DE3303447A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von legiertem kupferdraht durch kontinuierliches giessen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von legiertem kupferdraht durch kontinuierliches giessenInfo
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Description
HOFFMANN · EITLE & PARTNER
PATENT- UND RECHTSAN-A-A-TE
PATENTANWÄLTE DlPi-INS W EITLE DR. RER. NAT. K. HOFFMANN . DIPU-ING W. LEHN
C'PL-ING K. FOCHSLE ■ DR RER. NAT. B HANSEN · DR. RER. NAT. H-A BRAUNS DiPL -ING. K. GORG
DIPi-.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE
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38 092 pe/er
Csepel Müvek Femmüve, Csepel (Ungarn)
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von legierter?. Kupferdraht durch kontinuierliches Gießen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von legiertem Kupferdraht
durch kontinuierliches Drahtgießen.
Gegenüber den aus hochreinen, über ausgezeichnete elektrische Eigenschaften verfügenden, Kupferdrähten
gefertigten elektrischen Kabeln, Leitungen und Bestandteilen werden immer größere qualitative und.
quantitative Forderungen seitens der Verbraucher
IC gestellt. Aus der Praxis ist die Tatsache wohlbekannt,
daß zu gewissen Zwecken der aus reinem Kupfer hergestellte Grundstoff nicht der geeignetste ist.
Aus diesem Grunde werden zur Erfüllung bestimmter Aufgaben leichtlegierte Kupferdrähte mit einem Legierungsstoffinhalt
von 0,05 bis 1,5 % hergestellt. Diese legierten Kupferdrähte werden hauptsächlich
dort verwendet, wo neben der guten elektrischen Leitfähigkeit auch sonstige Forderungen
4 · D-BOOO MÖNCHEN 81 ■ TELEPON (OS9} 911OE7 TELEX 0S-2061Q CPATHEJ ■ TELEKOPIERER S1S3
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gestellt werden. So z.B. muß äer Draht bei einer
hohen Reibungsinanspruchnahwe verschleißfest, bei der
Herstellung von Formstücken zerspannbar sein, bei hohen mechanischen Belastungen bzw. bei hohen
Temperaturen eine entsprechende Rißfestigkeit aufweisen. Es ist z.B. allgemein bekannt, daß die
Cu-Ag-Legierung, die Ag zwischen 0,05 % und 0,1 % enthält, infolge ihrer hohen Erweichungstemperatur
sowie der guten Ermüdungsfestigkeit nach der Kaltverformung mit dem besten Erfolg zur Herstellung von
Kommuntatorsegmenten, Transistorbasen und Schweißelektroden verwendet werden kann. Infolge der ausgezeichneten
Kaltverformungscharakteristik und Ziehbarkeit ist die Cu-Sn-Legierung mit einem 1,25 %
Sn-Inhalt zur Herstellung von Schalterbestandteilen,
■ Sicherungselementen und Diaphragmen bestens geeignet.
Neben der hohen elektrischen und Wärmeleitfähigkeit
weist die Cu-Cc-Legierung ausgezeichnete Rißfestigkeit und Harte auf; bei dieser Legierung liegt der
Cd-Inhalt im Bereich zwischen 0,5 und 1,5 %. Diese Legierung stellt den besten Werkstoff bei hohen
abrasiven Beanspruchungen dar. Die Legierung wird zur Herstellung von Anschlüssen, Oberleitungen,
Elektroden, stromleitenden Ringen und Schienen verwendet. Die Legierung Cu-Pb mit einem 1 %
Pb-Inhalt wird dank der guten Verformbarkeit und
Zerspanbarkeit zur Verfertigung von Schrauben, Anschlußelementen und Bestandteilen von Motoren und
3C Schaltern angewendet. Zuletzt ist die Cu-Zr-Legierung
r.it einem Zr-Inhalt von "0,1 nis 0,2 % dank der guten
elektrischen Leitfähigkeit und der damit verbundenen
hohen Rißfestigkeit bei höheren Temperaturen und
insbesondere dank der guten Verformbarkeit
vorteilhaft verwendbar. Diese Legierung wird bei Kollektorringen, stromleitenden Wellen, bei den
Elementen von bei einer hohen Temperatur betriebenen
Stromwandlern, desweiteren bei der Gestaltung der Backen von Stumpfschweißapparaten verwendet.
