SU908863A1 - Установка дл термообработки проволоки - Google Patents

Description

Изобретение относится к термооб-’ работке длинномерного материала, преимущественно проволоки.

Известна установка для термообработки Проволоки,включающая приводные электроконтактные ролики,от которых ток протекает по проволоке и нагревает ее, защитную трубку для предотвращения окисления проволоки в рабочей зоне, ванну охлаждения, где расположен один из приводных контактных роликов,узел подсушивания и участок предварительного подогрева проволоки [1] .

Однако данные установку преиму- 15 щественно применяются длй¹ проволоки из однородного металла, так как они не обеспечивают стабильного электрического контакта между роликами и проволокой, в результате чего возни- 20 кает искрение и на проволоке образуются эрроэионные точки. Особенно недопустимы эррозионИые явления для биметаллической проволоки, так как нарушается целостность защитного по- 25 крытия на проволоке. Проволока охватывает контактный ролик по дуге 180°· или несколько меньше, что для надежного контакта недостаточно. К тому же на рабочем участке температура 30 проволоки достигает температуры рекристаллизации и,следовательно, прочность ее уменьшается в 5-6 и более раз. По этой причине не удается прижать проволоку к контактному ролику и обеспечить надежный контакт между роликом и проволокой. Поскольку нижний контактный ролик находится в воде для непрерывного охлаждения проволоки, контактные ролики необходимо выполнить приводными и отсюда возникает проблема синхронизации окружной скорости контактных роликов* й лйнейной скорости проволоки.

Полной синхронизации скоростей конструктивно обеспечить не удается.Относительное перемещение контактного ролика и проволоки усугубляет искрение и приводит к эррозионным точкам на проволоке. Необходимым условием совмещения процесса отжига с любым другим процессом, например волочением, является отсутствие разности потен:циалов на проволоке при входе и выходе из установки. На рабочем участке подается определенная разность потенциалов, точно такая же разность потенциалов между верхним контактным роликом и дополнительным контактным роликом на входе проволоки в установку,

т.е. между входным дополнительным контактным роликом и нижним контактным роликом разность потенциалов равна нулю. Участок проволоки между верхним контактным роликом и дополнительным контактным роликом принято называть участком предварительного нагрева проволоки, точнее его следовало бы назвать баластным, так как он на процесс отжига не оказывает влияния. Мощность, выделяемая на этом участке, обратно пропорциональна сопротивлению этого участка, поэтому этот участок конструктивно выполняют значительно большей длины,, чем рабочий, что усложняет конструкцию установки. Через верхний контактный ролик поступает ток как на рабочий участок, так и на участок предварительного нагрева проволоки, что усугубляет эррозионные процессы, на верхнем контактном ролике.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка, состоящая из электроконтактных роликов, направляющих роликов, защитной трубки с торцовыми уплотнениями, узел охлаждения и сушки [2].

Контактные ролики имеют прижимы и поэтому.проволока относительно них смещаться не может. При работе¹'установки проволока на рабочем участке и на участке предварительного нагрева нагревается, удлиняется и поэтому¹ необходимо ее натягивать компенсатором, чтобы она не спадала с. многочис-¹ ленных роликов>тем более,что на рабочем участке проволока резко снижает свою прочность, поэтому компенсатор требуется настраивать достаточно тонко, чтобы проволока при нагреве не прославлялась и не вытягивалась. К тому же рабочая зона имеет восходящий и нисходящий участок, а парапроводящая трубка расположена только на нисходящем участке.Следовательно ,установка достаточно сложна и не обеспечивает стабильного технологического процесса отжига.

Цель изобретения - повышение качества термообработки проволоки за счет улучшения стабильности процесса, а также исключение электроэррозионных явлений и надиров на ее поверхности.

Указанная цель достигается тем, что установка, включающая электроконтактные элементы, направляющие ролики, трубку для подвода защитного газа с торцовыми уплотнениями,узлы охлаждения и сушки, снабжена расположенным на входящем участке трансформатором и установленными по обеим сторонам от него направляющими роликами, между которыми размещен сердечник трансформатора, причем напряжение на вторичной обмотке трансформатора равняется рабочему напряжению установки как по фазе, так и по величине.

Электроконтактные элементы сгруппированы с направляющими роликами, расположены в одной плоскости один под другим и выполнены.в виде гладких цилиндров, причем верхний цилиндр выполнен в виде электрически изолированных частей.

Узлы охлаждения и сушки расположены на расстоянии 10-12% длины выходящего участка установки от точки касания проволоки с нижним контактным элементом.

