem Einlaß 4-6a in Verbindung steht, und durch die Temperatursteuer einrichtung 64- gebildet. Die vom Sensor 61
ermittelte Temperatur führt zu einem Signal für das Mischventil, um dieses so ausreichend zu öffnen, daß genügend
kaltes Gas (oder Luft) zur Verminderung der Temperatur des Gases auf die gewünschte, in der Temperatursteuereinrichtung
vor eingestellte Temperatur eingeleitet wird; das überschüsr-
abgezogen,
sige Gas wird aus der Abdeckung 31 /In den Leitungen von dem Verteiler 4-8 zu den Düsen 4-5 ist ein Thermometer 65 vorgesehen, dessen Ausgangssignal mit Hilfe eines Temperaturkonverters umgewandelt und der Temperatursteuereinrichtung 64- zugeführt wird, um mit Hilfe des Ausgangssignals das Mischventil 67 zu schließen, wenn die gewünschte Tempera-
sige Gas wird aus der Abdeckung 31 /In den Leitungen von dem Verteiler 4-8 zu den Düsen 4-5 ist ein Thermometer 65 vorgesehen, dessen Ausgangssignal mit Hilfe eines Temperaturkonverters umgewandelt und der Temperatursteuereinrichtung 64- zugeführt wird, um mit Hilfe des Ausgangssignals das Mischventil 67 zu schließen, wenn die gewünschte Tempera-
35 tür des Kühlmittels erreicht ist.
1300U/1237 J
■ -45-
Die Düsen 45 blasen das Kühlmittel mit der so eingestellten
Temperatur an die herabfallende Wicklung 5» wo die Temperatur über dem gewünschten Wert liegt, so daß die Temperaturvariationen
an den verschiedenen Teilen der Wicklung ver-
5 ringert werden.
Wie vorstehend ausgeführt, wird das bei der hier erläuterten Ausführungsform verwendete Kühlmittel durch Vermischen
des heißen Gases aus der Wärmerückhalteabdeckung 31 mit kalter Luft von außerhalb der Abdeckung, hergestellt. Daher
muß ein Gleichgewicht zwischen der Menge Q^. des aus der
Wärmerückhalteabdeckung 31 abgezogenen Gases und der Menge 0,2 des Kühlmittels aufrechterhalten werden, um das Volumen
des Gases innerhalb der Abdeckung 31 konstant zu halten.
Zur Aufrechterhaltung dieses Gleichgewichts ist eine Einrichtung mit zwei Strömungsmeßgeräten 73 und 78 vorgesehen,
von denen das erste zur Überwachung der Menge Q^. und das
zweite für die Überwachung der Menge Q~ vorgesehen ist.
In der Leitung 46a ist ein Thermometer 7I vorgesehen, dessen
Ausgangssignal mit Hilfe eines Temperaturkonverters 72
umgewandelt und einem Strömungssteuergerät 73 zugeführt
wird; ferner ist ein Strömungsmeßgerät 68 vorgesehen, dessen Ausgangssignal mit Hilfe eines Strömungsgeschwindigkeitskonverters
69 umgewandelt und dem Strömungssteuergerät 73 zugeführt wird. Die Temperatur sowie die Strömungsraten
werden zur Ermittlung der Strömungsmenge benutzt, und ein Ausgangssignal des Steuergeräts 73 wird einem Strömungsmengensteuerventil
74 in der Leitung 46a zugeführt, so daß die tatsächliche Strömungsmenge in der Leitung einen vorgegebenen
Wert nicht übersteigt. Das Strömungssteuergerät . 73 führt ferner ein Ausgangssignal dem Strömungssteuergerät
78 zu, das die tatsächliche Strömungsmenge in der Leitung 46a angibt. Wie vorstehend ausgeführt, ist in den
Leitungen vom Verteiler 48 zu den Düsen 45 ein Thermometer
65 vorgesehen, dessen Ausgangssignal ebenfalls dem Strö-
L 1300U/1237 J
mungssteuergerät 78 über einen Konverter 66 zugeführt wird;
ferner ist in den Leitungen zwischen dem Verteiler 4-8 und
den Düsen 4-5 ein Strömungsmeßgerät 75 vorgesehen, dessen
Ausgangssignal dem Strömungssteuergerät 78 über den Konverter
76 zugeführt wird. Die Strömungsmenge in den Leitungen
wird durch das Strömungssteuergerät 78 bestimmt und mit der
Strömungsmenge in der Leitung 46a verglichen; das Ausgangssignal des Geräts 78 steuert das Steuerventil 80 für die
Strömungsmenge in der Auslaßleitung 79» die von der Leitung 47 abzweigt, um die Mengen CL· und Q2 aufeinander abzustimmen.
Als Steuergeräte sowie deren Verbindungsteile . kann beispielsweise
ein Gerätesatz bestehend aus Analog- und Digital-Geräten verwendet werden, der von Yokogawa Electric Works,
Ltd. Japan, unter dem Handelsnamen XEWPACK vertrieben wird.
Andere konventionelle Geräte können ebenfalls verwendet werden.
Die auf den Walzenförderabschnitten 23 transportierte,
dichtgepackte Wicklung 5 wird so beim Durchlauf durch die aufeinanderfolgenden Abschnitte abgekühlt und verläßt
schließlich die Wärmerückhalteabdeckung, wobei die gewünschte Metalltransformation abgeschlossen ist.
Die dichtgepackte Wicklung 5 wird dann auf dem Walzenförderer 27 langsam abgekühlt. Durch Erhöhen der Geschwindigkeit
des nachfolgenden Förderers 28 wird die Wicklungsdichte vermindert. Die Wicklung wird dann rasch auf die
gewünschte Temperatur in der Schnellkühlzone D abgekühlt und durch einen Wickler 57 aufgewickelt.
Die mit dieser Ausführungsform erreichte Kühlgeschwindigkeit
beträgt etwa O,1°C/sek. Eine gleichmäßige Abkühlung ist jedoch auch mit einer Kühlgeschwindigkeit von 0,05 bis
1,0°0/sek und eine Langsamkühlung mit 0,2 bis 1,O°C/sek
L 130014/1237 J
Γ -47-
durch Auswahl einer geeigneten Fordergeschwindigkeit möglich.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ermöglicht ferner ein leichtes Umschalten zur Gebläseluftkühlung, d.h. ein Abkühlen
mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20°C/sek auf der gleichen Fertigungsstrecke. Zur Durchführung der Gebläseluftkühlung
wird die obere Abdeckung 34- der Wärmerückhalteabdeckung
31 entfernt, und die Druckluftdüsen 36 werden in
die Stellung gemäß Fig. 8 verschwenkt; ferner werden die ■
*° Stufen in dem ValzenfÖrderer durch Betätigen der Hubvorrichtung
26 beseitigt, indem die neigbaren Teile der Abschnitte 23 in die horizontale Lage angehoben werden. Die Geschwindigkeit
der Walzenförderabschnitte 23 wird ebenfalls erhöht.
