DE3034528C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von warmgewalztem Draht - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von warmgewalztem DrahtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Abkühlen von warmgewalztem Walzdraht,
und insbesondere zum Erzielen einer gleichförmigen Abkühlung über die Gesamtlänge des Walzdrahtes der
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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 Wulzdraht 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 eine wesentlich langsamere und genau gesteuerte Abkühlung. Das
angestrebte Qualitätsniveau kann nur erreicht werden, wenn diese Stähle entlang einer vorgegebenen Abkühlungskurve
abgekühlt werden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 13 sind aus der DE-OS 25 46 589 bekannt. Ferner beschreibt die US-PS 39 30 900 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:
Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 13 sind aus der DE-OS 25 46 589 bekannt. Ferner beschreibt die US-PS 39 30 900 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 Wärmeabstrahlung 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 verschlossenen Raum mit gesteuerten Umgebungsbedingungen.
3. Minimalisierung der Abkühlung des Drahtes aufgrund von Konvektion durch Befördern der Ringe in einem verschlossenen 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 reflektieren und die ein
feststehendes Basisteii 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 Drahtwindüngen,
um leicht zu rascher Abkühlung überzugehen und die Kühlgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs
von O°C/s bis 20°C/s einzustellen.
Bei dem aus der US-PS bekannten Verfahren erfolgt die Kühlgeschwindigkcitseinstellung mit selektiver
Slcuerung 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 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 Fördereinrichtung. Nach dem Stand der Technik wird davon ausgegangen, daß
dadurch die gewünschte Wirkung erreicht werden kann, da eine unregelmäßige Abkühlung der Ringe durch die
Steuerung der Abstrahlungsgeschwindigkeit an den verschiedenen Teilen eier Ringe vermieden wird.
Im Rahmen der Erfindung hat sich jedoch gezeigt, daß die vorbekannten Verfahren nicht in der Lage sind, die
unregelmäßige Abkühlung der verschiedenen Teile der Ringe vollständig zu eliminieren. Die bisher bekannte,
gesteuerte Abkühlung ist darüber hinaus ineffizient, insbesondere zur Erzielung der gewünschten mechanischen
Eigenschaften für Stahldraht hoher Qualität, dessen Wärmebehandlung schwierig ist.
Bei den Untersuchungen im Rahmen der Erfindung wurden die Temperaturen an verschiedenen Teilen
entsprechend den Symbolen in Fi g. 1 auf einer äußeren Oberfläche und im Mittelbereich des Querschnitts der
Spule aus sich überlappenden Ringen des aufgewickelten Drahtes gemessen, der entlang einer Walzenfördereinrichtung
in einer Kühlkammer transportiert wird, die den aufgewickelten Draht und die Walzenfördereinrichiung
zum Sieiiorn der Umgebungsbedingungen umschließt. Die Temperaturen wurden an mehreren Stellen
entlang der Fördereinrichtung gemessen, d. h. nach verschiedenen Warmhaltezeilen. Die Ergebnisse sind in
F i g. 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 650°C
gehalten, um einen Konvektionswärmeverlust des aufgewickelten Drahtes zu verhindern. Gemäß F i g. 2 ist das
Temperaturprofil über die Breite Wdes 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 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 Walzenfördereinrichlung
berühren. Das heißt, die größte Temperaturdifferenz, die 100°C 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 Oberflächenanteil des Querschnitts die Walzen 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.
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 Mittelabschnitt gemäß der US-PS
39 30 900 führt nicht zu einer Eliminierung der Temperaturdifferenz zwischen dem Kern der zwei Randabschnittc
und den Unterseiten des Querschnitts, so daß dies zu ungleichförmiger Abkühlung führt. In der Praxis
beschleunigt das vorbekannte Verfahren die Überkühlung der Unterseite des Querschnitts.
Wenn der warmgewalzte Draht auf eine Fördereinrichtung gebracht wird, so behält die Drahtspule noch eine
erhebliche Wärmemenge, die in vorteilhafter Weise zum Behandeln in der Kühlkammer eingesetzt werden kann,
was zu einer erheblichen 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:
I. 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
des 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.
4. Um eine begrenzte Behandlungsdauer und Länge der Fertigungsstrecke zu ermöglichen, müssen schwer zu
erwärmende 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.
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 Zichbarkeit. 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-Struktur zu verleihen
und diese Stähle in gewünschter Weise zu behandeln, müssen sie demgegenüber mit einer Geschwindigkeit
langsam abgekühlt werden, die nicht höher ist als etwa 0,2°C/s.
Cs gibt noch andere Verfahren zur direkten Wärmebehandlung von Walzdraht. Um eine raschere Abkühlung
a!s bei der Gebläseluftkühlung zu erreichen, können beispielsweise in der Mitte der Förderstrecke des Drahtes
ein Warmwassertank zum Eintauchen des Drahtes, eine Warmwassersprühvorrichtung zum Aufbringen »on
warmem oder heißem Wasser direkt von oben auf den Draht oder eine Kombination einer Warmwassersprüheinrichtung
und eines Wiedererwärmungs-Warmhalteofens vorgesehen sein.
Andere Kühlvcrfahren umfassen Eintauchen in ein Salzbad, eine Kombination eines Hochtemperatur-Wannhalteofens
mit einem Kaltwasser-Tauchbehälter sowie eine Kombination voi, 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 Wärmebehandlungsverfahrcn im gleichen Fertigungskomplex vorzusehen. Die Anlage verschiedener Fertigungsstraßen für die Wärmebehandlung /wischen dem Drahtwalzwerk und der Umform-Aufwickelvorrichtung erfordert jciiooh -;·:~η unerwünscht großen Installationsraum sowie hohe Investitionskosten. Es ist daher ein Verfahren wünschenswert, das das Durchlühren mehrerer verschiedener direkter Wärmebehandlungen auf einer einzigen Fertigungsstraße ermöglicht, wobei hierfür ein einziges Drahtwalzwerk, eine Wasserkühlcinrichtung mit zugehörigem I.egcwickler und Umform-Wickeleinrichtungcn sowie ein Wärmebehandlungsabsehniti vorgesehen sind, der gegebenenfalls ;uisgetauscht werden kann.
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 Wärmebehandlungsverfahrcn im gleichen Fertigungskomplex vorzusehen. Die Anlage verschiedener Fertigungsstraßen für die Wärmebehandlung /wischen dem Drahtwalzwerk und der Umform-Aufwickelvorrichtung erfordert jciiooh -;·:~η unerwünscht großen Installationsraum sowie hohe Investitionskosten. Es ist daher ein Verfahren wünschenswert, das das Durchlühren mehrerer verschiedener direkter Wärmebehandlungen auf einer einzigen Fertigungsstraße ermöglicht, wobei hierfür ein einziges Drahtwalzwerk, eine Wasserkühlcinrichtung mit zugehörigem I.egcwickler und Umform-Wickeleinrichtungcn sowie ein Wärmebehandlungsabsehniti vorgesehen sind, der gegebenenfalls ;uisgetauscht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung /um Kühlen von warnigewalztem
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 derart behandelt und abgekühlt werden, daß er die gewünschten mechanischen
Eigenschaften erreicht, und zwar auch solche Stähle, die mit üblichen Verfahren und Vorrichtungen nur
schwierig zu behandeln sind.
Ferner soll erfindungsgemäß die Temperaturdifferenz zwischen dem Kern und der Unterseite des Querschnitts
des aufgewickelten Drahtes im Vergleich zu üblichen Verfahren und Vorrichtungen verringert werden
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst. Vorteilhaft ergibt sich die Abkühlung des
Drahtes auf einer stark verkürzten Fertigungsstrecke. Auch ist eine wirksame Langsamkühlung möglich und —
falls erforderlich — ein rasches Umschalten zur raschen Gebläseluftkühlung auf der gleichen Fertigungsstrecke.
Die Kühlung erfolgt unter Rückgewinnung der vom Warmwalzen herrührenden Wärme, anstelle diese
Wärme abzugeben, so daß man eine erhebliche Energieeinsparung erzielt.
Erfindungsgemäß wird der warmgewalzte Draht in dichtgepackter Wicklung, wie als Spule oder in Form von
Drahtringen auf eine Fördereinrichtung gegeben. Diese dichtgepackte Spule bewegt sich langsam in einer
gesteuerten, abgeschlossenen Umgebung innerhalb einer Warmhalteabdeckung. Durch die Wärmekonvekiion
innerhalb des 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. dein Teil nahe den Kernen der dichtgepackten Ringe
an den beiden Rändern des Querschnitts, so daß die Temperaturdifferenz zwischen verschiedenen Teilen des
Ringstapels vermindert wird. Gegebenenfalls wird Wärme dem kühlen Teil an den Unterseiten des Querschnitts
zugeführt, wo die Ringe die Fördereinrichtung berühren.
Erfindungsgemäß wird nicht nur eine genaue, gleichförmige Langsamkühlung der dichtgepackten Spule
ermöglicht, sondern auch eine geeignete Verformbarkeit von Drähten aus Stahlqualitäten, die mit üblichen
Verfahren zur Erhöhung der Verformbarkeit behandelt werden können. Die wirksame Ausnutzung der vom
Warmwalzen herrührenden Wärme ist aus Energieeinsparungsgründen vorteilhaft. Die Abgabe von Wärme von
den beiden Randbereichen des Querschnitts ermöglicht eine gleichförmige Abkühlung, die bisher nicht möglich
war, wobei die Abkühlungsgeschwindigkeit an der Oberfläche und im Kern der dichtgepackten Wicklung
ausgeglichen wird.
so Erfindungsgemäß wird der Draht in der dichtgepackten Spule abgekühlt, wobei die Fördergeschwindigkcit
wesentlich geringer ist als beim Stand der Technik. Dies ermöglicht eine langsame Abkühlung auf einer kurzen
Strecke und damit eine 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 Wärmerückhalteabdekkung
gleichförmig aufrechterhalten wird. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt man bemerkenswerte,
neue und vorteilhafte Ergebnisse.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist sowohl eine Gebläseluftkühleinrichtung als auch einen Langsamkühler auf, die mit völlig unterschiedlichen Kühlgeschwindigkeiten arbeiten; dadurch kann die Vorrichtung
umgeschaltet werden, um die eine oder die andere Kühleinrichtung auf der gleichen Fertigungsstrecke einzusetzcn.
Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, 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 Kühlvorrichtung sowohl eine langsame als auch eine rasche Gcbläseluftkühlung
durchgeführt werden können.