Защитная трубка подсоединена к источнику электрического тока.

На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - трубка, создающая безокислительную атмосферу в рабочей зоне; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Установка для термообработки проволоки включает нижний контактный цилиндр 1, направляющие ролики 2,верхний контактный цилиндр 3, и электрически изолированную часть 4, трубку для защиты проволоки от окисления на рабочем участке отжига, узлы охлаждения 6 и сушки 7, магнитопровод трансформатора 8, направляющие ролики 9, водяной затвор 10, ванночки охладителя 11, мундштук 12 с водяным затворам 13.,

Установка работает следующим образом.

От датчика проволока поступает на нижний электроконтактный цилиндр 1, по восходящей ветви проходит ряд роликов, образуя вторичную обмотку трансформатора, напряжение на которой равдо рабочему напряжению между верхним _;и нижним контактными цилиндрами,как по фазе, так и по величине.Затем проволока многократно поступает на верхний контактный цилиндр 3 и направляющий ролик 2, имеющий одинаковые диаметры канавок. С верхнего контактного цилиндра 3 проволока проходит сквозь защитную трубку 5,охладитель · и узел 7 сушки,снова многократно поступает на нижний контактный цилиндр 1 и направляющий ролик 2,имеющий также одинаковые диаметры канавок. Далее проволока по восходящей ветви поступает на часть 4 верхнего контактного цилиндра 3, электрически изолированную от остальной его части, и на приемник.

По восходящему участку проволоки на выходе ток не проходит, так как последняя поступает на часть 4 верхнего цилиндра 3, электрически изолированную от той части цилиндра,куда подводится ток. Поэтому потенциал проволоки на выходе равен потенциалу нижнего контактного цилиндра,т.е. равен потенциалу проволоки ца входе .

Восходящий участок проволоки на выходе, проходя ряд роликов,образует вторичную обмотку трансформатора, напряжение на которой равно рабочему напряжению между верхним и нижним контактным цилиндром как по фазе,так и по величине. На этом участке ток а проволоке равен нулю, поэтому этот участок остается холодным,хотя он й находится под рабочим напряжением.' Таким образом в данной установке избавляются от участка предварительного нагрева проволоки.

Рабочий участок проволоки (нисходящий участок) проходит в трубке 5, которая имеет в нижней части водяной затвор 10 ванночки охладителя 11,а в верхней части мундштук 12 с водяным затвором 13.

Поскольку каждый контактный цилиндр имеет строго одинаковый диаметр по всей длине, направляющие ролики имеют одинаковые диаметры канавок, силы трения между роликами цилиндрами и проволокой обеспечивают строго постоянную линейную скорость рабочего участка проволоки и двух восходящих ветвей, которые воспринимают нагрузку при перемещении проволоки от отдатчика к приемнику.

^v При такой схеме движения проволоки контактные цилиндры приводятся во вращение холодной проволокой, поэтому отжигаемая проволока не проскальзывает относительно контактных цилиндров . Многократное огибание проволокой контактных цилиндров при угле охвата значительно больше чем 180° исключает искрение между проволокой и контактными цилиндрами.

По защитной трубке 5 подается ток в направлении, обратном току на рабочем участке проволоки, тем самым используется эффект близости и проволока на рабочем участке в защитной трубке имеет более высокое электрическое сопротивление,вследствие чего нагрев проволоки преимущественно происходит в защитной трубке. Кроме того, на рабочий участок требуется подавать более высокое напряжение при меньшем рабочем токе и, как следствие, при лучших условиях передачи тока от контактного ролика к проволоке.

Термообработка биметаллической проволоки медь-никель или других биметаллических проволок с покрытием из высокотемпературных металлов требует достижения высоких температур на рабочем участке установки. Так,для термообработки биметаллической проволоки медь-никель требуется температура порядка 65(^0.Водяной пар при таких температурах уже не является безокислительной средой,поэтому применяют более эффективную безокислительную среду: через верхнюю часть защитной трубки подается водород от установки, где в результате электрохимического разложения воды получают его в необходимых малых объемах в количестве 3-6 мм®/с, При этом между установкой электрохимического разложения воды и верхней частью защитной трубки установлен водяной затвор в соответствии с требованиями техники безопасности.

Воздушный осушитель по длине проволоки занимает относительно мало места, поэтому охлажденная водой проволока практически не успевает вновь нагреться до поступления ее на нижний контактный цилиндр. Кроме того, с этой же целью узлы охлаждения и воздушной сушки максимально приближены к точке касания проволоки с нижним контактным цилиндром на рас^ стоянии 10-12% длины рабочей зоны. Предлагаемое устройство повышает качество термообработки проволоки за счет улучшения стабильности процесса.

