NO139111B

NO139111B - PROCEDURE FOR MAKING SOLID FILAMENTS FROM MELTED MATERIAL

Info

Publication number: NO139111B
Application number: NO1859/72A
Authority: NO
Inventors: Robert Edward Maringer; Carroll Edward Mobley; Alfred Rudnick
Original assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1971-05-27
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1978-10-02
Also published as: FR2139020A1; DE2225684A1; CA970511A; ES403231A1; JPS518821B1; ES403232A1; FR2139020B1; CH555199A; IT960671B; NL7207018A; NO139111C; NL171132B; DE2225684B2; BE784051A; US3838185A; SE378534B; GB1396788A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av et filament eller en tråd direkte fra et reservoar av smeltet material, ved hjelp av en skive som roterer i kontakt med det smeltede material og uten anvendelse av en formingsåpning. The present invention relates to a method for the continuous production of a filament or a thread directly from a reservoir of molten material, by means of a disc which rotates in contact with the molten material and without the use of a forming opening.

Den vanlige fremgangsmåte for fremstilling av metallprodukter med lite tverrsnitt, som f.eks. en tråd, omfatter støpning av barrer og deres påfølgende utformning i sluttproduktet ved mekanisk bearbeiding som kan omfatte ekstrudering, trekning, valsing og andre normalt forekommende mekaniske formningsprosesser. I tillegg til disse tallrike mekaniske operasjoner etter støpingen kan det være nødvendig med mellomliggende varmebehandlinger, før vedkommende mellomprodukt kan utsettes for.ytterligere mekaniske bearbeidinger. Omkostningene ved disse påfølgende arbeids-operasjoner har resultert i at det under lengre tid har vært søkt etter midler for å fremstille produkter av lite tverrsnitt kontinuerlig og direkte fra smeltet metall. The usual method for manufacturing metal products with a small cross-section, such as e.g. a thread, includes the casting of ingots and their subsequent shaping into the final product by mechanical processing which may include extrusion, drawing, rolling and other normally occurring mechanical shaping processes. In addition to these numerous mechanical operations after casting, intermediate heat treatments may be necessary, before the intermediate product in question can be subjected to further mechanical processing. The costs of these subsequent work operations have resulted in a long-term search for means to produce products of small cross-section continuously and directly from molten metal.

De kjente fremgangsmåter som anvendes for fremstilling av filamenter eller tråder av uorganiske forbindelser er vesentlig forskjellige fra det som er angitt ovenfor, idet uorganiske forbindelser vanligvis ikke har de mekaniske egenskaper som setter metalliske materialer i stand til å tåle de ovenfor nevnte formningsprosesser. Utformningen av sådanne forbindelser til sin endelige form utføres vanligvis mens materialet er i smeltet tilstand, f.eks. ved støping direkte i en støpeform. The known methods used for the production of filaments or threads of inorganic compounds are significantly different from what is stated above, as inorganic compounds usually do not have the mechanical properties that enable metallic materials to withstand the above-mentioned forming processes. The shaping of such compounds into their final form is usually carried out while the material is in a molten state, e.g. by casting directly in a mould.