Über die erwähnten günstigen Verwendungsgebiete und Möglichkeiten werden im Interesse der Ausnutzung der
mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Ziehmaschinen in den KäDelwerken weitere Forderungen gegenüber den
Grunddrähten mit einem Durchmesser von 8-12 mm gestellt. Eine derartige Forderung besteht z.B. in
der Homogenität und chemischen Reinheit der Drähte, im Sinne derer die Gesamtmenge der unerwünschten
Verunreinigungen den Sauerstoff- und Legierungsstoffgehalt von 80 ppm keineswegs überschreiten darf. Eine
weitere, äußerst wichtige Forderung besteht darin, daß der Draht von physikalischer. Fehlern, wie z.B.
Einschlüssen, Rissen, Einwalzfehlern, frei sein muß.
Auch muß die Oberfläche des zu verarbeitenden Drahtes metallrein sein. Zuletzt ist es unerläßlich, daß der
Draht weich und gut ziehbar ist und in Wicklungen von mindestens 2000 kp zur Verfügung steht.
Die Herstellung der legierten Kupferdrähte findet einerseits in der traditionellen Weise, also diskontinuierlich,
und andererseits durch kontinuierliches Gießen und darauffolgendes Walzen statt.
■* ■■ (. ■
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Im Laufe der herkömmlichen diskontinuierlichen
Technologie geht das Schmelzen des Kupfermaterials und die Erzeugung der Legierungen in Induktionsöfen,
eventuell unter Vakuum oder Schutzgas vor sich. Der nächste Arbeitsgang besteht aus dem Eingießen der
Preßblöcke mit Kreisprofil in .die wassergekühlte Kokille. Nachdem der Überkopf des Blockes nach der
Kühlung abgeschnitten worden ist, wird der zur Walzung erforderliche Werkstoff durch Warmpressen
vorbereitet; darauffolgend wird der Draht mit dem gewünschten Durchmesser durch Warmwalzen gefertigt
und aufgewickelt; dem Bedarf entsprechend werden die Wicklungen gebeizt und entzundert.
Werden die einzelnen Phasen der oben beschriebenen
Technologie durchgeführt, so muß der Werkstoff während der drei Arbeitsgänge - Schmelzen, Pressen
und Walzen - erhitzt bzw. abgekühlt werden, was die Produktion in Hinsicht auf den Energieverbrauch recht
unwirtschaftlich macht; die Unwirtschaftlichkeit wird
dabei durch den entstandenen, den spezifischen Materialaufwand beeinträchtigenden Abfall weiter
erhöht. Ein weiterer Nachteil der diskontinuierlichen Produktion besteht noch darin, daß Wicklungen von
geringem Gewicht - etwa 100 bis 150 kg - hergestellt werden können, die die Forderungen der zeitgemäßen
kabelproduzierenden Maschinenreihen nicht befriedigen. Infolge der Wicklungen geringen Gewichtes ist
die zahl der Schweißnähte größer, was wiederum die Fehlermöglichkeiten während der Weiterverarbeitung
erhöht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Oberfläche des solcherart hergestellten Drahtes
keineswegs metallrein ist, so daß der Draht nach der Herstellung noch gebeizt werden muß.
Das kontinuierliche Gießen der Stangen und die Herstellung des legierten Drahtes durch Warmwalzen
stellen die bekannte zeitgemäße Technologie dar. Im Laufe dieser Technologie werden die Metalle in einem
Induktionsofen geschmolzen, die Schmelze wird mit Hilfe von Graphit-Gießformen in vertikal oder
horizontal angeordneten Einrichtungen erstarrt, wonach in Abhängigkeit von der Legierung der Draht im
allgemeinen mit einem Durchmesser von 20-30 mm - noch im warmen Zustand in Wicklungen von
etwa 2000 kp aufgewickelt wird. Nach erfolgtem Erhitzen, Walzen und Beizen erhält man die
Drahtwicklungen in einer den Kabelwerken entsprechenden Qualität. Der hohe Kostenaufwand im Laufe der
technologischen Prozesse, der hohe sauerstoffgehalt der gefertigten Drähte, sowie die mit der Anwendung
der Graphit-Gießformen verbundenen Schwierigkeiten beschränken die Wirtschaftlichkeit der Produktion
bzw. die Produktivität.