Claims (2)

1. т.е. между входным дополнительным ког1тактиыгл роликом и нижним контактным роликом разность потенциалов рав на нулю. Участок проволоки между вер хним контактным роликом и дополнител ным контактным роликом прин то называть участком предварительного нагре ва провопоки, точнее его следовало б назвать баластным, так как он на процесс отжига не оказывает вли ни . Мощность, выдел ема  на этом участке , обратно пропорциональна сопротивлению этого участка, поэтому этот участок конструктивно выполн ют значительно большей длины,, чем рабочий, что усложн ет конструкцию установки. Через верхний кюнтактный ролик поступает ток как на рабочий участок, так и на участок предварительного нагрева проволоки, что усугубл ет эррозионные процессы, на верхнем кон тактном ролике. . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  установка , состо ща  из электроконтакт ных роликов, направл ющих роликов, защитной трубки с торцовыми уплотнени ми , узел охлаждени  и сушки 2. Контактные ролики имеют прижимы и поэтому.проволока относительно них смещатьс  не может. При работеустановки проволока на рабочем участке и на участке предварительного нагрев нагреваетс , удлин етс  и поэтому необходимо ее нат гивать компенсатором , чт9бы она не спадала с-многочис ленных роликовjтем более,что на рабочем участке проволока резко снижает свою прочность, поэтому компенсатор требуетс  настраивать достаточно тонко, чтобы проволока при нагреве не прослабл лась и не выт гивалась . К тому же рабоча  зона имеет восход щий и нисход щий участок, а па-рапровод ща  трубка расположена только на нисход щем участке.Следовательно ,-установка достаточно сложна и не обеспечивает стабильного технологического процесса отжига. Цель изобретени  - повышение качества термообработки проволоки за счет улучшени  стабильности процесс а также исключение электррэррозионных  влений и надиров на ее поверхности . Указанна  цель достигаетс  тем, что установка, включающа  электроконтактные элементы, направл ющие ролики, трубку дл  подвода защитного газа с торцовыми уплотнени ми,узлы охлаждени  и сушки, снабжена расположенным на вход щем участке тран сформатором и установленными по обе им сторонам от него направл ющими роликами, между которыми размещен сердечник трансформатора, причем на пр жение на вторичной обмотке трансформатора равн етс  рабочему напр ению установки как по фазе, так по величине. Электрокоитактные элементы сгрупированы с направл ющими роликами, расположены в одной плоскости один под другим и выполнены.в виде гладких цилиндров, причем верхний цилиндр выполнен в виде электри:ески изолированных частей. Узлы охлаждени  и сушки расположены на рассто нии 10-12% длины выход щего участка установки от точки касани  проволоки с нижним контактным элементом. Защитна  трубка подсоединена к источнику электрического тока. На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - трубка, создающа  безокислительную атмосферу в рабочей зоне; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Установка дл  термообработки проволоки включает нижний контактный цилиндр 1, направл ющие ролики 2,верхний контактньзй цилиндр 3, и электрически изолированную часть 4, трубку 5 дл  защиты проволоки от окислени  на рабочем участке отжига, узлы охлаждени  б и сушки 7, магнитопровод трансформатора 8, направл ющие ролики 9, вод ной затвор 10, ванночки охладител  11, мундштук 12 с вод ным затворам 13., Установка работает следующим образом . От датчика проволока поступает на нижний электроконтактный цилиндр 1, по восход щей ветви проходит р д роликов , образу  вторичную обмотку трансформатора , напр жение на которой равуо рабочему напр жений между верхним ,и нижним контактными цилиндрами,как по фазе, так и по величине.Затем проволока многократно поступает на верхний контактный цилиндр 3 и направл ющий ролик 2, имеющий одинаковые диаметры канавок. С верхнего контактного цилиндра 3 проволока проходит сквозь защитную трубку 5,охладитель б и узел 7 сушки,снова многократно поступает на нижний контактный цилиндр 1 и направл ющий ролик 2,имеющий также одинаковые диаметры канавок . Далее проволока по восход щей ветви поступает на часть 4 верхнего контактного цилиндра 3, электрически изолированную от остальной его части, и на приемник. По восход щему участку проволоки на выходе ток не проходит, так как последн   поступает на часть 4 верхнего цилиндра 3, электрически изолированную от той части цилиндра,куда подводитс  ток. Поэтому потенциал .проволоки на выходе равен потенциалу нижнего контактного цилиндра,т.