Dies ermöglicht eine Kühlstrecke, die jeweils für jede Stahlqualität und gewünschte Produktqualität rasch und
H5 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 angepaßt werden, was die Steuerung
des Produktionsprozesses und der Lieferzeiten erleichtert.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
F i g. 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,
F i g. 2 ein Diagramm zur Darstellung der an den Punkten in F i g. 1 gemessenen Temperaturen beim langsainen
Abkühlen gcmäüdem Stand der Technik,
Fig. Ja und 3b Aufsichten eines dicht bzw. lose gepackten, aufgewickelten Drahtes auf jincr Fördereinrichtung,
F i g. 4 einen vertikalen Querschnitt der Ringe einer dichtgepackten Spule,
F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Drahtwalzwerks mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
F i g. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung von Einzelheiten einer Wärmehalteabdeckung der Vorrichtung
gemäß F i g. 5,
F i g. 7 eine seitliche Querschnittsansicht der Warmhalteabdeckung,
F i g. 8 eine perspektivische Ansicht des Teils der Vorrichtung gemäß F i g. 6, wobei die Warmhalteabdeckung
durch eine Gebläscluftkühlung ersetzt ist,
F i g. 9 eine teilweise weggebrochene, vergrößerte, perspektivische Ansicht eines oberen und eines unteren
Walzentisches und mit einer Düse 7um Ausblasen eines Kühlmittels, die einen Teil der Vorrichtung gemäß
F i g. 5 bilden.
Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung des Temperaturverlaufs in der Langsamkühlzone,
F i g. 11 ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung der Fördergeschwindigkeit am Einlaß der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 12a — f schematische Darstellungen der aufeinanderfolgenden Förderstufen für eine Spule gemäß der
Erfindung,
' i g. 13 eine schematische Aufsicht zur Erläuterung, wie erfindungsgemäß das Kühlmittel einem aufgewickelten
Draht zugeführt wird,
Fig. 14 eine schematische Seitenansicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Wirkungsweise des
Kühlmittels und dem Abgabcwinkel der Düse,
Fi g. 15 ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Kühlmittclwirkung, der Kühlmitteltemperatur
und dem Kühlmittelvolumen.
Fig. 16 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung zur Steuerung der Kühlmitteltemperatur in der
Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung,
F i g. 17 eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
Fig. 18 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 17,
F i g. 19 eine Endansicht einer Gebläseluftkühlstrecke, die eine der beiden Kühlabschnitte in der Vorrichtung
gemäß Fi g. 17 bildet.
F i g. 20 eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Fördereinrichtung,
F i g. 21 ein Diagramm zur Darstellung der Winkellageänderung eines beweglichen Teils der Fördereinrichtung
gemäß F i g. 20,
F i g. 22 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung gemäß F i g. 20 mit nach oben laufendem beweglichen
Abschnitt,
Fig. 23 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung der Fig. 20 mit nach unten laufendem beweglichen Abschnitt,
Fi g. 24 eine schcmatischc Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemüßen Fördcrcinrichtung,
Fig. 25a — f die Transportbewegung des aufgewickelten Drahtes auf der Fördereinrichtung mit einem Plateau
gemäß F i g. 24 während eines bestimmten Zeitraums,
Fig. 2ba — f die Transportbewegung des aufgewickelten Drahtes auf einer plateaulosen Fördereinrichtung,
Fig. 27 eine schematischc perspektivische Ansicht mit einer Walzen-Fördereinrichtung mit Walzen zum
Führen der rückwärtigen F.ndcn und zum Unterstützen der beiden Ränder der Spulen über der Stufe,
F i g. 28 eine schematische Aufsicht der Fördereinrichtung gemäß F i g. 27, so
F i g. 29 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Führungswalzen,
F i g. 30 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Äusfünrungsförrn der erfindungsgcrnäßcti Fördereir.
richtung,
F i g. 31 eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils der Fördereinrichtung gemäß F i g. 30,
F i g. 32 eine Querschnittsansicht von vorne einer Warmhalteabdeckung mit einer Wärmeversorgung,
F i g. 33 eine teilweise weggebrochene Aufsicht mit einer Ausführungsform einer Bodenheizvorrichtung,
F i g. 34 eine seitliche Querschnittsansicht der Abdeckung gemäß F i g. 33,
F i g. 35 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht der Warmhalteabdeckung mit darin angeordneten
Steuereinrichtungen für die Umgebungstemperatur und der Wärmeversorgung,
F i g. 36 eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Steuervorrichtung für die
Kühlmitteltemperatur,
F i g. 37 ein Diagramm der Kühlkurve für einen erfindungsgemäß abgekühlten, aufgewickelten Draht und
F i g. 38 ein Diagramm der Temperaturfolge bei einem Versuch während der erfindungsgemäßen Langsamkühlung
der dichigepacktcn Spule.
Mit dem erfindiingsgcmäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird warmgewalzter b5
Draht in Form einer dichtgepackten Spule auf einer Fördereinrichtung abgelegt. Diese Spule wird beim Durchlauf
durch eine abgeschlossene Kammer mit gesteuerten Umgebungsbedingungen langsam abgekühlt Die
Spule besieht aus Drahtringen, die spiralförmig mit Hilfe eines Wicklers, wie eines Ablegekopfes oder eines mit
einem Ablegekopf verbundenen Drahtförderers auf die Spulenfördereinrichtung flach, jedoch geringfügig versetzt
und überlappend abgelegt werden. Die Fig.3a zeigt dichtgepackte Spulen oder Wicklungen 5 auf einer
Walzen aufweisenden Fordereinrichtung mit Förderabschnitten 23. Die Wicklungen 5 bestehen jeweils ;uis
mehreren durchgehenden Ringen, die auf der Fördereinrichtung so abgelegt !.ind. daß benachbarte Ringe in
Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung geringfügig gegeneinander versetzt und im Querschnitt gesehen
dicht gepackt sind. Beim Herabfallen auf die Fördereinrichtung werden die Ringe geringfügig in der Richtung
senkrecht zur Bewegungsrichtung versetzt. Dichtgepackte Wicklungen bedeuten hier etwa eine Masse von 30
bis 550 kg/m Förderlänge. Besonders bevorzugt sind Spulengewichte von 100 bis 500 kg/m, wenn die Spule mit
einer Geschwindigkeit von höchstens 0,05 bis 0,2°C/s abgekühlt werden soll, und von 30 bis 70 kg/m, wenn die
Kühlgeschwindigkeit von 0,20C bis l,0°C/s 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 höheren Temperaturdifferenz, wie in
Verbindung mit F i g. 2 anhand des Standes der Technik diskutiert, führt Andererseits 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 vou Ό his 550 kg/m Förderlänge im Gegensatz zu üblichen
Wicklungen erhält.
Fig.4 ist ein Querschnitt der dichtgepackten Wicklung 5 senkrecht zur Transportrichiung T, woher der
Querschnitt des Drahtes 1 schraffiert ist. Die Ringe des aufgewickelten Drahtes 1 sind aufeinander gestapelt und
sind an ihren beiden Rändern 6 des Que; idiuitts sehr dicht zusammengepack t.
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 Tb und denen an der Außenseite 7a der Ränder 6.
Somit entspricht die Außenfläche 7 den Teilen, die in F i g. 1 durch die off ent .i 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
Umgebungsbedingungen. Hierunter versteht man Bedingungen innerhalb einer wärmehaltendcn Abdeckung
oder Kammer, die mit einer Einrichtung zum Kühlen der dichtgepackten Wicklung entlang einer optimalen
Kühlkurve versehen ist. Da hierbei die Konvektion ausgenutzt wird, unterscheidet sich die erfindungsgemäßc
Steuerung von den bekannten Systemen gemäß den US-PSen 39 30 900 und 39 40 961.
Das erfindungsgemäße Regelsystem für die Umgebungsbedingungen unterscheidet sich gegenüber dem
Stand der Technik darin, daß die Temperaturdiffcrcrs? rw'schn- verschiedenen Teilen der Ringe, die die Wicklung
5 bilden, unter Aufrechterhaltung der Temperatur an den Außenflächen 7, 7a und Tb auf einem im
wesentlichen gleichförmigen Niveau vermindert wird, wobei gleichzeitig die Wärmeabgabe aus den Kernen 6.·/
der dichtgepackten Teile an jedem Rand 6 des Querschnitts der Wicklung 5 beschleunigt wird.
Beim Durchlauf der Wicklung 5 durch den Bereich mit gesteuerten Umgebungsbedingungen wird die Tcmpcratur
an den Außenflächen 7 gleichmäßig beibehalten. Zu diesem Zweck wird die Atmosphäre in dem eingeschlossenen
Bereich umgewälzt, damit die Umgebungstemperatur in der Nähe der dichtgepackten Wicklung
t;!';i--n:«.iinig ist. Ferner kann die Temperaturkompensation durch lokale Erhitzungen der Außenflächen, wieder
Seiten 7a und/oder des Bodens Tb 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 gesteuertem Umgebungsbedingungen wird die dichtgepackte Wicklung
5 gelöst, um die Wärmeabgabe aus den Kernen 6a der dichtgepackten Teile an den beiden Rändern 6 des
Querschnitts zu unterstützen. Ein geeignetes Verfahren zum Lösen der dichlgepackten Wicklung 5 besteht
darin, in der Mitte der Fördereinrichtung eine Stufe vorzusehen, so daß die die dichtgepackte Wicklung
bildenden Ringe beim Ablaufen über die Stufe vertikal expandiert und dadurch gelöst werden. Be: anderen
geeigneten Verfahren ist beispielsweise eine exzentrische Nocke an der Fördereinrichtung vorgesehen, oder
diese Fördereinrichtung weist vertikal schwingende Walzen, exzentrisciie 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 Förderbewegung der Wicklung oder senkrecht hierzu gegeneinander
zu versetzen.
Durch dieses Lösen werden die überlappten Ringe voneinander getrennt, so daß die dichtgepackten Teile
temporär gelöst sind. Danach strömt Luft unbehindert durch die gelösten Teile und beschleunigt die Wärmeab-
Die Wärmeabgabe aus den gelösten Randern 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 dichtgcpackte Wieklung
geführt wird. Das Attnosphärengas 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 Kerze 6<i der dichtgepackten Ränder 6 gerichtet. Die Temperatur ι.'s Kühlmittels muß nicht auf eine
spezielle Temperatur eingestellt werden, vorausgesetzt, daß sie nur niedriger liegt als die Tenipeiiiuir der
dichtgepackten Ränder 6.
