DE3201352A1

DE3201352A1 - Verfahren und vorrichtung zum induktiven erhitzen von langgestreckten metallischen werkstuecken mit verschieden dicken laengsabschnitten

Info

Publication number: DE3201352A1
Application number: DE19823201352
Authority: DE
Inventors: Yasuo Fukuoka Watanabe
Original assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 1981-01-22
Filing date: 1982-01-19
Publication date: 1982-11-18
Also published as: JPH0124846B2; IT1151505B; US4442331A; JPS57123917A; FR2498407A1; DE3201352C2; CA1175915A; IT8219188A0

Description

3. 28671

DAI-ICHI HIGH FREQUENCY COMPANY, LIMITED Tokio (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zum induktiven Erhitzen von langgestreckten metallischen Werkstücken mit verschieden dicken Längsabschnitten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmäßigen induktiven Erhitzen von langgestreckten metallischen Werkstücken mit verschieden dicken Längsabschnitten, insbesondere ein derartiges Verfahren, das unabhängig von der unterschiedlichen Dicke oder dem unterschiedlichen Durchmesser des zu behandelnden Werkstückes eine im wesentlichen gleichmäßige Erhitzung desselben über seine ganze Länge gewährleistet. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Induktionsspule verwendet, die mehrere Windungen besitzt und die entsprechend der geometrischen Form des langgestreckten metallischen Werkstückes in eine bestimmte Anzahl von Abschnitten unterteilt werden kann. Um eine einheitliche Temperaturverteilung in dem ganzen langgestreckten metallischen Werkstück zu gewährleisten, wird die Stromzufuhr zu den Abschnitten der Spule und damit die Einschaltzeit jedes Spulenabschnitts programmgesteuert, während die Induktionsspule selbst ortsfest ist. Trotz der unterschiedlichen Form der Abschnitte des langgestreckten metallischen Werkstückes kann daher dank der Anwendung eines entsprechenden Programms das Werkstück im wesentlichen gleichmäßig erhitzt werden.

In einem bekannten Verfahren zum Erhitzen von langgestreckten metallischen Werkstücken mit verschieden dicken Längsabschnitten wird das Werkstück in einen Ofen eingebracht und in diesem erhitzt. Dieses bekannte Verfahren hat sich jedoch als unzweckmäßig erwiesen, weil

sich beim Erhitzen des Werkstückes in dem Ofen auf der Oberfläche des Werkstückes eine Oxidschicht bildet, die dazu führt, daß bei einer späteren Warmverformung des Werkstückes die geforderten Abmessungen nicht genau erzielt werden können oder Oberflächenfehler auftreten oder die verminderte Wärmeleitung zu ungleichmäßigen Härtewerten führt.

In einem anderen bekannten Verfahren werden langgestreckte metallische Werkstücke nicht in einem üblichen Ofen, sondern induktiv erhitzt, wobei die Windungszahl der Induktionsspule konstant bleibt und die an die Spule angelegte Spannung oder die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes oder der Abstand zwischen der Induktionsspule und dem langgestreckten metallischen Werkstück derart verändert wird, daß das Werkstück über seine ganze Länge gleichmäßig erhitzt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren nur mit großen Schwierigkeiten durchgeführt werden kann und nicht zu befriedigenden Ergebnissen führt.

Mit dem Ziel, die Nachteile der vorstehend beschriebenen Erhitzungsverfahren zu vermeiden, ist ein besonderes Verfahren zum induktiven Erhitzen vorgeschlagen worden, das in der japanischen Auslegeschrift 30 570/1980 angegeben ist.

