EP0184093A1 - Verfahren und Vorrichtung zur konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter - Google Patents

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EP0184093A1
EP0184093A1 EP85114896A EP85114896A EP0184093A1 EP 0184093 A1 EP0184093 A1 EP 0184093A1 EP 85114896 A EP85114896 A EP 85114896A EP 85114896 A EP85114896 A EP 85114896A EP 0184093 A1 EP0184093 A1 EP 0184093A1
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EP
European Patent Office
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strand
goods
liquid contacts
liquid
electrically conductive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85114896A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus-Michael Dr. Ing. Petzold
Bernd Dipl.-Ing. Fölber
Gregor Dipl.-Phys. Müller
Gerald Dipl.-Ing. Werthmann
Roland Dipl.-Ing. Lippmann
Werner Prof. Dr. Ing. Schirmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VEB Draht- und Seilwerk Rothenburg
Original Assignee
VEB Draht- und Seilwerk Rothenburg
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DD27036884A external-priority patent/DD248476A3/de
Priority claimed from DD27512185A external-priority patent/DD236116A1/de
Application filed by VEB Draht- und Seilwerk Rothenburg filed Critical VEB Draht- und Seilwerk Rothenburg
Publication of EP0184093A1 publication Critical patent/EP0184093A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/62—Continuous furnaces for strip or wire with direct resistance heating
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0004—Devices wherein the heating current flows through the material to be heated
    • H05B3/0009—Devices wherein the heating current flows through the material to be heated the material to be heated being in motion

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the conductive heating of stranded goods using at least two liquid contacts which transmit the electric current from solutions or melts of salts, acids or bases, one or at least two stranded goods running side by side being heated simultaneously.
  • the invention is applicable in the field of metallurgy, but also in other fields of technology, in which strand-like goods, such as wires, pipes, strips, rods, rods and ropes made of metallic materials for the purpose of influencing materials, such as annealing, tempering, hardening, Patentieen, thermomechanical treatment, etc. are conductively heated.
  • the technologically necessary heating temperature is generally set by regulating the electrical voltage applied to the strand-shaped article.
  • Mechanical (DD-WP 59 880) or liquid contacts are used for voltage transmission.
  • liquid contacts that contain molten metals as contact media (DD-WP 160 550 1 DE-OS 1 583 406). Although these contacts have good electrical transmission properties and a uniform heating temperature can be achieved in the strand-shaped material, the high material costs, the high energy expenditure for melting and keeping the contacts melted, the toxicity of the fumes of some metal melts as well as partial aggressiveness towards the tub material are with this type of liquid contacts disadvantageous.
  • a method and a device for patenting steel wires is known, the steel wire being guided in a straight line through a preheating trough containing a salt bath and then through a patenting trough also containing a salt bath, and an electrical voltage is applied between the two troughs.
  • the preheating or patenting tank consists of one above the other arranged top and bottom tub. These two tubs are connected by a pump which returns the salt bath that has flowed out of the upper tub and at the same time circulates the salt bath, so that local overheating of the bath is avoided.
  • the preheating trough or the patenting trough can each consist of three troughs arranged in parallel and insulated from one another, to each of which a phase of a three-phase network is connected.
  • liquid contacts from solutions or melts of salts, acids or bases When using liquid contacts from solutions or melts of salts, acids or bases, it also shows that as a result of the poorer electrical conductivity of these contact media compared to metal melts, a voltage drop occurs in the transmission of the electrical energy to the goods to be heated in the liquid contact medium itself, which leads to heating of the liquid contact.
  • liquid contacts from solutions or melts of salts, acids or bases do not produce almost point-like current transmission, as is characteristic when using metal melts, but a much larger distance in liquid contact is required for the current transmission to the strand-like material. This and the heating as well as concentration fluctuations and possibly electrolytic decomposition of the contact media result in uncontrollable fluctuations in the heating temperature of the strand-like material.
  • DE-AS 2 356 003 has therefore proposed solutions for regulating the heating temperature which are based on a targeted change in the conductivity of the contact medium.
  • This known method can be implemented technically only with great effort, since several storage and circulation systems for the contact media are required, which must be regulated individually and depending on one another. However, such systems are prone to failure and have long control times. Controlling the heating temperature is even more problematic if several stranded goods arranged next to one another are to be heated at the same time.
  • DE-OS 2 538 045 discloses a device for the simultaneous heating and / or annealing of a plurality of strand-shaped goods passing through the device, in which a separate measuring and regulating device is provided for each strand-shaped article, with which separate regulation of the goods applied electrical voltage, a regulation of the glow path length or regulation of the throughput speed takes place.
  • the disadvantage of this known device is that the separate regulation of the annealing path length and the use of different throughput speeds of stranded goods running side by side require a relatively high outlay in terms of equipment, since entire parts of the system can be displaced relative to one another or the extraction devices must be equipped with individual drives.
  • the integration of movable storage in the system to compensate for differences in length is also complex and requires additional space.
  • the separate regulation of the electrical voltage also has the disadvantages of voltage regulation already described when using liquid contacts from solutions or melts of salts, acids or bases and is also associated with additional high technical outlay.
  • this solution makes it possible to drive several stranded goods together and lead them through two electrolyte containers arranged one after the other and to apply the same voltage to all goods.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for the conductive heating of strand-like goods using at least two current-transmitting liquid contacts from solutions or melts of salts, acids or bases, which in a simple manner a uniform and the same defined final temperature or the stranded goods to be heated.
  • the object is achieved in that the heating temperature is regulated by changing the contact length of the stranded goods in one or more liquid contacts from solutions or melts of salts, acids or bases by the method for the conductive heating of several stranded goods and / or that the stranded goods be guided past special electrically conductive elements in the at least two necessary liquid contacts to ensure almost uniform current transmission at the same distance.
  • the transformer voltage is maintained unchanged in accordance with the respective heat treatment to be carried out and during the conductive heating.
  • a uniform heating temperature within a single strand in multi-strand layers and the same heating temperature of several strand-shaped goods with one another by changing the contact length of the strand-shaped goods and at the same time by passing special electrically conductive elements in the liquid contacts.
  • the heating temperature is controlled exclusively by changing the contact length in one or more liquid contacts.
  • a third variant is characterized in that the stranded goods in the liquid contacts are guided past special electrically conductive elements with the same distance, whereby an almost uniform current transmission is ensured even without separate regulation of the applied voltage for the individual stranded goods, which in turn is a prerequisite for the Achieving a uniform heating temperature.
  • the heating temperature is the same and uniform achieved in that parts of the finite strand-like goods are discontinuously immersed in the liquid contacts at the same distance from electrically conductive elements and heated stationary, and gradually, z. B. in the lifting step method through the device.
  • the liquid contacts can be heated to a certain temperature and / or more than two liquid contacts are run through in succession.
  • specific treatments of the strand-like goods such as surface cleaning, surface coating and diffusion annealing, are possible in addition to the actual heating.
  • Salt melts or salt solutions are advantageously used as contact medium for the implementation of the method.
  • the device for performing the method is designed so that to change the contact length of the bezw.
  • the strand-like goods one or more immersion or guiding devices in one or more liquid contacts from solutions or melting of salts, acids or bases are horizontally and / or vertically adjustable with respect to one another or individually and / or that known measuring, control and regulating devices set a defined level in the liquid contacts and / or that one or more in the liquid contacts parallel to the longitudinal axis or strand-like goods electrically conductive plates are arranged which separate the stranded goods from one another at least in a liquid contact.
  • the two liquid contacts that are required for the current transmission are directly electrically conductively connected to a voltage source.
  • the electrically conductive plates are flat or curved. Some of the electrically conductive plates can also be space limitations of the liquid contacts, e.g. B. floor or walls.
  • the distance between the electrically conductive plates and the continuous strand-like material can be changed.
  • the electrically conductive plates can also be designed to be pivotable.