Beim erfindungsgemäßen, langsamen Abkühlen des Drahtes wird die optimale Kühlcharakteristik entsprechend
der Stahlqualität nach den Spezifikationen des japanischen Industriestandards (JlS) ausgewählt Die
erfindungsgemäß bevorzugte Kühlcharakieristik umfaßt den sukzessiven Durchlauf des Drahtes über mehrere
Stufen:
Eine Stufe, in der der warmgewalzte Draht vom Fertiggerüst von der Fertigtemperalur auf eine Aufwickeltemperatur
in einer Wasserkühlzone abgekühlt wird,
eine Stufe, wo die auf der Fördereinrichtung ausgebildete und auf dieser transportierte, dichtgepacktc
Wicklung 5 abgekühlt wird,
eine Stufe, wo die gesamte dichtgepackte Wicklung 5 mit einer Geschwindigkeit von höchstens 0,05 bis
1,0° C/s langsam auf eine Temperatur zwischen der Temperatur, bei der die Perlit-Transformation abgeschlossen
ist, und einer Temperatur, die 50° C 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 Wicklungsdichtc
durch Erhöhen der Geschwindigkeit des letzten Teils einer mit einer Stufe versehenen Fördereinrichtung
vermindert wird.
Bei Durchführung dieser Kühlcharakteristik unter den Bedingungen, wie sie etwa in den Ansprüchen angegeben
sind, erhält man Qualitätsstähle, wie JIS S45C, SCM435 und SUP6 der nachstehenden Zugfestigkeil.·
Stahlart (I IS) Zugfestigkeit
S45C < 68 kg/mm2
SCM435 < 80 kg/mm2
SU P6 < 100 kg/mm2
Dies wird erreicht durch starke Verminderung der Temperaturdifferenzen in der dichtgepackten Wicklung 5
gegenüber den Angaben in F i g. 2.
Nachstehend sind mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen näher erläutert.
Erste Ausführungsform
Fig. 5 zeigt eine Fertigungsstrecke, in der eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 15 nach einer Wasserkühldüse
II, Klcmmwalzen 12 und einem Wickler 13, wie einem Legewickler angeordnet ist, die von einem nicht
dargestellten Warmwalzwcrk Walzdraht zugeführt bekommen.
Zwischen dem Wickler 13 und der Wiederaufwickelvorrichtung 57 ist ein Förderer, wie ein Transferförderer
oder eine Förderstrecke 20 vorgesehen, um Wicklungen 3 und 5 aus Draht zu transportieren. Der Draht wird
entsprechend einer gewünschten Kühlkurve auf dem Förderer kontinuierlich gekühlt. Die Transportstrecke,
entlang der der Förderer die Wicklungen transportiert, ist erfindungsgemäß in eine relativ kurze Zone A am
Wicklerendc, 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 Abdeckung 31, wie einer Warmhalteabdeckung
umschlossen ist, in der beim Transport die dichtgepackte Wicklung langsam abgekühlt wird; nach der Warmhaitezone
B folgt eine Langsamkühlzone C um die dichtgepackte Wicklung 5 langsam abzukühlen; im Anschluß an
die Zone Cfolgt eine Schnellkühlzone D, in der die Wicklung aufgeiockert und schnell gekühlt wird; schließlich
ist eine Annäherungszone £ vorgesehen, in der die Wiederauf wicklung erfolgt.
Der für die Erfindung wesentliche Teil erfolgt zwischen der Zone A und der Schnellkühlzone D.
Der Tiansferförderer ist vorzugsweise ein Walzenförderer. Die Fördergeschwindigkeit ist in der Warmhalte-/one
« 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
l.angsamkiihl/.one C verbleibt, so daß mit der kompakten Fertigungsstrecke eine ausreichende Wärmebehandlung,
z. B. eine Erweichung des Stahls der Drähte ermöglicht wird.
Wenn der Draht aus einem Stahl besteht, der auch bei rascherem Kühlen ausreichend behandelt, z. B. erweicht
werden kann, können die einzelnen Zonen des Förderers mit gleicher Geschwindigkeit betrieben werden.
Der Förderer weist einen Aufnahmeabschnitt 21 für die Wicklung auf, auf den die Ringe fallen und der den
gewickelten Draht I transportiert; dieser Aufnahmeabschnitt ist direkt unterhalb des Wicklers 13 angeordnet.
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 hinleren Drahtendes, das häufig auftritt, wenn eo
die Wickeltemperatur nicht höher als 8000C liegt, sowie andere Probleme bei dem Aufwickeln vermieden
werden können; ferner ergeben sich dadurch gute Beobachtungsmöglichkeiten vom Arbeitsraum der Bedienungsper11
her, und die Walzintervalle werden verkürzt. Da die Zone A nicht mit der Warmhalteabdeckung
abgedeckt ist, werden die Außenflächen 7 der dichtgepackten Wicklung, insbesondere an den Seiten Ta und am
Boden Tb 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 Temperaturdifferenz 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 Wickclgesch
windigkeit 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 Form einer losen Wicklung 3, etwa gemäll
F i g. 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 Siufe 22 zwischen der
Zone A und der Warmhaltezone Büberführt; schließlich wird die Fördergeschwindigkeit in der Warmhaltczone
B gegenüber der in der Zone A verringert Um diese Anforderungen zu erfüllen, beträgt die geeignete Länge der
Zone A vorzugsweise etwa 4 m.
Alternativ kann die dichtgepackte Wicklung 5 direkt auf den Walzen des Aufnuhmeabschniits 2! 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 Aufnahmeabschnitt 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 in 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 kürzer die Warmhaltezone ßist, 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 daher schwierig, die gesamte Wicklung gleichmäßig abzukühlen, falls nicht aus diesen Teilen
Wärme abgegeben wird. Diese Wärmeabgabe von den Rändern 6 erfolgt in der Warmhaltezone B durch
Fallenlassen und somit Auflockern der dichtgepackten Wicklung 5 an den Stufen 22, die am Förderer in
regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Es sind mehrere derartige »Lockerungsstufen« vorgesehen, /. B.
sechs Stufen in der Warmhaltezone der beschriebenen Ausführungsform, und an jeder Stufe wird die Temperatur
der Ränder6 um etwa 1O0C 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 der Förderstrecke 20 etwa
200 bis 400 mm hoch sein. Die Neigung des neigbaren Förderabschnittes 23 der Förderstrecke zwischen
benachbarten Stufen sollte höchstens 5° betragen. Die Wicklung kann nach rückwärts den neigbaren Abschnitt
der Förderstrecke hinuntergleiten, falls die Neigung größer ist, und umgekehrt wird die zur Ausbildung der
nächsten Stufe erforderliche Länge des neigbaren Abschnitts übermaßig 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 kann anstelle eines Walzenförderers ein Kettenförderer eingesetzt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Förderabschnitte 23 zur Einstellung der Neigung beweglich. Falls jedoch die Höhe der Stufen festliegt, können diese Abschnitte feststehend ausgebildet sein.
Als Förderer kann anstelle eines Walzenförderers ein Kettenförderer eingesetzt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Förderabschnitte 23 zur Einstellung der Neigung beweglich. Falls jedoch die Höhe der Stufen festliegt, können diese Abschnitte feststehend ausgebildet sein.
Die Neigung der Förderabschnitte 23 isi 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
beim Auftreten von Schwierigkeiten die Wicklung abzunehmen.
Die Umgebungsbedingungen werden entlang den Förderabschnitten 23 durch Abdecken mit Abdeckungen 31
so reguliert, die die entsprechenden Abschnitte und die darauf geförderten, dicht gepackten Wicklungen 5 umschließen.
Die F i g. 6 und 7 zeigen Einzelheiten der Abdeckung 31, wie Warmhalleabdcckung für einen Förderabschniti
23. 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
Walzen 24 halten. An dem Boden 33 ist ein Wandabschnitt 33a angelenkt, in dem ebenfalls Walzen 24 angeordnet
sind. Der Boden 33 und der Wandabschnitt 33a bilden einen Förderabschnitt 23 des Förderers. Eine obere
Abdeckung 34 ist über den Boden 33 und den unteren Wandungsabschnitt 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
bO eine Gebläscluftkühlung durchgeführt werden soll. Auf jeder Seite des Abschnitts ist eine Düse 36, wie eine
Luftdüse schwenkbar an einer Gasleitung 35a befestigt, die auf jeder Seite der Abdeckung 31 vorgesehen ist und
mit Hilfe eines Gebläses 35 mit Luft versorgt wird. Die Düsen 36 werden gemäß F i g. 6 von der Abdeckung 31
weggeschwenkt, wenn die Abdeckung 31 geschlossen ist, und in eine Stellung oberhalb des Fördcrabschnities 23
geschwenkt, um Luft gegen die Wicklung von den beiden Seiten der Förderabschnitte zur Gebläsclufikiihliing
b5 zu blasen, wenn die Abdeckung 31 gemäß l'i g. 8 offen ist.
Der Aufbau der Düsen 36 ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können sie
unterhalb des Förderwalzen aufweisenden Förderabschnittes 23 angeordnet sein und nur während der Gebläse
luftkühlung in Betrieb genommen werden. Die dargestellte Ausführungsform ist jedoch besonders einfach.
i0
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 aufrechtzuerhalten.
Ein quer zur Bewegungsrichtung der Wicklungen angeordnetes Luftleitblech (Baffle) 40 erstreckt sich von der
Decke der oberen Abdeckung 34 nach unten. Die Atmosphäre innerhalb der Abdeckung wird durch die Gebläse
3? vcrwirbclt und durch das Luftleitblech 40 nach unten gerichtet und zirkuliert so innerhalb der Abdeckung 31.
Dadurch wird das Eindringen von AoBenluft in die Abdeckung 31 durch die öffnungen am Eingang bzw. am
Ausgang verhindert
Vorzugsweise wird eine elektrische Heizvorrichtung oder eine andere Heizung an den Seitenwänden der
Abdeckung 31 vorgesehen, um eine Temperaturkompensation und Vorheizung vor dem Langsarnkühlen vorzunehmen.
Die Lager 24a für jede Walze 24 im Förderabschnitt 23 sind außerhalb der Abdeckung 31 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 Walzen und damit die Geschwindigkeit der Wicklung 5 auf dem Förderer in der
gewünschten Weise zu verändern.