In diesem verbesserten Verfahren zum gleichmäßigen induktiven Erhitzen von langgestreckten Werkstücken aus Stahl über deren ganze Länge zeigt ein geeigneter Detektor an, daß das Werkstück eine vorherbestimmte Stellung erreicht hat. Darauf bewegt sich eine bewegliche Induktionsspule quer über den dicken Längsabschnitt des Werkstückes, während eine ortsfeste Induktionsspule eine konstante Erhitzung bewirkt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Erhitzung auf eine vorherbestimmte Temperatur erzielt. Aber auch dieses Verfahren zum induktiven Erhitzen hat noch Nachteile, weil beispielsweise beim Erhitzen eines Metallrohrs, das an beiden Enden

- r-

. 5.

dickere Abschnitte besitzt, eine Temperaturdifferenz zwischen jedem Endteil des dünnen Rohrabschnitts und anderen Bereichen desselben auftritt» Dies ist darauf zurückzuführen, daß dank der Wärmeleitung von den dicken Rohrabschnitten die Endteile des dünnen Rohrabschnitts auf eine höhere Temperatur erhitzt werden als die anderen Bereiche desselben, so daß eine gleichmäßige Erhitzung nicht erzielt werden kann. Ferner bedingt die Bewegung der beweglichen Induktionsspule beträchtliche Wärmeverluste und ist es schwierig, mit diesem Verfahren ein Metallrohr von komplizierter Gestalt zu erhitzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum einwandfreien induktiven Erhitzen von langgestreckten metallischen Werkstücken mit verschieden dicken Längsabschnitten unter Vermeidung der Nachteile der vorstehend beschriebenen, üblichen Verfahren.

In einem Verfahren, in dem das Werkstück in seiner Längsrichtung mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Induktionsspule hindurch vorgeschoben und dabei mittels dieser kontinuierlich induktiv erhitzt wird, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zum gleichmäßigen Erhitzen des Werkstückes über seine ganze Länge beim Durchtritt eines dicken Längsabschnitts des Werkstückes durch die Induktionsspule diese zur Erzielung einer relativ hohen Heizleistung mit einer relativ großen Anzahl stromdurchflossener Windungen betrieben wird und beim Durchtritt eines dünnen Längsabschnitts des Werkstückes durch die Induktionsspule diese zur Erzielung einer relativ niedrigen Heizleistung mit einer relativ kleinen Anzahl stromdurchflossener Windungen betrieben wird. Die Induktionsspule ist so ausgebildet, daß die Anzahl der stromdurchflossenen Windungen nach Bedarf verändert werden kann. Beim Durchtritt eines dicken Längsabschnitts des langgestreckten metallischen Werkstückes durch die Induktionsspule fließt Strom durch eine größere Anzahl von Windungen, so daß eine relativ

hohe Heizleistung erzielt wird. Beim Durchtritt eines dünneren Längsabschnitte des Werkstückes durch die Induktionsspule fließt Strom nur durch eine kleinere Anzahl von Windungen, so daß mit einer relativ niedrigen Heizleistung gearbeitet wird. Auf diese Weise kann das langgestreckte metallische Werkstück über seine ganze Länge gleichmäßig erhitzt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet man eine Induktionsspule, bei der die Anzahl der stromdurchflossenen Windungen nach Bedarf dadurch gesteuert werden kann, daß ein Detektor anzeigt, daß eine Stufe in dem langgestreckten metallischen Werkstück, d. h. ein Übergang zwischen einem dickeren und einem dünneren Längsabschnitt des Werkstückes, eine vorherbestimmte Stellung erreicht und das Ausgangssignal des Detektors bewirkt, daß beim Durchtritt eines dickeren Längsabschnitts des Werkstückes durch die Induktionsspule Strom durch eine größere Anzahl von Windungen der Spule fließt und daß beim Durchtritt eines dünneren Längsabschnitts des Werkstückes Strom durch eine kleinere Anzahl von Windungen der Spule fließt. Bei einer geeigneten Steuerung der Stromzufuhr zu der Induktionsspule entsprechend der Dicke der Längsabschnitte des Werkstückes kann daher das langgestreckte metallische Werkstück in seiner ganzen Länge gleichmäßig erhitzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen

Figur Ka), (b) und (c) in Längsschnitten einige Beispiele von Metallrohren, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung induktiv erhitzt werden können.

Figur 2(a), (b), (c), (d), (e) und (f)

zeigen teilweise im Schnitt das nach links vorgeschobene Metallrohr und die Induktionsspule zur Erläuterung der EIN-AUS-Steuerung.