  • the electrically conductive plates are connected in a directly electrically conductive manner to the voltage source for the continuous heating.
  • This arrangement is also advantageous if different heating temperatures are necessary to achieve specific material properties in the individual strands.
  • the dipping or guiding devices can consist of electrically non-conductive material, which ensures that no current is transmitted to the strand-like material through these devices and that they can only serve as a guiding element for the strand-like goods,
  • the liquid contacts consist of a plurality of self-contained chambers which are electrically conductively connected to one another and contain different contact media from solutions or melts of salts, acids or bases with the same or different temperatures.
  • the method and the device according to the invention enable simple regulation of the heating temperature for conductively heated strand-like goods.
  • Through continuous power transmission and through the targeted change of the contact length of the strand-like goods it is possible to achieve a defined end temperature of all goods as well as a uniform temperature within a strand.
  • the application of the invention enables fast control times and leads to one Energy saving and quality improvement of the goods to be treated. Easily manageable mechanical devices, particularly in multi-strand systems, can reduce the expenditure on power electronics and material-intensive electrical components, such as control transformers and the like. ⁇ . are significantly reduced.
  • an unalloyed carbon steel wire is to be heated continuously to the austenite temperature corresponding to the carbon content, 24 wires being treated simultaneously in the heat treatment system.
  • the basic structure of the device is shown in FIG. shown with 4 parallel wires.
  • the device consists of a first liquid contact 2, in which an aqueous salt solution 3 with a temperature of 80 ° C. is contained and a second liquid contact 5, which at the same time contains the quenching medium in the form of a molten salt 6 with a temperature between 400-500 ° C.
  • a first liquid contact 2 in which an aqueous salt solution 3 with a temperature of 80 ° C. is contained and a second liquid contact 5, which at the same time contains the quenching medium in the form of a molten salt 6 with a temperature between 400-500 ° C.
  • three flat electrically conductive plates 4 are arranged so vertically that they run parallel to the direction of travel (see arrow) of the wires 1 and separate them from one another.
  • Dipping or guiding devices 9 and 10 are also arranged in the upper area of the first liquid contact 2, two of these devices 9 and 10 being provided for the reception of a wire 1.
  • the dipping or guiding devices 9 and 10 are designed in the form of rollers and have a groove
  • the diving or guide devices 9 and 10 consist of an electrically non-conductive material and are horizontally and vertically adjustable relative to one another.
  • a further electrically conductive plate 8 is arranged at an angle so that it runs parallel to the direction of passage of the wires 1.
  • This second liquid contact 5 also contains a deflection device 7c approximately in the middle of the liquid level.
  • the first and second liquid contacts 2 and 5 are connected to a common voltage source with an AC voltage of 40 V, which remains unchanged during operation. The applied voltage is guided by the strand-like to be treated good and the technical parameters and is used when shooting the furnishedbe - action fixed. This also applies to the following examples.
  • the wires passing through at the same speed are patented as follows: the wires 1 first pass through the first liquid contact 2, being guided through the dipping or guiding devices 9 and 10 in a horizontal direction below the level of the aqueous saline solution 3 and with this immediately Are in contact. The wires 1 are guided past the electrically conductive plates 4 at the same distance. By connecting the first liquid contact 2 to the voltage source, the current required to heat the wires 1 is transmitted to the wires 1 via the aqueous salt solution 3 and the electrically conductive plates 4.
  • the described arrangement of the electrically conductive plates ensures an almost uniform current transmission to the wires 1.
  • the heating temperature for forming the austenite is adjusted by changing the contact length of the wires 1 within the aqueous salt solution 3. This is done by a horizontal shift of the diving or. Guide devices 9 and 10, whereby the contact length of the wires 1 can be changed between 0.2 and 1.0 m, which corresponds to a heating temperature range of 750 ° C to 950 ° C. After the wires 1 have emerged from the first liquid contact 2, they reach the second liquid contact 5 via deflection devices 7a, b, which contains the molten salt 6 at a temperature between 400-500 ° C.
  • the wires 1 are guided past this second liquid contact 5 at an equal distance from an obliquely arranged electrically conductive plate 8, as a result of which a uniform current transfer to the wires 1 also takes place in the second liquid contact 5. It is essential here that the wires 1 in the second liquid contact 5 must be guided almost parallel to the plate 8 at least on the inlet side. With this device, it is possible to reliably ensure the requirements for maintaining the austenitizing temperature of ⁇ 10 ° C. in all wires 1 treated at the same time.
  • the device consists of a first liquid contact 12, in which a molten salt with a temperature of 350-600 ° C. is contained, and a second liquid contact 14 with an aqueous salt solution, which is kept at the temperature necessary for the heat treatment purpose.
  • first liquid contact 12 three flat, electrically conductive plates 13 are arranged vertically so that they run parallel to the direction of travel (see arrow) of the steel strips 11 and separate them from one another.
  • immersion or guide devices 16, 17a and 17b which have already been described in Example 1.
  • the difference to the embodiment variant according to FIG. 1 is that in this example only the dipping or guiding devices 16 and 17a are adjustable in the horizontal direction.
  • three further electrically conductive plates 15 are arranged so vertically that they run parallel to the direction of passage of the steel strips 11 and separate them from one another.
  • the first and second liquid contacts 12 and 14 are connected to a common AC voltage source.
  • the steel strips 11 when the steel strips 11 are heated, they first run through the first liquid contact 12 at a throughput speed of 20 m / min for the purpose of preheating.
  • the steel strips 11 are introduced into the molten salt on the inlet side and horizontally by the immersion or guide devices 16 and 17a Direction continued.
  • the steel strips 11 pass through the electrically conductive plates 13 at the same distance.
  • the heating temperature of the austenitic steel strips 11 is set by changing the contact length within the molten salt. This is done by a horizontal displacement of the diving or guiding devices 16 and 17a.
  • the steel strips 11 After the steel strips 11 have emerged from the first liquid contact 12, they pass through a deflection device into the second liquid contact 14, which contains an aqueous salt solution.
  • the dipping or guiding devices 17c arranged in the upper region of the second liquid cone 14 the strips 11 are immersed in the aqueous salt solution and are guided past the electrically conductive plates 15 at an equal distance, as a result of which even in this contact a uniform current transfer to the strips 11 is guaranteed.
  • the immersion or guide devices 17c contained in the second liquid contact 12 are not adjustable in this example, so that the heating temperature is set exclusively in the first liquid contact 12 is done.
  • This embodiment variant enables a simultaneous heat treatment of a plurality of steel strips 11 in one device, with uniform heating or quenching within each strip and equal heating or quenching of all strips with one another being able to be maintained.
  • the basic structure of the device is shown in Figures 3 to 5.
  • the device consists of a first liquid contact 18, in which an aqueous salt solution 23 with room temperature is contained and a second liquid contact 21, which contains an acid 24 with a temperature of 40-90 ° C.
  • a first liquid contact 18 in which an aqueous salt solution 23 with room temperature is contained and a second liquid contact 21, which contains an acid 24 with a temperature of 40-90 ° C.
  • a plurality of flat electrically conductive plates 20 arranged parallel to the direction in which the reinforcing steel wires 19 pass.
  • the immersion or guide devices 25 in the form of deflection rollers which are designed to be vertically adjustable.
  • Each steel wire 19 is assigned a deflection roller.
  • immersion or guide devices 26 and 27 are provided in one plane, which are not adjustable. Parallel to the direction through which the reinforcing steel wires 19 pass curved electrically conductive plates 22 are arranged, which separate the steel wires 19 within the second liquid contact 21.
  • the reinforcing steel wires 19 are introduced into the aqueous salt solution 23 via deflection rollers arranged on the inlet side, which are not identified in the drawing, and are continued on the outlet side via the dipping or guiding devices 25 and further deflection rollers.
  • the steel wires 19 pass through the electrically conductive plates 20 at the same distance.