Die Walzen 24 des Förderabschnitts 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 Tb und insbesondere an den
zwei Rändern nahe den Lagern relativ leicht unterkühlt werden. Es ist daher erforderlich, eine !Compensationseinrichtung
für die Wärmeverluste, beispielsweise eine elektrische Heizvorrichtung 41 zwischen jedem Paar von
Walzen 24, und zwar jeweils eine Kovnpensationseinrichtung an jeder Seite des Förderabschnitts 23 gemäß den
F i g. 6 und 7 vorzusehen, um den Bodenteil der Wicklung zu heizen. Die elektrischen Heizvorrichtungen 41
müssen nicht immer eingeschaltet sein, jedoch sind sie zur temporären Wärmeverlustkompensation eingeschaltet,
wenn ein Temperaturabfal! am Boden Tb festgestellt wird.
In der Mitte in Breiienrichtung des Förderers kann zwischen jedem Paar von Walzen 24 eine Platte 25, wie
eine Sperr- oder Förderplatte vorgesehen werden, um zu verhindern, d?ß der erste Drahtring des abgekühlten
Drahtes, der über eine Stufe am Eintrittsende des Förderabschnittes 23 fällt, in den Raum zwischen den Walzen
hineinmischt.
Gemäß F i g- 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 Förderabschnitts 23 anzuheben und
abzusenken. Der untere Wandabschnitt 33a des Förderabschnitts 23 wird abgesenkt, um zum Auflockern der
dichtgepacktefi Wicklung 5, die auf diesem gekühlt worden ist, eine Stufe vorzusehen. Die Stufenhöhe kann von
200 bis 400 mm variiert werden, und zwar in Abhängigkeit von der Neigung des Abschnitts, die erforderlich ist,
β um ein Verrutschen der Wicklung zu verhindern; ferner hängt diese Höhe vom Umfang der in diesem Verfah-
|i rensschritt durchzuführenden Kühlung ab. Zur Gebläseluftkühlung wird das Ende des Wandabschnitts 33a
U solange angehoben, bis es im wesentlichen in gleicher Höhe ist mit dem horizontalen Teil des vorangehenden
ψ FörderabschniUs. Ein Paar Düsen 45 wie Kühldüsen mit seitlichem Abstand (vgl. insbesondere F i g. 9) ist in dem
ψ. Zwischenraum zwischen dem Ende des vorangehenden Förderabschnitts und dem abgesenkten Ende des
)/; FörderabschniUs 23 vorgesehen. Die Düsen 45 geben ein kühlmittel, z. B. ein Gas, das die Atmosphäre innerhalb 4C
γί der Abdeckung 31 bildet, ab, und die Temperatur des Kühlmittels ist auf einen Wert eingestellt, der geringfügig
!f: 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.
j;\ Das Gas innerhalb der Warmhaiteabdeckung wird in eine Saugleitung 46a gesaugt, die am Abgabeende des
j Förderabschnitts 23 vorgesehen ist, und zwar mit Hilfe eines rotierenden Gebläses 46, das das angesaugte Gas
i. über eine Leitung und einen Verteiler 48 zu dem Paar Düsen 45 abgibt Das Kühlmittel kann auch in anderer
?■:; Weise angesaugt und abgeblasen werden. Die Düsen 45 sind so ausgerichtet, daß das Kühlmittel auf die Ränder 6
der Wicklung ai'ftriffl und dadurch die Wirksamkeit der Wärmeabgabe von den Kernen 6a der dichlgepacktcn
j, Teile an den Rändern des Querschnitts der Wicklung 5 erhöht wird.
: Die Abdeckung 31 besteht aus einem wärmeisolierenden Material mit einem Stahlmantel an der Außenseite.
f Die Anzahl der Abdeckungen 31 kann beispielsweise entsprechend der Drahtqualität, den Kühlbedingungen und
der Auslegung der Anlage ausgewählt werden. Die Einrichtung zum Lockern der Wicklung innerhalb der
·..,.-; Warmhalteabdeckungen ist nicht auf den stufenförmig ausgebildeten, dargestellten Förderer beschränkt, son-
ii dem kann auch in anderer Weise ausgebildet sein. Die Häufigkeit mit der die Wicklung aufgelockert wird, kann
ι ebenfalls entsprechend den Erfordernissen ausgewählt werden, und zwar unabhängig von der Anzahl der
ft; Warmhalteabdeckungen.
: Die der Warmhaltezone B folgende Langsamkühlzone C ist insbesondere vorgesehen, um den dichten Teil der
j i. 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 Tdurchläuft die Wicklung die Warmhaltezone B. Wenn der
Draht unmittelbar nach Γ 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
R;ind 6 wird jedoch nicht in geeigneter Weise langsam gekühlt was zu höherer Zugfestigkeit und erheblichen
Qinilitätsunrcgclmäßigkeiten führt. Wenn die dichtgepackte Wicklung 5 auch nach dem Verlassen der Warmhaitc/onc
B mit niedriger Geschwindigkeit transportiert wird, so wird der Teil 6 gemäß dem Pfeil b in Fig. 10
zusammen mit den Außenflüchen langsam abgekühlt, so daß die Qualitätsunterschiede innerhalb der Wicklung
eliminiert werden.
In der Schnellkühlzone Dwirdder auf dem Förderer 27 langsam abgekühlte Draht rasch auf eine Temperatur
abgekühlt, die nicht höher als 5500C 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 Schnellkühlzone 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 sein, um die Fördergeschwindigkeit
für die Wicklung allmählich zu erhöhen.
ίο Die so gebildete, aufgelockerte Wicklung 3 wird auf einem Förderer 29 horizontal zu der End/one £ 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: 6 m; Schnellkühlzone
D: 2 Abschnitte zu jeweils 6 m, d. h. insgesamt 12 m; die Gesamtlänge beträgt dann 58 in zuzüglich der Endzone
F 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 Wasserkühldüsc 11 wird der warmgewalzte
Draht über die Klemmwalzen 12 dem mit diesem verbundenen Wickler 13 zugeführt, der den Draht zu einer
endlosen, lockeren Wicklung 3 auf dem als Walzenförderer aufgebildeten Aufnahmeabschnitt 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 Geschwindigkcii befördert, da die
Wicklung andernfalls abkühlen würde und sich somit deren Temperatur-Variationen erhöhen wurden. Wenn die
Fördergeschwindigkeit in der Zone A lediglich erhöht wird, überlappt das Kopfende der zugeführten Wicklung
mit dem hinteren Ende der vorangehenden V/icklung in der Warmhaltezone B, in der die Transportgeschwindigkeit
gering ist, falls nicht ein ausreichender Zeitraum zwischen dem Anschluß des Wickelvorgangs der vorangehenden
Wicklung und dem 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.
Um zwischen aufeinanderfolgenden Wicklungen, die mit kurzen Walzintervallen hergestellt wurden, einen
ausreichenden Abstand zu erhalten, wird die Vorrichtung erfindungsgemäß so betrieben, daß die Fördergeschwindigkeit
in der Zone A allmählich zunimmt. Die Fördergeschwindigkeit 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.
Die F i g. 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 /von 10 Sekunden in einer Nettowalzzeit Γ von 177 Sekunden
gewalzt wird. Wenn die Fördergeschwindigkeit in der Zone A gemäß F i g. 11 zunimmt, so hat die in der
Warmhaltezone ßausgebildete 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 Fördergeschwindigkeit auf den
ursprünglichen 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 ß eintritt. Im Vergleich zu üblichen Walzintervallen von 5 s führen die 10 s langen Intervalle
gemäß der Erfindung nicht zu einem wesentlichen Produktivitätsabfall.
Die Fördergeschwindigkeit in der Zone A ist nicht an den Verlauf in F i g. 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 Aufnahmeabschnitts 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 Fördergeschwindigkeit in der Zone A in der vorstehenden Weise geändert wird. Gemäß F i g. 5 wird die
Wicklung aus der Zone A in die nachfolgende Warmhaltezone 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 Warmhaltezone B, wo die Fördergeschwindigkeit niedrig ist, werden die Ringe 2 eng
gepackt und bilden eine dichtgepackte 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 Warmhallezone
B gebildete Wicklung 5 in Bewegungsrichtung des Förderers eine gleichmäßige Dichte.
Nachstehend wird mit Bezugnahme auf die Fig. 12a bis 12f die erfindungsgemäße Förderbewegung für die
Wicklung näher erläutert.
Mit der in Fi g. 12a schematisch dargestellten Fertigungsstrecke wird ein Draht von 5,5 mm Durchmesser mil
Mit der in Fi g. 12a schematisch dargestellten Fertigungsstrecke wird ein Draht von 5,5 mm Durchmesser mil
einer Geschwindigkeit von 61 m/s gewalzt. Der Wickler 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
l-ördcrgcsehwindigkeit von einem Anfangswert von 6 m/min gemäli dem Gültigkcilsverlauf in F i g. 11 erhöht.
In der nachfolgenden Warmhaltczonc B beträgt die Fördergeschwindigkeil 3 m/min. Die Nctiowal/daucr für
jeden Harren betraf·! 177 s bei einem Wal/.intervall von 10 s. r,
linier diesen Bedingungen erhält man in der Warmhallezone B ei'H1 dichte Wicklung 5 mit einer ausreichenden
Ringdichte von eiwa400 Ringen pro m.Gemäß den Fig. 12b bis 12f wird zwischen den aufeinanderfolgenden
Wicklungen ein ausreichender Zwischenraum aufrechterhalten. Gemäß Fig. 12b gibt eine vorangehende
Wicklung 5u die Zone A innerhalb des 10 s dauernden Walzinlervalls 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 F i g. 12c
erreicht, ist das rückwärtige Ende der vorangehenden Wicklung 5a etwa 1,5 m weiter in der Warmhaltezone 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 / von etwa 400 mm getrennt (vgl.
F i g. 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 ß und Abgabe der
gesamten nächsten Wicklung 5b zum ersten Teil der Langsamkühlzone.
Transportiert von den Förderabschnitten 23 tritt die so gebildete, dichtgepackte Wicklung 5 in die Abdeckung
31 ein und wird entsprechend der gewünschten Kühlkurve abgekühlt und dabei durch den geneigten, Walzen
aufweisenden Förderabschnitt 23 mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min transportiert. Die einzelnen Abschnitte
innerhalb der Abdeckung 31 werden auf vorgegebenen Temperaturen gehalten.