Figur 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel

- ßr-

einer zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Induktionsheizvorrichtung.

Figur 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Anlage gemäß der Erfindung.

In den Figuren l(a) bis l(c) sind im Schnitt drei Beispiele von üblichen Metallrohren gezeigt, die verschieden dicke Längsabschnitte besitzen. Das in der Figur Ka) dargestellte Metallrohr A, besitzt einen dünnen Längsabschnitt χ und zwei dicke Längsabschnitte y, die an je einem Ende des dünnen Längsabschnittes χ angeordnet sind und deren Dicke zu diesem hin zunimmt. Das in der Figur Kb) dargestellte Metallrohr A_ besitzt einen dünnen Längsabschnitt χ und zwei dicke Längsabschnitte y, die an je einem Ende des dünnen Längsabschnitts χ angeordnet sind und deren Dicke von diesem weg zunimmt. Das in der Figur Kc) gezeigte Metallrohr A-. besitzt einen dünnen Längsabschnitt x, zwei dicke Längsabschnitte y und zwei weitere dicke Längsabschnitte z. Die dicken Längsabschnitte y sind an je einem Ende des dünnen Längsabschnitts χ angeordnet, und ihre Dicke nimmt zu diesem hin zu. Die Dicke jedes der weiteren dicken Längsabschnitte ζ nimmt von den benachbarten dicken Längsabschnitten y weg zu. In einem üblichen Verfahren zum induktiven Erhitzen mit konstanter Eingangsleistung und konstanter Vorschubgeschwindigkeit kann man ein Metallrohr nach einer der Figuren 1 (a) bis Kc) nicht im wesentlichen gleichmäßig erhitzen, weil die dünnen und die dicken Längsabschnitte des Rohrs stark unterschiedliche Wärmekapazitäten haben.

Die beim fortlaufenden Erhitzen eines in seiner Längsrichtung mit konstanter Geschwindigkeit vorgeschobenen Metallrohrs mit einer Induktionsspule erzielte Temperatur T kann durch folgende Gleichung angegeben werden:

^Po ^{L t}

4,18 c Π £ (D - S ) ν (1)

Darin ist:

L die Eingangsleistung pro Längeneinheit der Induktionsspule

t die Erhitzungszeit, d. h., die Zeit des Durchtritts einer bestimmten Stelle des Rohrs durch die Induktionsspule

c spezifische Wärme

$ die Dicke des Metallrohrs

D der Außendurchmesser des Metallrohrs

V die Vorschubgeschwindigkeit des Metallrohrs

Die Anwendung dieser Gleichung (1) auf das in der Figur Ka) dargestellte Metallrohr A, führt für den dünnen Rohrabschnitt χ und jeden der dicken Rohrabschnitte y zu der folgenden Beziehung zwischen der Erhitzungszeit und der Dicke des Rohrabschnitts:

t_a a (D - £_Λ)

t c (D - Sj (2)

c c

Dabei ist

t die Erhitzungszeit für jeden der dicken Rohrabschnitte

t die Erhitzungszeit für den dünnen Rohrabschnitt ( die Dicke jedes der dicken Rohrabschnitte ζ die Dicke des dünnen Rohrabschnitts <j c

Aus dieser Gleichung geht hervor, daß zum Gewährleisten einer gleichmäßigen Erhitzung des verschieden dicke Längsabschnitte besitzenden Metallrohrs die Erhitzungszeit desselben der Dicke des jeweils zu erhitzenden Längsabschnitts des Metallrohrs annähernd proportional sein muß, wenn die Eingangsleistung P pro Längeneinheit der Induktionsspule konstant bleibt. Wenn man nun die Steigung der Induktionsspule mit p, deren Gesamtwindungszahl mit N, die Anzahl der zum Erhitzen jedes der dicken Rohrabschnitte

Ti.

stromdurchflossenen Windungen mit N und die Zahl der zum

el

Erhitzen des dünnen Rohrabschnitts χ stromdurchflossenen Windungen mit N, bezeichnet, kann man die Gleichung (2) wie folgt schreiben:

^Nb S_c ^(D -

Dies ist zulässig, weil folgende Gleichungen gelten, wenn man die zum Erhitzen jedes der dicken Rohrabschnitte y stromdurchflossene Länge der Induktionsspule mit L und die zum Erhitzen des dünnen Rohrabschnitts χ

stromdurchflossene Länge der Induktionsspule mit L bezeichnet:

t = ^Lc = P ^Nc

^c ~ T~

Aus dieser Gleichung (3) geht ohne weiteres hervor, daß durch die Steuerung der Anzahl der stromdurchflossenen Windungen der Induktionsspule ein Metallrohr mit verschieden dicken Längsabschnitten gleichmäßig erhitzt werden kann.

Um das Verständnis der vorstehend beschriebenen Prinzips zu erleichtern, wird dieses anhand des nachstehenden Beispiels noch einmal erläutert.

Es sei angenommen, daß die dicken Längsabschnitte eines Metallrohrs doppelt so dick sind wie ein dünner Längsabschnitt desselben und daß die Induktionsspule aus den Abschnitten (a), (b), (c) und (d) besteht, die je vier Winiingen besitzen, von denen jeweils zwei nach einem vorherbestimmten Zeitprogramm ein- und ausgeschaltet werden können. Wenn nun die Betriebsspannung so gewählt worden ist, daß eine optimale Erhitzung des dünnen Längsabschnitts des sich bewegenden Metallrohrs mit Hilfe von Spulen-

abschnitten mit je zwei stromdurchflossenen Windungen erzielt wird, dann wird für die Erhitzung jedes der dicken Rohrabschnitte ein Programm aufgestellt, das bewirkt, daß beim Durchtritt des dicken Rohrabschnitts durch jeden Spulenabschnitt vier Windungen desselben stromdurchflossen sind. Für das Ein- und Ausschalten der zuschaltbaren Windungen der Spulenabschnitte (a), (b), (c) und (d) wird ein Programm aufgestellt, nach dem die zuschaltbaren Windungen jedes der Spulenabschnitte (a), (b), (c) und (d) in dem Zeitpunkt eingeschaltet werden, in dem ein dicker Längsabschnitt des Metallrohrs den betreffenden Spulenabschnitt erreicht, und ausgeschaltet werden, wenn das hintere Ende des dicken Rohrabschnitts aus dem betreffenden Spulenabschnitt austritt.

Zweckmäßig besitzt jeder Abschnitt der vorerwähnten Induktionsspule 4 Windungen und ist eine elektrische Schaltung vorgesehen, die ein frei programmierbares Ein- und Ausschalten der zuschaltbaren Windungen jedes Spulenabschnitts ermöglicht. In diesem Fall ist die Induktionsspule unter einem bestimmten Neigungswinkel gegenüber dem zu erhitzenden Metallrohr angeordnet, wobei in der Praxis keine Schwierigkeiten auftreten, wenn sich das Rohr der Induktionsspule stark annähert, weil sich der magnetische Kraftfluß in dem dicken Abschnitt konzentriert.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren 2(a) bis (f) ausführlicher beschrieben.

In den Figuren 2(a) bis (f) ist jeweils im Schnitt dargestellt, wie das Metallrohr A, gemäß der Figur Ka) in dem Verfahren nach der Erfindung induktiv erhitzt werden kann. Dabei sei der Außendurchmesser D des Metallrohrs im Vergleich zu seiner Dicke ο sehr groß. Man kann daher die Gleichung (3) wie folgt schreiben

c ^öc (4)

Dabei sei das Metallrohr A so ausgebildet, daß die Dicken

ö ·, undo» _o der dicken Rohrabschnitte y bzw. ζ beträchtlich a± a/. ^

größer sind als die Dicke d des dünnen Rohrabschnitts, und zwar sei die Dicke £ , das 1,5-fache der Dicke <5 und die Dicke a _o das Doppelte der Dicke 0 und habe die Induktionsspule 20 Windungen.