Die Luftdüsen 36, die mit dem Gebläse 35 verbunden sind, blasen kalte Luft von beiden S.eiten des Förderers auf
die Wicklung, die auf den Walζenforderabschnitten 23 transportiert
wird. Die Kühlgeschwindigkeit beträgt bei dieser Betriebsart etwa 10 bis 20°C/sek.
Zweite Ausführungsform Die Fig. I7 bis 19 zeigen eine Doppelkühlstrecke, bei der
eine Bodenkühlteilstrecke mit Gebläseluftkühlung durch die erfindungsgemäße Langsamkühlstrecke ersetzt werden kann,
wenn anstelle der Gebläseluftkühlung eine Langsamkühlung
25 erwünscht ist.
Am Eintrittsende (links in den Fig. I7 und 19) ist ein
Legewickler I3 vorgesehen, der den warmgewalzten Draht
wickelt und dann der nachfolgenden Kühlstrecke zuführt. Nicht dargestellt sind das Warmwalzwerk und die Wasserkühleinrichtung,
die vor dem Wickler 13 angeordnet sind. Die Doppelkühlstrecke weist eine Kühlstrecke J für Gebläseluftkühlung
und eine Langsamkühlstrecke K auf, die zueinander
parallel angeordnet sind. Hinter der Doppelkühlstrecke ist . ein Einzelförderer 85» beispielsweise ein Walzenförderer,
vorgesehen. Am äußersten Ende des Förderers 85 ist eine
L 1300H/1237 J
Γ - 48 - Π
303^528 Wiederaufwickelvorrichtung 57 vorgesehen, um den abgekühlten
Draht aufzuwickeln.
Gemäß Fig. 19 weist die Kühlstrecke J einen Transferförderer 86, "beispielsweise einen Kettenförderer, zum Transportieren
des aufgewickelten Drahtes vom Wickler 13 sowie mehrere Luftgebläse 87 auf, die unterhalb des Förderers 86 und entlang
diesem in Bewegungsrichtung des aufgewickelten Drahtes im Abstand angeordnet sind. Gemäß den Fig. 18 und 19 wird
die Luft von den Luftgebläsen 87 durch eine Leitung 88 und
dann durch öffnungen, die in einem Deck 89 direkt unterhalb des Kettenförderers 86 ausgebildet sind, und schließlich
gegen den aufgewickelten Draht auf dem Förderer geblasen.
Die Langsamkühlstrecke K gemäß den Fig. 17 und 18 ist im
wesentlichen die gleiche wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, und gleiche oder ähnliche Teile
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem Walzenförderer 91 sind jedoch die verschiedenen Abschnitte
feststehend und zum Indern der !Neigung nicht beweglich.
Bei dieser Ausführungsform können die beiden Kühlstrecken J und K, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind, seitlich gegenüber einer Linie zwischen dem Wickler 13 und dem Förderer 85 verschoben werden, so daß die eine
oder die andere der beiden Kühlstrecken benutzt werden kann. Hierfür sind Schienen 95 vorgesehen, die sich im wesentlichen
senkrecht zu dieser Linie erstrecken. Ein Verschiebewagen 97 ist auf den Schienen angeordnet und kann sich dort
frei vor und zurück bewegen; ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat 96 ist mit dem Wagen 97 verbunden, um
diesen zu bewegen. Der Wagen 97 trägt die gesamten Bauteile, die die beiden Kühlstrecken J und K bilden. Ein flexibles
Kabel 98 ist mit dem Wagen 97 verbunden, um diesem etwa für die Heizeinrichtungen und Motoren elektrische Energie
zuzuführen.
L 1300U/1237 J
Die Kettenförderer 86 der Kühlstrecke J und der Walzenförderer
91 der Kühlstrecke K sind auf dem Vagen 97 auf Stützen
99 in der gleichen Höhe abgestützt. Auf der Außenseite der "beiden Kühlstrecken und zwischen diesen ist ein Boden
100 angeordnet. In den Fig. 17 "bis 19 ist die Kühlstrecke J
mit dem Wickler 13 und dem .Förderer 85 ausgerichtet. Um
die Kühlstrecke K in die ausgerichtete Stellung zu verschieben, wird das hydraulische Kolben-Zylinder-Aggregat 96 betätigt,
um den Wagen 97 nach rechts in die strichpunktierte Position zu bringen; dadurch wird die Langsamkühlstrecke K
mit dem Wickler 13 und dem Förderer 85 ausgerichtet. Der
Hub des Kolben-Zylinder-Aggregates 96 ist so voreingestellt,
daß er dem seitlichen Abstand zwischen den beiden Kühlstrecken entspricht.
Wenn ein kohlenstoffreicher Stahldraht behandelt werden
soll, wird die Kühlstrecke J mit Gebläseluftkühlung in die
ausgerichtete Position gebracht, so daß der von dem Wickler 13 abgegebene, gewickelte, warmgewalzte Draht über den
Kettenförderer 86 transportiert wird. Bei diesem Transport bläst das Luftgebläse 87 das Kühlmittel von unten gegen den
aufgewickelten Draht und kühlt diesen mit 10 bis 20°C/sek rasch ab. Der abgekühlte, aufgewickelte Draht wird dann
durch den Förderer 85 zum Wickler 57 transportiert. 25
Falls dann ein niedriglegierter Stahldraht behandelt werden soll, wird das Kolben-Zylinder-Aggregat 96 betätigt, um den
Wagen 97 anzutreiben und die Kühlstrecke J mit Gebläseluftkühlung beiseite zu schieben und die Langsamkühlstrecke K
in die ausgerichtete Position zu bringen.
Anstelle des hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregates kann zum Verschieben der Kühlstrecken auch irgendein anderer
geeigneter Antrieb verwendet werden. 35
Die vorliegende Ausführungsform weist somit mehrere parallele
L 1300U/1237 -1
Wärmebehandlungsstrecken auf, die zwischen dem Legewickler
und der Wiederaufwickelvorrichtung angeordnet und in Abhängigkeit
von der gewünschten Betriebsart zu letzteren ausgerichtet selektiv bewegbar sind. Dies kann durch Verschieben
der gewünschten Wärmebehandlungsstrecken senkrecht zur Bewegungsrichtung des aufgewickelten Drahtes an einer Stelle
entlang dessen Transportweg erfolgen, um die gewünschte Wärmebehandlung an dieser Stelle entlang der Strecke vorzunehmen.