Fra tysk utlegningsskrift (DAS) nr. 1.018.199 er det*.- ;imidlertid kjeivt å fremstille fibre av glass, basalt eller andre forbindelser ved hjelp av roterende skive som er delvis nedsenket i en smelte av vedkommende material. Størkningen av det smeltede material inntreffer etter at dråper av materialet er slynget bort fra den roterende skive på oversiden av smeltebadet. Som en f^lge av den lave overflatespenning og den høye viskositet for de materialer det her gjielder, vil hver utslynget dråpe strekke .seg ut til en flytende streng som størkner i form av en fiber. ;Foreliggende oppfinnelse har imidlertid som formål å angi en fremgangsmåte for fremstilling av faste filamenter fra materialet som i smeltet tilstand har forholdsvis høy overflatespenning og lav viskositet. Sådanne materialer er imidlertid i kraft a&-sine iboende egenskaper ustabile i flytende fllamentform og kan derfor ikke danne filamenter på den måte som er beskrevet ovenfor. Dette gjelder først og fremst -metaller, men også visse ;uorganiske forbindelser med metall-liknende egenskaper, samt også jnetallegeringer. ;Fra US patentskrift nr. 3.540.517 -er det imidlertid kjent en fremgangsmåte for fremstilling av metallbårvd, særlig stålbånd med . en tykkelse på 5 - 6 ana.', I henhold til derfae -fremgangsmåte ned-dykkes en nedkjølt valse til omtrent halve dybden av en metall-, smelte i en smeltedigel. Smeiten størkner åa mot den nedkjølte valseoverflate, således at et forholdsvis tykt metallbånd kan trekkes av valseoverflatén på oversiden av rttetallbadet. ;På denne bakgrunn av teknikkens stilling gjelder således oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av faste filamenter fra smeltet material med viskositet i området 10 3 til 1 poise og overflatespenning i området 10 til 2.500 dyn/cm når materialets temperatur ligger mellom smeltepunktet og 125% av denne temperaturverdi regnet i Kelvin-grader, hvorunder en roterende skive anordnes med sin ytterkant i kontakt med et overflateområde av et bad av nevnte smeltede material og varme bortledes fra nevnte ytterkant i sådan grad at det oppnås i det minste delvis størkning av det smeltede material i filamentform langs ytterkanten, for påfølgende spontan frigjøring av nevnte filament fra den roterende skive etter ytterkantens rotasjon ut av badets overflateområde. ;Fremgangsmåtens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består ;herunder i at ytterkanten av den roterende skive nedsenkes opp- ;til 1.5 mm under badets overflate og beveges med en periferihastighet på 0,9 til 60 m/sek. ;Når omkretsen av den roterende skive bringes i kontakt med smelteoverflaten, vil en del av smeiten størkne på skiven og føres gjennom smeiten av rotasjonsbevegelsen. Denne rotasjon frembringer også en oppbygning av smeltet material over smeltens vanlige overflatenivå, i umiddelbar nærhet av det sted hvor skiven påvirker smeiten. Smeltet material fra denne oppbygning har litt lavere temperatur enn resten av smeiten og hefter til det tidligere dannede material på kanten av det roterende legeme, samt eksiterer smeiten ved nevnte oppbygning. Formen av sluttproduktet bestemmes av den mengde material som opprinnelig størknet t; ■ legemet likesom av den smeltemengde som avsettes på det størknede material når det passerer gjennom materialoppbygningen. ;Hvis det roterende legeme heves noe etter at nevnte materialopp-bygning er innledet, kan et kontinuerlig produkt fremstilles ved føring av skiven gjennom op<p>bygningen av smeltet material, uten ;at størknet smelte har rukket å danne seg på skiven før denne føres inn i oppbygningen. Periferien av skiven kan faktisk befinne seg ovenfor smeltens generelle overflatenivå og bare passere gjennom nevnte oppbygning av smeltet material. ;Det vesentligste ved foreliggende fremgangsmåte ligger i nevnte ekstrahering av smeltet material fra overflaten av et smeltebad ved å bringe overflaten i kontakt med ytterkanten av en roterende skive. Sjønt skiven i det minste delvis kan gjøre tjeneste som et varmebortledende legeme eller kjøleblokk, ligger dens vesentlige arbeidsfunksjon i nevnte utvinning av smeltematerial fra smeltebadet på kontinuerlig eller halvkontinuerlig måte, samt føring av nevnte material til en omgivende atmosfære eller kontrollerte omgivelse, hvor bråkjøling finner sted. Det antas at en film a<y> smeltet, material.yed prosessens begynnelse fukter overflaten av den roterende skive, og således hefter ved vedkommende flate-avsnitt når det føres bort fra sin kontakt med det smeltede material. Ettersom kjølingen fremskrider vil det frembragte tynne filament trekke seg sammen, skille seg fra skivens ytter-flate og deretter slynges ut i den omgivende atmosfære av skivens uhindrende sentrifugalkraft, hvoretter størkning av enhver eventuell flytende del av filamentet fullføres. Da skiven danner et begrenset kontaktområde og roterer med relativt høy hastighet, vil det fremstilte produkt være et filament eller en tråd med lite tverrsnitt heller enn grovere tråder av den type som frembringes av kjente prosesser. ;Ved hjelp av oppfinnelsens fremgangsmåte oppnås således på enkel og billig måte massefrearstilling av metalltråder og filamenter joed forut fastlagte dimensjoner. ;Formen av sluttproduktet er delvis avhengig av formen av den roterende skive som bringes i kontakt med smeltens overflate. Ved fremstilling av filamenter eller trådliknende produkter er ytterkanten av skiven V-formet eller avrundet, idet bare den ytterste spiss av legemets periferi føres ned i det smeltede material. ;I forbindelse med foreliggende oppfinnelse vil en tråd eller et filament bli definert som et langstrakt legeme'med et. tverrsnitt mindre enn 12,5 mm 2og en bredde på mindre enn 2,5 mm. ;Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av ut-førelseseksempler under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er en perspektivskisse av et apparat som fremstiller et filament-produkt i overensstemmelse med en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser et vertikalt snitt gjennom smeltebadet i fig. 1 og hvorledes -den roterende skive frembringer et filament fra en oppbygning av smeltet material over likevektsnivået for ;smeltens overflate. ;Fig. 3 viser et vertikalt snitt gjennom apparatet i fig. 1 og ;2 og formen av det skiveformede legeme som anvendes for fremstilling av tråder eller filamenter, når nevnte legeme føres ned i smeiten. Fig. 4 viser et forstørret tverrsnitt gjennom ytterkanten av et skiveformet legeme i kontakt med en smelte, for å angi de fysiske dimensjoner som påvirker filament-produktenes egenskaper. Fig. 5 viser et snitt gjennom et skiveformet legeme som holdes på hovedsakelig konstant temperatur ved hjelp av innvendig sirkulasjon av et kjølemiddel i væskeform. Fig. 6 viser to nroieksjoner av et skiveformet legeme for fremstilling av filamenter med fastlagt lengde, og ;Fig. 7 viser et tverrsnitt gjennom en avrundet ytterkant av ;et skiveformet legeme i kontakt med en smelte, idet nevnte legeme anvendes for fremstilling av filamenter. ;Oppfinnelsens apparat for fremstilling av et filamentprodukt er vist i en utførelse i fig. 1. For dannelse av et filamentprodukt roteres en skive 30 ved hjelp av en kraftoverføringsinnretning, som f.eks. akslen 35, og en drivmotor, som i foreliggende ut-førelse ©r vist som en elektrisk motor 40. Motoren 40 er montert på en plattform 41, som kan justeres til ønskelig vertif kalt nivå ved hjelp av en jekk 45. Denne vertikale innstilling bør ikke utføres under noen vesentlig dreining om jekkens akse, da dette ville påvirke retningen av det dannede filament 20. Plasseringen av jekkfundamentet 47 er ikke kritisk og prosessen påvirkes ikke ufordelaktig ved mindre forskyvninger eller avvik fra sann vertikal stilling. Skjønt moderate vibrasjqner på grunn av apparatets rotasjon ikke synes å øve ufordelaktig innflytelse på prosessen, og prosessen med hell har vært anvendt uten anvendelse av dempningsmaterial under fundamentet 47, vil imidlertid kvaliteten av det fremstilte filament bli forbedret ved eliminering av sådanne vibrasjoner. Den elektriske motor 40 bør være utstyrt med midler for styring av motorens rotasjonshastighet, f.eks. som vist, idet apparatet er utstyrt med en styreinnretning 42 av reostat-type. Motorens bæreplate 41 kan være forlenget i retning mot skiven 30 for å danne underlag for et aksellager (ikke vist) hvis lengden av akslen 35 og omfanget av skiven 30 medfører oppretningsproblemer eller vibrasjonsproblemer. Det vil også være mulig å forlenge akslen 35 gjennom skiven 30 frem til et underlag for et annet støttelager (ikke vist). For de fleste anvendelser er akslen 35 hovedsakelig parallell med overflaten 15 av smeiten 10. ;Den kan imidlertid danne en liten vinkel uten noen vesentlig ufordelaktig innflytelse på prosessen. I noen anvendelser, som f.eks. ved fremstilling av filamenter i bestemte lengder, ;kan dette være fordelaktig, idet sentrifugalkraften da i større grad vil slynge vedkommende filamentlengde bort fra smeiten heller enn rett opp for denne, hvorved nevnte lengder kan falle tilbake i smeiten og muligens forstyrre fremstillingsprosessen. Skiven 30 må bare bringes i forbindelse med smeiten 10 med en relativt liten del av sin overflate, for dannelse av et filament-produkt 20. Den eksakte utformning av skivens overflate vil imidlertid blir drøftet i forbindelse med andre prosess-parametre. ;I alminnelighet vil et kontinuerlig filament 20 avgis fra ;en skive 30 som roterer med et lite område 32 av sin omkrets i kontakt med overflaten av smeiten 10 eller en oppbygning av smeltet material over nevnte overflae. Når det skiveformede legeme bare føres ned i smeltebadet med en liten kordelengde av sin ytterkant, vil skivens kontakt med smeiten være smal og ha sin vesentligste utstrekning i retningen av filamentet, hvilket best betegnes som en linjekontakt. Denne linjekontakt fremmer størkning over et smalt område 32 av legemet 30, og retning av varmebortledningen medfører størkning av en filament-form som ikke bare er ét avtrykk av den ytterkant som nedføres i overflaten av smeiten 10. Prosessen vil bli ustabil når den varme smelte 10 frembringer hevning av temperaturer i området 32 i sådan grad at størkningsgraden vesentlig nedsettes, hvilket vil føre til at området 32 føres ut av smeiten 10 før størkningsprosessen rekker ;å frembringe et filament 20<*> over området 32, slik som vist i i fig. 2, 3 og 4. Det er overraskende funnet at det roterende legeme kan føres gjennom smeiten med hastighet opp til 60 m/sek. og fremdeles fremme nevnte størkning. Det anvend- From German specification document (DAS) no. 1,018,199 it is, however, awkward to produce fibers of glass, basalt or other compounds by means of a rotating disk that is partially immersed in a melt of the relevant material. The solidification of the molten material occurs after drops of the material have been flung away from the rotating disc on the upper side of the melting bath. As a result of the low surface tension and the high viscosity of the materials involved, each ejected droplet will extend into a liquid string which solidifies in the form of a fiber. The purpose of the present invention, however, is to specify a method for producing solid filaments from the material which, in the molten state, has a relatively high surface tension and low viscosity. However, such materials are by virtue of their inherent properties unstable in liquid filament form and therefore cannot form filaments in the manner described above. This primarily applies to metals, but also certain inorganic compounds with metal-like properties, as well as metal alloys. From US patent no. 3,540,517, however, a method is known for the production of metal slats, particularly steel strips with . a thickness of 5 - 6 ana.', According to that method, a cooled roller is immersed to about half the depth of a metal melt in a crucible. The melt solidifies towards the cooled roll surface, so that a relatively thick metal strip can be pulled from the roll surface on the upper side of the root bath. Against this background of the state of the art, the invention thus applies to a method for producing solid filaments from molten material with viscosity in the range 10 3 to 1 poise and surface tension in the range 10 to 2,500 dyn/cm when the material's temperature is between the melting point and 125% of this temperature value calculated in degrees Kelvin, during which a rotating disk is arranged with its outer edge in contact with a surface area of a bath of said molten material and heat is removed from said outer edge to such an extent that at least partial solidification of the molten material in filament form is achieved along the outer edge, for subsequent spontaneous release of said filament from the rotating disk after the outer edge's rotation out of the bath's surface area. The distinctive feature of the method according to the invention is that the outer edge of the rotating disc is immersed up to 1.5 mm below the surface of the bath and moved at a peripheral speed of 0.9 to 60 m/sec. ;When the circumference of the rotating disc is brought into contact with the melting surface, a portion of the melt will solidify on the disc and be carried through the melt by the rotational movement. This rotation also produces a build-up of molten material above the usual surface level of the melt, in the immediate vicinity of the place where the disc affects the melt. Molten material from this build-up has a slightly lower temperature than the rest of the melt and adheres to the previously formed material on the edge of the rotating body, as well as excites the melt at said build-up. The shape of the final product is determined by the amount of material that initially solidified t; ■ the body as well as the amount of melt that is deposited on the solidified material when it passes through the material structure. If the rotating body is raised somewhat after said material build-up has begun, a continuous product can be produced by guiding the disc through the build-up of molten material, without the solidified melt having had time to form on the disc before it is passed into the structure. The periphery of the disk may actually be above the general surface level of the melt and only pass through said buildup of molten material. The most important aspect of the present method lies in said extraction of molten material from the surface of a molten bath by bringing the surface into contact with the outer edge of a rotating disc. Although the disk can at least partially serve as a heat-dissipating body or cooling block, its essential working function lies in the aforementioned extraction of molten material from the molten pool in a continuous or semi-continuous manner, as well as the conveyance of said material to an ambient atmosphere or controlled environment, where quenching takes place . It is assumed that a film a<y> melted, material.yed the beginning of the process wets the surface of the rotating disk, and thus adheres to the relevant surface section when it is carried away from its contact with the molten material. As cooling progresses, the thin filament produced will contract, separate from the disc's outer surface and then be ejected into the surrounding atmosphere by the disc's unobstructed centrifugal force, after which solidification of any liquid portion of the filament is completed. As the disk forms a limited contact area and rotates at a relatively high speed, the manufactured product will be a filament or a thread with a small cross-section rather than coarser threads of the type produced by known processes. With the help of the method of the invention, the mass freeing of metal wires and filaments with predetermined dimensions is thus achieved in a simple and inexpensive way. ;The shape of the final product is partly dependent on the shape of the rotating disk that is brought into contact with the surface of the melt. In the production of filaments or thread-like products, the outer edge of the disc is V-shaped or rounded, with only the outermost tip of the body's periphery leading down into the molten material. In connection with the present invention, a thread or a filament will be defined as an elongated body with a cross-section less than 12.5 mm 2 and a width of less than 2.5 mm. The invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 is a perspective sketch of an apparatus which produces a filament product in accordance with a method according to the invention. Fig. 2 shows a vertical section through the melting bath in fig. 1 and how the rotating disc produces a filament from a build-up of molten material above the equilibrium level of the melt's surface. Fig. 3 shows a vertical section through the apparatus in fig. 1 and ;2 and the shape of the disk-shaped body used for the production of threads or filaments, when said body is brought down into the smelter. Fig. 4 shows an enlarged cross-section through the outer edge of a disk-shaped body in contact with a melt, to indicate the physical dimensions that affect the properties of the filament products. Fig. 5 shows a section through a disc-shaped body which is kept at a substantially constant temperature by means of the internal circulation of a coolant in liquid form. Fig. 6 shows two views of a disc-shaped body for the production of filaments of fixed length, and Fig. 7 shows a cross-section through a rounded outer edge of a disk-shaped body in contact with a melt, said body being used for the production of filaments. The invention's apparatus for producing a filament product is shown in an embodiment in fig. 1. To form a filament product, a disc 30 is rotated by means of a power transmission device, such as e.g. the shaft 35, and a drive motor, which in the present embodiment is shown as an electric motor 40. The motor 40 is mounted on a platform 41, which can be adjusted to the desired vertical level by means of a jack 45. This vertical adjustment should is not carried out during any significant rotation about the axis of the jack, as this would affect the direction of the formed filament 20. The location of the jack foundation 47 is not critical and the process is not adversely affected by minor displacements or deviations from true vertical position. Although moderate vibrations due to the rotation of the apparatus do not appear to exert an unfavorable influence on the process, and the process has been successfully employed without the use of damping material under the foundation 47, the quality of the filament produced will, however, be improved by the elimination of such vibrations. The electric motor 40 should be equipped with means for controlling the motor's rotational speed, e.g. as shown, the apparatus being equipped with a control device 42 of the rheostat type. The motor's support plate 41 can be extended in the direction of the disk 30 to form a base for an axle bearing (not shown) if the length of the shaft 35 and the extent of the disk 30 cause alignment problems or vibration problems. It will also be possible to extend the shaft 35 through the disc 30 to a base for another support bearing (not shown). For most applications, the shaft 35 is substantially parallel to the surface 15 of the forge 10. However, it may form a small angle without any significant adverse influence on the process. In some applications, such as e.g. when producing filaments in specific lengths, this can be advantageous, as the centrifugal force will then to a greater extent throw the filament length in question away from the melt rather than straight up it, whereby said lengths can fall back into the melt and possibly disrupt the production process. The disc 30 only needs to be brought into contact with the melt 10 with a relatively small part of its surface, to form a filament product 20. The exact design of the disc's surface will, however, be discussed in connection with other process parameters. In general, a continuous filament 20 will be emitted from a disk 30 which rotates with a small area 32 of its circumference in contact with the surface of the melt 10 or a build-up of molten material above said surface. When the disc-shaped body is only brought down into the melting bath with a small chord length of its outer edge, the contact of the disc with the melt will be narrow and have its main extent in the direction of the filament, which is best described as a line contact. This line contact promotes solidification over a narrow area 32 of the body 30, and the direction of the heat dissipation results in the solidification of a filament form which is not just an impression of the outer edge which is lowered into the surface of the melt 10. The process will become unstable when the hot melt 10 produces an increase in temperatures in the area 32 to such an extent that the degree of solidification is significantly reduced, which will lead to the area 32 being led out of the melt 10 before the solidification process has time to produce a filament 20<*> over the area 32, as shown in fig. 2, 3 and 4. It has surprisingly been found that the rotating body can be passed through the forge at a speed of up to 60 m/sec. and still promote said solidification. The appli-