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 Abdeckung
31 gleichförmig aufrechterhalten, so daß die Querschnittsteile der Wicklung nahe der Teile der Außenfläche 7
des Querschnitts der Wicklung 5 langsam auf eine gleichmäßige Temperatur abgekühlt werden. Die zwischen
den Walzen 24 vorgesehene Heizvorrichtung 41 zur Kompensation des Wärmeverlustes kann gegebenenfalls
eingeschaltet werden, um einen Wärmeverlust auf den beiden Seitenflächen 7a und auf den Bodenflächen Tb der
Wicklung 5 zu kompensieren, die besonders leicht zu stark abgekühlt werden.
Die über dt.n Förderabschnitten 23 sich bewegende, dichtgepackte Wicklung 5 wird beim Überschreiten der
Stufe 22 aufgelockert oder gelöst und fällt auf den nachfolgenden Walzenförderabschnitt. Die Düsen 45 blasen
ein Kühlmittel gegen die gelockerten, fallenden Wicklungsringe. Als Kühlmittel kann das gleiche Gas verwendet
werden, 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 Fig.2 ist dies dagegen schwer zu erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht somit durch geeignete Temperaturführung das Erweichen aller Stahlarten ohne Unterkühlung und
ohne die Kerne der Wicklung in untransformiertem Zustand zu belassen.
Vorzugsweise werden die Düsen 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 und im wesentlichen in Bewegungsrichtung der Wicklung (vgl. F i g. 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 Förderers läuft. Die Wicklung ist hier mit dem Bezugszeichen 8 versehen und ist
mit durchgezogenen Linien eingezeichnet Die Düsen 45 blasen das Kühlmittel gegen die aufgelockerte, herabfallende
Wicklung 8 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
Wenn die Kühlmitteltemperatur zu gering ist so werden die Außenflächen 7 in der Nähe der Ränder 6 zu stark
gekühlt. Wenn die Kühltemperatur zu hoch ist so ist die Wärmeabgabe der Kerne 6a der Ränder 6 ungenügend.
Daher muß die Kühlmitteltemperatur in einem geeigneten Bereich gehalten werden. Die F i g. 15 zeigt die
Auswirkungen des Kühlmittels, das mit 100 bis 400 mN3/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 Wicklungstempe- es
ratur 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 liegt die bevorzugte Kühlmitteltemperatur bei 100 bis 350cC. 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 Zweck ist eine Temperaturmeßeinrichtung, beispielsweise ein berührungsfreier Temperatursensor 61,
zwischen den Düsen 45 an der Stufe 22 gemäß Fig. 16 vorgesehen. Der Temperatursensor 61 miß; berührungsfrei
die Temperatur an verschiedenen Stellen der lose fallenden Ringe der Wicklung 5 und weist einen Spitzen-Wertspeicher
auf, um die höchste gemessene Temperatur zu speichern. Das Ausgangssignal wirj dann einer
Temperatursteuereinrichtung 64 zugeführt. Die Düsen 45 blasen das auf die gewünschte Temperatur eingestellte
Kühlmittel an den Teil der Wicklung, wo die Spitzentemperatur gemessen worden ist. Bei der dargest?11^
Ausführungsform ist das Kühlmittel das Gas, das aus dem Ausladende der Abdeckung 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 Einlaßleitung 47a für Kaltluft mit einem Kaltluft-Mischventil 67, wobei die Einlaßleitung 47a mit der als
Einlaß ausgebildeten Leitung 46a in Strömungsrichtung hinter dieser in Verbindung steht, und durch die
Temperatursteuereinrichtung 64 gebildet. Die vom Sensor 61 ermittelte Temperatur führt zu einem Signal für
das Mischventil 67, um dieses so ausreichend zu öffnen,daß genügend kaltes Gast* . ^ufi) zur Verminderung
der Temperatur des Gases auf die gewünschte, in der Temperatursteuereinrichtung voreingesic-llte Temperatur
eingeleitet wird; das überschüssige Gas wird aus der Abdeckung 31 abgezogen. In den Leitungen 46fc von dem
Verteiler 48 zu den Düsen 45 ist ein Thermometer 65 vorgesehen, dessen Ausgangssigniil mit Hilfe eines
Signalkonverters 66 geeignet umgewandelt und der Temperatursteuereinrichtung 64 zugeführt wird, um mit
Hilfe des Ausgar.gssignals das Mischventil 67 zu schließen, wenn die gewünschte Temperatur des Kühlmittels
erreicht ist; dadurch wird die Menge Qi an Kaltluft gesteuert, die mit der aus der Abdeckung 31 abgezogenen
Gasmenge Q\ vermischt wird.
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 verringert werden.
Wie vorstehend ausgeführt, wird das bei der hier erläuterten Ausführungsform verwenden Kühlmittel durch
Vermischen des heißen Gases aus der Abdeckung 31 mit kalter Luft von außerhalb der Abdeckung hergcste1!:
Daher muß ein Gleichgewicht zwischen der Menge Q\ des aus der Abdeckung 31 abgezogenen Gases und der
Menge Q2 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 Steuergeraten 73 und 78 für die
Strömung vorgesehen, von denen das erste zur Überwachung der Menge Q\ und das zweite für die Überwachung
der Menge Q7 vorgesehen ist. in der Leitung 46a ist ein Thermometer 71 vorgesehen, dessen Ausgangssignal
mit Hilfe eines Signalkonverters 72 umgewandelt und dem Steuergerät 73 zugeführt wird; ferner ist ein
Strömungsmeßgerät 68 vorgesehen, dessen Ausgangssigna! mit Hilfe eines Signalkonverters 69 umgewandelt
und dem Steuergerät 73 zugeführt wird. Die Temperatur sowie die Strömungsraten werden zur Ermittlung der
Strömungsmenge benutzt, und ein Ausgangssignal des Steuergeräts 73 wird einem Sirömungsmengenstcucrventil
74 in der Leitung 46a zugeführt, so daß die tatsächliche Strömungsmenge in der Leitung einen vorgegebenen
Wert nicht übersteigt. Das Steuergerät 73 führt ferner ein Ausgangssignal dem Steuergerät 78 zu. das die
tatsächliche Strömungsmenge in der Leitung 466 angibt. Wie vorstehend ausgeführt, ist in den Leitungen, wie
46b, vom Verteiler 48 zu den Düsen 45 ein Thermometer 65 vorgesehen, dessen Ausgangssignal ebenfalls dem
Steuergerät 78 über einen Signalkonverter 66 zugeführt wird; ferner ist in den Leitungen zwischen dem Verteiler
48 und den Düsen 45 ein Strömungsmeßgerät 75 vorgesehen, dessen Ausgangssignal dem Steuergerät 78 über
den Signalkonverter 76 zugeführt wird. Die Strömungsmenge in den Leitungen wird durch das Steuergerät 78
bestimmt und mit der Strömungsmenge in der Leitung 46a verglichen; das Ausgangssignal des Steuergeräts 78
steuert das Steuerventil 80 für die Strömungsmenge in der Auslaßleitung 79, die von der Leitung 47 abzweigt, um
die Mengen Q\ und Qi aufeinander abzustimmen.
Die auf den Förderabschnitten 23 transportierte, dichtgepackte Wicklung 5 wird so beim Durchlauf durch die
aufeinanderfolgenden Abschnitte abgekühlt und verläßt schließlich die Warmhalteabdeckung, wobei die gewünschte
Metalltransformation abgeschlossen ist.
Die dichtgepackte Wicklung 5 wird dann auf dem Förderer 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 SchneUkühlzone D aheekühlt und durch einen Wickler 57 aufsewikkelt.
Die mit dieser Ausführungsform erreichte Kühlgeschwindigkeit beträgt etwa 0,1° C/s. Eine gleichmäßige
Abkühlung ist jedoch auch mit einer Kühlgeschwindigkeit von 0,05 bis 1,0°C/s und eine Langsamkühlung mit 0,2
bis 1,0°C/s durch Auswahl einer geeigneten Fördergeschwindigkeit möglich.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ermöglicht ferner ein leichtes Umschalten zur Gebläseluftkühlung,
d. h. ein Abkühlen mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20°C/s auf der gleichen Fertigungsstrecke. Zur Durchführung
der Gebläseluftkühlung wird die obere Abdeckung 34 der Abdeckung 31 entfernt, und die Düsen 36, wie
Druckiuftdüsen, werden in die Stellung gemäß F i g. 8 verschwenkt; ferner werden die Stufen im Förderer durch
Betätigen der Hubvorrichtung 26 beseitigt, indem die neigbaren Teile der Förderabschnitte 23 in die horizontale
Lage angehoben werden. Die Geschwindigkeit der Förderabschnitte 23 wird ebenfalls erhöhl. Die Düsen 36, die
mit dem Gebläse 35 verbunden sind, blasen kalte Luft von beiden Seiten des Förderers auf die Wicklung, die auf
den Förderabschnitten 23 transportiert wird. Die Kühlgeschwindigkeit beträgt bei dieser Betriebsart etwa 10 bis
20° C/s.
Zweite Ausführungsform
Die Fig. 17 bis 19 /.eigen eine Doppelkühlstreckc, bei der eine Bodenkühlieilstrecke mit Gcbläscluftkühlung
durch die erfindungsgemüße Langsamkühlstrecke ersetzt werden kann, wenn anstelle der Gebläscluftkühlung
eine l.angsanikühliing erwünscht ist. ί
Λ:ιι !''iniritlsende (links in den Hg. 17 und 19) ist ein Wickler 13 vorgesehen, der den warmgewalzten Draht
wickelt und dann der nachfolgenden Kühlstrecke zuführt. Nicht dargestellt sind das Warmwalzwerk und die
Wasserkühlcinrichiung, die vor dem Wickler 13 angeordnet sind. Die Doppelkühlstreckc weist eine Kühlstrecke
/ für Gebläseluftkühlung und eine Langsamkühlstrecke K auf. die zueinander parallel angeordnet sind. Hinter
der Doppelkühlstrecke ist ein Förderer 85, beispielsweise ein einzelner Walzenförderer, vorgesehen. Am äußersten
Ende des Förderers 85 ist eine Wiederaufwickelvorrichtung 57 vorgesehen, um den abgekühlten Draht
aufzuwickeln.
Gemäß Fig. 19 weist die Kühlstrecke J einen Förderer 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 F i g. 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 Förderers 86 ausgebildet sind, und schließlich gegen den
aufgewickelten Draht auf dem Förderer geblasen.
Die Langsamkühlstrecke K gemäß den F i g. 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 Förderer 91, beispielsweise einem Walzenförderer, sind jedoch die verschiedenen Abschnitte
feststehend und zum Ändern der Neigung nicht beweglich.