10
10
Modifikationen der Vorrichtungskomponenten Der Förderer
Der Aufnahmeabschnitt des Förderers für die Wicklung kann
beispielsweise gemäß Fig. 20 modifiziert sein. Dieser Abschnitt weist zwei Walzenförderabschnitte 105 und 106 auf.
Der Abschnitt 105 ist vom Förderer 106 getrennt und ist mit
seinem Ablaufende an dem Einlaufende
des Förderers 106 mittels eine Gelenks
20 107 angelenkt. Unter dem Einlaufende
des Förderabschnitts 105 ist eine Einrichtung zum Anheben
und Absenken des Förderers vorgesehen. Diese hier dargestellte Einrichtung ist beispielsweise ein Kolben-Zylinder-Aggregat,
dessen oberes.Ende der Kolbenstange an dem
Einlaufende des ForderabSchnitts 105 angelenkt
ist. Die Länge des FörderabSchnitts IO5 kann beliebig
gewählt werden, muß jedoch zumindest so lang sein, daß die Drahtringe, die von dem Wickler I3 herabfallen, in einer
bestimmten Länge der Spule 2 gebildet werden können.
Wenn eine dichtgepackte Wicklung gebildet werden soll, wird die Einrichtung 100 betätigt, um das Ende des Walzenförderabschnitts
105 anzuheben und diesen so von dem Wickler I3
nach unten zu neigen. Die von dem Wickler 13 abgegebenen
35 Ringe 2 fallen auf den Förderabschnitt 105, dessen
Einlaufende nunmehr angehoben ist, so daß es
13D0U/1237 J
1 näher an dem Wickler 13 ist als das .Ablaufende;
dadurch wird die gewünschte ,dichtgepackte Wicklung ohne laminares Rutschen gebildet. Die Walzenförderabschnitte
105 und 106 werden mit Geschwindigkeiten angetrieben,
die zur Bildung einer dichtgepackten Wicklung geeignet
sind.
Wenn die Neigung des Walzenförderabschnitts 105 zu gering
ist, kann die gewünschte Wicklung wegen des laminaren Rutschens nicht ausgebildet werden, d.h. Verrutschen der oberen
Ringe in Vorwärtsrichtung oder seitlich über die unteren Ringe. Wenn die Neigung zu groß ist, kann der aufgewickelte
Draht über den Förderer nach unten rutschen. Bevorzugt sind Neigungswinkel oC für den Walzenförderabschnitt
105 von etwa 0 bis 5° gemäß Fig. 21. Ferner sollte der Winkel ß zwischen dem Forderabschnitt 105 und der Achse
der von dem Wickler 13 abgegebenen Ringe vorzugsweise von
0 bis 5° betragen.
Wenn die Ausbildung einer dichtgepackten Wicklung nicht erforderlich
ist, wird der Walzenförderabschnitt 105 gemäß
der gestrichelten Linie a in Fig. 21 horizontal positioniert.
Falls nach dem Aufnahmeabschnitt an der Strecke Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise Verhaken der Wicklung an
dem Förderer, so wurde bisher der Walzenförderabschnitt
so geneigt, daß das Einlaufende
niedriger liegt als das Ablaufende
niedriger liegt als das Ablaufende
(vgl. die strichpunktierte Linie b in Fig. 21). Diese Umkehr
der Neigung führt jedoch zu einem erheblichen Aufbau von Wicklungen zwischen dem Wickler und dem Förderer gemäß
Fig. 22, was einen erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand
nach Beseitigung des ursächlichen Problems erfordert. 35
Bei Auftreten von Schwierigkeiten bei der erfindungsgemäßen
L 130ÖU/1237 J
Γ - 52 -
Vorrichtung wird der Förderabschnitt 105 vom Einlaufende
(vom in Transportrichtung vorderen Ende) nach unten geneigt, und die Wicklung wird gemäß Fig. 23 nicht in starkem
Maße aufgestapelt; nach Beseitigung der Schwierigkeiten kann daher die Bearbeitung leicht wieder aufgenommen werden.
Durch die Verwendung eines abgestuften Förderers wird der zum Auflockern der Wicklung erforderliche Arbeitsaufwand
im wesentlichen ausgeschaltet, und nach dem Wiederaufwikkein
wird eine gute Wicklungsform sichergestellt. Die . Fig. 24 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform
der Abschnitte 23 des abgestuften Förderers 20 in Fig. 5·
Dieser abgestufte Förderabschnitt ist für einen gewickelten Draht mit Ringen 2 mit 1100 mm Durchmesser vorgesehen.
Zwischen einem ersten Förderabschnitt 112 und einem anschließenden
Förderabschnitt II3 ist eine 200 bis 400 mm
hohe Stufe 114 vorgesehen. Ein 1500 mm langes Plateau 115
entsprechend dem Wandabschnittyin den Fig. 6 und 7 is* unmittelbar
vor der Stufe 114 vorgesehen. Der Winkel $ zwisehen dem horizontalen Abschnitt 115 und dem geneigten Abschnitt
116, der zu dem Plateau 115 führt, beträgt höchstens 5°. Obwohl zur Vereinfachung dieser abgestufte Förderer
schematisch als Linie dargestellt ist, weist dieser mehrere Walzen gemäß Fig. 5 auf.
Die Fig. 25a bis f erläutern den Transport des gewickelten
Drahtes auf dem abgestuften Förderer gemäß Fig. 24. Die Versuchs- bzw. Betriebsbedingungen sind beispielsweise:
Ringdurchmesser 1100 mm
Wicklungsgewicht 500 kg/m
Fördergeschwindigkeit 2,5 m/min
Stufenhöhe 400 mm
In den Fig. 25a bis f sind Düsen 45 dargestellt, die ein
Kühlmittel an die aufgelockerte Wicklung ähnlich der Be-Schreibung im Zusammenhang mit den Fig. 6 bis 9 blasen.
L 130ÜU/1237
Γ - 53 - Π
Gemäß Fig. 25a transportiert der erste geneigte Förderabschnitt
112 eine dichtgepackte Wicklung 5 aus warmgewalztem
Draht. Fach dem Transport zum Plateau 115 liegt der erste Ring 2 horizontal gemäß Fig. 25b. In Fig. 25c ist
das vorderste Ende des Ringes 2 so weit transportiert worden, daß es am Punkt Z in Kontakt mit dem geneigten Abschnitt
116 des zweiten Förderers 113 kommt. In Fig. 25d fallen die Ringe 2 nacheinander auf den geneigten Abschnitt
116, so daß die rückwärtigen Enden das Plateau des ersten Förderers 112 freigeben und herabfallen, so daß
sie in geneigter Lage auf die Abschnitte 116 in Bewegungsrichtung vor dem Punkt Z ankommen. Die Ringe 2 werden dann
gemäß Fig. 25e und 25f nach vorne bewegt.