bare hastighetsområdet begrenses av utstyret i større grad enn prinsipielt av prosessen. Det er herunder funnet at det foretrukkede driftsområde for skivens periferihastighet ligger mellom 1,5 og 30 m/sek. only the speed range is limited by the equipment to a greater extent than in principle by the process. It has been found below that the preferred operating range for the disk's peripheral speed lies between 1.5 and 30 m/sec.

Vedkommende filament dannes normalt i smeiten ved innstilling av kontaktområdet for det roterende legeme likesom varigheten av dets kontakt med det smeltede material, på en slik måte at den typiske tverrsnittsdimensjon for filamentproduktet blir mindre enn 1,5 mm, men større enn bredden av den kant som føres ned i det smeltede material, målt parallelt med legemets rotasjons- The filament in question is normally formed in the melt by adjusting the contact area of the rotating body as well as the duration of its contact with the molten material, in such a way that the typical cross-sectional dimension of the filament product is less than 1.5 mm, but greater than the width of the edge which is passed down into the molten material, measured parallel to the body's rotational

akse i den midlere nedsenkningsdybde for ytterkanten av det roterende legeme. Under henvisning til fig. 4, vil bredden av tverrsnittet 20', være større enn bredden av den avrundede del av legemet 30 ved r. axis in the mean immersion depth for the outer edge of the rotating body. With reference to fig. 4, the width of the cross-section 20' will be greater than the width of the rounded part of the body 30 at r.