  • the heating temperature of the concrete steel wires 19 is adjusted by changing their contact length within the aqueous salt solution 23. This is done by a vertical adjustment of the immersion or stirring devices 25 or by a targeted adjustment of the liquid level of the aqueous salt solution 23 with the aid of measuring, control and regulating devices known per se (not shown in the drawing).
  • Such a situation could be, for example, that at the beginning of the heating, that is to say when a multi-line system is started up, the heating temperature is initially achieved by vertical adjustment of the immersion or.
  • the associated device consists of three liquid contacts.
  • the first and second liquid contacts are designed in accordance with the embodiments of the liquid contacts 2, 12, 14, 18 or 21 shown in FIGS. 1 to 5, the structure of the third liquid contact corresponds to the liquid contacts 14 and 18 described. All three liquid contacts contain as Contact medium a concentrated aqueous salt solution, e.g. B. NaCl, NaNO 3, etc.
  • this is drawn off from a coil at 30 m / min and electrically contacted without deflection in the first liquid contact by means of the concentrated aqueous salt solution, which has boiling temperature and flows around the wires on all sides.
  • the contact length of the wires in the first liquid contact is 1.5 m.
  • a second liquid contact of the same type in which concentrated salt solution flows around the wires. The length of this second liquid contact is 0.5 m.
  • the wires between the two liquid contacts are heated to 880 ⁇ 10 ° C and convert to martensitic on entry into the second liquid contact.
  • the wires run into the third liquid contact via an inlet roller, which has a length of 1.2 m and a depth of 1 m.
  • an inlet roller which has a length of 1.2 m and a depth of 1 m.
  • a dipping or guiding device in the form of a deflection roller for each wire, which is vertically displaceable by 0.8 m.
  • the wires are heated from 0.05 m to 420 ° C. at a depth of immersion of the deflection roller of the third liquid contact in the concentrated aqueous salt solution .
  • the wires are tempered so that their tensile strength is 1400 MPa.
  • the wire is heated to 650 ° C and is thereby given a tensile strength of 900 MPa.
  • the device consists of two liquid contacts 30, in which a molten salt with a temperature of 350 ° C. is contained.
  • a molten salt with a temperature of 350 ° C. is contained in the liquid contacts 30, two flat electrically conductive plates 31 are arranged vertically so that they run parallel to the axis of the rods 28 and separate them.
  • the two liquid contacts 30 are connected to a common AC voltage source.
  • a transport device 29 is provided, which feeds the rods 28 to the liquid contacts 30.
  • the rods 28 When the rods 28 are glowing, they are conveyed through the transport device 29 to the two liquid contacts 30 and set there, e.g. B. always three rods with their ends immersed in the liquid contacts 30 so that the ends of the rods 28 parallel to the electrically conductive plates 31 be find and are completely surrounded by the molten salt.
  • the liquid contacts 30 By connecting the liquid contacts 30 to the voltage source, the current required for heating is transmitted via the molten salt and the plates 31 to the three rods 28, whereby an almost uniform current transmission can take place. After the required annealing temperature has been reached, the bars 28 are lifted from the liquid contacts 30 in batches with the aid of the transport device 29 and conveyed onward for cooling. At the same time, the liquid contacts 30 are loaded again by the transport device 29.
  • This design variant makes it possible to ensure a uniform and identical heating temperature in all three rods over their entire length. .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren une eine Vorrichtung zur konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter (1) unter Verwendung von mindestens zwei stromübertragenden Flüssigkontakten (2, 6) aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen, wobei ein oder mindestens zwei nebeneinanderlaufende Güter (1) gleichzeitig erwärmt werden. Aufgabe ist es, in einfacher Weise eine gleichmäßige und gleiche definierte Endtemperatur der Güter zu gewährleisten. Lrfindungsgemäß wird die Erwärmungstemperatur durch Veränderung der Kontaktlänge der Güter in einem oder mehreren Flüssigkontakten geregelt und/oder diese in mindestens zwei notwendigen Flüssigkontakten an elektrisch leitenden Elementen mit gleichem Abstand vorbeigeführt. Die Kontaktlängenveränderung erfolgt gemäß der Vorrichtung durch eine oder mehrere Tauchvorrichtungen (9, 10), die in einem oder mehreren Flüssigkontakten horizontal und/oder vertikal gegeneinander oder einzeln verstellbar angeordnet sind. Dies kann auch durch Linstellung des Flüssigkontaktnivoaus über Meß-, Stouer- und Regelvorrichtung erfolgen. Die elektrisch leitenden Elemente sind als ebene oder gekrümmte Platten (4, 8) ausgeführt, die die Güter in mindestens einem Flüssigkontakt voneinander trennen.

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter unter Verwendung von mindestens zwei den elektrischen Strom übertragenden Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen, wobei ein oder mindestens zwei nebeneinanderlaufende strangförmige Güter gleichzeitig erwärmt werden.
  • Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Metallurgie, aber auch auf anderen Gebieten der Technik anwendbar, bei denen strangförmige Güter, wie Drähte, Rohre, Bänder, Stangen, Stäbe und Seile aus metallischen Werkstoffen zum Zwecke einer Werkstoffbeeinflussung, wie Glühen, Anlassen, Härten, Patentieen, thermomechanische Behandlung usw. konduktiv erwärmt werden.
  • Bei der konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter erfolgt die Einstellung der jeweils technologisch notwendigen Erwärmungstemperatur im allgemeinen durch Regelung der an das strangförmige Gut angelegten elektrischen Spannung. Zur Spannungsübertragung werden dabei mechanische (DD-WP 59 880) oder Flüssigkontakte verwendet.
  • Der Nachteil bei der Anwendung mechanischer Kontakte besteht darin, daß oft ungewollte schwankende bzw. sich spontan ändernde Erwärmungstemperaturen im strangförmigen Gut auftreten. Ursache dafür ist, daß die Kontaktierungsbedingungen, die von der Oberflächenbeschaffenheit des strangförmigen Gutes und dem Verschleißzustand der mechanischen Kontakte abhängig sind, unter praktischen Betriebsbedingungen nicht konstant gehalten werden können und damit unterschiedliche Übergangswiderstände bei der Sparlnungaübertragung auftreten. Dazu kommt, daß es bei der Verwendung mechanischer Kontakte, insbesondere beim kontinuierlichen Durchlauf strangförmiger Güter infolge der schwierigen Ankopplungsbedingungen nicht möglich ist, beliebig hohe Ströme auf das zu erwärmende Gut zu übertragen, ohne daß eine Funkenbildung auftritt.
  • Gute und konstante Kontaktierungsbedingungen sind bei der Anwendung von Flüssigkontakten gewährleistet, die als Kontaktmedien geschmolzene Metalle aufweisen (DD-WP 160 5501 DE-OS 1 583 406). Obwohl diese Kontakte gute elektrische Übertragungseigenschaften besitzen und eine gleichmäßige Erwärmungstemperatur im strangförmigen Gut erzielt werden kann, sind bei dieser Art von Flüssigkontakten die hohen Materialkosten, der hohe Energieaufwand zum Einschmelzen und Flüssighalten der Kontakte, die Giftigkeit der Dämpfe einiger Metallschmelzen sowie teilweise Aggressivität gegenüber dem Wannenmaterial nachteilig.
  • Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, als Kontaktmedium Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen zu verwenden (DD-AP 111 097 bzw. US-PS 4 168 995, DE-OS 2 538 045).