Erfindungsgemäß besteht zwischen dem Punkt Z, an dem das
vorderste Ende des Rings 2 den geneigten Abschnitt 116 berührt, und der Stufe 114 ein Abstand durch das Plateau
unmittelbar vor der Stufe. Bei 1100 mm Ringdurchmesser sollte das Plateau 115 vorzugsweise mindestens 1500 mm lang
20 sein.
Durch den Abstand zwischen dem Berührungspunkt Z und der Stufe 114 wird eine Kollision der Ringe 2 verhindert, was
wiederum dazu beiträgt, die Ringe 2 in guter Form gemäß den Fig. 25e und 25f zum Förderer 113 zu transportieren.
Dies ermöglicht eine Optimierung des Abstandes der herabfallenden Ringe 2 von den Düsen 45 und eine Optimierung
der Lage und der Richtung der Düsen 45. Daher können die
Drahtringe unter optimalen Bedingungen abgekühlt werden, so daß die Ringe vollständig die gleichförmige Temperatur,
erhalten.
Die Fig. 26a bis 26f zeigen die Ergebnisse eines Versuchs mit einem abgestuften Förderer 121 ohne Plateau 115. Der
"Versuch erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend
beschrieben. Bei diesem abgestuften Förderer 121
L 1300U/123? -I
"betragen die Abstände der Stufen 4-, 5 m unc* der Neigungswinkel
der entsprechenden Abschnitte beträgt 5°.
Die auf dem geneigten Förderabschnitt 122 transportierten Ringe 2 bewegen sich gemäß Fig. 26a und 26b nach vorwärts.
Das vorderste Ende des ersten Ringes 2 kommt mit der geneigten Oberfläche 126 des nächsten Förderabschnitts 121 an
einem Punkt Z' in Berührung, der gemäß Fig. 26c näher an der Stufe ist als der Punkt Z. Dadurch werden die Ringe 2
einen Knick oder eine Biegung S aufgrund der Kollision mit der geneigten Oberfläche 126 des ForderabSchnitts 121 oder
aufgrund der kombinierten Wirkung der Stufe und der nachfolgenden
Ringe gemäß Fig. 26c bis 26f bilden. Die in den aufeinanderfolgenden Ringen gebildeten Biegungen verformen
schließlich die gesamte Wicklung (vgl. Fig. 26e und f).
Wenn sich diese Biegung S ausbildet, werden der Abstand, die Lage und die Richtung der Ringe relativ zu der Kühldüse
4-5 ungeeignet. Daher wird es schwierig, eine gleichförmige
Temperatur über die gesamte Wicklung 5 hinweg und daher die angestrebte Qualität zu erreichen. Ferner unterbrechen
die Kollisionen der Wicklung mit den nachfolgenden Walzen aufgrund der Ausbildung der Biegung S eine gleichmäßige
Arbeitsweise der Fertigungsstrecke und verschlechtern die Prο dukt ivit ät.
Die Fig. 27 bis 31 zeigen modifizierte Ausführungsformen
des Förderers. Gemäß den Fig. 27 und 28 ist die Walze 133
eines Förderabschnitts I3I» die den oberen Rand der Stufe
135 zwischen den Förderabschnitten I3I und 132 bildet, in
zwei Teile unterteilt, die jeweils in Auslegerlagern am
äußeren Ende gehaltert sind und am inneren Ende im wesentlichen konisch zugespitzt sind. Die einander gegenüberliegenden
konischen Enden weisen zueinander einen Abstand auf und bilden gemeinsam eine Führungsöffnung 137» die im
wesentlichen mit der Krümmung des Rings 2 übereinstimmt, wie dies durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 28 angedeutet
ist.
L -1300U/1337 J
Gemäß Fig. 28 wird der Ring 2 von den nachfolgenden Ringen so getrennt, daß er auf den nächsten Förderer 132 fällt,
wenn das hinterste Ende X durch die Führungsöffnung 137
läuft. Da die Walze 133 am Ablaufende des ersten Förderers
131 am Ende des im wesentlichen horizontalen Abschnitts
ist, fallen sowohl das vorderste Ende Y als auch das hinterste Ende X des Rings 2 mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit
auf den nachfolgenden Förderer 132; daher
landet der abgetrennte, herabfallende Ring weich auf dem nachfolgenden Förderer 132, so daß der von der Stufe 135
herabfallende Ring 2 die angestrebte Form beibehält und damit eine Qualitätsverschlechterung vermieden wird. Dadurch
ist es leichter, eine gleichförmige Temperaturverteilung
über den gesamten aufgewickelten Draht zu erzielen und eine gleichförmige Metallstruktur und mechanische Eigenschaften
sicherzustellen.
Bei der in den Fig. 27 und 28 dargestellten Ausführungsform
wird die Führungsöffnung I37 durch ein einzelnes Paar einander
gegenüberliegender Walzenteile gebildet, jedoch können weitere Walzenteilpaare verwendet werden.
Die Fig. 29 zeigt eine Ausführungsform der Walze 133» die
die Führungs öffnung 137 bildet. lieben der Führung der Ringe in der gleichen Weise und mit der gleichen Wirkung wie bei
der Ausführungsform gemäß den Fig. 27 und 28 hat die Ausführungsform
gemäß der Fig. 29 den Vorteil, die nachteiligen Auswirkungen der Hitze auf die Walze I33 zu verhindern,
da diese in Form einer einzigen, an den beiden Enden gehalterten Walze ausgebildet ist. Die Krümmung der Führungsöffnung 137 in Fig. 29 ist. größer als die Krümmung des
Rings 2. Die Führungsöffnung I37 wird durch eine um die
Walze 133 geführte Aussparung gebildet.
Die Führung soff nuiqg 137» deren Form im wesentlichen mit
der Krümmung der Ringe übereinstimmt, ist am oberen Rand
L 1300U/1237 J
Γ - 56 - Π
der Stufe zwischen einem vorderen Forderabschnitt und einem
nachfolgenden Förderabschnitt angeordnet. Dadurch gleiten die getrennten Ringe glatt über die Stufe 22 auf den nachfolgenden
Forderabschnitt, und das vordere Ende der Wicklung
rutscht nicht in den Zwischenraum zwischen den Walzen, so daß ein stabiler Wicklungstransport sichergestellt ist.
Die Fig. 30 und 31 zeigen eine andere Ausführungsform einer
Drahtförderplatte entsprechend der vorstehend beschriebenen Förderplatte 25. Ein Endlosband oder eine Endloskette 139
ist um mehrere Walzen I38 an der Stelle geführt, an der das
vordere Ende des Rings, der von der Stufe 135 herabfällt,
auf den geneigten Abschnitt auftrifft. Dieses Endlosband oder diese Endloskette 139 verhindern, daß der abgetrennte,
herabfallende Ring 2 zwischen die Walzen I38 fällt.