Den kilde av smeltet material som betegnes som smeiten 10 kan utgjøres av et metallisk grunnstoff, en metall-legering eller en uorganisk forbindelse som er opphetet og innesluttet i kar 11, utstyrt med varmeelementer 12 for oppvarming av nevnte material til en tempratur over dets smeltepunkt. Skjønt overoppvarmningen (antallet grader over materialets smeltepunkt) vil påvirke om- The source of molten material referred to as the melt 10 can be constituted by a metallic element, a metal alloy or an inorganic compound which is heated and contained in vessel 11, equipped with heating elements 12 for heating said material to a temperature above its melting point. Although the superheating (the number of degrees above the material's melting point) will affect whether

fanget eller tverrsnittet av filamentet 20, er det funnet at en hovedsakelig konstant filamentdiameter kan oppnås ved en smelte som holdes ved en temperatur mindre enn 125% av likevektsmelte-punktet (i °TO for det anvendte material, uten at det behøves noen presis kontroll av smeltetemperaturen under drift. Idet denne, j kvantitative definisjon av den foretrukkede temperatur normalt vil omfatte vanlige smeltetemperaturer, vil det forstås at foreliggende prosess kan gjennomføres med metaller og metall-legeringer ved normale støpetemperaturer, som utgjør et kompromiss mellom opphetningsomkostningene og den ønskede fluiditet av det smeltede material. Smeiten 10 kan ha et tynt,.beskyttende fluss-dekke for å forhindre for kraftig reaksjon med den omgivende atmosfære, uten at dette i vesentlig grad forstyrrer trap or cross-section of the filament 20, it has been found that a substantially constant filament diameter can be obtained by a melt maintained at a temperature less than 125% of the equilibrium melting point (in °C of the material used, without requiring any precise control of the melting temperature during operation. As this quantitative definition of the preferred temperature will normally include normal melting temperatures, it will be understood that the present process can be carried out with metals and metal alloys at normal casting temperatures, which constitute a compromise between the heating costs and the desired fluidity of the molten material. The melt 10 may have a thin, protective flux cover to prevent too strong a reaction with the surrounding atmosphere, without this significantly disturbing

dannelsen av filementet 20. Filamentdannelsen finner opprinnelig sted som angitt i fig. 2 og 3, under overflaten av smeiten 10 og vil kunne føres gjennom de fleste overflate-flussihidler uten noen ufordelaktig virkning. Der det er ønskelig eller nødvendig, vil apparatets enkle utførelse gjøre det mulig å inneslutte det i et enkelt hylster (ikke vist), hvorved filamentet 20, skjønt det fremdeles har høy temperatur, kan holdes inert. the formation of the filament 20. The filament formation initially takes place as indicated in fig. 2 and 3, below the surface of the melt 10 and will be able to pass through most surface flux barriers without any disadvantageous effect. Where it is desired or necessary, the simple design of the apparatus will make it possible to enclose it in a single casing (not shown), whereby the filament 20, although still at a high temperature, can be kept inert.

Filamenter er blitt fremstilt med hell fra flere metaller og metall-legeringer slik som tinn, sink, kobber, nikkel, aluminium, aluminiumlegeringer, aluminiumbronse, støpejern, smijern, stål med høyt og lavt karboninnhold, 18/8 rustfritt stål, samt manganstål. Disse materialer er kjent for å kunne lett formes til filamenter, men foreliggende oppfinnelse kan øyensynlig også anvendes for et større: område av smelte-materialerl Foreliggende prosess kan anvendes i forbindelse med et hvilket som helst material med egenskaper som stort sett tilsvarer egenskapene for et smeltet metall, hvilket vil si at de må ha lav viskositet i området mellom 10 3 til 1 poise, høy overflatespenning i området fra 10 til 2500 dyn /cm, Filaments have been successfully fabricated from several metals and metal alloys such as tin, zinc, copper, nickel, aluminum, aluminum alloys, aluminum bronze, cast iron, wrought iron, high and low carbon steel, 18/8 stainless steel, and manganese steel. These materials are known to be easily formed into filaments, but the present invention can apparently also be used for a larger: area of molten materials. The present process can be used in connection with any material with properties that largely correspond to the properties of a molten metal, which means that they must have low viscosity in the range between 10 3 to 1 poise, high surface tension in the range from 10 to 2500 dyne/cm,

samt et forholdsvis veldefinert smeltepunkt. I tillegg bør vedkommende material i det minste under en kort tid kunne heftes til et fast -material med tilstrekkelig varmekapasitet og termisk ledningsevne til å bevirke innledende størkning på ytterkanten 32 av en skive 30 av vedkommende faste material. I forbindelse med foreliggende oppfinnelse menes med et forholdsvis veldefinert smeltepunkt den temperatur som fore-ligger ved et materials overgang fra flytende til fast tilstand, en tilsvarende tilstandsforandring for en legerings-komponent som passerer en liquidus-linje i et fasediagram som angir sammenheng mellom temperatur og legeringssammensetning, eller en hvilken som helst tilstandsforandring som medfører en diskontinuerlig viskositetsøkning ved reduksjon av smeltens temperatur. Filamentprodukter er blitt fremstilt fra et smeltet alkali-nitrat, som utgjør et varmebehandlingssalt kommersielt kjent som Houghton's Draw Temp 430 og tilgjengelig fra E.F. Houghton & Company, Philadelphia, Pennsylivania. Dette salt er typisk for uorganiske forbindelser med ovenfor as well as a relatively well-defined melting point. In addition, the material in question should at least for a short time be able to be attached to a solid material with sufficient heat capacity and thermal conductivity to effect initial solidification on the outer edge 32 of a disc 30 of the solid material in question. In connection with the present invention, a relatively well-defined melting point means the temperature that exists when a material transitions from a liquid to a solid state, a corresponding change of state for an alloy component that passes a liquidus line in a phase diagram that indicates the relationship between temperature and alloy composition, or any change of state which causes a discontinuous increase in viscosity when the temperature of the melt is reduced. Filament products have been prepared from a molten alkali nitrate, which constitutes a heat treatment salt known commercially as Houghton's Draw Temp 430 and available from E.F. Houghton & Company, Philadelphia, Pennsylvania. This salt is typical of inorganic compounds with above

angitte egenskaper i smeltet tilstand. specified properties in the molten state.

Skiven 30 som er vist i fig. 1 til 4, har en utformning som The disk 30 shown in fig. 1 to 4, has a design which

er gunstig for fremstilling av kontinuerlige metallfilamenter 20 fra smeiten 10. Fig. 2 og 3 viser to forskjellige projeksjoner for skiven 30 i forbindelse med smeiten 10, mens fig. 4 viser formen av ytteravsnittet 31 av skiven 30. Som vist i fig. 1 og 2, roteres skiven 30 med sin ytterkant nedsenket i smeiten 10 like under dens overflate 15, og etter kantens nedføring i smeiten 10 ved 13 bevirker skiven 30 størkning av metall på sin ytterkant 32, men ikke nødvendigvis i punktet 13, ved fjerning av overtemperaturen og størknings-varmen fra en del av smeiten 10. Under rotasjon av skiven 30 fortsetter smeiten 10 å størkne langs skivekanten 32 for dannelse av filamentet 20'. Tverrsnittet 20' av filamentet 20' bestemmes av omfang|og form av vedkommende ytterkant 32 av skiven samt den varmemengde som fjernes av skiven 30. Den bort-ledede varmemengde avhenger videre av flere styrbare variable, hvorav den ene er oppholdstiden for et punkt på skivens 30 ytterkant 32 i smeiten 10, hvilket er en funksjon av avstanden langs skivekanten 32 mellom punktene 13 og 14 samt rotasjons-hastigheten av skiven 30. is favorable for the production of continuous metal filaments 20 from the forge 10. Fig. 2 and 3 show two different projections for the disk 30 in connection with the forge 10, while fig. 4 shows the shape of the outer section 31 of the disk 30. As shown in fig. 1 and 2, the disc 30 is rotated with its outer edge immersed in the forge 10 just below its surface 15, and after the edge is lowered into the forge 10 at 13, the disc 30 causes solidification of metal on its outer edge 32, but not necessarily at point 13, by removing the excess temperature and the heat of solidification from a part of the melt 10. During rotation of the disk 30, the melt 10 continues to solidify along the disk edge 32 to form the filament 20'. The cross-section 20' of the filament 20' is determined by the size and shape of the respective outer edge 32 of the disk as well as the amount of heat that is removed by the disk 30. The amount of heat conducted away further depends on several controllable variables, one of which is the residence time for a point on the disk 30 outer edge 32 in the forge 10, which is a function of the distance along the disc edge 32 between points 13 and 14 as well as the rotational speed of the disc 30.