Mit Hilfe der Gleichung (4) kann man jetzt die Anzahl der zum Erhitzen des dicken Rohrabschnitts stromdurchflossenen Windungen N , der Induktionsspule I und die

ax

Anzahl der zum Erhitzen des dicken Rohrabschnitts ζ stromdurchflossenen Windungen N „ der Induktionsspule wie folgt

az

berechnen:

N_al = ^aI Nc = 1,5 Nc ₍₅₎

^N _a2 ⁼ ^a2 Nc = 2 Nc (6)

Daraus geht ohne weiteres hervor, daß der dünne Rohrabschnitt χ mittels des Spulenabschnitts mit 10 Windungen erhitzt wird, daß jeder der dicken Rohfabschnitte y mittels der Spulenabschnitte mit insgesamt 15 Windungen erhitzt wird und daß jeder der dicken Rohrabschnitte ζ mittels der Spulenabschnitte mit insgesamt 15 Windungen erhitzt wird, wenn die Induktionsspule I insgesamt 20 Windungen hat. In der Zeichnung ist die Induktionsspule I durch 20 kleine Kreise dargestellt, wobei die schwarz ausgefüllten Kreise stromdurchflossene Windungen und die nicht ausgefüllten Kreise stromlose Windungen darstellen. Mit den Bezugsziffern 1 bis 10 ist je eine Windung bezeichnet, die zum Erhitzen der dicken Rohrabschnitte y und ζ herangezogen werden kann.

Nun sei ein Verfahren zur Steuerung der Anzahl der stromdurchflossenen Windungen der Induktionsspule

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unter den vorstehend angegebenen Betriebsbedingungen beschrieben.

Gemäß Figur 2(a) wird ein Metallrohr A mit konstanter Geschwindigkeit in der Richtung des nach links zeigenden Pfeils vorgeschoben. An die Induktionsspule I wird eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß bei einem Stromdurchfluß durch die nicht mit den Bezugsziffern 1 bis 10 bezeichneten Windungen der Induktionsspule der dünne Rohrabschnitt χ auf eine vorherbestimmte Temperatur erhitzt wird. Während des Vorschubes des Metallrohrs A wird dieses erhitzt. Wenn gemäß Figur 2(b) der Punkt b des dicken Rohrabschnitts ζ sich bis zu den stromlosen Windungen bewegt hat, werden die Windungen 1 bis 5 in dieser Reihenfolge nacheinander eingeschaltet. Wenn sich der Punkt A des dicken Rohrabschnitts y gemäß der Figur 2(c) bis zu der Windung 6 bewegt hat, wird diese eingeschaltet. Während des weiteren Vorschubes des Metallrohrs A werden die Windungen 7 bis 10 nacheinander eingeschaltet. Wenn dann gemäß Figur 2(d) der hintere Endpunkt c des dicken Rohrabschnitts ζ die Windung 1 verlassen hat, werden die Windungen 1 bis in dieser Reihenfolge nacheinander ausgeschaltet. Wenn gemäß Figur 2(e) der hintere Endpunkt d des dicken Rohrabschnitts y die Windung 6 verlassen hat, werden die Windungen 6 bis 10 in dieser Reihenfolge nacheinander ausgeschaltet. Nach dem Erhitzen des Metallrohrs A unter Verwendung der in der vorstehend angegebenen Weise ein- und ausgeschalteten Windungen 1 bis 10 wird das Metallrohr A nur mit Hilfe der nicht mit 1 bis 10 bezeichneten Windungen weiter erhitzt. Dies ist in der Figur 2(f) dargestellt. Mit dem vollständigen Austritt des Metallrohrs aus der Induktionsspule ist ein Zyklus des induktiven Erhitzens beendet. Durch Wiederholung der vorstehend angegebenen Arbeitsschritte kann man gewährleisten, daß mehrere Metallrohre mit verschieden dicken Längsabschnitten über ihre ganze Länge gleichmäßig induktiv erhitzt werden.

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Die vorstehende Erläuterung der Erfindung an Hand von Metallrohren mit verschieden dicken Längsabschnitten bedeutet nicht, daß die Erfindung auf diese Anwendung eingeschränkt ist. Die Erfindung kann auf beliebige zylindrische metallische Werkstücke angewendet werden, beispielsweise auch auf Stäbe oder dergleichen, die Längsabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern haben.

