Przedmiotem wynalazku jest sposób patentowania drutu stalowego, oraz urzadzenie do patentowania drutu stalowego.Patentowanie drutu stalowego jest samo w sobie od dawna znana i szeroko stosowana obróbka cieplna, która sklada sie z dwóch faz: austenityzacji i chlodzenia izotermicznego (utrzymywania temperatury), Austenityzacja odbywa sie w temperaturze okolo 900°C, chlodzenie izotermiczne zas w temperaturze okolo 500°C.Znany jest sposób patentowania drutu stalowego w którym pierwsza faze, to jest faze austenityzacji realizuje sie w ten sposób, ze drut stalowy (przewaznie kilka drutów stalowych prowadzonym równolegle) podgrzewa sie do pozadanej temperatury w sposób bezposredni lub posredni.Dla podgrzewania posredniego stosuje sie róznego typu piece przelotowe. Powszechnie znanym medoctagrrreciem tego sposobu podgrzewania jest to, ze wskutek stosunkowo zlego przekazywania ciepla drut podgrzewany do wymaganej temperatury nagrzewa sie dosc wolno. Z tego powodu predkosc przesuwania drutu nalezy utrzymywac w niskich zakresach, lub zwiekszac dlugosc pieca przelotowego. Pierwsze rozwiazanie jest niekorzystne z punktu widzenia wydajnosci pracy, a drugie z punktu widzenia kosztów inwestycyjnych.Inna ujemna strona tego sposobu podgrzewania jest to, ze nawet przy pomocy skomplikowanego systemu opalania i stosowania gazu ochronnego nie ma mozliwosci wykluczenia, a jedynie lagodzenia procesu powstawania zgorzeliny na drucie stalowym.Podgrzewanie bezposrednie powszechnie realizowane jest w ten sposób, ze drut polaczony jest ze zródlem pradu i wykorzystuje sie cieplo Joule'a. Przy tej metodzie sporo problemów stwarza^doprowadzenie pradu do drutu. W jednym ze znanych rozwiazan stosuje sie specjalna mechaniczna konstrukcje stykowa. Ujemna strona tego rozwiazania jest to, ze nie zapewnia niezawodnosci i tym samym doprowadzenie pradu jeat niepewne.2 90 535 Wedlug innego znanego sposobu stosuje sie wanne z kapiela metalowa (na przyklad olowiem) do której doprowadza sie prad. Ujemna strona tego sposobu jest to, ze zanurzania drutu w wannie z kapiela olowiowa odbywa sie po torze lamanym (na przyklad przy pomocy rolek) i tym samym powstaja trudnosci w fazie rozruchu.Równiez i w wyzej opisanym sposobie podgrzewania bezposredniego pojawia sie problem pokrywania sie drutu stalowego zgorzelina. Dalsza obróbka drutu stalowego mozliwa jest tylko po usunieciu zgorzeliny, co wiaze sie ze znacznym nakladem czasu i kosztów. Usuwanie zgorzeliny przeprowadza sie zazwyczaj za pomoca stezonych kwasów. Stosowanie kwasów z jednej strony nosi niebezpieczenstwo wypadku przy pracy, z drugiej zas sa szkodliwe dla zdrowia opary kwasów.Druga faze znanego sposobu patentowania — chlodzenie izotermiczne — przeprowadza sie zazwyczaj na drodze zanurzenia drutu w wannie z kapiela olowiowa lub solankowa o odpowiedniej temperaturze. Dla zanurzenia stosuje sie odpowiednie elmenty prowadnicze (uciskowe) — na przyklad walce lub rolki. Elementy te jednakze nie zapewniaja dostatecznej niezawodnosci i obsluge urzadzenia stwarzaja skomplikowana. Inna ujemna strona tego rozwiazania jest to, ze kapiel w miejscu wprowadzenia rozzarzonego drutu przegrzewa sie, w ten sposób nie zapewnia pozadanego chlodzenia, co ujemnie odbija sie na jakosci drutu. Dla zlikwidowania tego problemu, stosuje sie specjalne pompy zabezpieczajace cyrkulacje kapieli. Pompy te stwarzaja to, ze urzadzenie jest bardziej skomplikowanym i drogim, przy czym wskutek ciezkich warunków eksploatacyjnych pompy ulegaja czesto awariom.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej omówionych wad i niedogodnosci.Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu i urzadzenia do patentowania drutu stalowego, które pozwalalyby na patentowanie drutu stalowego przy duzej wydajnosci, stalej i wysokiej jakosci, dobrych warunkach pracy i zapotrzebowaniu malej powierzchni oraz umozliwialyby zapobieganiu powstawania zgorzeliny i wraz z patentowaniem stwarzalyby mozliwosc jednoczesnego ksztaltowania.Postawiony cel i zadanie zostaly zgodnie z wynalazkiem zrealizowane w ten sposób, ze drut stalowy przesuwa sie w plaszczyznie poziomej po torze prostolinijnym poprzez wanne-podgrzewacz zawierajaca kapiel solankowa, nastepnie poprzez wanne patentujaca zawierajaca równiez kapiel solankowa, przy czym pomiedzy wanne-podgrzewacz i patentujaca wlacza sie napiecie.Podczas patentowania odcinek drutu stalowego wychodzacy z wanny patentujacej przesuwa sie celowo z wieksza predkoscia niz odcinek wprowadzany do wanny-podgrzewacza.Urzadzenie do patentowania drutu stalowego wedlug wynalazku, charakteryzuje sie tym, ze posiada wanne-podgrzewacz i wanne patentujaca ustawione wzgledem siebie w linii prostej, z tym, ze wanna-podgrzewacz podlaczona jest do jednego bieguna zródla pradu, a,wanna patentujaca do drugiego bieguna tego samego zródla pradu, przy czym zarówno wanna-podgrzewacz jak i wanna patentujaca skladaja sie z dolnej i górnej wanny.Wanna górna na plycie czolowej w punktach przeciecia plaszczyzny przez tor drutów posiada naciecia. Ponadto górna i doiria wanna zawiera solanke i polaczone sa one ze soba za pomoca pompy.Urzadzenie wzdluz toru przebiegu drutu stalowego, przed pierwsza wanna-podgrzewaczem posiada pierwszy element transportujacy w postaci walca i za wanna patentujaca drugi element transportujacy w postaci walca.Korzystne wykonanie urzadzenia stanowiacego przedmiot wynalazku posiada trzy równolegle, - odizolowane wzgledem siebie wanny-podgrzewacze lub wanny patentujace, które podlaczone sa pod poszczególne fazy sieci pradu trójfazowego, przy czym wanna patentujaca lub podgrzewacz podlaczona jest do bieguna „O" tej samej sieci.Pompa laczaca wanne dolna z górna powinna byc pompa wysokowydajna, korzystnie pompa mamutowa.Zaleta rozwiazania stanowiacego przedmiot wynalazku polega na tym, ze drut stalowy przesuwa sie przez urzadzenie patentujace bez zalaman, przez co nie ma potrzeby stosowania elementów prowadniczych iie bezposrednie podgrzewanie drutu stalowego poprzez kapiel solankowa przy pomocy pradu jest pewne i równomierne.Inna zaleta polega na tym, ze na drucie stalowym nie powstaje zgorzelina, poniewaz przylegajaca do niego cienka powloka solanki zamyka dostep powietrza, a wiec nie ma potrzeby stosowania gazów ochronnych i usuwania zgorzeliny - koniecznnych winnych przypadkach-oraz wyklucza sie wszystkie inne, zwiazane z tym nastepstwa (naklady czasu, kosztów, zabezpieczenie miejsca, stosowanie kwasów).Nastepna zaleta polega na tym, ze drut stalowy jednoczesnie z procesem patentowania moze byc poddawany w dobrych warunkach Innym obróbkom cieplnym, w trakcie których wytrzymalosc mechaniczna drutu mozna zwiekszac w ten sposób, ze równoczesnie polepszaja sie inne parametry mechaniczno-technologiczne (na przyklad wytrzymalosc na zginanie, wytrzymalosc na skrecanie itp.); Inne zalety polegaja na tym, ze obróbke cieplna mozna dokonac bez potrzeby uzywania narzedzi iie90 536 3 obróbka automatyczna drutu zachodzi tam, gdzie urzadzenie stwarza ku temu optymalne warunki (tj. gdzie wystepuje najmniejszy opór wzgledem obróbkil; Inne jeszcze zalety polegaja na tym, ze system podwójnych wanien - poza tym, ze stwarza mozliwosc przesuwania drutu po linii prostej - zapewnia stala cyrkulacje kapieli solankowej, tj. zabezpiecza przed lokalnym Jej przegrzaniem; Zaleta urzadzenia jest to, ze jest ono stosunkowo proste w wykonaniu i zapewnia pewna eksploatacje, przy czym stosowane pompy nie posiadaja czesci ruchomych, przez co nie ma potrzeby stosowania elementów prowadniczych zanurzonych w kapieli, ani tez systemu gazów ochronnych itp.