En annen variabel størrelse som påvirker varmebortledningen, Another variable quantity that affects heat dissipation,

er utformningen av skivens ytterkant 32. Denne må bevirke inn-ledningen av størkningen samt vekst av et filament-produkt, og samtidig avlede tilstrekkelig varme til å bibeholde sidekanten nå en temperatur under temperaturen for smeiten 10. Størrelsen av denne temperaturforskjell vil bli drøftet i et senere avsnitt av beskrivelsen. Den ytterkant av skiven 30 sorti er vist i fig. 4, viser de fysiske dimensjoner som påvirker varmebortledningen. Skiven 30 nedsenkes i smeiten 10 til en dybde som i figuren er angitt som "d". Skjønt foreliggende prosess kan anvendes for dannelse av kontinuerlig strimmel-liknende produkter ved store verdier av d, oppnås filamentprodukter lettest når verdien av d er mindre enn 1,5 mm og det oppnås et filamentprodukt med tverrsnitt mindre enn 6,3 mm 2. is the design of the disc's outer edge 32. This must effect the introduction of the solidification as well as the growth of a filament product, and at the same time dissipate sufficient heat to maintain the side edge at a temperature below the temperature of the smelting 10. The size of this temperature difference will be discussed in a later sections of the description. The outer edge of the disc 30 sorti is shown in fig. 4, shows the physical dimensions that affect heat dissipation. The disc 30 is immersed in the forge 10 to a depth indicated in the figure as "d". Although the present process can be used for the formation of continuous strip-like products at large values of d, filament products are most easily obtained when the value of d is less than 1.5 mm and a filament product with a cross section less than 6.3 mm 2 is obtained.

Ved noen anvendelser holdes denne verdi av d hovedsakelig konstant under hele prosessen, men for visse materialer bringes kanten av skiven 30 tilbake til eller ovenfor over-flatens likevektsnivå 15 ved føring av nevnte kant gjennom en oppbygning av smeltet material 16 frembragt ved rotasjon av legemet 30. Når prosessen utføres på denne måte, frembringes oppbygningen 16 innledningsvis ved rotasjon av legemet 30 under overflaten 15 av smeiten, slik som vist i fig. 3. Legemet 30 heves derpå langsomt inntil den bare befinner seg i kontakt med smeiten i vedkommende oppbygning 16 av smeltet material, på utløpssiden av rotasjonsbevegelsen. In some applications this value of d is kept essentially constant throughout the process, but for certain materials the edge of the disk 30 is brought back to or above the surface equilibrium level 15 by guiding said edge through a build-up of molten material 16 produced by rotation of the body 30 When the process is carried out in this way, the structure 16 is initially produced by rotation of the body 30 under the surface 15 of the forging, as shown in fig. 3. The body 30 is then raised slowly until it is only in contact with the melt in the relevant structure 16 of molten material, on the outlet side of the rotational movement.

Krumningsradien r ved skivens ytterkant 32 vil påvirke den endelige form av filamentet 20, siden den i vesentlig grad utgjør en støpeform for den ene side av filamentet såvel som et utgangspunkt for den begynnende størkning. Det er med hell fremstilt filamenter med r i området fra 0,38 mm til 00. Sistnevnte verdi tilsvarer en smal, flat ytterkant i smeiten 10. I en foretrukket utførelse bør r ligge i området mellom 0,025 og 2,5 mm. I tillegg til den V-formede utformning, kan et legeme 30 med en jevnt avrundet ytterkant også anvendes. The radius of curvature r at the disc's outer edge 32 will affect the final shape of the filament 20, since it essentially constitutes a mold for one side of the filament as well as a starting point for the incipient solidification. Filaments have been successfully produced with r in the range from 0.38 mm to 00. The latter value corresponds to a narrow, flat outer edge in the melt 10. In a preferred embodiment, r should lie in the range between 0.025 and 2.5 mm. In addition to the V-shaped design, a body 30 with an evenly rounded outer edge can also be used.

Et filament-produkt kan dannes ved hjelp av et sådant legeme hvis nedstikningsdybden er mindre enn 0,5 mm og krumningsradien er mindre enn 12,5 mm. Alle aktuelle ytterkanter 32 A filament product can be formed using such a body if the penetration depth is less than 0.5 mm and the radius of curvature is less than 12.5 mm. All applicable outer edges 32

av legemet 30 har det fellestrekk at de er avrundet eller på annen iftite oppviser et avsmalnet tverrsnitt, for å være i stand til lett frigjøring av et produkt som størknes på ytterkanten. De variable størrelser 8, T og D som er vist i fig. 4, påvirker bortledningen av den varme som mottas ved ytterkanten 32, til kjøligere avsnitt av skiven 30. Disse variable størrelser bestemmes av det indre kjølemiddel og enhver form for eventuell ytre kjøling av skiven 30. Bestemmelsen av disse variable er ikke kritisk og en kyndig person på området kan lett komme frem til en brukbar utformning uten :for meget forsøksarbeide. of the body 30 have in common that they are rounded or otherwise have a tapered cross-section, in order to be able to easily release a product that solidifies on the outer edge. The variable sizes 8, T and D shown in fig. 4, affects the dissipation of the heat received at the outer edge 32, to cooler sections of the disk 30. These variable quantities are determined by the internal coolant and any form of possible external cooling of the disk 30. The determination of these variables is not critical and a skilled person in the area can easily arrive at a usable design without too much trial work.

Verdien av R påvirker prosessen på to måter, hvorav den ene The value of R affects the process in two ways, one of which

er påvirkning av massen av skiven 30 og således dets varmekapasitet. Varmekapasiteten for skiven 30 kan imidlertid is the influence of the mass of the disc 30 and thus its heat capacity. However, the heat capacity of the disc 30 can

bestemmes med materialvalg, ytre avkjøling samt hensiktsmessig fastleggelse av variablene ©, T og D. En variasjon av R anvendes derfor ikke i første rekke for fastleggelse av den totale varmekapasitet for skiven 30. R påvirker imidlertid direkte visse viktige prosessvariable, nemlig den tidligere nevnte oppholdstid for et punkt på skivekanten i smeiten 10, samt frembringelse av sentrifugalkrefter som bestemmer den spontane fjerning av filamentet 20 fra skiven 30. Forskjellige skiver 30 med radius så liten som 6,25 mm (enden av en roterende stang som stikkes ned i smeiten i en viss vinkel) og så stor som 38 cm har med hell vært anvendt for å fremstille et filament, uten at det er funnet tegn på at de nevnte dimensjoner utgjør den minimale eller maksimale radius som begrenser et kritisk område av skivestørrelser. is determined by material selection, external cooling and appropriate determination of the variables ©, T and D. A variation of R is therefore not primarily used to determine the total heat capacity for the disk 30. R, however, directly affects certain important process variables, namely the previously mentioned residence time for a point on the disk edge in the forge 10, as well as the generation of centrifugal forces which determine the spontaneous removal of the filament 20 from the disk 30. Different disks 30 with a radius as small as 6.25 mm (the end of a rotating rod which is inserted into the forge in a certain angle) and as large as 38 cm have been successfully used to produce a filament, with no evidence found that the said dimensions constitute the minimum or maximum radius that limits a critical range of disk sizes.