Bei dieser Ausfiihrungsform können die beiden Kühlstrecken/und K, die im wesentlichen parallel zueinander
angeordnet sind, seitlich gegenüber einer Linie zwischen dem Wickler 13 und dem Förderer 85 verschoben
•.•,er Jen, 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 Wagen 97, wie ein Verschiebewa-
: gen, 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 / und K bilden. Ein flexibles Kabel 98 ist mit dem Wagen 97
verbunden, um diesem etwa für die Heizeinrichtungen und Motoren elektrische Energie zuzuführen.
Die Förderer 86 der Kühlstrecke/und der Förderer 91 der Kühlstrecke K sind auf dem Wagen 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-S
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 / mit Gebläseluftkühlung
in die ausgerichtete Position gebracht, so daß der von dem Wickler 13 abgegebene, gewickelte, warmgewalzte
Draht über den Förderer 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/s rasch ab. Der abgekühlte,
aufgewickelte Draht wird dann durch den Förderer 85 zum Wickler 57 transportiert.
Falls dann ein niedriglegierter Stahldraht behandelt werden soll, wird das Kolben-Zylinder-Aggregat 96
; betätigt, um den Wagen 97 anzutreiben und die Kühlstrecke / mit Gebläseluftkühiung 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 ir-
\\ gendein anderer geeigneter Antrieb verwendet werden.
■:. Die vorliegende Ausführungsform weist somit mehrere parallele Wärmebehandlungsstrecken auf, die zwi-
■:. Die vorliegende Ausführungsform weist somit mehrere parallele Wärmebehandlungsstrecken auf, die zwi-
sehen dem Legewickler und der Wiederaufwickelvorrichtung angeordnet und in Abhängigkeit von der geic
wünschten Betriebsart zu letzteren ausgerichtet selektiv bewegbar sind. Dies kann durch Verschieben der
gewünschten Wärmebehandlungsstrecken senkrecht zur Bewegungsrichtung des aufgewickelten Drahtes an
einer Steile entlang dessen Transportweg erfolgen, um die gewünschte Wärmebehandlung an dieser Stelle
; entlang der Strecke vorzunehmen.
h'i Modifikationen der Vorrichtungskomponenten
'ß Der Förderer
;:,1 Der Aufnahmeabschnitt des Förderers für die Wicklung kann beispielsweise gemäß F i g. 20 modifiziert sein, ω
ί| Dieser Abschnitt weist zwei Förderabschnitte 105 und 106, wie Walzenförderabschnitte auf. Der Förderab-
|| schnitt 105 ist vom Förderabschnitt 106 getrennt und ist mit seinem Ablaufende an dem Einlaufende des
'ft Förderabschnitts 106 mittels eines Gelenks 107 angelenkt Unter dem Einlaufende des Förderabschnitts 105 ist
ϊλ eine Einrichtung zum Anheben und Absenken des Förderers vorgesehen. Diese hier dargestellte Einrichtung ist
'3 beispielsweise ein Kolben-Zylinder-Aggregat, dessen oberes Ende der Kolbenstange an dem Einlaufende des
i't Förderabschnitts 105 angelenkt ist. Die Länge des Förderabschnitts 105 kann beliebig gewählt werden, muß
g jedoch zumindest so lang sein, daß die Drahtringe, die von dem Wickler 13 herabfallen, in einer bestimmten
JN Länge der Spule 2 gebildet werden können.
H
H
Wenn eine dichtgepackte Wicklung gebildet werden soll, wird die Einrichtung 108 betätigt, um das Ende des
Förderabschnitts 105 anzuheben und diesen so von dem Wickler 13 ausgehend nach unten zu neigen. Die von
dem Wickler 13 abgegebenen Ringe 2 fallen auf den Förderabschnitt 105, dessen Einlaufende nunmehr angehoben
ist, so daS es näher an dem Wickler 13 ist als das Ablaufende; dadurch wird die gewünschte, dichtgepackte
Wicklung ohne gleichförmiges Rutschen gebildet. Die Förderabschnitte 105 und 106 werden mit Geschwindigkeiten
angetrieben, die zur Bildung einer dichtgepackten Wicklung geeignet sind.
Wenn die Neigung des Förderabschnitts 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
ίο unten rutschen. Bevorzugt sind Neigungswinkel χ für den Förderabschnitt 105 von etwa 0 bis 5°C gemäß
F i g. 21. Ferner sollte der Winkel β zwischen dem Förderabschnitt 105 und der Achse der von dem Wickler !3
abgegebenen Ringe vorzugsweise von 0 bis 5° betragen.
Wenn die Ausbildung einer dichtgepackten Wicklung nicht erforderlich ist, wird der Förderabschnitt 105
gemäß der gestrichelten Linie .2 in F i g. 2 i horizontal positioniert
Falls nach dem Aufnahmeabschnitt an der Strecke Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise Verhaken der
Wicklung an dem Förderer, so wurde bisher der Förderabschnitt 105 so geneigt, daß das Einlaufende niedriger
liegt als das Ablaufende (vgl. die strichpunktierte Linie b in F i g. 21). Diese Umkehr der Neigung führt jedoch zu
einem ergeblichen Aufbau von Wicklungen zwischen dem Wickler und dem Förderer gemäß F i g. 22, was einen
erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand nach Beseitigung des ursächlichen Problems erfordert.
Bei Auftreten von Schwierigkeiten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Förderabschnitt 105
vom Einlaufende (vom in Transportrichtung vorderen Ende) nach unten geneigt und die Wicklung wird gemäß
F i g. 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 AufOckern der Wicklung erforderliche
Arbeitsaufwand im wesentlichen ausgeschaltet und nach dem Wiederaufwickeln wird eine gute Wicklungsform
sichergestellt. Die F i g. 24 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Förderabschnitte 23 der
abgestuften Förderstrecke 20 in F i g. 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 113 ist eine 200 bis 400 mm hohe Stufe 114 vorgesehen Ein 1500 mm langes
Plateau 115, wie ein horizontaler Abschnitt entsprechend dem Boden 33 in den F i g. 6 und 7 ist unmittelbar vor
der Stufe 114 vorgesehen. Der Winkel özwischendem horizontalen Abschnitt 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 F i g. 5 auf.
Die F i g. 25a bis f erläutern den Transport des gewickelten Drahtes auf dem abgestuften Förderer gemäß
Fig. 24. Die Versuchs- bzw. Betriebsbedingungen sind beispielsweise:
Kingdurchmesser | 1100 mm |
Wicklungsgewicht | 500 kg/m |
Fördergeschwindigkeit | 2,5 m/min |
Stufenhöhe | 400 mm |
In den F i g. 25a bis f sind Düsen 45 dargestellt, die ein Kühlmittel an die aufgelockerte Wicklung ähnlich der
Beschreibung im Zusammenhang mit den F i g. 6 bis 9 blasen.
Gemäß Fig.25a transportiert der erste geneigte Förderabschnitt 112 eine dichtgepackte Wicklung 5 aus warmgewalztem Draht. Nach dem Transport zum Plateau 115 liegt der erste Ring 2 horizontal gemäß F i g. 25b. In F i g. 25c ist das vorderste Ende des Ringes 2 so weit transportiert worden, daß es am Punkt Zin Kontakt mit dem geneigten Abschnitt 116 des zweiten Förderabschnitts 113 kommt. In F i g. 25d fallen die Ringe 2 nacheinander auf den geneigten Abschnitt 116, so daß die rückwärtigen Enden das Plateau 115 des ersten Förderabschnitts 112 freigeben und herabfallen, so daß sie in geneigter Lage auf die Abschnitte 116 in Bewegungsrichtung vor dem Punkt Zankommen. Die Ringe 2 werden dann gemäß F i g. 25e und 25f nach vorne bewegt.
Gemäß Fig.25a transportiert der erste geneigte Förderabschnitt 112 eine dichtgepackte Wicklung 5 aus warmgewalztem Draht. Nach dem Transport zum Plateau 115 liegt der erste Ring 2 horizontal gemäß F i g. 25b. In F i g. 25c ist das vorderste Ende des Ringes 2 so weit transportiert worden, daß es am Punkt Zin Kontakt mit dem geneigten Abschnitt 116 des zweiten Förderabschnitts 113 kommt. In F i g. 25d fallen die Ringe 2 nacheinander auf den geneigten Abschnitt 116, so daß die rückwärtigen Enden das Plateau 115 des ersten Förderabschnitts 112 freigeben und herabfallen, so daß sie in geneigter Lage auf die Abschnitte 116 in Bewegungsrichtung vor dem Punkt Zankommen. Die Ringe 2 werden dann gemäß F i g. 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 115 unmittelbar vor der Stufe. Bei
1100 mm Ringdurchmesser sollte das Plateau 115 vorzugsweise mindestens 1500 mm lang 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 F i g. 25e und 25f zum Förderabschnitt 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.
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 F i g. 25e und 25f zum Förderabschnitt 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.
bo Die F i g. 26a bis 26f zeigen die Ergebnisse eines Versuchs mit einer abgestuften Förderstrecke ohne Plateau
115. Der Versuch erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben. Bei dieser abgestuften
Förderstrecke betragen die Abstände der Stufen 4,5 m und der Neigungswinkel der entsprechenden Abschnitte
beträgt 5°.
Die auf dem geneigten Förderabschnitt 122 transportierten Ringe 2 bewegen sich gemäß F i g. 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 'viheran 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 Förderabschnitts 121 oder aufgrund der kombinierten Wirkung der Stufe und der η ach fo I-
genden Ringe gemäß F i g. 26c bis 26f bilden. Die in den aufeinanderfolgenden Ringen gebildeten Biegungen
verformen schließlich die gesamte Wicklung (vgL F i g. 26e und f). Wenn sich dieses Biegung 5 ausbildet, werden
der Abstand, die Lage und die Richtung der Ringe relativ zu der Düse 45 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 5 eine gleichmäßige Arbeitsweise der Fertigungsstrecke und verschlechtern die Produktivität
Die F i g. 27 bis 31 zeigen modifizierte Ausführungsformen des Förderers. Gemäß den F i g. 27 und 28 ist die
Walze 133 eines Förderabschnitts 13t, die den oberen Rand der Stufe 135 /.wischen den Förderabschnitten 131
und 132 bildet in zwei Teile unterteilt die jeweils in Auslegerlagern am äußeren Ende gehaltert sind und am ic
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 F i g. 28 angedeutet ist
Gemäß Fig.28 wird der Ring 2 von den nachfolgenden Ringen so getrennt daß er auf den nächsten
Förderabschnitt 132 fällt wenn das hinterste Ende X durch die Führungsöffnung 137 läuft Da die Walze 133 am
Ablaufende des ersten Förderabschnitts 131 am Ende des im wesentlichen horizontalen Abschnitts ist, fallen
sowohl das vorderste Ende VaIs auch das hinterste Ende -Y des Rings 2 mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit auf den nachfolgenden Förderabschnitt 132; daher landet der abgetrennte, herabfallende Ring weich auf
dem nachfolgenden Förderabschnitt 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
Mctallstruktur und mechanische Eigenschaften sicherzustellen.