Mit Hilfe des in der vorstehend erläuterten Weise durchgeführten Verfahrens gemäß der Erfindung können beliebige Metallrohre mit verschieden dicken Längsabschnitten, beispielsweise Bohrgestängerohre für Ölbohrlöcher oder dergleichen, ohne weiteres über ihre ganze Länge gleichmäßig induktiv erhitzt werden, ohne daß die Induktionsspule bewegt werden muß. Wenn das Dickenverhältnis des dünnen Rohrabschnitts zu den dicken Rohrabschnitten und die Lage der dicken Rohrabschnitte bekannt sind, braucht nur die veränderbare Heizleistung der Induktionsspule entsprechend programmgesteuert zu werden. Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung führt daher zu beträchtlichen technischen Vorteilen.

In der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Induktionsheizvorrichtung dargestellt, mit der das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann. Diese Vorrichtung besitzt eine Induktionsspule mit einem Spulenabschnitt C, mit konstanter Windungszahl zum Erhitzen des dünnen Rohrabschnitts und einen Spulenabschnitt C„ mit veränderbarer Windungszahl zum Erhitzen der dicken Rohrabschnitte. Die Anzahl der stromdurchflossenen Windungen des Spulenabschnitts C„ kann mit Hilfe eines Schalters M gesteuert werden. Bei Verwendung einer einzigen Stromquelle für die induktive Erhitzung (E, = E„) kann die an den Spulenabschnitt C„ mit veränderbarer Windungszahl pro Windung desselben angelegte Spannung dadurch gesteuert werden, daß der Abgriff T des Autotransformators T in die gestrichelt angedeutete Stellung verschoben wird. Bei Ver-

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wendung von zwei Stromquellen, deren Ausgangsspannungen E, und E« unabhängig voneinander gesteuert werden können, wird die an den Spulenabschnitt C₂ mit veränderbarer Windungszahl angelegte Spannung entsprechend gesteuert und erfolgt gleichzeitig eine Temperatursteuerung gemäß der Gleichung (1). Man erkennt, daß mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Induktionsheizvorrichtung das Verfahren gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird nun anhand der Figur 4 beschrieben.

Ein von Treibwalzensätzen 2a, 2b zugeführtes Rohr 1 wird mit Hilfe von Richtwalzensätzen 3a-3a geführt. Den Richtwalzensätzen 3a-3a ist eine Induktionsspule 4 nachgeschaltet, deren Windungszahl veränderbar ist und mit der das Rohr gleichmäßig erhitzt werden kann, auch wenn in der Wandstärke beträchtliche örtliche Veränderungen auftreten oder sich der Außendurchmesser des Rohrs ändert.

Die genannten Treib- und Richtwalzen sind so angeordnet, daß der Achsabstand zweier einander gegenüberliegender Walzen zur Anpassung an das Rohr verstellbar ist. Dabei soll jedoch eine plötzliche Veränderung des Außendurchmessers des zwischen den Walzen hindurchtretenden Rohrs 1 vermieden werden.

Die Induktionsspule 4 ist gemäß der Figur 3 ausgebildet. Die Anzahl der jeweils stromdurchflossenen Windungen der Induktionsspule wird in Abhängigkeit von der Wandstärke des jeweils in der Induktionsspule befindlichen Teils des Rohrs 1 gesteuert«

Zum Verändern der Anzahl der stromdurchflossenen Windungen sind in diesem Fall acht Schalter 8 und eine Steuereinrichtung 9 für diese Schalter vorgesehen. Trotz der starken elektrischen Ströme sind diese Schalter ziemlich kompakt, weil die Spannungsdifferenzen nur klein sind. Daher kann man normale EIN-AUS-Schalter in Form von Magnet-

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. AS-

schaltern oder Halbleiterschaltern verwenden. Gemäß der Figur 4 sind der Induktionsspule 4 weitere Treibwalzensätze 2c, 2d und Richtwalzen 3b-3b und ist diesen eine weitere Induktionsspule 7 nachgeschaltet, die der Induktionsspule 4 ähnelt. Zwischen den Treibwalzensätzen 2c und 2 d tritt das Metallrohr durch einen Wasserkühlmantel 5, der mit einer Haube 6 abgedeckt ist, die ein Verspritzen von Kühlwasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit verhindert.