  • Gemäß DD 111 097 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Patentierung von Stahldrähten bekannt, wobei der Stahldraht durch eine ein Salzbad enthaltende Vorwärmewanne und dann durch eine ebenfalls ein Salzbad enthaltende Patentierwanne geradlinig geführt wird und zwischen beiden Wannen eine elektrische Spannung angelegt ist. Die Vorwärm- bzw. Patentierwanne besteht jeweils aus einer übereinander angeordneten oberen und einer unteren Wanne. Diese beiden Wannen sind durch eine Pumpe verbunden, die das aus der oberen Wanne abgeflossene Salzbad zurückführen und gleichzeitig das Salzbad umwälzen, so daß eine lokale Übererwärmung des Bades vermieden wird. Zur Führung der Stahldrähte und zur -Regulierung des Badniveaus in den oberen Wannen sind gemäß dieser Lösung Kerben in den senkrecht zur Bewegungsrichtung der Drähte stehenden Wänden der oberen Wannen vorgesehen. Nach einer Ausführungsvariante kann die Vorwärmwanne oder die Patentierwanne aus je drei parallel angeordneten, voneinander isolierten Wannen bestehen, an die je eine Phase eines Drehstromnetzes angeschlossen ist.
  • Obwohl dieses bekannte Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung die wesentlichen Mängel der Flüssigkontakte aus geschmolzenen Metallen beseitigt und qualitative Vorteile bei der Erwärmung und damit bei der Erreichung spezifischer Werkstoffkennwerte strangförmiger Güter ermöglicht, sind sie nur bedingt anwendbar, wenn zwei oder mehrere parallele strangförmige Güter gleichzeitig in einer Anlage mit Salzbädern erwärmt werden sollen. Nachteilig dabei ist, daß die Stromübertragung auf die einzelnen strangförmigen Güter in unterschiedlichem Umfange erfolgt, wodurch teilweise beträchtliche Unterschiede in der erreichten Erwärmungstemperatur zu verzeichnen sind. Diese Temperaturunterschiede der einzelnen Stränge führen bei den spezifischen, in der Temperaturführung eng begrenzten Wärmebehandlungsverfahren zu erheblichen Qualitätsverlusten an den zu behandelnden strangförmigen Gütern.
  • Bei der Verwendung von Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen zeigt sich aber auch, daß infolge der mit Vergleich zu Metallschmelzen schlechteren elektrischen Leitfähigkeit dieser Kontaktmedien ein Spannungsabfall bei der Übertragung der elektrischen Energie auf die zu erwärmenden Güter im flüssigen Kontaktmedium selbst auftritt, der zu einer Erwärmung des Flüssigkontaktes führt. Dazu kommt, daß bei Flussigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen keine nahezu punktförmige Stromübertragung, wie sie bei der Verwendung von Metallschmelzen kennzeichnendist, auftritt, sondern für die Stromübertragung auf das strangförmige Gut eine wesentlich größere Strecke im Flüssigkontakt benötigt wird. Dieses und die Erwärmung sowie Konzentrationsschwankungen und gegebenenfalls elektrolytische Zersetzung der Kontaktmedien haben unkontrollierbare Schwankungen der Erwärmungstemperatur des strangförmigen Gutes zur Folge.
  • Die Regelung der Erwärmungstemperatur über die zwischen den Flüssigkontakten angelegte Spannung führt durch die Vielzahl dieser unkontrollierbaren Einflüsse nicht zu der notwendigen genauen Einhaltung der Endtemperatur in den strangförmigen Gütern.
  • In der DE-AS 2 356 003 sind deshalb Lösungen zur Regelung der Erwärmungstemperatur vorgeschlagen worden, die auf einer gezielten Veränderung der Leitfähigkeit des Kontaktmediums beruhen. Dieses bekannte Verfahren läßt sich technisch nur mit großem Aufwand realisieren, da mehrere Speicher- und Kreislaufsysteme für die Kontaktmedien erforderlich sind, die einzeln und abhängig voneinander geregelt werden müssen. Solche Systeme erweisen sich aber als störanfällig und besitzen lange Regelzeiten. Noch problematischer ist die Regelung der Erwärmu.igstemperatur, wenn mehrere nebeneinander angeordnete strangförmige Güter gleichzeitig erwärmt werden sollen.
  • Die DE-OS 2 538 045 offenbart eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Erwärmen und/oder Glühen von mehreren durch die Vorrichtung laufenden strangförmigen Gütern, bei der für jedes strangförmige Gut eine separate Meß- und Regeleinrichtung vorgesehen ist, mit der eine getrennte Regelung der an die Güter angelegten elektrischen Spannung, eine Regelung der Glühstreckenlänge bzw. eine Regelung der Durchlaufgeschwindigkeit erfolgt. Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die getrennte Regelung der Glühstreckenlänge und die Anwendung unterschiedlicher Durchlaufgeschwindigkeiten von nebeneinander laufenden strangförmigen Gütern einen relativ hohen gerätetechnischen Aufwand erfordern, da ganze Anlagenteile gegeneinander verschiebbar angeordnet bzw. die Abzugsvorrichtungen mit Einzelantrieben ausgerüstet sein müssen. Die Eingliederung verschiebbarer Speicher in die Anlage für den Ausgleich von Längenunterschieden ist ebenfalls aufwendig und erfordert einen zusätzlichen Platzbedarf.
  • Die getrennte Regelung der elektrischen Spannung weist ebenfalls die bereits beschriebenen Nachteile der Spannungsregelung bei der Anwendung von Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen auf und ist darüber hinaus mit zusätzlichem hohem technischen Aufwand verbunden.
  • Lediglich für den Fall, daß an das strangförmige Gut keine großen Qualitätsanforderungen gestellt werden bzw. das Gut voll weichgeglüht werden soll, ist es nach dieser Lösung möglich, mehrere strangförmige Güter gemeinsam anzutreiben und durch zwei nacheinander angeordnete Elektrolytbehälter zu führen sowie dieselbe Spannung an alle Güter anzulegen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter unter Verwendung von mindestens zwei den Strom übertragenden Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen zu schaffen, die in einfacher Weise eine gleichmäßige und gleiche definierte Endtemperatur des oder der zu erwärmenden strangförmigen Güter gewährleisten.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Verfahren zur konduktiven Erwärmung mehrerer strangförmiger Güter die Erwärmungstemperatur durch Veränderung der Kontaktlänge der strangförmigen Güter in einem oder mehreren Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen geregelt wird und/oder daß die strangförmigen Güter in den mindestens zwei notwendigen Flüssigkontakten an speziellen elektrisch leitenden Elementen zur Gewährleistung einer nahezu gleichmäßigen Stromübertragung mit gleichem Abstand vorbeigeführt werden.
  • Dabei wird die Trafospannung entsprechend der jeweiligen durchzuführenden Wärmebehandlung und während der konduktiven Erwärmung unverändert beibehalten.
  • Nach einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Lösung kann dabei eine gleichmäßige Erwärmungstemperatur innerhalb eines einzelnen Stranges in Mehrstranglagen und eine gleiche Erwärmungstemperatur mehrerer strangförmiger Güter untereinander durch Veränderung der Kontaktlänge der strangförmigen Güter und gleichzeitig durch das Vorbeiführen an speziellen elektrisch leitenden Elementen in den Flüssigkontakten erzielt werden.
  • Bei einer zweiten Variante erfolgt die Regelung der Erwärmungstemperatur ausschließlich durch die Veränderung der Kontaktlänge in einem oder mehreren Flüssigkontakten.
  • Eine dritte Variante ist dadurch gekennzeichnet, daß die strangförmigen Güter in den Flüssigkontakten an speziellen elektrisch leitenden Elementen mit gleichem Abstand vorbeigeführt werden, wodurch eine nahezu gleichmäßige Stromübertragung auch ohne getrennte Regelung der angelegten Spannung für die einzelnen strangförmigen Güter gewährleistet wird, die wiederum Voraussetzung für die Erzielung einer gleichmäßigen Erwärmungstemperatur ist.
  • Für spezielle Anwendungsfälle, insbesondere bei der gleichzeitigen konduktiven Erwärmung mehrerer nebeneinander mit gleicher Geschwindigkeit laufender strangförmiger Güter unterschiedlichen Durchmessers und/oder Qualität tritt der angestrebte Erfolg der Erfindung, die gleiche und gleichmäßige Erwärmung nur bei gleichzeitiger Anwendung bei der vorstehend genannter Verfahrensschritte ein.