Bei der in den F i g. 27 und 28 dargestellten Ausführungsform wird die Führungsöffnung 137 durch ein
einzelnes Paar einander gegenüberliegender Walzenteile gebildet, jedoch können weitere Walzenteilpaare
verwendet werden.
Die F i g. 29 zeigt eine Ausführungsform der Walze 133, die die Führungsöffnung 137 bildet Neben der
Führung der Ringe in der gleichen Weise und mit der gleichen Wirkung wie bei der Ausführungsform gemäß den
F i g. 27 und 28 hat die Ausführungsform gemäß der F i g. 29 den Vorteil, die nachteiligen Auswirkungen der
Hitze auf die Walze 133 zu verhindern, da diese in Form einer einzigen, an den beiden Enden gehaltorten Walze
ausgebildet ist. Die Krümmung der Führungsöffnung 137 in F i g. 29 ist größer als die Krümmung des Rings 2.
Die Führungsöffnung 137 wird durch eine um die Walze 133 geführte Aussparung gebildet.
Die Führungsöffnung 137, deren Form im wesentlichen mit der Krümmung der Ringe übereinstimmt, ist am
oberen Rand der Stufe zwischen einem vorderen Förderabschnitt und einem nachfolgenden Förderabschnitt
angeordnet. Dadurch gleiten die getrennten Ringe glatt über die Stufe 135 auf den nachfolgenden Förderabschnitt und das vordere Ende der Wickung 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 Förderplatte entsprechend der vorstehend
beschriebenen Platte 25. Ein Endlosband oder eine Endloskette 139 ist um mehrere Walzen 138 an der Stelle
geführt, an der das vordere Ende des Rings, der von der Stufe 135 herabfällt, auf den geneigten Abschnitt
aufirifft. Dieses Endlosband oder diese Endloskette 139 verhindern, daß der abgetrennte, herabfallende Ring 2
zwischen die Walzen 138 fällt.
Im nachfolgenden wird eine Modifikation der Wärmeverlustkompensationseinrichtung entsprechend der
vorstehend beschriebenen Heizvorrichtung 41 erläutert; mit einer derartigen Einrichtung soll eine gleichförmige
Temperaturverteilung über die gesamte Wicklung erzielt werden, indem die dichtgepackte Wicklung 5 in der
Abdeckung 31 lokal erwärmt wird.
Die F i g. 32 zeigt einen Querschnitt einer dichtgepackten Wicklung 5, die mit Hilfe eines Förderabschnitts 23
durch die Abdeckung 31. transportiert wird. Die Fig.33 ist eine Aufsicht zur Darstellung der Beziehung
/wischen dem Förderabschnitt 23 und einer darunter angeordneten Heizvorrichtung 141. Auf der Innenseite der
einander gegenüberliegenden Seitenwände der Abdeckung 31 sind Heizvorrichtungen 142, wie Plattenheizvorrichtungen sowie ein sinusförmiger Widerstandsdraht angeordnet; unterhalb des Förderabschnitts ist ebenfalls
eine Heizvorrichtung 141 mit einem sinusförmigen Widerstandsdraht vorgesehen. Die Windungsanzahl der
Heizvorrichtung 141 für den Draht 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 hin
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 Siliziumdioxid.
Gemäß F i g. 34 sind die seitlichen Heizvorrichtungen 142 in mehrere Abschnitte unterteilt, die in regelmäßigen Abstii nien entlang der Abdeckung 31 angeordnet sind. Die Heizvorrichtung 141 für den Boden ist zwischen
den den Forderer bildenden Walzen und dem Wandabschnitt 33a angeordnet. Ferner kann in der Oberseite der
Abdeckung 31 ein Wärmeauslaß 145 vorgesehen sein, um durch Ablassen von heißem Gas die Temperatur in der
Abdeckung31 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 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 F i g. 33 ist die Bodenheizung in mehrere Heizblökke
L. M und N unterteilt, die jeweils mehrere Heizvorrichtungen 141 aufweisen. 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 Einriehtung 143 in F i g. 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 Heizvorrichtungen 141 und 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, rasche Heizung des kühlen Teils zu ermöglichen. Sowohl die Heiztemperatur als auch die Dauer können genau überwacht und gesteuert werden.
Vorzugsweise wird ein automatisches Steuersystem vorgesehen, das Temperatursensoren, wie die Einriehtung 143 in F i g. 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 Heizvorrichtungen 141 und 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, rasche Heizung des kühlen Teils zu ermöglichen. Sowohl die Heiztemperatur als auch die Dauer können genau überwacht und gesteuert werden.
Steuereinrichtungen für die Warmhalteabdeckung, die Gastemperatur und
dieWärmcverlustkompensationseinrichtungen
dieWärmcverlustkompensationseinrichtungen
Gemäß Fig.35 weist die Steuereinrichtung für die Gastemperatur innerhalb der Abdeckung 31 mehrere
Steuersysteme auf, die jeweils ein Thermometer 155, dessen Ausgang mit einem Regier 151, wie einem Temperaturregler
verbunden ist, ein Ansauggebläse 156 sowie einen Abgasdämpfer 157 in der Auslaßleitung 145 in der
Abdeckung 31 aufweisen. Die gewünschte Umgebungstemperatur innerhalb der Abdeckung 31 wird in den
Reglern 151 der entsprechenden Systeme voreingestellt, wobei die Temperaturen in der Transportrichtung der
Wicklung durch die Abdeckung 31 schrittweise zunehmen und von dem zu behandelnden Stahl abhängen. Wenn
die von dem Thermometer 155 in einem bestimmten System 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 Sauggeblase
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 143 auf, die den Seiten der
Wicklung 5 bei deren Durchlauf durch den Förderabschnitt gegenüberliegt; der Ausgang des Temperatursensors
143 ist über einen Wandler 160 mit einem Regler 161, wie einem Temperaturregler 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. Ähnlich weist die Kompensationscinrichtung für die Wärmeverluste am Boden der
Wicklung mehrere Systeme mit jeweils einem Temperatursensor 158 im Boden der Abdeckung 31 auf; die
Temperatursensoren sind über den Wandler 160 mit dem Regler 161 verbunden, der wiederum mit der Stromversorgung
für die Heizvorrichtungen 141 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 Fig.36 zeigt schematisch eine modifizierte Steuervorrichtung für die Kühlmitteltemperatur. Da diese
Vorrichtung ähnlich der in Fig. 16 ist, sind ähnliche oder gleiche Bauteile mit den gleichen bezugszeichen
versehen.
Die Vorrichtung gemäß F i g. 36 bläst das gesamte Kühlmittelgas in die Abdeckung 31, anstelle einen Teil des
Gases abzuleiten. Diese Vorrichtung unterscheidet sich daher von der in F i g. 16 darin, daß ein Steuerventil 165
für die Strömungsmenge unmittelbar vor der Düse 45 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 31 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
b0 auf einem gewünschten Wert zu halten.
Beispiele für die Abkühlung von warmgewalztem Draht
»ί Unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 5 wurden mehrere Versuche zur Langsamkühlung von
ψ, 65 warmgewalztem Draht durchgeführt. Die Tabelle I listet die Versuchsbedingungen und die Ergebnisse auf. Die
j§i Tabelle Il gibt die chemische Zusammensetzung der in den Versuchen verwendeten Stähle an.
Fi-.
W
W
I | Draht | Durch | 30 | Wick- | 34 528 | Kühl- | Stufen | Umrüh | |
Tabelle I | Stahl | messer | lung·-- | miuel- | höhe | ren | |||
Ver- | sorte | (min) | dichlc | Förder- Wick- | lcinp. | beim Auf | |||
I siichs- | (kg/m) | geschwin- lungs- | Cf) | lockern | |||||
Nr- | digkeit lockerung | (mm) | |||||||
(m/min) (Häufig- | |||||||||
keit) | |||||||||
A A A B A B A B A B
SCM435
SCM435
SCM435
SCM435
SCM435
SCM435
S45C
S45C
S45C
S45C
5,5
5,5
5,5
5,5
13,0
13,0
9.0
9.0
13,0
13,0
227
227
227
227
315
315
59
59
52
52
18
18
18
18
350
350
350
350
350
300
250
200
250
200
350
350
350
350
350
400
200
250
200
250
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Gebläse
Tabelle I (Fortsetzung)
Ver | Wärmekompensation | Umgebungs | Drahttemp.(° | C) | maximale | Zugfestig |
suchs | temperatur | AmAb- | Am Ab | Temperatur- | keil | |
Nr. | ("C) | deckungs- | deckungs- | ubweichung | (kg/mm2) | |
cinlaß | auslaß | ("C) |
Elektr. Heizvorrichtung Elektr. Heizvorrichtung Elektr. Heizvorrichtung
Elektr. Heizvorrichtung Elektr. Heizvorrichtung
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Anmerkung:
700-650 | 740-710 | 680-720 | 40 | 68- | 75 |
700-630 | 740-710 | 640-720 | 80 | 68- | 79 |
700-640 | 740-710 | 680-740 | 60 | 68- | 79 |
650-250 | 740-710 | 590-710 | 120 | 67- | 115 |
700-650 | 740-710 | 680-710 | 30 | 66- | 76 |
650-270 | 740-710 | 600-700 | 100 | 70- | 110 |
450-400 | 740-710 | 620-680 | 60 | 68- | 72 |
450-250 | 740-710 | 610-720 | 110 | 67- | 77 |
450-400 | 740-710 | 620-670 | 50 | 68- | 72 |
450-250 | 740-710 | 620-720 | 100 | 66 "** | 76 |
Chemische Zusammensetzung C Si Mn
Cr
Mo
SCM435 | 0,34 | 0.24 | 0,65 | 0,018 | 0,013 |
S45C | 0,45 | 0,27 | 0,66 | 0,018 | 0,015 |
1,03
0,22
— 50
Wie sich aus Tabelle 1 ergibt, erfolgte die Wärmebehandlung bei den Versuchen Nr. 1 bis 6 durch Langsamkühlen
mit einer Geschwindigkeit von 0,05 bis 02cC/s, um eine Niedertemperaturabschreckung zu vermeiden.