Um eine Verformung des Rohrs 1 zu verhindern, sind vor und nach jeder Induktionsspule 4 oder 7 zwei Richtwalzensätze vorgesehen.

Mittels der Treibwalzensätze 2a, 2b und 2e, 2f, die von einem Motor mit veränderbarer Drehzahl angetrieben werden, wird das Rohr 1 mit konstanter Geschwindigkeit vorgeschoben.

Zur Steuerung der Heizleistung wird die Spannung E, gesteuert, die an den mit konstanter Windungszahl arbeitenden Abschnitt 4f der Induktionsspule 4 angelegt wird, sowie die Anzahl der stromdurchflossenen Windungen des in seiner Windungszahl veränderbaren Abschnitts 4v der Induktionsspule 4. Bei einer Veränderung der Windungszahl der Induktionsspule 4 bleibt die an deren Abschnitt 4f angelegte Spannung E₁ konstant. Das Rohr 1 wird gleichmäßig auf die Temperatur erhitzt, von der es abgeschreckt werden soll, und wird dann in dem Mantel 5 mittels der Kühlflüssigkeit abgeschreckt. Danach wird das Rohr zum Anlassen in der Induktionsspule 7 erneut erhitzt.

Das derart vergütete Rohr 1 wird mit Hilfe von Treibwalzensätze 2e, 2f ausgetragen.

Dank der zweckmäßigen Ausbildung und Einrichtung der Heizeinheiten 4, 8, 9 und 7, 8, 9 ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung und werden darin bis auf die Walzen keine sich bewegenden Teile benötigt. Daher ist die Vorrichtung auch relativ billig und sehr langlebig und arbeitet sie einwandfrei. Als zweite Heizeinrichtung 7 kann man auch

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eine normale Heizeinrichtung verwenden, beispielsweise eine Induktionsspule mit konstanter Windungszahl oder einen Ofen, weil die Haltezeit lang ist und die Anlaßtemperatur in einem großen Bereich gewählt werden kann; in diesem Fall wird für die Vorrichtung ein geringerer Aufwand benötigt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum induktiven Erhitzen von

langgestreckten metallischen Werkstücken mit verschieden dicken Längsabschnitten, wobei das Werkstück in seiner Längsrichtung mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Induktionsspule hindurch vorgeschoben und dabei mittels dieser kontinuierlich induktiv erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichmäßigen Erhitzen des Werkstückes über seine ganze Länge beim Durchtritt eines dicken Längsabschnitts des Werkstückes durch die Induktionsspule diese zur Erzielung einer relativ hohen Heizleistung mit einer relativ großen Anzahl stromdurchflossener Windungen betrieben wird und beim Durchtritt eines dünnen Längsabschnitts des Werkstückes durch die Induktionsspule diese zur Erzielung einer relativ niedrigen Heizleistung mit einer relativ kleinen Anzahl stromdurchflossener Windungen betrieben wird.

2. Wärmebehandlungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Treibwalzensätzen zum Vorschieben von rohr- oder stabförmigen Werkstücken, einer ersten Heizeinrichtung in Form einer Induktionsspule, einer der ersten Heizeinrichtung nachgeschalteten, zweiten Heizeinrichtung, und einer zwischen den beiden Induktionsspulen vorgesehenen Kühleinrichtung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Anzahl der stromdurchflossenen Windungen der Induktionsspule nach dem Verfahren nach Anspruch 1.

3. Wärmebehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Heizeinrichtung ebenfalls eine Induktionsspule und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Anzahl ihrer stromdurchflossenen Windungen nach dem Verfahren nach Anspruch 1 versehen ist.

4. Wärmebehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2,

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dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Heizeinrichtung ein Ofen oder eine Induktionsspule mit konstanter Windungszahl ist.

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