  • Bei der konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter endlicher Länge, wie Rohre, Stangen, Stäbe, die auch senkrecht zur Durchlaufrichtung durch die Flüssigkontakte angeordnet sein können, wird eine gleiche und gleichmäßige Erwärmungstemperatur dadurch erreicht, daß Teile der endlichen strangförmigen Güter diskontinuierlich in die Flüssigkontakte in gleichem Abstand zu elektrisch leitenden Elementen eingetaucht und stationär erwärmt werden sowie schrittweise, z. B. im Hubschrittverfahren durch die Vorrichtung geführt werden.
  • In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, die Kontaktlänge des bzw. der strangförmigen Güter einzeln oder gruppenweise unabhängig voneinander zu regeln.
  • Zur Erreichung spezifischer Werkstoffeigenschaften der strangförmigen Güter können nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Flüssigkontakte auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden und/oder es werden mehr als zwei Flüssigkontakte nacheinander durchlaufen. Durch die Auswahl spezieller Kontaktmedien aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen sind über die eigentliche Erwärmung hinaus spezifische Behandlungen des bzw. der strangförmigen Güter, wie Überflächenreinigung, Oberflächenbeschichtung und Diffusionsglühen möglich.
  • Vorteilhafterweise werden für die Realisierung des Verfahrens als Kontaktmedium Salzschmelzen oder Salzlösungen verwendet.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so ausgebildet, daß zur Veränderung der Kontaktlänge des bezw. der strangförmigen Güter eine oder mehrere Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen in einem oder mehreren Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen horizontal und/oder vertikal gegeneinander oder einzeln verstellbar angeordnet sind und/oder daß an sich bekannte Meß-, Steuer- und Regelvorrichtungen ein definiertes Niveau in den Flüssigkontakten einstellen und/oder daß in den Flüssigkontakten parallel zur Längsachse oder strangförmigen Güter eine oder mehrere elektrisch leitende Platten angeordnet sind, die mindestens in einem Flüssigkontakt die strangförmigen Güter voneinander trennen. Die für die Stromübertragung mindestens zwei notwendigen zwei Flüssigkontakte sind direkt elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle verbunden.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die elektrisch leitenden Platten eben oder gekrümmt ausgeführt sind. Einige der elektrisch leitenden Platten können aber auch gleichzeitig Raumbegrenzung der Flüssigkontakte sein, z. B. Boden oder Wände.
  • Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß sind die elektrisch leitenden Platten in ihrem Abstand zum durchlaufenden strangförmigen Gut veränderbar. Zur besseren Handhabung können die elektrisch leitenden Platten auch schwenkbar ausgebildet sein.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn die elektrisch leitenden Platten direkt elektrisch leitend mit der Spannungsquelle für die kontuktive Erwärmung verbunden sind.
  • Dabei ist an die Flüssigkontakte direkt keine Spannung angelegt und die Wandungen der Flüssigkontakte können aus schlecht leitendem oder nichtleitendem Material bestehen.
  • Für spezielle technische Anwendungsfälle, wie die gleichzeitige Erwärmung mehrerer strangförmiger Güter von unterschiedlichem Durchmesser bzw. unterschiedlicher Qualität ist es vorteilhaft, zur Erzielung gleicher Erwärmungstemperaturen die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen unabhängig voneinander verstellbar anzuordnen.
  • Diese Anordnung ist ebenfalls vorteilhaft, wenn unterschiedliche Erwärmungstemperaturen zur Erreichung spezifischer Werkstoffeigenschaften in den einzelnen Strängen notwendig sind.
  • Die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen können aus elektrisch nichtleitendem Material bestehen, wodurch gewährleistet wird, daß durch diese Vorrichtungen kein Strom auf das strangförmige Gut übertragen wird und sie ausschließlich als Führungselement für die strangförmigen Güter dienen können,
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Flüssigkontakte aus mehreren in sich abgeschlossenen Kammern, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind und unterschiedliche Kontaktmedien aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen mit gleichen oder unterschiedlichen Temperaturen enthalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglicht auf diese Weise eine einfache Regelung der Erwärmungstemperatur für konduktiv erwärmte strangförmige Güter. Durch eine kontinuierliche Stromübertragung und durch die gezielte Veränderung der Kontaktlänge des bzw. der strangförmigen Güter ist es möglich, eine gleiche definierte Endtemperatur aller Güter sowie eine gleichmäßige Temperatur innerhalb eines Stranges zu erreichen. Die Anwendung der Erfindung ermöglicht schnelle Regelzeiten und führt zu einer Energieeinsparung und Qualitätsverbesserung der zu behandelnden Güter. Durch leicht handhabbare mechanische Vorrichtungen kann insbesondere bei mehrstrangigen Anlagen der Aufwand an Leistungselektronik und materialintensiven elektrischen Bauelementen, wie Steuertransformatoren u. ä. entscheidend gesenkt werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1: eine perspektivische Darstellung der erfindungegemäßen Vorrichtung
    • Fig. 2: eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung
    • Fig. 3: die Vorderansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
    • Fig. 4: den Schnitt A-A nach Fig. 3
    • Fig. 5: den Schnitt B-B nach Fig. 3
    • Fig. 6: eine Variante der Vorrichtung zur disKontinuierlichen Erwärmung strangförmigen Güter endlicher Länge
    • Fig. 7: eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 6
    • Fig. 8: eine perspektivische Darstellung eines Flüssigkontaktes mit getrennter Regelung der Kontaktlänge
    • Fig. 9: eine Vorderansicht eines Flüssigkontaktes mit getrennter Regelung der Kontaktlänge
    • Fig. 10: die Draufsicht nach Fig. 9
    • Fig. 11: die Seitenansicht nach Fig. 9 im Schnitt.
  • 1. Ein unlegierter Kohlenstoffstahldraht soll zum Zwecke der Patentierung bis auf die dem Kohlenstoffgehalt entsprechende Austenitesierungstemperatur im Durchlauf erwärmt werden, wobei in der Wärmebehandlungsanlage 24 Drähte gleichzeitig behandelt werden.
  • Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung ist in Fig. 1 uzw. mit 4 parallel laufenden Drähten dargestellt.
  • Die Vorrichtung besteht aus einem ersten Flüssigkontakt 2, in dem eine wäßrige Salzlösung 3 mit einer Temperatur von 80 °C enthalten ist und einem zweiten Flüssigkontakt 5, der gleichzeitig das Abschreckmedium in Form einer Salzschmelze 6 mit einer Temperatur zwischen 400-500 °C enthält. Im ersten Flüssigkontakt 2 sind drei ebene elektrisch leitende Platten 4 so senkrecht angeordnet, daß sie parallel zur Durchlaufrichtung (siehe Pfeil) der Drähte 1 verlaufen und diese voneinander trennen. Im oberen Bereich des ersten Flüssigkontakes 2 sind außerdem Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 9 und 10 angeordnet, wobei jeweils zwei dieser Vorrichtungen 9 und 10 für die Aufnahme eines Drahtes 1 vorgesehen sind. Die Tauch-, bzw. Führungsvorrichtungen 9 und 10 sind in Form von Rollen ausgebildet und weisen eine Rille zur Aufnahme des Drahtes 1 auf.
  • Die Tauch- bzw. Führungsvorrichtuagen 9 und 10, bestehen aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff und sind horizontal und vertikal gegeneinander verstellbar.
  • Im zweiten Flüssigkontakt 5 ist eine weitere elektrisch leitende Platte 8 so schräg angeordnet, daß sie parallel zur Durchlaufrichtung der Drähte 1 verläuft. Dieser zweite FlüssigKontakt 5 enthält weiterhin ca. in der Mitte des Flüssigkeitsniveaus eine Umlenkvorrichtung 7c. Der erste und der zweite Flüssigkontakt 2 und 5 sind an eine gemeinsame Spannungsquelle mit einer Wechselspannung von 40 V angeschlossen, die während des Betriebes unverändert bleibt. Die angelegte Spannung richtet sich dabei nach dem zubehandelnden strangförmigen Gut und den technischen Parametern und wird bei Aufnahme der Wärmebe- handlung fest eingestellt. Dieses gilt auch für die folgenden Beispiele.