Im nachfolgenden wird eine Modifikation der Wärmeverlustkompensationseinrichtung
entsprechend der vorstehend beschriebenen Einrichtung 41 erläutert; mit einer derartigen
Einrichtung soll eine gleichförmige Temperaturverteilung
über die gesamte Wicklung erzielt werden, indem die dichtgepackte Wicklung 5 in der Wärmerückhalteabdeckung 3I lokal
erwärmt wird.
Die Fig. 32 zeigt einen Querschnitt einer dichtgepackten
Wicklung 5» die mit Hilfe eines For derabSchnitts 23 durch
die Abdeckung 31 transportiert wird. Die Fig. 33 ist eine Aufsicht zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Förderabschnitt
23 und einer darunter angeordneten Heizvorrichtung 141. Auf der Innenseite der einander gegenüberliegenden
Seitenwände der Abdeckung 3I sind Plattenheizvorrichtungen
142 sowie ein sinusförmiger Widerstandsdraht angeordnet; unterhalb des ForderabSchnitts ist ebenfalls eine
Heizvorrichtung 141 mit einem sinusförmigen Widerstands-
130014/1237 j
r _ 57 _ / " ■ -ι
draht vorgesehen. Die Windungsanzahl der Drahtheizvorrichtung
141 unterhalb der seitlichen Teile der Wicklung 5» die eine größere Wärmeanpassung als in der Mitte erfordern, ist
größer als die Anzahl der Windungen in der Mitte. Ein berührungsfreier Temperatursensor 143 ist in der Seitenwand
der Abdeckung 31 vorgesehen und auf die Seite der Wicklung 5 b-in gerichtet. Ferner kann eine elektrisch isolierende
Platte 144- oberhalb der Heizvorrichtung 141 vorgesehen sein, um deren Erdung zu verhindern. Vorzugsweise
besteht die Platte aus elektrisch isolierendem Material • mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie schmelzflüssig gegossenes
SiIiziumdioxid.
Gemäß Fig. 3^- sind die seitlichen Heizvorrichtungen 142 in
mehrere Abschnitte unterteilt, die in regelmäßigen Abständen entlang der Abdeckung 31 angeordnet sind. Die Bodenheizvorrichtung
141 ist zwischen den den Förderer bildenden Walzen und der Wandung 33a angeordnet. Ferner kann, in
der Oberseite der Abdeckung y\ ein Wärmeauslaß 145 vorgesehen
sein, um durch Ablassen von heißem Gas die Temperatur in der Abdeckung 31 erniedrigen zu können.
Wie vorstehend ausgeführt, sind die Lager der Walzen des Förderabschnitts 23 außerhalb der Abdeckung 31 angeordnet,
und somit kann Wärme von der Wicklung leicht durch die Walzen und durch die Abschnitte in den Lagern entweichen.
Diese Tendenz wird noch an den beiden Seiten des Bodens der dichtgepackten Wicklung 5 besonders verstärkt, der
mit den Walzen in Berührung kommt, so daß diese Abschnitte
Ort
sehr leicht zu stark gekühlt werden. Die Heizvorrichtungen 141 und 142 führen zum Ausgleich dieser Verluste Wärme zu.
Diese Kompensation muß nicht immer vorhanden sein, sondern nur wenn benötigt oder wenn die Temperatur der Bodenwicklung
unter den angestrebten Bereich fällt. Gemäß Fig. 33 ist die Bodenheizung in mehrere Heizblöcke L, M und N unterteilt,
die jeweils mehrere Heizvorrichtungen 141 auf-
L 130014/1237 J
weisen. Die einzelnen Blöcke können unabhängig gesteuert werden, so daß sie nur dann, wenn nötig, Wärme erzeugen.
Die seitlichen Heizvorrichtungen 142 können ebenfalls in mehrere Gruppen in Bewegungsrichtung des Förderers unterteilt
werden, so daß hier eine ähnliche selektive Heizung möglich ist.
Vorzugsweise wird ein automatisches Steuersystem vorgesehen, das Temperatursensoren, wie die Einrichtung 143 in
Fig. 32, aufweist, die die Temperatur der Teile der Wicklung
5 kontinuierlich messen, von denen man erwartet, daß sie kühler als andere Teile werden. Diese Sensoren sind mit
der Bedienungseinheit für die Bodenheizung 141 und die Seitenheizungen
142 über eine geeignete Steuereinheit verbunden.
Wenn eine Temperatur unterhalb des angestrebten Niveaus
festgestellt wird, wird dem entsprechenden Heizblock elektrische Energie zugeführt, um eine selektive, rasch3 Heizung
des kühlen Teils zu ermöglichen. Sowohl die Heiztemperatur als auch die Dauer können genau überwacht und gesteuert wer-
20 den.
Steuereinrichtungen für die Wärmerückhalteabdeckung,
die Gastemperatur und die Wärmeverlustkompensations-
einrichtungen
Gemäß Fig. 35 weist die Steuereinrichtung für die Gastemperatur
innerhalb der Abdeckung 3I mehrere Steuersysteme auf,
die Jeweils ein Thermometer 155» dessen Ausgang mit einem Temperaturregler 15I verbunden ist, ein Ansauggebläse 156
sowie einen Abgasdämpfer 157 ia cLei>
Auslaßleitung 145 in der Abdeckung 3I auf. Die gewünschte Umgebungstemperatur
innerhalb der Abdeckung 31 wird in den Reglern 151 der entsprechenden Systeme voreingestellt, wobei die Temperaturen
inder Transportrichtung dec Wicklung durch die Abdeckung 3I
/zunehmen und. von dem zu behandelnden Stahl abhängen. Wenn
die von dem Thermometer 155 in einem bestimmten System
L 130014/1237 J
gemessene Temperatur die voreingestellte Temperatur übersteigt,
so wird das Sauggebläse 156 in Betrieb gesetzt, um
kalte Luft in die Abdeckung einzuleiten, wobei der Abgasdämpfer oder die Abgasdrossel ebenfalls geöffnet sind, um
heißes Gas abzugeben. Wenn die Temperatur innerhalb der Abdeckung auf der gewünschten Temperatur oder niedriger ist,
werden das Sauggebläse abgeschaltet und die Drossel geschlossen.
Die Einrichtung zum Kompensieren der Wärmeverluste an den
Seiten des Bodens der Wicklung 5 weist in ähnlicher Weise mehrere Steuersysteme mit jeweils einem Temperatursensor 14-3
auf, die den Seiten der Wicklung 5 bei deren Durchlauf durch den Forderabschnitt gegenüberliegt; der Ausgang des Sensors
14-3 ist über einen Wandler 160 mit einem Temperaturregler
161 verbunden. Die Temperaturwandler sind auf die gewünschten Wicklungstemperaturen entlang der Förderstrecke voreingestellt.