Die Versuche Nr. 4 und 6 erfolgten nach dem üblichen Verfahren. Die Versuche Nr. 7 bis 10 erfolgten mit
Langsamkühlung mit einer Geschwindigkeit von über 0,2 bis l,0°C/s, 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 bis 3 folgt
beispielsweise der Kühlkurve gemäß F i g. 37 unter den Testbedingungen gemäß Tabelle 1. Gemäß Tabelle I sind
die Temperaturabweichungen zwischen den Außenflächen 7 einschließlich den Seiten Ta und dem Boden Tb und
dem dichtgepackicn Rand 6 einschließlich dem Kern 6a der dichtgepackten 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
Tcmperaturabweichungen im Versuch Nr. 1 sind in F i g. 38 dargestellt, was im Vergleich zu F i g. 2 das Ausmaß
der Verminderung der Abweichungen darlegt. Durch diese Verminderung der Temperaturabweichungen 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 F i g. 8 erfolgt eine Gebläseluftkühlung
19
mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20"CVs bei einem 5,5 mm dicken Draht aus SWRH72A-Stahl (C" = 0,72%.
Si = 0,25%. Mn = 0,47%, P = 0,012% und S = 0,012%). Die erhaltene Zugfestigkeit beiriigi !Ob bis 108 kg/
mm2. Dieser zusätzliche Versuch zeigt, daß die erfindungsgcmäße Vorrichtung nicht nur zum Langsamkühlen.
sondern auch zum Gebläseluftkühlen geeignet isl.
Hierzu 14 Blatt Zeichnungen
20
Claims (29)
1. Verfahren zum Abkühlen von warmgewalztem Walzdraht beim Weitertransporticrcn mit den Verfahrensschritten
a) Aufwickeln des Drahtes zu Ringwindungen,
b) Legen der Ringe zu einer dicht gepackten Wicklung (5), in der die Mitten der benachbarten Ringe nur
geringfügig versem sind,
c) Transportieren der dicht gepackten Wicklung durch einen umschlossenen Raum in Transportrichtung
der Wicklung und
d) fortschreitendes Abkühlen der Wicklung, wobei die Temperaturdifferenzen innerhalb des Querschnitts
der Wicklung senkrecht zur Längsrichtung durch Einstellen der Umgebungstemperatur innerhalb des
umschlossenen Raumes minimal gehalten werden, um die Temperatur der Außenfläche des Querschnitts
der Wicklung im wesentlichen gleichförmig zu halten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung während des Transports zur Beschleunigung der
Wärmeabgabe aus der Mitte der dicht gepackten Teile aufgelockert wird.
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 /wischen
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 K ühlmittel gerichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anblasen der Ringe mit dem
Kühlmittel dieses auf die aufgelockerten Randbereiche der aufeinandergestapelten Drahtringe gerichtet
wird.
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
!5 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 eier 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 (1) beim Transport nach der Abgabe aus dem Würmwalzwerk
mit
a) einem Wickler (13) zum Verformen des Drahtes zu aufeinanderfolgenden Ringen,
b) einer Förderstrecke (20) mit
b) einer Förderstrecke (20) mit
bi) einem Aufnahmeabschnitt (21) unterhalb des Wicklers (13) zur Aufnahme der Drahtringe und zur
Bildung einer dicht gepackten Wicklung (5) mit mehreren sich überlappenden Ringen, deren Mitten
versetzt sind, und
b2) Kühl- und Warmhaltezonen (B bis E)sowie mit
c) einer Abdeckung (31) zum Umschließen zumindest eines Teils der Förderstrecke (20),
c) einer Abdeckung (31) zum Umschließen zumindest eines Teils der Förderstrecke (20),
gekennzeichnet durch
d) mindestens eine Stufe (22, 114, 135) in der Förderstrecke (20) zum Auflockern der Wicklung (5) beim
Transport über diese Stufe (22,114,135) und durch
c) eine Rühr- oder Umwälzvorrichtung in der Abdeckung (31), um dort das Gas auf im wesentlichen
gleichmäßiger Temperatur zu hallen, die in aufeinanderfolgenden Abschnitten in Bewegungsrichtung
der Förderstrecke (20) fortschreitend abnimmt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (22) in Förderrichtung absteigend
ist, so daß der Förderabschnitt der Förderstrecke (20) in Förderrichtung nach der Stufe (22) niedriger
liegt als der Förderabschniu vor der Stufe.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch eine Wärmezufuhr in jedem Abschnitt
der Abdeckung (31) zum Zuführen von Wärme zu den beiden Rändern (6) und zum Boden {Jb) der Wicklung
(5) auf der Förderstrecke (20).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß oben an der Abdeckung
(31) ein Luftleitblech (40) vorgesehen ist, das sich von der oberen Abdeckung (34) nach unten in die
Abdeckung(31)senkrechtzurBewegungsrichtungderWicklung(5)erstreckt
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet daß die Rührvorrichtung
ein innerhalb der Abdeckung (31) angeordnetes Gebläse (37) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, gekennzeichnet durch eine in der Abdeckung (31) in
der Nähe der Stufe (22) angeordnete Kühleinrichtung zum Blasen eines Kühlmittels an die Ringe der
aufgelockerten Wicklung, wenn diese über die Stufe (22) befördert wird. to
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine Vorrichtung
zum Abziehen von Gas aus der Abdeckung (31) sowie eine mit dieser Vorrichtung verbundene Düsenanordnung
mit Düsen (45) aufweist, die an der Stufe (22) der Förderstrecke (20) angeordnet ist und zu den Kernen
(6a^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 Abdeckung (31) eine Leitung (46a,} mit einem darin angeordneten Sauggebläse (46), die mit der
Düsenanordnung verbunden ist, eine mit der äußeren Umgebung verbundene Einlaßleitung (47a^, die mit der
• Leitung (46a,l in Strömungsrichtung vor dem Sauggebläse (46) verbunden ist, um zum Kühlen des Gases in
der Abdeckung (31) Umgebungsluft anzusaugen, sowie ein mit der Leitung (46a) und der Einlaßleitung (47a,}
verbundenes Steuergerät (73, 78) aufweist, um die Menge (Qs) der von außen angesaugten Luft sowie die
Menge (Q2) des in die Abdeckung (31) an der Stufe (22) durch die Düsenanordnung zurückgeblasenen Gases
zu steuern.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet daß der Aufnahmeabschnitt
der Förderstrecke (20) 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
b) ein zweites Förderteil nach dem ersten Förderteil, wobei das Einlaufende des zweiten Förderteils
niedrigci' liegt als das Ablaufende des ersten Förderteils, um eine Stufe zwischen den beiden Fördertet1
len zu b'lden, 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.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Langsamkühlung
der Wicklung der Aufnahmeabschnitt (21) außerhalb der Abdeckung (31) angeordnet ist und daß nach der
Abdeckung (31) eine zur Umgebungsluft offene Langsamkühlzone (C) zum langsamen Abkühlen der Wicklung
(5) in der offenen Atmosphäre und nach der Langsamkühlzone (C) ein Förderabschnitt mit Zwangsluftkühlung
vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke (20)
einen ersten Förderabschnitt zum Transportieren der dicht gepackten Wicklung (5) vor einem zweiten
Förderabschnitt aufweist dessen Einlaufende niedriger liegt als das Ablaufende des ersten Förderabschnitts,
um zwischen den beiden Förderabschnitten eine Stufe (22) zu bilden, wobei die Transportgeschwindigkeit
des zweiten Förderabschnitts größer ist als die des ersten Förderabschnitts, so daß beim Überlaufen der dicht
gepackten Wicklung (5) über die Stufe (22) vom ersten zum zweiten Förderabschitt die Wicklung aufgelokkcrt
wird.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufende des
Förderabschnitts nach der Stufe (22, 114, 135) nach oben zur Höhe des Förderabschniits vor der Stufe
geneigt und aus der geneigten Lage in eine Stellung bewegbar ist, in der es in gleicher Höhe mit dem
vorangehenden Förderabschnill ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (31)
entfernbar ist und daß Düsen (36) für Druck- oder Gebläseluft in eine Position entlang der Förderstrecke (20)
und aus dieser Position heraus bewegbar sind, um Kühlluft seitlich auf eine Wicklung (5) auf der Förderstrekkc(20)zu
blasen.
2b. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderabschnitt an seinem
Ablaufende unmittelbar vor der Stufe (114) ein Plateau (115) aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das geneigte Einlaufende
des Förderabschnitts (23) nach der Stufe (22) ein Walzenförderer ist und zwischen den Walzen (24) Platten
(25) aufweist, um das Eindringen der fiber die Stufe laufenden Ringe in die Zwischenräume zwischen den
benachbarten Walzen zu verhindern.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderabschnitt
(23) als Walzenförderer ausgebildet ist und daß die letzte Walze (133) in Förderrichtung am Rand der Stufe
(135) eine Führungsöffnung (137) zum Führen der rückwärtigen Enden und Halten der beiden Ränder der
Wicklung (2) über die Stufe aufweist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 28, gekennzeichnet durch
a) eine Langsamkühlstrecke mit dem Aufnahmeabschnitt, der Stufe, der Abdeckung und der Einrichtung
/um Aufrechterhalten der Temperatur,
b) eine weitere Förderstrecke nach der Langsamkühlstrecke,
c) ein Gestell, auf dem die LangsamRühlstrecke angeordnet ist und das quer zur Transporistrecke /wischen
der Drahtformvorrichtung und der weiteren Förderstrecke verschiebbar ist,
d) eine Zwangsluft-Kühlstrecke, die auf einem zweiten Gestell angeordnet und quer zur Förderstrecke
bewegbar ist, und durch
e) mit den entsprechenden Gestellen verbundene Antriebe zum Bewegen der Langsamkühlstreekc aus der
Förderstrecke zwischen der Drahtformvoi richtung und der weiteren Förderstrecke bzw. zum Bewegen
der Zwangsiuflkühlstrecke in die Förderstrecke, um die Langsamkühlstrecke durch die Zwangsluflkülilstrecke
zu ersetzen, und umgekehrt.
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