  • Die Patentierung der mit gleicher Geschwindigkeit durchlaufenden Drähte erfolgt wie folgt: Die Drähte 1 durchlaufen zunächst den ersten Flüssigkontakt 2, wobei sie durch die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 9 und 10 in waagerechter Richtung unterhalb des Niveaus der wäßrigen Salzlösung 3 geführt und mit dieser in unmittelbarem Kontakt stehen. Dabei werden die Drähte 1 an den elektrisch leitenden Platten 4 mit gleichem Abstand vorbeigeführt. Durch den Anschluß des ersten Flüssigkontaktes 2 an die Spannungsquelle wird der zur Erwärmung der Drähte 1 eriorderliche Strom über die wäßrige Salzlösung 3 und die elektrisch leitenden Platten 4 auf die Drähte 1 übertragen.
  • Durch die beschriebene Anordnung der elektrisch leitenden Platten wird dabei eine nahezu gleichmäßige Stromübertragung auf die Drähte 1 gewährleistet.
  • Die Erwärmungstemperatur zur Bildung des Austenits wird durch die Veränderung der KontaKtlänge der Drähte 1 innerhalb der wäßrigen Salzlösung 3 eingestellt. Dies erfolgt durch eine horizontale Verschiebung der Tauch-bzw. Führungsvorrichtungen 9 und 10, wodurch die Kontaktlänge der Drähte 1 zwischen 0,2 und 1,0 m verändert werden kann, was einem Erwärmungstemperaturbereich von 750 °C bis 950 °C entspricht. Nach Austritt der Drähte 1 aus dem ersten Flüssigkontakt 2 gelangen diese über Umlenkvorrichtungen 7a, b in den zweiten Flüssigkontakt 5, der die Salzschmelze 6 mit einer Temperatur zwischen 400 - 500 °C enthält. Dabei werden die Drähte 1 in diesem zweiten Flüssigkontakt 5 in einem gleichen Abstand zu einer schräg angeordneten elektrisch leitenden Platte 8 vorbeigeführt, wodurch auch im zweiten Flüssigkontakt 5 eine gleichmäßige Stromübertragung auf die Drähte 1 erfolgt. Wesentlich hierbei ist, daß die Drähte 1 im zweiten Flüssigkontakt 5 mindestens an der Einlaufseite nahezu parallel zur Platte 8 geführt werden müssen. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, die Anforderungen an die Einhaltung der Austenitisierungstemperatur von ± 10 °C in allen gleichzeitig behandelten Drähten 1 sicher zu gewährleisten.
  • 2. Zur Weiterverarbeitung eines kalt verfestigten austenitischen Stahlbandes ist es notwendig, den Stahl auf Temperaturen von 900 - 1100 °C zu erwärmen und anschließend möglichst schnell auf Raumtemperatur abzuschrecken. Um diese Wärmebehandlung an einer größeren Anzahl von Bändern gleichzeitig durchführen zu können, wird die Erwärmung konduktiv unter Verwendung von zwei Flüssigkontakten durchgeführt. Der prinzipielle Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mit 4 zu bearbeitenden Stahlbändern ist in Fig. 2 dargestellt.
  • Die Vorrichtung besteht aus einem ersten Flüssigkontakt 12, in dem eine Salzschmelze mit einer Temperatur von 350 - 600 °C enthalten ist und einem zweiten Flüssigkontakt 14 mit einer wäßrigen Salzlösung, die auf der für den Wärmebehandlungszweck notwendigen Temperatur gehalten wird. Im ersten Flüsaigkontakt 12 sind drei ebene elektrisch leitende Platten 13 so senkrecht angeordnet, daß sie parallel zur Durchlaufrichtung (siehe Pfeil) der Stahlbänder 11 verlaufen und diese voneinander trennen. Im oberen Bereich des ersten Flüssigkontaktes 12 sind außerdem Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 16, 17a und 17b angeordnet, die im Beispiel 1 bereits beschrieben sind. Der Unterschied zur Ausführungavariante nach Fig. 1 besteht darin, daß bei diesem Beispiel nur die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 16 und 17a in horizontaler Richtung verstellbar sind.
  • Im zweiten Flüssigkontakt 14 sind drei weitere elektrisch leitende Platten 15 so senkrecht angeordnet, daß sie parallel zur Durchlaufrichtung der Stahlbänder 11 verlaufen und diese voneinander trennen. Der erste und der zweite Flüssigkontakt 12 und 14 sind an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle angeschlossen.
  • bei der Erwärmung der Stahlbänder 11 durchlaufen sie mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 20 m/min zunächst zum Zwecke der Vorwärmung den ersten Flüssigkontakt 12. Durch die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 16 und 17a werden die Stahlbänder 11 an der Einlaufseite in die Salzschmelze eingeleitet und in waagerechter Richtung weitergeführt. Dabei passieren die Stahlbänder 11 in gleichem Abstand die elektrisch leitenden Platten 13. Durch den Anschluß des ersten Flüssigkontakes 12 an die Spannungsquelle wird der zur Erwärmung erforderliche Strom über die Salzschmelze und die Platten 13 auf die Stahlbänder 11 übertragen, wodurch eine nahezu gleichmäßige Stromübertragung ermöglicht wird. Die Erwärmungstemperatur der austenitischen Stahlbänder 11 wird durch die Veränderung der Kontaktlänge innerhalb der Salzschmelze eingestellt. Dies erfolgt durch eine horizontale Verschiebung der Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 16 und 17a.
  • Nach Austritt der Stahlbänder 11 aus dem ersten Flüssigkontakt 12 gelangen diese über eine Umlenkvorrichtung in den zweiten Flüssigkontakt 14, der eine wäßrige Salzlösung enthält. Durch die im oberen Bereich des zweiten Flüssigkontakes 14 angeordneten Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 17c werden die Bänder 11 in die wäßrige Salzlösung eingetaucht und an den elektrisch leitenden Platten 15 in einem gleichen Abstand vorbeigeführt, wodurch auch in diesem Kontakt eine gleichmäßige Stromübertragung auf die Bänder 11 gewährleistet wird. Die im zweiten Flüssigkontakt 12 enthaltenen Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 17c sind in diesem Beispiel nicht verstellbar ausgebildet, so daß die Einstellung der Erwärmungstemperatur ausschließlich im ersten Flüssigkontakt 12 erfolgt. Diese Ausführungsvariante ermöglicht eine gleichzeitige Wärmebehandlung mehrerer Stahlbänder 11 in einer Vorrichtung, wobei eine gleichmäßige Erwärmung bzw. Abschreckung innerhalb eines jeden Bandes sowie eine gleiche Erwärmung bzw. Abschreckung aller Bänder untereinander eingehalten werden kann.
  • 3. Zur Erreichung der erforderlichen hohen plastischen Eigenschaften bei gleichzeitig hoher Festigkeit ist es üblich, beispielsweise Betonstahldraht nach der Kaltumformung auf Temperaturen zwischen 250-400 °C anzulassen. Um eine hohe Produktivität dieses Verfahrens zu sichern, werden in einer Anlage mehrere Betonstahldrähte gleichzeitig parallel wärmebehandelt.
  • Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung ist in den Figuren 3 bis 5 dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einem ersten Flüssigkontakt 18, in dem eine wäßrige Salzlösung 23 mit Raumtemperatur enthalten ist und einem zweiten Flüssigkontakt 21, der eine Säure 24 mit einer Temperatur von 40 - 90 °C enthält. Im ersten Flüssigkontakt 18 befinden sich wiederum mehrere parallel zur Durchlaufrichtung der Betonstahldrähte 19 angeordnete ebene elektrisch leitende Platten 20. Im oberen Bereich des ersten FlUssigkontakes 18 befinden sich die Tauch-, bzw. Führungsvorrichtungen 25 in Form von Umlenkrollen, die vertikal verstellbar ausgeführt sind. Dabei ist jedem Stahldraht 19 je eine Umlenkrolle zugeordnet. Im oberen Bereich des zweiten Flüssigkontaktes 21 sind in einer Ebene Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 26 und 27 vorgesehen, die nicht verstellbar ausgebildet sind. Parallel zur Durchlaufrichtung der Betonstahldrähte 19 sind gekrümmte elektrisch leitende Platten 22 angeordnet, die die Stahldrähte 19 innerhalb des zweiten Flüssigkontaktes 21 voneinander trenne. Der erste und der zweite Flüssigkontakt 18 und 21 sind mit einer Spannungsquelle verbunden.
  • Zum Anlassen der Betonatahldrähte 19 durchlaufen sie zunächst den ersten Flüssigkontakt 18 in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Durchlaufrichtung. Über an der Einlaufseite angeordnete Umlenkrollen, die in der Zeichnung nicht näher bezeichnet sind, werden die Betonstahldrähte 19 in die wäßrige Salzlösung 23 eingeleitet und über die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 25 und weitere Umlenkrollen an der Auslaufseite weitergeführt. Dabei passieren die Stahldrähte 19 im gleichen Abstand die elektrisch leitenden Platten 20. Durch den Anschluß des ersten Flüssigkontaktes 18 an die Spannungsquelle wird der zur Erwärmung erforderliche Strom über die wäßrige Salzlösung 23 und die Platten 20 nahezu gleichmäßig auf die Stahldrähte 19 übertragen.
  • Die Erwärmungstemperatur der Betonatahldrähte 19 wird durch die Veränderung ihrer Kontaktlänge innerhalb der wäßrigen Salzlösung 23 eingestellt. Dies erfolgt durch eine vertikale Verstellung der Tauch- bzw. Rührungsvorrichtungen 25 oder durch eine gezielte Einstellung des Flüssigkeitsniveaus der wäßrigen Salzlösung 23 mit Hilfe an sich bekannter Meß-, Steuer- und Regelvorriohtung (in der Zeichnung nicht dargestellt). In bestimmten Situationen bei der Erwärmung von Drähten kann es erforderlich werden, die Veränderung der Kontaktlänge sowohl durch eine vertikale Verstellung der Tauch- und und Führungsvorrichtungen 25 als auch durch Veränderung des Flüssigkeitsniveaus der wäßrigen Salzlösung 23 vorzunehmen. Eine solche Situation könnte beispielsweise sein, daß am Beginn der Erwärmung, d. h. bei der Inbetriebnahme einer Mehrstranganlage die Erwärmungstemperatur zunächst durch eine vertikale Verstellung der Tauch-bzw. Führungsvorrichtungen 25 fest eingestellt wurde, sich aber während des Betriebes die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Salzlösung 23 durch Alterung oder andere Störgrößen verändert. Hierbei könnte eine entsprechende Korrektur der Kontaktlänge durch Veränderung des Flüssigkeitsniveaus der wäßrigen Salzlösung 23 erfolgten, ohne eine Verstellung der Tauch- und Führungsvorrichtungen 25 vornehmen zu müssen. Nach Austritt der Betonstahldrähte 19 aus dem ersten Flüssigkontakt 18 gelangen die Drähte 19 in den zweiten Flüssigkontakt 21, der als Kontaktmedium eine Säure 24 mit einer Temperatur von 40 - 90 °C enthält. Durch die Tauch- und Führungsvorrichtungen 26 und 27 werden die Stahldrähte 19 in gleichem Abstand an den gekrümmten elektrisch leitenden Platten 22 vorbeigeführt. Durch den Anschluß des zweiten Flüssigkontaktes 21 an die Spannungsquelle erfolgt eine gleichmäßige Stromübertragung über die Säure 24 und die gekrümmten Platten 22 auf die Stahldrähte 19, wobei gleichzeitig die Oberflächenqualität der Betonstahldrähte 19 infolge der Beizwirkung der im zweiten Flüssigkontakt 21 verwendeten Säure verbessert wird.
  • In besonderen Fällen ist es auch möglich, bei der Erwärmung von Drähten die Veränderung der Kontaktlänge nicht im ersten Flüssigkontaxt 18 sondern im zweiten Flüssigkontakt 21 durch Verstellung der Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen 26 und 27 in vertikaler und horizontaler Richtung vorzunehmen und damit die Temperaturregelung an dieser Stelle durchzuführen.
  • 4. Draht von 0,3 mm 0 aus MK55 soll durch Härten und anschließendes Anlassen so wärmebehandelt werden, daß die Zugfestigkeit des Fertigdrahtea in den Grenzen von 850 bis 1400 MPa variiert werden kann. Um eine kostengünstige Durchführung dieser Wärmebehandlung zu erreichen, sollen mehrere Drähte gleichzeitig behandelt werden. Die dazu gehörige Vorrichtung besteht aus drei Flüssigkontakten. Dabei ist der erste und zweite Flüssigkontakt entsprechend der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen der Flüssigkontakte 2, 12, 14, 18 oder 21 ausgebildet, der dritte Flüasigkontakt entspricht in seinem Aufbau den beschriebenen Flüssigkontakten 14 bzw. 18. Alle drei Flüssigkontakte enthalten als Kontaktmedium eine konzentrierte wäßrige Salzlösung, z. B. NaCl, NaNO3 u. a. Zur Wärmebehandlung des Drahtes wird dieser von einer Spule mit 30 m/min abgezogen und ohne Umlenkung im ersten Flüssigkontakt mittels der konzentrierten wäßrigen Salzlösung, die Siedetemperatur aufweist und die Drähte allseitig umströmt, elektrisch kontaktiert. Dabei beträgt die Kontaktlänge der Drähte im ersten Flüssigkontakt 1,5 m. In einem Abstand von 0,5 m vom ersten Flüssigkontakt befindet sich ein zweiter Flüssigkontakt der gleichen Bauart, in dem die Drähte gleichermaßen mit konzentrierter Salzlösung umströmt werden. Die Länge dieses zweiten Flüssigkontaktes beträgt 0,5 m.
  • Durch Anschluß des phasenführenden Leiters eines Stromkreises an den ersten Flüssigkontakt, den Anschluß des Nulleiters an den zweiten Flüssigkontakt und durch das Anlegen einer Wechselspannung von 58 V werden die Drähte zwischen den beiden Flüssigkontakten auf 880 ± 10 °C erwärmt und wandeln bei Eintritt in den zweiten Flüssigkontakt martensitisch um.
  • In einem Abstand von 5 m von der Auslaufseite des zweiten Flüssigkontaktes laufen die Drähte über je eine Einlaufrolle in den dritten Flüssigkontakt ein, der eine Länge von 1,2 m und eine Tiefe von 1 m aufweist. In der Mitte des dritten Flüssigkontaktes befinden sich für jeden Draht je eine Tauch- bzw. Führungsvorrichtung in Form einer Umlenkrolle, die um 0,8 m vertikal verschiebbar ist. Nach Umlenkung der Drähte durch die Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen werden diese über eine in Nähe des Auslaufes des dritten Flüssigkontaktes angeordnete Auslaufrolle einem üblichen Wickelwerk zugeführt.
  • Durch Anlegen der Phase eines weiteren Stromkreises, dessen Nulleiter mit dem zweiten Flüssigkontakt verbunden ist und durch Anlegen einer Wechselspannung von 40 V werden die Drähte bei einer Eintauchtiefe der Umlenkrolle des dritten Flüssigkontaktes in die konzentrierte wäßrige Salzlösung von 0,05 m auf 420 °C erwärmt. Dadurch werden die Drähte so angelassen, daß ihre Zugfestigkeit 1400 MPa beträgt. Bei einer Eintauchtiefe der Umlenkrolle von 0,7 m wird der Draht auf 650 °C erwärmt und erhält dadurch eine Zugfestigkeit von 900 MPa.