Zur Herstellung von sauerstofffreien Kupferdrähten
hoher Reinheit ist eine weitere Technologie, das sogenannte Dip-Forming-Verfahren, bekannt, im Laufe
dessen der reine Kupferdraht, der sogenannte Kerndraht, durch die Kupferschmelze hindurchgeführt wird,
wobei das flüssige Kupfer an der Oberfläche des Kerndrahtes erstarrt, kristallisiert, währenddessen die
Temperatur des Kerndrahtes auf die Umgebungstemperatur erhöht wird. Die derart hergestellte Stange wird
nach Vorkühlung und nach erfolgtem Warmwalzen in einem geschlossenen Emulsionssystem abgekühlt; nach
erfolgter Abkühlung wird der Draht in Wicklungen von etwa 2500-3500 kp aufgewickelt. Bei dieser
Technologie wird durch die Verwertung eines Teiles der zum Schmelzen erforderlichen Energie - ohne den
Bedarf einer weiteren Wärmezufuhr - der Walzprozeß durchgeführt. Hier wird ein sauerstofffreier
Grundstoff von hoher Reinheit, mit einem Gehalt von 99,9 % Cu verwendet, wobei die Qualität der durch
Elektrolyse erzeugten Kupferkathode in dem Ofensystem mit einer Holzkohlendecke bzw. in dem gesamten System
mit einem neutralen Schutzgas geschützt wird.
Dieses Verfahren, das zur kontinuierlichen Kupferdrahtfertigung das Prinzip der Kristallisations-Walztechnologie
verwendet, ist recht wirtschaftlich, trotzdem wird es zur Fertigung von legierten Drähten
auf Kupferbasis überhaupt nicht verwendet. Der Grund dafür besteht darin, daß das Ofensystem eben zwecks
Sicherstellung des kontinuierlichen Gießens eine verhältnismäßig große Menge von flüssigem Metall
enthält, die bei der Herstellung einer Legierung auf • die gewünschte
Qualität zu legieren ist und das Beschickungsgut bei dem Legierungswechsel, infolge der Verunreinigung mit
dem Legierstoff, verloren geht. Das verunreinigte Metall muß von dem System entfernt werden und anstatt
des entfernten Metalls ist das Material in einer der neuen Legierung entsprechenden zusammensetzung neu zu
schmelzen.
Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt, ein Verfahren zur Herstellung von Kupferdrähten in verschiedenen
Legierungen zu entwickeln, bei dem die Vorteile des zur Herstellung des reinen Kupferdrahtes dienenden
Dip-Forming-Verfahrens behalten wird, die Produktion des Kupferdrahtes in der gewünschten Menge und
beliebigen Legierung praktisch ohne Materialverlust ermöglicht wird und zwar ohne daß der Legierungswechsel die kontinuierliche Produktion des Kupferdrahtes
von hoher Reinheit beeinflussen würde.
Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Herstellung von legiertem Kupferdraht mit
kontinuierlichem Gießen des Drahtes, im Laufe dessen auf die Oberfläche des durch den dem Schmelzofensystem
angeschlossenen Kristallisiertiegel hindurchgeführten Kerndrahtes die in dem Kristallisierungstiegel vorhandene Metallschmelze durch Kristallisierung
aufgetragen wird, wonach die derart gefertigte Stange nach erfolgtem Warmwalzen abgekühlt und aufgewickelt
wird.
Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß aus dem Schmelzofensystem Kupferschmelze von höchster
Reinheit kontinuierlich dem Kristallisierungstiegel zugeführt wird, der Schmelze Legierungsstoff in einer
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der jeweiligen Gießgeschwindigkeit entsprechenden Menge kontinuierlich zugegeben wird und nachdem die
derart entstandene Legierung durch Kristallisierung auf die Oberfläche des Kerndrahtes aufgetragen worden
ist, die erzeugte Stange auf an sich bekannte Weise behandelt und in Wicklungen aufgewickelt wird.
Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das legierende Material in Form eines Drahtes dem
Kristallisiertiegel zugeführt wird.
Gleicherweise ist es als vorteilhaft zu betrachten, wenn der Legierstoff in ein Kupferrohr von höchster
Reinheit dosiert und davon in den Kristallisiertiegel eingegeben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der einfachen und überraschendsten Erkenntnis, daß es
überflüssig ist, die hochreine Kupferschmelze in dem Ofensystem selbst mit dem Legierstoff zu verunreinigen;
es ist ausreichend, wenn der Legierstoff der sich in dem Kristallisiertiegel befindenden reinen
Kupferschmelze - der Gießund Kristallisierungsgeschwindigkeit
entsprechend - zugegeben wird.
Die Erfindung bezieht sich gleicherweise auf eine zur Durchführung des erfindungsgeir.äßen Verfahrens geeignete
Vorrichtung, die mit einem Ofensystem, einem sich dem Ofensystem anschließenden Kristallisierungstiegel,
einem Antrieb zur Weiterleitung des durch den Kristallisierungstiegel hindurchgeführten Kerndrahtes
versehen ist und desweiteren eine Kühlzone, einen Walzenständer und eine Aufwicklungsvorrichtung
aufweist.
Das Wesentliche der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Kristallisiertiegel mit einer
den Legierstoff zuführenden Dosiervorrichtung versehen ist.
Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die dem Kristallisiertiegel zugeordnete Dosiervorrichtung
mit dem den Kerndraht weiterleitenden Antrieb sychronisiert ist.
Eine weitere vorteilhafte Charakteristik besteht darin, daß die dem Kristallisiertiegel zugeordnete,
den Legierungsstoff zuführende Dosiervorrichtung mit
einer Vorschußgeschwindigkeit arbeitet, die im Bereich zwischen 0,01 und 0,05 m/sec linear geändert
werden kann.
Es ist als vorteilhaft zu betrachten, wenn der Kristall'isiertiegel austauschbar dem Ofensystem der
Vorrichtung angeschlossen ist.
Der bedeutende Vorteil der Erfindung liegt mit den bisher bekannten Verfahren verglichen darin, daß das
hergestellte Produkt in jeder Hinsicht die gegenüber den niedriglegierten Kupferdrähten gestellten Forderungen
der zeitgemäßen Kabelfertigung in bezug auf die Qualität befriedigt; insbesondere, was die Oberfläche,
die Homogenität und das v;icklungsgev.-icht betrifft. Ein weiterer Vorteil zeigt sich darin, daß
die Einführung der Produktion keine hohen Investitionskosten bzw. separate Einrichtungen
beansprucht.
Von dem Standpunkt der Produktion aus betrachtet ist es von äußerster Bedeutung, daß einerseits ein
minimaler Abfall entsteht und andererseits der Draht
mit beliebiger Legierung hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, wobei die Figur die schematische Anordnung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.
Im wesentlichen enthält die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung
eine den aufgewickelten Kerndraht 1 aufnehmende Rollenreihe 2, Führungsrollen 3, den Kerndraht 1
ziehende-schabende Werkzeuge 4, eine einen Antrieb 5 enthaltende Kaltstrecke, eine aus einem Ofensystem 6
und einem Walzenständer 7 bestehende Warmstrecke, eine Kühlzone 8 und einen Spuler 9 sowie eine Endstrecke,
die als ein die Drahtwicklung aufnehmender Drehtisch 10 ausgestaltet ist.
Bei unserem Ausführungsbeispiel besteht das Ofensystem
6 aus einem Induktionsschmelzofen 61, einem damit verbundenen Induktionshalteofen 62 sowie aus
einem sich dem Ofen 62 anschließenden und mit diesem über eine Durchflußöffnung verbundenen Kristallisiertiegel
63. Der Kristallisiertiegel 63, der den von der Kaltstrecke ankommenden Kerndraht 1 aufnimmt und
in dem das enthaltene geschmolzene Metall an der Oberfläche des Kerndrahtes kristallisiert, ist austauschbar
ausgebildet und kann auf an sich bekannte Weise, der gewünschten Legierung entsprechend, dem
Halteofen 62 angeschlossen werden; außerdem ist der
β · W
I * · β
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Kristallisiertiegel 63 mit einer den Legierungsstoff zuführenden Dosiervorrichtung 64 versehen. Die
Vorschubgeschwindigkeit der Dosiervorrichtung kann im Bereich zwischen 0,01 und 1,5 m/sec linear geändert
werden.