Det antas at således prosessen ikke i seg selv er begrenset It is assumed that thus the process is not itself limited

av en viss maksimal skivestørrelse, men en praktisk grense ser ut til å utgjøres av en skive med radius større enn 50 cm. Med skiveradius større enn denne verdi, vil oppholdstiden i smeiten bli meget stor, likesom sentrifugalkraften, som er kritisk for spontan frigjøring av det frembragte produkt, reduseres. Forskjellige skiveformer 30 er anvendt med hell for å frembringe et filament, inkludert den form som er vist i fig. 1-4. I tillegg frembragte en tynn sirkulær skive 30 med en flat ytterkant 32 og en tykkelse på 1,66 mm en kontinuerlig metalltråd i løpet av noen få sekunder inntil varmen fra smeiten 10 øket temperaturen i skiven 30 i en sådan grad at det ikke lenger ble dannet noe filament of a certain maximum disk size, but a practical limit seems to be constituted by a disk with a radius greater than 50 cm. With a disk radius greater than this value, the residence time in the smelter will be very long, just as the centrifugal force, which is critical for the spontaneous release of the produced product, will be reduced. Various disc shapes 30 have been used successfully to produce a filament, including the shape shown in FIG. 1-4. In addition, a thin circular disk 30 with a flat outer edge 32 and a thickness of 1.66 mm produced a continuous metal wire within a few seconds until the heat from the forge 10 increased the temperature of the disk 30 to such an extent that it no longer formed some filament

20. Temperaturforskjellen mellom skivekanten 32 og smeiten 20. The temperature difference between the disc edge 32 and the melt

10 <p>åvirker prosessen, men vesentlige variasjoner i temperaturforskjellen kan tolereres uten at virkningen blir merkbar. Ved prosessen kan en skive 30 som opprinnelig befinner seg på omgivelsestemperatur etter flere minutters drift nedsenket i smeltet jern, fremdeles frembringe kontinuerlige filamenter med hovedsakelig samme diameter. På grunn av skivens begrensede termiske kapasitet vil imidlertid temperaturen ved skivekanten 32 etterhvert stige til et nivå hvor det ikke lenger kan dannes en kontinuerlig tråd. 10 <p>affects the process, but significant variations in the temperature difference can be tolerated without the effect becoming noticeable. In the process, a disc 30 which is initially at ambient temperature after several minutes of operation immersed in molten iron can still produce continuous filaments of substantially the same diameter. Due to the disk's limited thermal capacity, however, the temperature at the disk edge 32 will eventually rise to a level where a continuous thread can no longer be formed.

Fig. 5 viser en skive 30 med midler for sirkulasjon av et kjølemiddél inne i skiven, for derved å holde skiven 30 og dens ytterkant 32 ved konstant temperatur så snart termisk likevekt er opprettet. Innretninger for bestemmelse av kjølemidlets strømningstakt vil lett kunne anordnes av fagfolk på om- Fig. 5 shows a disc 30 with means for circulating a coolant part inside the disc, thereby keeping the disc 30 and its outer edge 32 at a constant temperature as soon as thermal equilibrium is established. Devices for determining the coolant's flow rate can easily be arranged by professionals on

rådet, idet prosessen fungerer innenfor et stort område av skivetemperaturer. advised, as the process works within a large range of disc temperatures.

Det produkt som frigjøres fra skiven 30 vil i visse tilfeller ikke være fullstendig fast og vil i så fall utgjøres av et fast skikt som opprinnelig ble dannet på skiven 30 samt en flytende del som føres ut av kilden for smeltematerialet av dette faste, skikt. Avhengig av skivens termiske kapasitet og det punkt hvor filamentet frigjøres fra skiven, kan produktet fortsette sin størkningsprosess eller, hvis dets flytende andel har tilstrekkelig masse og overtemperatur, kan den på nytt smelte hele filamentet etter at det er frigjort fra den termiske påvirkning fra skiven 30. Ved hensiktsmessig innstilling av prosessparametrene kan det oppnås at denne fullstendig smeltede tilstand bibeholdes tilstrekkelig lenge til å omforme filamentet til sirkulært tverrsnitt, ved hjelp materialets høye overflatespenning. Den gass som omgir filamentet 20, er viktig for denne prosesstype, idet filamentet bare kan befinne seg i fullstendig smeltet tilstand under en meget kort tidsperiode, uten at filamentet brytes ned i dråper. Kjølemidler i gassform som luft eller ikke oksyderende gasser som nitrogen eller argon, kan anvendes enten alene eller i The product that is released from the disc 30 will in certain cases not be completely solid and in that case will consist of a solid layer that was originally formed on the disc 30 as well as a liquid part that is carried out of the source of the molten material of this solid layer. Depending on the thermal capacity of the disk and the point at which the filament is released from the disk, the product may continue its solidification process or, if its liquid portion has sufficient mass and supertemperature, it may remelt the entire filament after it is freed from the thermal influence of the disk 30 By appropriately setting the process parameters, it can be achieved that this completely melted state is maintained long enough to transform the filament into a circular cross-section, with the help of the material's high surface tension. The gas that surrounds the filament 20 is important for this type of process, as the filament can only be in a completely melted state for a very short period of time, without the filament breaking down into droplets. Coolants in gaseous form such as air or non-oxidizing gases such as nitrogen or argon can be used either alone or in

it it

sammensetning sammen med en tåke av flytende kjølemiddel. composition together with a mist of liquid refrigerant.

Prosessen for tilvirkning av et kontinuerlig filament-produkt kan også anvendes for fremstilling av filamenter med forut bestemt lengde. Fig. 6 viser en skive med flere hakk 34 The process for the production of a continuous filament product can also be used for the production of filaments of predetermined length. Fig. 6 shows a disk with several notches 34

langs ytterkanten 32. Virkningen av disse hakk er å forstyrre dannelsen av filamentet 20 ved skivekanten 32 i tilstrekkelig grad til å frembringe et diskontinuerlig produkt av en lengde lik avstanden langs skivekanten mellom påfølgende hakk 34. Den form av hakkene 34 som med størst hell har frembragt sådanne diskontinuerlige filamenter utgjør hovedsakelig en skjev V, slik som antydet i fig. 6. Uten tvil vil along the outer edge 32. The effect of these notches is to disturb the formation of the filament 20 at the disk edge 32 to a sufficient extent to produce a discontinuous product of a length equal to the distance along the disk edge between successive notches 34. The form of the notches 34 which has produced the most success such discontinuous filaments mainly constitute a crooked V, as indicated in fig. 6. No doubt will

imidlertid også andre former av hakkene gi tilfredsstillende resultat. Den skjeve V-form har vist seg å effektivt begrense lengden av vedkommende filamenter, uten at det samles størknet material i hakkene 34, hvilket etterhvert ville påvirke den tilsiktede virkning av hakkene 34. Siden avstanden mellom påfølgende hakk 34 langs skivekanten 32 bestemmer lengden av de fremstilte filamenter, kan avstanden mellom de respektive hakk gjøres slik at det fremstilles korte filamenter av samme lengde, en bestemt fordeling av filamenterlengder eller en rekke lengre filamenter med en utstrekning som er begrenset av skiveomkretsen,. ved anvendelse av et enkelt hakk 34. Hakkene 34 gjør det mulig å rotere skiven med høyere hastighet og mindre nedsenkning i smeiten. however, other forms of the chops also give satisfactory results. The crooked V-shape has been shown to effectively limit the length of the filaments in question, without solidified material collecting in the notches 34, which would eventually affect the intended effect of the notches 34. Since the distance between successive notches 34 along the disc edge 32 determines the length of the produced filaments, the distance between the respective notches can be made so that short filaments of the same length, a specific distribution of filament lengths or a number of longer filaments with an extent limited by the disc circumference are produced. by using a single notch 34. The notch 34 makes it possible to rotate the disk at a higher speed and less immersion in the forge.