Jeder Temperaturregler ist wiederum mit einer Stromversorgung 162 und diese mit den seitlichen Heizvorrichtungen
142 verbunden. Wenn die Temperatur der Seiten des Wicklungsbodens zu stark abfällt, was darauf hinweist,
daß die seitlichen Abschnitte des Wicklungsbodens zu viel Wärme verlieren, schaltet der Regler 161 die Stromversorgung
ein. Ihnlich weist die Kompensationseinrichtung für
die Wärmeverluste am Boden der Wicklung mehrere Systeme mit jeweils einem Temperatursensor 158 im Boden des Gehäuses
31 auf; die Temperatursensoren sind über einen Wandler 160 mit dem Temperaturregler 161 verbunden, der wiederum
mit der Stromversorgung für die Heizvorrichtungen 14-1 verbunden ist. Die Arbeitsweise dieser Systeme ist die gleiche
wie bei den Systemen zur Kompensation der Wärmeverluste von den Seiten der Wicklung.
Steuervorrichtung für die Kühlmitteltemperatur Die Eig. 36 zeigt schematisch eine modifizierte Steuervor- '
richtung für die Kühlmitteltemperatur. Da diese Vorrichtung
L 130 OH/123? J
Γ - 60 -
ähnlich, der in Fig. 16 ist, sind ähnliche oder gleiche Bauteile
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 36 bläst das gesamte Kühlmittelgas in die Wärmerückhalteabdeckung 31 anstelle einen Teil
des Gases abzuleiten. Diese Vorrichtung unterscheidet sich daher von der in Fig. 16 darin, daß ein Steuerventil 165
für die Strömungsmenge unmittelbar vor der Düse 4-5 vorgesehen ist, um die Menge des Kühlmittelgases zu regulieren.
Da überschüssiges Kühlmittelgas nicht über eine Abzweigleitung wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 16 abgegeben wird,
besteht die Möglichkeit, daß der Druck des die Atmosphäre in der Abdeckung 31 bildenden Gases außerordentlich hoch
wird. Um diese Gefahr zu vermeiden, weist die Abdeckung 31
oben eine Drossel 166 auf. Wenn der Gasdruck in der Abdeckung 31 ansteigt, wird die Drossel 166 geöffnet, um Gas
in die Umgebung abzugeben. Mit der Abdeckung y\ ist ein
Druckdetektor 167 verbunden, dessen Ausgangssignal einem
auf den gewünschten Druck in der Abdeckung 31 voreingestellten
Regler 168 zugeführt wird. Das Steuersignal des Reglers 168 öffnet und schließt die Drossel 166, um den
Gasdruck innerhalb der Abdeckung 31 stuf einem gewünschten
Wert zu halten.
Beispiele für die Abkühlung von warmgewalztem Draht Unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 5 wurden mehrere
Versuche zur Langsamkühlung von warmgewalztem Draht durchgeführt. Die !Tabelle I listet die Versuchsbedingungen und
die Ergebnisse auf. Die Tabelle II gibt die chemische Zusammensetzung
der in den Versuchen verwendeten Stähle an.
130014/1237 J
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13OOH/1237
Ni
cn
Tabelle I Fortsetzung
Versuchs-Kr.
2
3
3
5
6
7
8
6
7
8
9
10
10
Wärmekomp ensation
Elektr.
Heiz-,
vorrichfa.
vorrichfa.
Elektr.
Heizv.
Heizv.
EIe ktr.
Heizv.
Heizv.
Elektr.
!Heizv.
!Heizv.
•Heizv.
Umgebungε
temperatur
temperatur
* 650
700 | •υ | 630 |
700 | α» | 640 |
650 | 250 | |
700 | 650 | |
650 | 270 | |
450 | 400 | |
450 | 250 | |
450 | 400 | |
450 | 250 | |
-' Drahttemp.(°C)
maximale
Am Abdekf Am Ab-
kungseinlaß
740
ry, 710
740
•υ 710 740
•υ 710 740
740
-v 710 740
»υ 710
-v 710 740
»υ 710
740
α, 710 740
* 710
α, 710 740
* 710
740
^ 710 740
•ν 710 740
^ 710
^ 710 740
•ν 710 740
^ 710
deckungi auslaß
680
•υ 720
•υ 720
640
•ν 720 680
'ν 740 590
-ν 710 680
% 710
•ν 720 680
'ν 740 590
-ν 710 680
% 710
600
^; 7 ο ο
620
^S680
^S680
610
~ 720 620
λ, 670 620
•ν 720
~ 720 620
λ, 670 620
•ν 720
abwei chunj; keit
(0C)
40
Zug-
- festig-
- festig-
(kg/mm )
68
75
80 | 68 | 'ν 79 |
60 | 68 | -v 79 |
120 | 67 | MIS |
30 | 66 | t» 76 |
100 | 70 | •v 110 |
60 | 68 | * 72 |
110 | 67 | »v 77 |
50 | 68 | ^ 72 |
100 | 66 | * 76 |
Anmerkung: A = erfindungsgemäßes Verfahren, B = Verfahren nach dem Stand der
!Technik
Maximale Temperaturabweichung bedeutet Abweichung in jedem
Querschnittsteil des Drahtes
co
CD
LO
cn 00
10
Chemische Zu sammensetzung % |
I» | o, | C | Si | Mh | P | S | 013 015 |
Gr | Mo |
Stahlsorte | ||||||||||
SCM4-35 S4-5G |
34 45 |
0,24 0,27 |
0,65 0,66 |
0,018 0,018 |
o,
o, |
1,03 | 0,22 | |||
20 25 30 35
Wie sich aus Tabelle I ergibt, erfolgte die Wärmebehandlung bei den Versuchen Nr. 1 bis 6 durch Langsamkühlen mit
einer Geschwindigkeit von 0,05 bis 0,2°C/sek, um die Niedertemperaturab
sehr eckung zu vermeiden. Die Versuche Nr. 4 und
6 erfolgten nach dem üblichen Verfahren. Die versuche Nr.
bis 10 erfolgten mit Langsamkühlung mit einer Geschwindigkeit von über 0,2 bis 1,0°C/sek, um den Draht zur Verbesserung
der Ziehbarkeit zu erweichen. Die Versuche Nr. 8 und 10 erfolgten mit dem üblichen Verfahren.
Bei den erfindungsgemäß durchgeführten Versuchen erfolgte
die Abkühlung mit den Abkühlkurven, die zur Erzielung der gewünschten Behandlung geeignet waren. Die Abkühlung in den
Versuchen Nr. 1 und 3 folgt beispielsweise der Kühlkurve gemäß Fig. 37 unter den Testbedingungen gemäß Tabelle I.