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia do patentowania i obróbki cieplnej w,rzucie bocznym; fig. 2 — przekrój A-A urzadzenia wedlug fig. 1; fig. 3 — urzadzenie w przekroju B-B urzadzenia wedlug fig. 1.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z pierwszego elementu transportujacego na przyklad walca 1 - usytuowanego wzdluz toru drutów 7, prowadzonych równolegle wzgledem siebie i w plaszczyznie poziomej trzech wanien - podgrzewaczy 3, wanny patentujacej 9; i drugiego elementu transportujacego, na przyklad walca 2. Wanny 3 i 9 sa wannami pietrowymi i sa wykonane z metalu. Skladaja sie one z wanien dolnych 3' i 9', oraz górnych 3" i 9", które posiadaja urzadzenia ogrzewcze nie przedstawione na tym rysunku. Wanny 3' i 9' polaczone sa z wannami 3" i 9" pompami 6. Pompy 6 w korzystnym wykonaniu sa pompami mamutowymi.Wanny górne 3" i 9" usytuowane na plycie czolowej 5, prostopadlej do kierunku przesuwu drutu 7, w punktach przeciecia przez tor 7 posiadaja naciecia 8.Druty 7 przechodza przez wanny górne 3" i 9" w ten sposób, ze tor przechodzi ponizej górnej krawedzi plyt czolowych 5, ale powyzej dolnego punktu naciec 8. Wanny dolne 3' i 9' oraz wanny górne 3" i 9" wypelnione sa kapiela solankowa stosowana w procesie patentowania (roztwór soli, lub sól topiona). W wannach górnych poziom zwierciadla solanki znajduje sie powyzej plaszczyzny okreslonej przez druty 7. Utrzymywanie poziomu zwierciadla solanki zapewniaja pompy 6 sterowane odpowiednim sposobem. Pompy te na biezaco uzupelniaja stan solanki wyplywajacej przez naciecia do wanny dolnej na drodze poboru z tejze wanny.Wanna-podgrzewacz 3 polaczona jest z jednym biegunem zródla pradu, wanna patentujaca 9 zas z drugim biegunem tego samego zródla pradu.W korzystnym wykonaniu wanna-podgrzewacz 3 z przyczyn racjonalnego jej wykorzystania sklada sie z trzech odizolowanych od siebie czesci (Fig. 2), które podlaczone sa do poszczególnych faz fi, S, T sieci pradu trójfazowego, a jednoczesciowa wanna patentujaca 9 do bieguna „O" tej samej sieci. Podlaczenie wanny w gwiazde fest korzystne dlatego, poniewaz obciaza ono siec w sposób równomierny. Podlaczenia w gwiazde mozna dokonac takze w ten sposób, ze wanne patentujaca dzieli sie na trzy czesci.Urzadzenie wedlug wynalazku dziala w nastepujacy sposób. Druty, które poddawane procesowi patentowania 7, przeprowadza sie przez pierwszy walec 1, nastepnie po przeprowadzeniu ich przez naciecia 8 górnych wanien 3" wanien-podgrzewaczy 3 i górnej wanny 9" wanny patentujacej 9 przeprowadza sie przez drugi, walec 2. Pierwszemu walcowi 1 nadaje sie predkosc obrotowa Vi a drugiemu predkosc obrotowa v2. Jesli drut 7 poddaje sie tylko patentowaniu wówczas obu walcom nadaje sie jednakowa predkosc (vj ¦¦v2). Jesli wraz z patentowaniem dokonuje sie zmian ksztaltu, wówczas predkosc obrotowa walca 2 nalezy zwiekszyc w stosunku do predkosci walca 1 odpowiednio do wymiarów pozadanego zmniejszenia przekroju drutu.Predkosc obrotowa walca 2 w zadnym przypadku nie moze byc mniejsza niz predkosc obrotowa walca 1, ¥ albowiem w takim przypadku dojdzie do spietrzenia sie drutu 7 i zboczenia z toru.' Przy rozruchu urzadzenia najpierw wlacza sie pompy 6, które zapewnia przeplyw solanki z Wanien dolnych 3' i 9' do wanien górnych 3" i 9". Nastepnie wanny wlacza sie pod napiecie.Prad poszczególnych faz R, S, T zamyka