De prosessparametere som er angitt å påvirke prosessen, behøver ikke å bestemmes nøyaktig, og et metallfilament 20 The process parameters which are indicated to influence the process need not be determined precisely, and a metal filament 20

vil som regel kunne fremstilles ved å bringe relativt lite område 32 av ytterkanten på den roterende skive 30 i forbindelse med et bad av smeltet metall 10, når skiven 30 can usually be produced by bringing a relatively small area 32 of the outer edge of the rotating disk 30 in connection with a bath of molten metal 10, when the disk 30

har en periferihastighet i området 0,9 til 60 m/sek., has a peripheral speed in the range of 0.9 to 60 m/sec.,

samt tilstrekkelig temperaturforskjell i forhold til smeiten til å bevirke at størkning av i det minste et rudimentært filament 20 på skivekanten 32. For å starte prosessen aksellereres skiven 30 i stilling ovenfor smeiten til det ønskede omdreiningstall for å gi en periferihastighet innenfor det ønskede område. Jekken 45 innstilles for senkning av skiven 30 ned i smeiten 10, hvorved innledningsvis et filamentavsnitt dannes ved kontakt med smelteoverflaten 15. Når skiven 30 har nådd en tilstrekkelig nedstikningsdybde i ; smeiten 10, vil et kontinuerlig produkt 20 frembringes fra smeiten 10, hovedsakelig på den måte som er vist i fig. 1 og 2. Som tidligere nevnt, er det også mulig å heve skiven 30 opp til eller over smelteoverflaten 15, etter at et as well as a sufficient temperature difference in relation to the forge to cause solidification of at least a rudimentary filament 20 on the disc edge 32. To start the process, the disc 30 is accelerated in position above the forge to the desired number of revolutions to give a peripheral speed within the desired range. The jack 45 is set to lower the disk 30 into the melt 10, whereby initially a filament section is formed by contact with the melt surface 15. When the disk 30 has reached a sufficient penetration depth in ; the smelter 10, a continuous product 20 will be produced from the smelter 10, mainly in the manner shown in fig. 1 and 2. As previously mentioned, it is also possible to raise the disk 30 up to or above the melting surface 15, after a

filament 2 0 er dannet, idet skiveomkretsen føres gjennom en overflateoppbygning 16 av smeltet material for fortsatt dannelse av filamentet 20. filament 20 is formed, the disk circumference being passed through a surface structure 16 of molten material for continued formation of the filament 20.

Fig. 7 viser en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse, hvor skivekanten 32 er avrundet og nedstukket i det smeltede filamentprodukt. For å oppnå dette bør krumningsradien av ytterkantens tverrsnitt -være mindre enn 12,5 mm. Fig. 7 shows another embodiment of the present invention, where the disk edge 32 is rounded and inserted into the molten filament product. To achieve this, the radius of curvature of the cross-section of the outer edge should be less than 12.5 mm.

Foreliggende oppfinnelse har vært anvendt i forbindelse med forskjellige utformninger for dannelse av filamentprodukter ut fra forskjellige materialer. I de følgende eksempler vil den del av skivens overflate som bringes i kontakt med smeiten hovedsakelig ha en overfiatefinhet på 0,4 til 0,5 yam, frembragt ved hjelp av smergelpapir nr. 600, idet skivens nedstikningsdybde, når intet annet er angitt, vil være omtrent 0,25 mm. The present invention has been used in connection with different designs for the formation of filament products from different materials. In the following examples, the part of the disc's surface which is brought into contact with the forging will mainly have an overfiat fineness of 0.4 to 0.5 yam, produced by means of emery paper No. 600, the depth of penetration of the disc, when nothing else is specified, will be approximately 0.25 mm.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Et kontinuerlig f ilament-^produkt ble fremstilt ved hjelp A continuous filament product was produced using

av en kobberskive med en "V-formet ytterkant og følgende dimensjoner: of a copper disc with a "V-shaped outer edge and the following dimensions:

Skiven roterte med en omdreiningshastighet på 375 omdreininger pr. min. i overflatekontakt med et bad av manganstål (10 Mn, 1C, resten Fe), Periferihastigheten for skiven ved dens kontaktområde med smeiten var 3,85 m/sek. Smeltetemperaturen var 1480 til 1540°C og skivens temperatur varierte mellom 55 og 180°C. Omtrent 450 g filamenter ble fremstilt med tverrsnitt på 0,23 x 0,81 mm. The disc rotated at a rotational speed of 375 revolutions per minute. my. in surface contact with a bath of manganese steel (10 Mn, 1C, the rest Fe), The peripheral velocity of the disk at its contact area with the forge was 3.85 m/sec. The melting temperature was 1480 to 1540°C and the wafer temperature varied between 55 and 180°C. Approximately 450 g of filaments were produced with a cross section of 0.23 x 0.81 mm.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Den samme skive ble anvendt for '(fremstilling av et filament av mykt stål (1020) ved rotasjon av skiven med 375 omdr./min. The same disk was used for the production of a filament of mild steel (1020) by rotating the disk at 375 rpm.

i kontakt med et bad av smeltet stål ved en temperatur på in contact with a bath of molten steel at a temperature of

1515 til 1570°C. Skivens temperatur steg fra romtemperatur til 1515 to 1570°C. The disc's temperature rose from room temperature to

182°C under fremstillingen av et kontinuerlig filament- 182°C during the production of a continuous filament

produkt med tverrsnitt 0,1 x 0,46 mm. product with a cross section of 0.1 x 0.46 mm.

EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3

Den samme skive ble anvendt for fremstilling av et filament av en legering på nikkelbassis ved rotasjon av skiven med 400 omdr:/ min., hvilket tilsvarer en periferihastighet på 4,2 m/sek. Nikkellegeringen (3% Al, resten nikkel) befant seg ved en temperatur på 1480°C under prosessen og et kontinuerlig filament med tverrsnitt 0,15 x 0,89 mm ble fremstilt. The same disk was used to produce a filament of a nickel-based alloy by rotating the disk at 400 rpm, which corresponds to a peripheral speed of 4.2 m/sec. The nickel alloy (3% Al, the rest nickel) was at a temperature of 1480°C during the process and a continuous filament with a cross section of 0.15 x 0.89 mm was produced.

EKSEMPEL 4 EXAMPLE 4

Et kontinuerlig filament-produkt av sink ble fremstilt ved anvendelse av en aluminiumskive med hovedsakelig samme V-formede ytterkant som ovenfor angitte kobberskive, men med følgende øvrige dimensjoner: A continuous filament product of zinc was produced using an aluminum disk with essentially the same V-shaped outer edge as the above-mentioned copper disk, but with the following other dimensions:

Skiven roterte med 290 omdr./min., tilsvarende en periferihastighet på 2,22 m/sek.. Smeiten var kommersielt ren sink ved en temperatur på omtrent 450°C. Skivens temperatur lå under drift i området mellom 60 og 150°C, og dens rotasjon frembragte et kontinuerlig filament med tverrsnitt på 0,18 x 0,43 mm. The disc rotated at 290 rpm, corresponding to a peripheral speed of 2.22 m/sec. The forging was commercially pure zinc at a temperature of approximately 450°C. The temperature of the disc during operation was in the range between 60 and 150°C, and its rotation produced a continuous filament with a cross section of 0.18 x 0.43 mm.

EKSEMPEL 5 EXAMPLE 5

Den samme skive og det samme smeltematerial ble anvendt for fremstilling av et kontinuerlig filament ved en rotasjonshastighet for skiven på 700 omdr./min. Ved den tilsvarende periferihastighet på 5,4 m/sek. ble skiven bragt i kontakt med overflaten av smeiten, som hadde en temperatur på omtrent 450°C. Skiven hadde under drift en temperatur i området mellom 93 og 210°C, og frembragte et filament med et The same disk and the same melt material were used to produce a continuous filament at a disk rotation speed of 700 rpm. At the corresponding peripheral speed of 5.4 m/sec. the disk was brought into contact with the surface of the forge, which had a temperature of approximately 450°C. During operation, the disk had a temperature in the range between 93 and 210°C, and produced a filament with a

•tverrsnitt på 0,25 x 0,75 mm. •cross section of 0.25 x 0.75 mm.

EKSEMPEL 6 EXAMPLE 6

Den samme skive ble anvendt for fremstilling av filamenter fra en smeltet uorganisk forbindelse. Forbindelsen var et nitratsalt av et alkalimetall, anvendt kommersielt i smeltet tilstand som•varmebehandlingsbad. Dets kommersielle navn er Houghton's Draw Temp 430 tilvirket av E.F. Houghton & Company i Philadelphia, Pennsylvania. Denne forbindelse ble oppvarmet til omtrent 23 0°C og skiven ble derpå bragt i kontakt med forbindelsens overflate ved en rotasjonshastighet på 240 omdr./min. (1.83 m/sek.). Skivens driftstemperatur lå i området 27 til 93°C under prosessen og filamenter med tverrsnitt 0,30 x 0,75 mm ble fremstilt. The same wafer was used to produce filaments from a molten inorganic compound. The compound was a nitrate salt of an alkali metal, used commercially in the molten state as a heat treatment bath. Its commercial name is Houghton's Draw Temp 430 manufactured by E.F. Houghton & Company of Philadelphia, Pennsylvania. This compound was heated to approximately 230°C and the disc was then brought into contact with the surface of the compound at a rotational speed of 240 rpm. (1.83 m/sec.). The operating temperature of the disc was in the range of 27 to 93°C during the process and filaments with a cross section of 0.30 x 0.75 mm were produced.