Gemäß Tabelle I sind die Temperaturabweichungen zwischen den Außenflächenteilen 7 einschließlich den Teilen 7a UI*d
7b und dem dichtgepackten Teil 6 einschließlich den Teilen
6a der dichtgepackteη Wicklung in den Versuchen 1, 2, 3, 5,
7 und 9 gegenüber den Versuchen Nr. 4, 6, 8 und 10 nach dem
üblichen Verfahren stark vermindert. Die Temperaturabweichungen im Versuch Nr. 1 sind in J?ig. 38 dargestellt, was
im Vergleich zu J?ig. 2 das Ausmaß der Minimali si erung der Abweichungen darlegt. Durch diese Verminderung der Temperatur-
1300U/123?
Γ - 64 - Π
abweichungen wird der Bereich für die Zugfestigkeit in dem Draht stark vermindert, und der Stahl des Drahtes wird in
geeigneter Weise erweicht.
Nach dem Umwandeln der Kühlvorrichtung in die Anordnung gemäß Fig. 8 erfolgt eine Gebläseluftkühlung mit einer Geschwindigkeit
von 10 bis 20°C/sek bei einem 5,5 mm dicken
Draht aus SWEH72A-Stahl (C = 0,72%, Si = 0,25%, Mn = 0,47%,
P = 0,012% und S = 0,012%). Die erhaltene Zugfestigkeit be-
2
trägt 106 bis 108 kg/mm . Dieser zusätzliche Versuch zeigt, daß die erfxndungsgemaße Vorrichtung nicht nur zum Langsamkühlen) auch zum Gebläseluftkühlen geeignet ist.
trägt 106 bis 108 kg/mm . Dieser zusätzliche Versuch zeigt, daß die erfxndungsgemaße Vorrichtung nicht nur zum Langsamkühlen) auch zum Gebläseluftkühlen geeignet ist.
1300U/1237
Leerseite
Claims (12)
1. Verfahren zum Abkühlen von aus einem Warmwalzwerk abgegebenen Walzdraht beim Weitertransportieren, g e k e η η 25
zeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte :
^ a) Aufwickeln des Drahtes zu Ringwindungen,
^ a) Aufwickeln des Drahtes zu Ringwindungen,
b) Legen der Ringe zu einer dicht gepackten Wicklung, in der die Mitten der benachbarten Ringe lediglich
30 geringfügig versetzt sind,
c) Transportieren der dicht gepackten Wicklung durch einen umschlossenen Raum in Transportrichtung der
Wicklung und
d) fortschreitendes Abkühlen der Wicklung, wobei die
35 Temperaturdifferenzen innerhalb des Querschnitts der
Wicklung senkrecht zur Längenrichtung durch Einstellen
L 130014/1237 J
der Umgebungstemperatur innerhalb des umschlossenen Raumes minimal gehalten werden, um die Temperatur der
Außenfläche des Querschnitts der Wicklung im wesentlichen gleichförmig zu halten, und wobei während des
Transports der Wicklung diese zumindest einmalig aufgelockert wird, um die Wärmeabgabe aus der Mitte
des dicht gepackten Teils der Ringe an den beiden Rändern der Wicklung zu beschleunigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auflockern der Wicklung der Abstand zwischen benachbarten
Ringen in der Wicklung vergrößert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergrößern des Abstandes zwischen benachbarten Ringen
diese in horizontaler Richtung weiter voneinander wegbewegt werden.
4-, Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet,
daß beim Vergrößern des Abstandes zwischen den Ringen diese in vertikaler Richtung weiter voneinander wegbewegt
werden.
5- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Auflockern der Wicklung die Ringe mit einem Kühlmittel angeblasen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklung mehrfach aufgelockert wird und daß bei jedem Auflockern auf die Ringe ein Kühlmittel
gerichtet wird.
7· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Anblasen der Ringe mit dem Kühlmittel dieses auf die aufgelockerten llittelteil gerichtet wird.
130014/1237
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,
daß zum gleichmäßigen Einstellen der Umgebungstemperatur innerhalb des umschlossenen Raums das
dort befindliche Gas umgerührt oder umgewälzt wird.
9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß den beiden unterkühlten Rändern der Wicklung Wärme zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet,
daß der unterkühlten Unterseite der Wicklung Wärme zugeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß den beiden unterkühlten Rändern und der unterkühlten Unterseite der Wicklung Wärme zugeführt
wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Ausbilden der dicht gepackten Wicklung zunächst die Ringe auf einen mit einer ersten Geschwindigkeit
laufenden ersten Förderer in einer lose gepackten Wicklung gegeben werden, wobei der Abstand
der Mitten benachbarter, nicht konzentrisch versetzter Ringe größer ist als bei der dicht gepackten Wicklung,
und daß die lose gepackte Wicklung auf einen zweiten Förderer gegeben wird, dessen Geschwindigkeit geringer
ist als die erste Geschwindigkeit.
13. Vorrichtung zum Abkühlen von Walzdraht beim Transport
nach der Abgabe au.s dem Warmwalzwerk, gekennzeichnet durch .
a) einen Legewickler zum Verformen des Drahtes zu aufeinanderfolgenden
Ringen
b) einen Förderer mit einem Wicklungsaufnahmeabschnitt
unterhalb des Wicklers zur Aufnahme der Drahtringe
1300U/1237 j
und zur Bildung einer dicht gepackten Wicklung mit mehreren sich überlappenden Ringen, deren Mitten
versetzt sind,
c) einen Förderer mit mindestens einer Stufe zum Auflockern der Wicklung beim Transport dieser Wicklung
über diese Stufe,
d) eine Umhüllung zum Umschließen zumindest der Abschnitte des Förderers zwischen denen die Stufe angeordnet
ist und durch
e) eine Rühr- oder Umwälzvorrichtung in der Umhüllung,
um dort das Gas auf im wesentlichen gleichmäßiger Temperatur zu halten, die in aufeinanderfolgenden
Abschnitten in Bewegungsrichtung des Förderers fortschreitend abnimmt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe in Forderrichtung absteigend ist, so daß
der Förderabschnitt in Förderrichtung nach der Stufe
niedriger liegt als der Forderabschnitt vor der Stufe.
20
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine Wärmezufuhr in jedem Abschnitt der Umhüllung
zum Zuführen von Wärme zu den beiden Rändern und zur
Unterseite der Wicklung auf dem Förderer. 25
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch
gekennzeichnet, daß oben an der Umhüllung ein Baffle vorgesehen ist, das sich in die Umhüllung nach unten
senkrecht zur Bewegungsrichtung der Wicklung erstreckt. 30
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtung ein innerhalb der Umhüllung angeordnetes Gebläse aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I3 bis I7, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung in der Umhüllung in der Nähe der Stufe zum Blasen eines Kühlmittels an die Ringe
L 1300H/1237 J
der aufgelockerten Wicklung wenn diese über die Stufe befördert wird.