е. равен потенциалу проволоки а входе . Восход щий участок проволоки на выходе, проход  р д роликов,образует вторичную обмотку трансформатора напр жение на которой равно рабочем напр жению между верхним и нижним контактным цилиндром как по фазе,та и по величине. На этом участке ток 6 проволоке равен нулю, поэтому этот у.часток остаетс  холодным, хот   он и находитс  под рабочим напр жением . Такимобразом в данной установке избавл ютс  от участка пред варительного нагрева проволоки. Рабочий участок проволоки (нисхо д щий участок) проходит в трубке 5, котора  имеет в нижней части вод ной затвор 10 ванночки охладител  11,а в верхней части мундштук 12 с вод ным затвором 13. Поскольку каждый контактный цилиндр имеет строго одинаковый диамет по всей длине, направл ющие ролики имеют одинаковые диаметры канавок, силы трени  между роликами,цилиндрами и проволокой обеспечивают строго посто нную линейную скорость рабоче .го участка проволоки и двух восход щих ветвей, которые воспринимаиот наГЕуз-ку при перемещении проволоки от отдатчика к приемнику. При такой схеме движени  проволоки контактные цилиндры привод тс  во врсццение холодной проволокой, поэтому отжигаема  проволока не проскальзывает относительно контактных цилин дров . Многократное огибание проволокой контактных цилиндров при угле охвата значительно больше чем 180 исключает искрение между проволокой и контактными цилиндрами. По защитной трубке 5 подаетс  ток в направлении, обратном току на рабочем участке проволоки, тем самым используетс  эффект близости и проволока на рабочем участке в защитной трубке имеет более высокое электрическое сопротивление,вследствие чего нагрев проволоки преимущественно происходит в защитной трубке. Кроме того, на рабочий участок требуетс  подавать более высокое напр жение при меньшем рабочем токе и, как следствие, при лучших услови х передачи тока от контактного ролика к проволоке. Термообработка биметаллической проволоки медь-никель или других биметаллических проволок с покрытием из высокотемпературных метешлов требует достижени  высоких температур на рабочем участке установки. Так,дл  термообработки биметаллической проволоки медь-никель требуетс  температура пор дка .Вод ной па при таких температурах уже не  вл ет с  безокислительной средой,поэтому примен ют более эффективную безокислительную среду; через верхнюю часть защитной трубки подаетс  водород от установки, где в реэулпт те электрохимического разложени  воды получают его в необходил«лх малн-с объемах в количестве 3-6 . При этом между установкой электрохимического разложени  воды и верхней частью защитной трубки установлен вод ной затвор в соответствии с требовани ми техники безопасности. Воздушный осушитель по длине проволоки занимает относительно мало места, поэтому охлажденна  водой проволока практически не успевает вновь нагретьс  до поступлени  ее на нижний контактный цилиндр. Кроме того, п этой же целью узлы охлаждени  и воздушной сушки максимально приближены к точке касани  проволоки с нижним Контактным цилиндром на рас- сто нии 10-12% длины рабочей зоны. Предлагаемое устройство повышает качество термообработки проволоки за счет улучшени  стабильности процесса. Формула изобретени  1.Установка дл  термообработки проволоки, включающа  электроконтактные элементы, направл ющие ролики, трубку дл  защитного газа с торцевыми уплотнени ми,узлы охлаждени  и ( сушки, отличающа с  тем, что,с целью повышени  качества термообработки проволоки за счет улучшени  стабильности процесса, она снабжена расположенным на вход щем участке Трансформатором и установленными по обеим сторонам от него направл ющими роликами, между которыми размещен сердечник трансформатора . 2.Установка по п.1, отличающа  с   тем, что электроконтактные элементы сгруппированы с направл ющими роликами, расположены в одной плоскости один под другим и выполнены в виде гладких цилиндров причем верхний цилиндр выполнен в виде электрически изолированных частей .. 3.Установка по пп. 1 и 2, о т личающа с  тем, что узлы охлаждени  и сушки расположены на рассто нии 10-12% длины выход щего участка установки от точки касани  проволоки с нижним контактным элементом . 4.Установка по пп. 1 - 3, о тличающа с  тем, что трубка дл  защитного газа подсоединена к источнику электрического тока. Источники информации/ прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 2976397, л. 219 - 155, 1961.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 209503, кл. С 21 D 1/40, 1966.

   те

   b

   2

   i

   9 9

   т

   Г I

   fpui.l

   9иг,2