EKSEMPEL 7 og 8 EXAMPLES 7 and 8

Kontinuerlige tråder av aluminium (1100) og aluminiumslegering Continuous threads of aluminum (1100) and aluminum alloy

(2024) ble fremstilt ved anvendelse av en kobberskive med V-formet ytterkant og de følgende fysiske dimensjoner: (2024) was produced using a copper disk with a V-shaped outer edge and the following physical dimensions:

Begge produkter ble fremstilt ved en rotasjonshastighet på 1000 omdr./min. og en periferihastighet på 6,25 m/sek. mens aluminium 1100 befant seg i smeltet tilstand ved en temperatur på 680°C og legeringen 2024 ved temperaturen 760°C. I begge tilfeller var skivens driftstemperatur omtrent 93°C, og filamenter med et tverrsnitt på 0,15 x 0,38 mm ble fremstilt. Both products were produced at a rotation speed of 1000 rpm. and a peripheral speed of 6.25 m/sec. while aluminum 1100 was in a molten state at a temperature of 680°C and alloy 2024 at a temperature of 760°C. In both cases, the wafer operating temperature was approximately 93°C, and filaments with a cross section of 0.15 x 0.38 mm were produced.

EKSEMPEL 9 . EXAMPLE 9.

Foreliggende oppfinnelse ble bragt til utførelse ved fremstilling av et diskontinuerlig filament med forut bestemt lengde, ved anvendelse av en kobberskive med hakk langs sin V-formede ytterkant. Skiven hadde følgende dimensjoner: The present invention was implemented by producing a discontinuous filament of predetermined length, using a copper disc with a notch along its V-shaped outer edge. The disc had the following dimensions:

Hakkene langs skivens ytterkant var av hovedsakelig samme utførelse som hakkene vist i fig. 6, idet hakkdybden var omtrent 0,75 mm og tennenes utstrekning langs skivens omkrets var 0,8 mm. Skiven roterte med en omdreiningshastighet på 700 omdr./min., hvilket tilsvarer en periferihastighet på 3,63 m/sek. Den ble bragt i konatkt med overflaten av et bad av smeltet sink ved 480°C, idet skivens driftstemperatur lå mellom 50 og 93°C. Et filamentprodukt med tverrsnitt på 0,20 x 0,40 mm og en langde på 25 mm ble fremstilt. The notches along the disc's outer edge were of essentially the same design as the notches shown in fig. 6, the notch depth being approximately 0.75 mm and the extent of the teeth along the circumference of the disc being 0.8 mm. The disc rotated at a rotational speed of 700 rpm, which corresponds to a peripheral speed of 3.63 m/sec. It was brought into contact with the surface of a bath of molten zinc at 480°C, the disk operating temperature being between 50 and 93°C. A filament product with a cross section of 0.20 x 0.40 mm and a length of 25 mm was produced.

EKSEMPEL 10 EXAMPLE 10

Samme skive og smeltematerial som i eksempel 9 ble anvendt, The same wafer and melting material as in example 9 were used,

idet også smeltetemperaturen og skivens driftstemperatur hovedsakelig ble holdt på samme verdier som i sistnevnte eksempel. Skivens rotasjonshastighet ble øket til 1190 omdr./min., hvilket tilsvarer er periferihastighet på 6,2 m/sek., in that the melting temperature and the operating temperature of the disc were mainly kept at the same values as in the latter example. The disc's rotation speed was increased to 1190 rpm, which corresponds to a peripheral speed of 6.2 m/sec.,

mens skivens nedstikningsdybde i smeiten ble redusert'til 0,05 mm. Filament-produktet hadde et tverrsnitt på omtrent 0,5 x 0,30 mm samt en lengde på 23 mm. while the disc's penetration depth in the forge was reduced to 0.05 mm. The filament product had a cross section of approximately 0.5 x 0.30 mm and a length of 23 mm.

EKSEMPEL 11 EXAMPLE 11

Den samme skive som i eksemplene 9 og 10 anvendt for å fremstille filamenter av støpejern. Skiven roterte med en hastighet på 3200 omdr./min, hvilket gir en periferihastighet på 16,8 m/sek., mens skivekanten er nedsenket 0,,05 mm under overflaten av et smeltebad av støpejern ved en temperatur på 1480°C. Skivens driftstemperatur var til å begynne med 24°C, og skiven var fremdeles i stand til å fremstille filamenter etter at dens temperatur var steget til 315°C. The same disc as in examples 9 and 10 used to produce cast iron filaments. The disk rotated at a speed of 3200 rpm, giving a peripheral speed of 16.8 m/sec, while the disk edge is immersed 0.05 mm below the surface of a molten pool of cast iron at a temperature of 1480°C. The wafer's operating temperature was initially 24°C, and the wafer was still able to produce filaments after its temperature rose to 315°C.

De fremstilte filamenter hadde tverrsnitt på 0,25 x 0,9 mm og lengde på omtrent 25 mm. The produced filaments had a cross-section of 0.25 x 0.9 mm and a length of approximately 25 mm.

EKSEMPEL 12 EXAMPLE 12

Diskontinuerlige tråder er også blitt fremstilt ved hjelp av en skive med andre dimensjoner. En kobberskive med følgende dimensjoner ble anvendt for fremstilling av diskontinuerlige tråder av manganstål: (12,4 Mn, 1,3 C, resten Fe): Discontinuous threads have also been produced using a disc with other dimensions. A copper disk with the following dimensions was used for the production of discontinuous wires of manganese steel: (12.4 Mn, 1.3 C, the rest Fe):

Skivens V-formede ytterkant hadde samme type hakk som i eksemplene 9, 10 og 11, idet hakkene var plassert med 2,5 cm avstand rundt skivens omkrets. Skiven roterte med en omdreiningshastighet på 550 omdr./min., hvilket tilsvarer en periferihastighet på 5,76 m/sek., og hadde en driftstemperatur i området 65 til 225°C. Smeiten av manganstål hadde en temperatur på omtrent 1590°C, og de fremstilte filamenter hadde et V-formet tverrsnitt med en høyde på 0,25 mm og en bredde på 1 mm, idet filamentlengden var 25 mm. The disc's V-shaped outer edge had the same type of notch as in examples 9, 10 and 11, the notches being placed at a distance of 2.5 cm around the circumference of the disc. The disc rotated at a rotational speed of 550 rpm, which corresponds to a peripheral speed of 5.76 m/sec, and had an operating temperature in the range of 65 to 225°C. The forging of manganese steel had a temperature of approximately 1590°C, and the produced filaments had a V-shaped cross-section with a height of 0.25 mm and a width of 1 mm, the filament length being 25 mm.

Claims

1. Method for producing solid filaments from molten material with viscosity in the range 10 3 to 1 poise and surface tension in the range 10 to 2,500 dyn/cm when the material's temperature is between the melting point and 125% of this temperature value calculated in degrees Kelvin, below which one rotating disk (3Q) is arranged with its outer edge (32) in contact with a surface area (15) of a bath (10) of said molten material and heat is conducted away from said outer edge (32) to such an extent that it is obtained at least partially solidification of the molten material in filament form (20) along the outer edge, for subsequent spontaneous release of said filament from the rotating disc after the outer edge's rotation out of the bath's surface area (15), characterized in that the outer edge of the rotating disk is immersed up to 1.5 mm below the surface of the bath and is moved at a peripheral speed of 0.9 to 60 m/sec.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the outer edge of the rotating disk is moved at a speed of 1.5 to 30 m/sec.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the outer edge (32) of the rotating disk, after building up a melt accumulation above the bath surface's equilibrium level, is raised to such an extent that the outer edge is brought into motion in the accumulation.