Auf eine, hier nicht dargestellte Weise wird die Kupferkathode mit einem Cu-Inhalt von 99,9 % mit
einer Unterdruckförder- bzw. Dosiereinrichtung dosiert. Auf eine, hier nicht dargestellte Weise wird
die Dosierung unter dem Metallspiegel des Kristallisiertiegels 63 und des damit verbundenen Halteofens
62 gesteuert. In dem Schmelzofen 61 und in dem Halteofen 62 wird das Metallbad gegenüber der Oxidation
mit einer Holzkohlenüberdeckung bzw. mit Schutzgas geschützt.
Im Laufe des Betriebes wird der Kerndraht 1 auf die Rollenreihe 2 gelegt, der Beginn wird mit einem
Stumpfschweißapparat an den vorangehenden Kerndraht geschweißt. Darauffolgend wird der Drahtkern 1 durch
die Zieh- und Schabwerkzeuge 4 hindurchgezogen und auf das gewünschte Maß geschabt.
In der nächsten Arbeitsphase führt der Antrieb 5 den auf das gewünschte Maß abgeschabten Kerndraht 1 in
den Kristallisiertiegel 63 ein. In dem Kristallisiertiegel 63 wird der Kerndraht 1 durch das in dem
Tiegel enthaltene Metallbad erwärmt, wonach die Metallschmelze an der Oberfläche kristallisiert. Die
Rißfestigkeit des den Tiegel verlassenden Drahtes mit einer Temperatur von etwa 10630C - ist äußerst
gering; da er praktisch keinen Uiriformungsprozeß
vertragen kann, wird er in einer hier nicht dargestellten Kühlkammer auf 8000C abgekühlt. Der
Draht wird in dem
Walzenständer 7 auf das endgültige Maß gewalzt; der Ständer weist vorteilhaft einen Tandemcharakter auf.
Die Betätigung der Arbeitswalzen erfolgt mit einer Elektronik mit digitaler Anzeige und automatischer
Geschwindigkeitsregelung. Nachher wird der Draht in der vorteilhaft als ein Kühlrohr ausgestalteten Kühlzone
8 auf 4O0C abgekühlt und mit Hilfe des Spulers auf dem Drehtisch 10 aufgewickelt.
Soll z.B. eine Kupferlegierung mit 0,1 % Ag hergestellt werden, wird während der Drahtverfertigung so
verfahren, daß man den 2 mm-Durchmesser Silberdraht von industrieller Feinheit mit einem Inhalt von
99,9 % in die den Legierungsstoff zuführende Dosierungsvorrichtung 64 eingefädelt und der Antrieb des
Gleichstrommotors so einstellt, daß die Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des Tiegels 63 im
Bereich zwischen 0,01 und 0,5 m/sec sich linear ändert. Die den Legierungsstoff dosierende Vorrichtung
ist so ausgestaltet, daß der Legierungsdraht in einer Schutzatmosphäre in den Kristallisiertiegel 63
eingeführt wird. Nachdem der normale Fertigungsprozeß in Gang gesetzt worden ist, d.h. beim Beginn der Verwendung
der Drahtwicklung, wird in Abhängigkeit von der in dem Tiegel 63 vorhandenen Schmelzmenge mit
einer erhöhten Geschwindigkeit die Legierung solange mit Hilfe der Vorrichtung 64 dosiert, bis die in dem
Kristallisiertiegel 63 vorhandene Metallschmelze den 0,1 % Ag-Inhalt erreicht. Darauffolgend wird die Vor-Schubgeschwindigkeit
des legierenden Ag-Drahtes auf die der Kristallisierungsgeschwindigkeit entsprechende
Geschwindigkeit durch die Einstellung der Dosiervorrichtung 64 herabgesetzt. Gleichzeitig mit
dem Legierungsprozeß werden die zur Fertigung erforderlichen technologischen Parameter eingestellt,
wie z.B. die Wassermenge in der Kühlzone 8, die Gießgeschwindigkeit,
der Kippwinkel des Halteofens, die Schmelzkapazität, der Stand des geschmolzenen Metalls
in dem Kristallisierungstiegel 63 sowie die Walztemperatur des Walzenständers 7 usw. Der fertiggestellte
legierte Draht wird in der Kühlzone abgekühlt und mittels des Spulers 9 auf dem Drehtisch 10 aufgewickelt.