sie po obwodzie: wanna dolna 3' — pompa 6 — wanna górna 3" — druty 7 — wanna górna 9" - pompy 6 i wanna dolna 9'.Druty pod wplywem pradu zostaja nagrzane. Nagrzanie jest najwieksze na odcinku pomiedzy wannami górnymi 3" i 9" i przed wejsciem do wanny górnej 9". Tu zachodzi austenityzacja drutu 7. Przed wejsciem do , wanny górnej 9" temperatura drutu 7 wynosi ok. 900°C. Po wprowadzeniu do kapieli solankowej temperatura gwaltowanie obniza sie do rzedu 500°C (wartosc temperatury dobiera v oparciu o powszechnie znane zasady, odpowiednio do rodzaju drutu) i utrzymuje sie do chwili opiisz^renia górnej wanny 9" (odcinek chlodzenia izotermicznego). Pompy 6 w sposób ciagly uzupelniaja ubytek sotanki z górnych wanien 3" i 9", wzglednie odprowadzonej przez druty 7. Jednoczesnie pcm-py 5 ccagSe mieszaja solanke, poprzez co nie pozwalaja na lokalne przegrzanie kapieli.Powloka soli przylegajacej do drutów 7 opuszczajacych górna wanne 3" chroni je od powstawania na ich powierzchni zgorzeliny.4 90 535 Jesli równoczesnie z patentowaniem pragnie sie dokonac ksztaltowania, wówczas predkosc obrotowa walca 2 nalezy zwiekszyc w odpowiednie) mierze w stosunku do predkosci walca 1. Poniewaz predkosc pewnego odcinka wspólzaleznych i naprezonych drutów mozna osiagnac jedynie na drodze zmiany ksztaltu, w miejscu gdzie druty 7, stawiaja najmniejszy opór, tj. przed wejsciem do górnej wanny 9" ulegaja rozciagnieciu (zmniejsza sie ich przekrój). Ta kombinowana technologia stwarza mozliwosc równoczesnego patentowania i obróbki cieplnej, bez potrzeby stosowania ciagadla. Stosowana kapiel solankowa zapewnia dobry kontakt miedzy siecia i drutem, efektywne nagrzewanie i utrzymywanie temperatury, chroniac jednoczesnie przed powstawaniem zgorzeliny na rozzarzonym drucie. Stosowanie tej samej kapieli solankowej w wannach-podgrzewaczach i wannach patentujacych nie jest konieczna, nie mniej jednak jest to korzystne z punktu widzenia uproszczenia technologii. W wannach-podgrzewaczach szczególnie korzystne jest stosowanie takich kapieli solankowych, które w temperaturze zarzenia drutu nie wydzielaja szkodliwych produktów przy rozkladzie (szczególnie z uwagi na ochrone zdrowia) oraz sa dobrymi przewodnikami pradu.W wannie-podgrzewaczu, w przeciwienstwie do wanny patentujacej, nie istnieje nieodzowne stosowanie kapieli patentujacej.Jak wskazuja doswiadczenia, korzystne zalety do patentowania posiada sól typ. 200 A, produkowana przez Z-dy Rertolwerk Magdeburg (Niemiecka Republika Demokratyczna), jakkolwiek odpowiednimi moga byc takze inne, podobne substancje.Predkosc obrotowa walców, sklad i stopien koncentracji solnaki, natezenie pradu, moc pompf i wydajnosc ogrzewcza wanien nalezy zawsze dobierac i regulowac odpowiednio do danych warunków. Wanne patentujaca 9 nalezy wykonac znacznie dluzsza niz wanny-podgrzewacze, odpowiednio do wymaganego czasu utrzymywania temperatury. W interesie prawidlowej eksploatacji poszczególne czesci urzadzenia powinny posiadac odpowiednia izolacje, ponadto nalezy dbac o ochrone obslugi przed porazeniem pradem.Jak wskazuja uzyskane doswiadczenia, wynalazek pozwala na osiagniecie nawet 40% ksztaltowania (zmniejszania przekroju) drutu — bez uzywania specjalnego narzedzia — realizowanego równoczesnie z patentowaniem. Wytrzymalosc drutu podnosi sie w miedzyczasie w ten sposób, ze poprawie ulegaja takze inne parametry mechaniczno-technologiczne (wytrzymalosc na zginanie, wytrzymalosc na skrecanie itp.). Drut przechodzi przez kapiel po linii, prostej, bez zalaman, nie powstaje na nim zgorzelina i ksztalt swój przybiera dokladnie tam, gdzie konstrukcja zapewnia ku temu optymalne warunki. PL