  • Soll in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 eine getrennte Regelung der Erwärmungstemperatur in den einzel strangförmigen Gütern erfolgen, so können anstelle der Rollen 9, 10, 17a, 17b, 17c, 25, 26 und 27 die in Fig. 8 oder 9, 10 und 11 dargestellten Ausführungsvarianten eingesetzt werden.
  • 5. Zum Glühen von Stangen aus einer Kupfer-Zinklegierung, die durch Kaltumformprozesse veriestigt sind, ist es erforderlich, die Stangen auf ca. 350 °C zu erwärmen und anschließend auf Raumtemperatur abzukühlen. Um diese Wärmebehandlung an mehreren Stangen gleichzeitig durchführen zu können, werden die Stangen zwischen zwei Flüssigkontakten konduktiv erwärmt. Der prinzipielle Aufbau einer dafür verwendeten Ausführungsform der Vorrichtung ist in Fig. 6 und 7 dargestellt.
  • Die Vorrichtung besteht aus zwei Flüssigkontakten 30, in denen eine Salzschmelze mit einer Temperatur von 350 °C enthalten ist. In den Flüssigkontakten 30 sind je zwei ebene elektrisch leitende Platten 31 so senkrecht angeordnet, daß sie parallel zur Achse der Stangen 28 verlaufen und diese voneinander trennen. Die beiden Flüssigkontakte 30 sind an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle angeschlossen. Weiterhin ist eine Transporteinrichtung 29 vorgesehen, die die Stangen 28 den Flüssigkontakten 30 zuführt.
  • Beim Glühen der Stangen 28 werden diese durch die Transporteinrichtung 29 zu den beiden Flüssigkontakten 30 befördert und dort satzweise, z. B. stets drei Stangen mit ihren Enden in die Flüssigkontakte 30 so eingetaucht, daß sich die Enden der Stangen 28 parallel zu den elektrisch leitenden Platten 31 befinden und von der Salzschmelze vollständig umgeben sind.
  • Durch den Anschluß der Flüssigkontakte 30 an die Spannungsquelle wird der zur Erwärmung erforderliche Strom über die Salzschmelze und die Platten 31 auf die drei Stangen 28 übertragen, wodurch eine nahezu gleichmäßige Stromübertragung erfolgen kann. Nach Erreichen der erforderlichen Glühtemperatur werden die Stangen 28 mit Hilfe der Transporteinrichtung 29 satzweise aus den Flüssigkontakten 30 gehoben und zur Abkühlung weiterbefördert. Gleichzeitig erfolgt die Wiederbeschickung der Flüssigkontakte 30 durch die Transporteinrichtung 29.
  • Diese Ausführungsvariante ermöglicht es, in allen drei Stangen über ihre gesamte Länge eine gleichmäßige und gleiche Erwärmungstemperatur zu gewährleisten. .
    • Bezugszeichenaufstellung
    • 1 Draht
    • 2 erster Flüssigkontakt
    • 3 wäßrige Salzlösung
    • 4 ebene elektrisch leitende Platten
    • 5 zweiter Flüssigkontakt
    • 6 Salzschmelze
    • 7a Umlenkvorrichtung
    • 7b Umlenkvorrichtung
    • 7c Umlenkvörrichtung
    • 8 ebene elektrisch leitende Platte
    • 9 Tauch- bzm. Führungsvorrichtung
    • 10 Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 11 Stahlband
    • 12 erster Flüssigkontakt
    • 13 ebene elektrisch leitende Platte
    • 14 zweiter Flüssigkontakt
    • 15 elektrisch leitende Platte
    • 16 Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 17a Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 17b Tauch-bzw. Führungsvorrichtung
    • 17c Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 18 erster Flüssigkontakt
    • 19 Betonstahldraht
    • 20 ebene elektrisch leitende Platte
    • 21 zweiter Flüssigkontakt
    • 22 gekrümmte elektrisch leitende Platte
    • 23 wässrige Salzlösung
    • 24 Säure
    • 25 Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 26 Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 27 Tauch- bzw. Führungsvorrichtung
    • 28 Stange
    • 29 Transporteinrichtung
    • 30 Flüssigkontakt
    • 31 ebene elektrische leitende Platte

Claims (10)

1. Verfahren zur konduktiven Erwärmung strangförmiger Güter unter Verwendung von mindestens zwei den elektrischen Strom übertragenden Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen, wobei mindestens zwei nebeneinander laufende strangförmige Güter gleichzeitig erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lrwärmungstemperatur durch Veränderung der Kontaktlänge der strangförmigen Güter in einem oder mehreren Flüssigkontakten geregelt wird und/oder daß die strangförmigen Güter in den mindestens zwei notwendigen Flüssigkontakten an speziellen elektrisch leitenden Elementen zur Gewährleistung einer nahezu gleichmäßigen Stromübertragung mit gleichem Abstand vorbeigeführt werden.
2. Verfahren zur konduktiven Erwärmung eines strangförmigen Gutes unter Verwendung von mindestens zwei den elektrischen Strom übertragenden Flüssigkontakten aus Lösungen oder Schmelzen von Salzen, Säuren oder Basen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungstemperatur durch Veränderung der Kontaktlänge des strangförmigen Gutes in einem oder mehreren Flüssigkontakten geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlänge des bzw. der strangförmigen Güter einzeln oder gruppenweise unabhängig voneinander geregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Flüssigkontakte zur Durchführung spezieller Behandlungen nacheinander durchlaufen werden oder durch spezielle Kontaktmedien über die Erwärmung hinaus spezifische Behandlungen des bzw. der strangförmigen Güter, wie Oberflächenreinigung, Oberflächenbeschichtung und Diffusionsglühung ermöglicht werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Kontaktlänge des bzw. der strangförmigen Güter (1; 11; 19; 28) eine oder mehrere Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen (7c; 9; 10; 16; 17a; b; c; 25; 26; 27) in einem oder mehreren Flüssigkontakten (2; 5; 12; 14; 18; 21; 30) horizontal und/oder vertikal gegeneinander oder einzeln verstellbar angeordnet sind und/ oder an sich bekannte Meß-, Steuer- und Regelvorrichtungen zur definierten Einstellung des Niveaus in den Flüssigkontakten (2; 5; 12; 14; 18; 21; 30) angeordnet sind und/oder daß in den Flüssigkontakten (2; 5; 12; 14; 18; 21; 30) parallel zur Längsachse der strangförmigen Güter (1; 11; 19; 28) eine oder mehrere elektrisch leitende Platten (4; 8; 13; 15; 20; 22; 31) angeordnet sind, die mindestens in einem Flüssigkontakt (2; 5; 12; 14; 18; 21; 30) die strangförmigen Güter (1; 11; 19; 28) voneinander trennen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Platten (4; 8; 13; 15; 20; 22; 31) eben oder gekrümmt ausgeführt und einige der elektrisch leitenden Platten gleichzeitig auch Raumbegrenzung der Flüssigkontakte (2; 5; 12; 14; 18; 21; 30) sind.
7o Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch Gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Platten (4; 8; 13; 15; 20; 22; 31) in ihrem Abstand zum durchlaufenden strangförmigen Gut (1; 11; 19; 28) veränderbar angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Platten (4; 8; 13; 15; 20; 22; 31) direkt elektrisch leitend mit der Spannungsquelle für die konduktive Erwärmung verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für ein oder mehrere strangförmige Güter (1; 11; 19) unabhängig voneinander verstellbare Tauch- bzw. Führungsvorrichtungen (7; 9; 16; 17) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkontakte (2; 5; 12; 14; 18; 21) aus mehreren in sich abgeschlossenen Kammern bestehen, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind und unterschiedliche Kontaktmedien mit gleichen oder unterschiedlichen Temperaturen enthalten.
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