Wenn wir nun einen legierten sauerstoff reinen Kupferdraht mit 1 % Cd-Gehalt herzustellen wünschen, wird
in ähnlicher Weise wie bei dem vorangehenden Beispiel verfahren. Dem prozentuellen höheren Inhalt an
Legierungsstoff des Cadmiumbronzedrahtes entsprechend wird in der Dosiervorrichtung 64 ein Vorschub von
0,l-l;5 m/sec eingestellt. Vorteilhaft wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Legierungsstoff derart
bereitet, daß ein ausgeglühtes kapillares Kupferrohr im voraus mit Cd-Pulver gefüllt wird, wonach das
Cadmium mit dem Kupferrohr zusammen unter Schutzgasatmosphäre in den Kristallisiertiegel 63 eingeführt
wird, und zwar mit einer der Gießgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit. Ferner wird nach dem
vorherbeschriebenen Beispiel verfahren, nur die elektrische Kapazität der den Tiegel beheizenden
Vorrichtung wird um die zum Einschmelzen des in das Metallbad eingeführten Kupfers und Cadmiums
erforderliche Energiemenge erhöht.
• φ ·
-17-
Im Sinne der Erfindung ist der Kristallisiertiegel so
ausgestaltet, daß der gegenseitige Austausch der Bestandteile möglich ist und der Tiegel mit einem
einfachen mechanischen Anschluß mit dem Halteofen 62 verbunden sein kann.
Leerseite
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von legiertem Kupferdraht
durch kontinuierliches Drahtgießen, in Laufe
dessen auf die Oberfläche des durch den deir: Schnelzofensysterr.
angeschlossenen Kristall isiertiegel hindurchgeführter;
Kerndrahts, vorzugsweise unter einer Schutzatmosphäre, die gewünschte Legierung durch
Kristallisation aufgetragen wird, die in der Weise hergestellte Stange nach Warmwalzen abgekühlt und in
Wicklungen aufgespult wird, dadurch
IC gekennzeichnet, daB aus der. Schmelzofensy-ster-Ί
Kupferschnelze von hoher Reinheit kontinuierlich in der. I-'.r istall iertiegel dosiert wird und den
Leeier-:;cc:tcff in einer der jeweiligen GieEgeschwindigkeit
entsprechenden Menge kontinuierlich zuführend die newünschte Legierung hergestellt wird, welche auf
die Oberfläche des Kerndrahtes durch Kristallisierung
aufgetragen viru, wonach die gefertigte Stange in an sich bekannter Weise behandelt und aufgewickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Legierstoff in ein ausgeglühtes Kupferrohr von hoher Reinheit
dosiert und so in den Kritallisiertiegel eingeführt wird.
gekennzeichnet, daß der Legierstoff in ein ausgeglühtes Kupferrohr von hoher Reinheit
dosiert und so in den Kritallisiertiegel eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Legierstoff in Form eines Drahtes in den Kristallisiertiegel dosiert wird.
gekennzeichnet, daß der Legierstoff in Form eines Drahtes in den Kristallisiertiegel dosiert wird.
4. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens
nach den Ansprüche 1 bis 3, die mit einem Ofensystem (6), einem daran sich anschließenden Kristallisiertiegel (63), einem Antrieb (5) zur 'Weiterleitung des durch den Tiegel geführten Kerndrahtes (1) versehen ist, desweiteren eine Kühlzone (8), einen Walzenständer (7) sowie einen Spuler (S) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der
nach den Ansprüche 1 bis 3, die mit einem Ofensystem (6), einem daran sich anschließenden Kristallisiertiegel (63), einem Antrieb (5) zur 'Weiterleitung des durch den Tiegel geführten Kerndrahtes (1) versehen ist, desweiteren eine Kühlzone (8), einen Walzenständer (7) sowie einen Spuler (S) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Kristallisiertiegel (63) mit einer den Legierstoff
zuführenden Dosiervorrichtung (64) versehen ist.
zuführenden Dosiervorrichtung (64) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die dem
gekennzeichnet, daß die dem
Kristallisiertiegel (63) zugeordnete, den Legierstoff
zuführende Dosiervorrichtung (64) mit dem den Kerndraht (1) weiterleitenden Antrieb (5) sychronisiert
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit
der dem Kristallisiertiegel (63) zugeordneten, den Legierstoff zuführenden Dosiervorrichtung
(64) im Bereich zwischen 0,01 und 1,5 m/sec linear geändert werden kann.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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HU82536A HU186907B (en) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | Method and apparatus for producing alloyed copper wire by continuous wire casting |
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DE3303447C2 DE3303447C2 (de) | 1985-07-25 |
Family
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Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5830282A (en) * | 1995-05-23 | 1998-11-03 | Weirton Steel Corporation | Continuous particle separation operation |
US5599395A (en) * | 1995-05-23 | 1997-02-04 | Weirton Steel Corporation | Apparatus for continuous flat-rolled steel strip cleansing and finishing operations |
DE102004010040A1 (de) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Norddeutsche Affinerie Ag | Kupferdraht sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kupferdrahtes |
US20110123811A1 (en) * | 2009-11-24 | 2011-05-26 | Marc De Clerck | Non-slip metal wire |
CN102312184A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-01-11 | 杭州富通昭和铜业有限公司 | 一种生产光亮无氧铜杆的方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2519275B2 (de) * | 1974-05-01 | 1979-12-20 | Hitachi Cable Ltd. | Draht zum Behandeln von Stahlschmelzen während des Stranggießens |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3510345A (en) * | 1967-11-01 | 1970-05-05 | Gen Electric | Apparatus and method for automatically controlling the molten metal bath level in a metallurgical process |
FR2183577B1 (de) * | 1972-05-10 | 1974-09-27 | Pont A Mousson | |
US3836360A (en) * | 1972-07-10 | 1974-09-17 | Anaconda Co | Method and apparatus for pre-heating and adding master alloy to a copper melt |
US3995679A (en) * | 1974-12-20 | 1976-12-07 | General Electric Company | Continuous casting apparatus, and a method of casting |
-
1982
- 1982-02-23 HU HU82536A patent/HU186907B/hu unknown
-
1983
- 1983-01-20 US US06/459,415 patent/US4521455A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-02-01 MX MX196117A patent/MX157479A/es unknown
- 1983-02-02 DE DE3303447A patent/DE3303447C2/de not_active Expired
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- 1983-02-22 SE SE8300955A patent/SE452268B/sv not_active IP Right Cessation
- 1983-02-22 JP JP58028416A patent/JPS58154450A/ja active Pending
- 1983-02-22 YU YU418/83A patent/YU44972B/xx unknown
- 1983-04-21 IN IN264/DEL/83A patent/IN159468B/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2519275B2 (de) * | 1974-05-01 | 1979-12-20 | Hitachi Cable Ltd. | Draht zum Behandeln von Stahlschmelzen während des Stranggießens |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Hermann, Handbook on Continuous Casting, 1980, Ref. 1132 und 2132 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4521455A (en) | 1985-06-04 |
YU41883A (en) | 1987-12-31 |
YU44972B (en) | 1991-06-30 |
SE452268B (sv) | 1987-11-23 |
DE3303447C2 (de) | 1985-07-25 |
SE8300955D0 (sv) | 1983-02-22 |
PT76241B (en) | 1986-01-10 |
PT76241A (en) | 1983-03-01 |
SE8300955L (sv) | 1983-08-24 |
IN159468B (de) | 1987-05-23 |
MX157479A (es) | 1988-11-24 |
HU186907B (en) | 1985-10-28 |
JPS58154450A (ja) | 1983-09-13 |
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