19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelblaseinrichtung eine Vorrichtung zum Abziehen von Gas aus der Umhüllung sowie eine mit dieser
Vorrichtung verbundene Düsenanordnung aufweist, die an der Stufe in dem Förderer angeordnet und zu den Mittelabschnitten
der aufgelockerten Wicklung weist, um das abgesaugte Gas zu verblasen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Abziehen des Gases aus der Umhül
lung eine Saugleitung mit einem darin angeordneten Sauggebläse, die mit der Düsenanordnung verbunden ist, eine
mit der äußeren Umgebung verbundene Einlaßleitung, die mit der Saugleitung in Strömungsrichtung vor dem Sauggebläse
verbunden ist, um zum Kühlen des Gases in der Umhüllung Umgebungsluft anzusaugen, sowie eine mit der
Absaugleitung und der Einlaßleitung verbundene Steuereinrichtung aufweist, um die Menge der von außen angesaugten
Luft sowie die Menge des in die Umhüllung an der Stufe durch die Düsenanordnung zurückgeblasenen Gases
zu steuern.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungs-Aufnahmeabschnitt des
Förderers am Austrittsende eine Einrichtung zum Ausbilden der dicht gepackten Wicklung aufweist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungs-Aufnahmeabschnitt des Förderers folgende
Bestandteile aufweist:
a) ein erstes Förderteil zur Aufnahme der Ringe und zum Verformen dieser Ringe zu einer lose gepackten Wicklung,
deren Mitten in größerem Abstand gegeneinander versetzt sind als bei der dicht gepackten Wicklung,
und L 130014/1237
b) einen zweiten Förderten nach dem ersten Förderteil,
wobei das Einlaufende des zweiten Förderteils niedriger liegt als das Ablaufende des ersten Vorderteils,
um eine Stufe zwischen den beiden Förderteilen zu bilden, wobei die Transportgeschwindigkeit des zweiten
Förderteils geringer ist als die des ersten Förderteils, so daß die lose gepackte Wicklung beim Befördern
über die Stufe verdichtet wird.
23. "Vorrichtung nach einem der Ansprüche I3 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Langsamkühlung der Wicklung der Wicklungs-Aufnahmeabschnitt außerhalb der Umhüllung angeordnet
ist und daß nach der Umhüllung ein zur Umgebungsluft offener Langsamkühlförderabschnitt zum langsamen
Abkühlen der Wicklung in der offenen Atmosphäre und nach dem Langsamkühlförderabschnitt ein Förderabschnitt
mit Gebläseluftkühlung vorgesehen ist.
2Pt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß der Förderer eine Einrichtung zum Auflockern der dicht gepackten Wicklung und einen ersten
Förderteil zum Transportieren der dicht gepackten Wicklung vor einem zweiten Förderteil aufweist, dessen Einlaufende
niedriger liegt als das Ablaufende des ersten Förderteils, um zwischen den beiden Förderteilen eine
Stufe zu bilden, wobei die Fördergeschwindigkeit des zweiten Förderteils größer ist als die des ersten Förderteils,
so daß beim Überlaufen der dicht gepackten Wicklung über die Stufe vom ersten Förderteil zum zweiten
Förderteil die Wicklung aufgelockert wird.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24-, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einlaufende des FörderabSchnitts
nach der Stufe nach oben zur Höhe des ForderabSchnitts
vor der Stufe geneigt und aus der geneigten Lage
L 1300U/1237 ·
γ _7_ -ι
in eine Stellung "bewegbar ist, in der es in gleicher
Höhe mit dem vorangehenden Förderabschnitt ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung entfernbar ist und daß Kühldüsen für Druck- oder Gebläseluft in eine Position entlang dem
Förderer und aus dieser Position heraus bewegbar sind, um Kühlluft seitlich auf eine Windung auf dem Förderer
zu blasen.
10
10
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderabschnitt an seinem Ablaufende unmittelbar vor der Stufe ein Plateau aufweist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß das geneigte Einlaufende des Förderabschnitts nach der Stufe ein Walzenförderer ist und
zwischen den Walzen Einrichtungen aufweist, um das Eindringen der über die Stufe laufenden Ringe in die Zwischenräume
zwischen den benachbarten Walzen zu verhindern.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Forderabschnitt als Walzenförderer
ausgebildet ist und daß die letzte Walze in Förderrichtung am Rand der Stufe eine Führungsöffnung
zum Führen der rückwärtigen Enden und Halten der beiden Ränder der Wicklung über die Stufe aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 29, gekennzeichnet
durch
a) eine Langsamkühlstrecke mit dem Wicklungsaufnahmeabschnitt,
der Stufe, der Umhüllung und der Einrichtung zum Aufrechterhalten der Temperatur,
b) einen weiteren Förderer nach der Langsamkühlstrecke, c) ein Gestell, auf dem die Langsamkühlstrecke angeordnet
ist und das seitlich zur Bewegungsrichtung des
L 130ÖH/1237 -1
Förderers aus der Transportstrecke zwischen der Drahtformvorrichtung
und dem weiteren Förderer verschiebbar ist,
d) eine Kühlstrecke mit Gebläse- oder Druckluft
d) eine Kühlstrecke mit Gebläse- oder Druckluft
5 e) ein zweites Gestell, auf dem die Kühlstrecke für
Gebläse- oder Druckluft angeordnet ist und die seitlich
zur Bewegungsrichtung des Förderers bewegbar ist, und durch
f) mit den entsprechenden Gestellen verbundene Antriebe zum Bewegen der Langsamkühlstrecke aus der Förderstrecke zwischen der Drahtformvorrichtung und dem
zweiten Förderer bzw. zum Bewegen der Kühlstrecke für Druck- oder Gebläseluft in die Förderstrecke, um die Langsamkühlstrecke durch die Kühlstrecke für Druck- oder Gebläseluft zu ersetzen, und zum Bewegen der
f) mit den entsprechenden Gestellen verbundene Antriebe zum Bewegen der Langsamkühlstrecke aus der Förderstrecke zwischen der Drahtformvorrichtung und dem
zweiten Förderer bzw. zum Bewegen der Kühlstrecke für Druck- oder Gebläseluft in die Förderstrecke, um die Langsamkühlstrecke durch die Kühlstrecke für Druck- oder Gebläseluft zu ersetzen, und zum Bewegen der
Kühlstrecke für Druck- oder Gebläseluft aus der Förderstrecke und Bewegen der Langsamkühlstrecke in die
Förderstrecke, um die Kühlstrecke für Druck- oder
Gebläseluft durch die Langsamkühlstrecke zu ersetzen. 20
1300H/1237
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