WO2011094775A1 - Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten Download PDF

Info

Publication number
WO2011094775A1
WO2011094775A1 PCT/AT2011/000039 AT2011000039W WO2011094775A1 WO 2011094775 A1 WO2011094775 A1 WO 2011094775A1 AT 2011000039 W AT2011000039 W AT 2011000039W WO 2011094775 A1 WO2011094775 A1 WO 2011094775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
furnace
shaft
module
water bath
sections
Prior art date
Application number
PCT/AT2011/000039
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Barta
Hans-Peter Pichler
Original Assignee
Cpa Computer Process Automation Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cpa Computer Process Automation Gmbh filed Critical Cpa Computer Process Automation Gmbh
Priority to CN201180008517.XA priority Critical patent/CN102782164B/zh
Priority to CA2787403A priority patent/CA2787403C/en
Priority to EP11702388.7A priority patent/EP2531624B1/de
Priority to JP2012551438A priority patent/JP5764833B2/ja
Publication of WO2011094775A1 publication Critical patent/WO2011094775A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/561—Continuous furnaces for strip or wire with a controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5732—Continuous furnaces for strip or wire with cooling of wires; of rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity for treating continuous lengths of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types

Definitions

  • the invention relates to a furnace for heat treating at least one elongated, in particular metallic article such as one or more wires, in particular steel wires, in a continuous process, comprising a kiln inlet and a kiln outlet and one or more furnace sections which extend between the kiln inlet and the kiln outlet and form a first shaft , wherein in the furnace, in particular in the first shaft, in each case one or more heating elements for adjusting a temperature in the furnace sections or are arranged and wherein the elongated, in particular metallic object along the first shaft is transportable.
  • a furnace for heat treating at least one elongated, in particular metallic article such as one or more wires, in particular steel wires
  • the invention relates to a module for heat treating at least one elongated, in particular metallic article in the continuous process, such as one or more wires, in particular steel wires, wherein the module has a module inlet and a module outlet and a water bath therebetween and then a holding line with one or more heating devices having.
  • the invention relates to a device for heat treating at least one elongated metallic object, such as one or more wires,
  • the invention relates to a method for heat treating at least one elongated metallic object, such as one or more wires, in particular steel wires, in a continuous process, wherein the metallic object is passed through a furnace and a subsequent module with a water bath and a holding path to a structure of the set metallic object.
  • Continuous flow method in this context means that the at least one elongated metallic object, for example a metallic wire such as a steel wire or a metallic strip such as a steel strip, is withdrawn from an unwinding device and passed through a device for heat treatment.
  • the elongated metallic object to be treated be converted into a microstructure which may be particularly suitable for further processing.
  • steel wires for example, it is known to perform a heat treatment to obtain steel wires having a pearlitic structure, especially for high carbon steel wires having a carbon content of about more than 0.5 to 1.0 percent by weight.
  • a steel wire is first passed through a furnace to austenitise the steel wire and then quenched in a module separate from the furnace to a temperature in the perlite nose region of the structure before the steel wire is maintained at a temperature of about 550 ° C Structure in perlite without the formation of martensite to ensure (EP 0 524 689 A1 or
  • Furnaces for austenitizing a steel wire generally have a plurality of heating elements, for example in the form of gas burners, with which a wire, in particular steel wire, possibly also several bundles of parallel steel wires, are heated to or above an austenitizing temperature, so that an adjustment of the Microstructure can be done in the manner described above.
  • modules that are used in connection with stoves for austenitizing steel wires have the disadvantage that, in particular for large wire diameters, several water baths must be provided, which are to be switched alternately with air cooling zones, which also has a large length or a considerable space requirement requires. From the disadvantages of the prior art it also follows that a device comprising a combination of a furnace for austenitizing, for example, one or more steel wires and a downstream module for the purpose of structural adjustment, requires a considerable amount of space.
  • the object of the invention is to provide a furnace of the type mentioned, which builds shorter than the stoves specified in the prior art and with the in a simple manner an elongated, in particular metallic object such as a steel wire
  • Another object of the invention is to provide a module of the type mentioned above, which allows a setting of a desired structure, for example, a steel wire along a short distance, if it has previously been heated to or above an austenitizing temperature.
  • a still further object of the invention is to provide a device of the type mentioned, which builds short.
  • a desired texture is adjustable.
  • the object is achieved in that in a furnace of the type mentioned at least a second, standing with the first shaft shaft and at least one fan is provided, with which an in-furnace atmosphere in the circulation along the first shaft and the second Schachtes is revolvable.
  • An advantage achieved with a furnace according to the invention is in particular that it can be used in a short design.
  • the first shaft and the second shaft together form a circuit along which the fan provided in the furnace atmosphere or circulating air is continuously circulated feasible. It can For example, in a heat treatment of steel wires, the atmosphere in the same or countercurrent over the steel wires are guided, for example with a
  • the heating element or elements may be provided in the first and / or second shaft. In general, it is an efficient warming and targeted hiring of
  • An oven according to the invention is preferably used in patenting steel wires for heating the steel wires at or above an austenitizing temperature, but can also be used in other heat treatment methods such as quenching, diffusing or stress relief annealing, optionally followed by suitable auxiliary equipment, for.
  • the at least one fan can in principle be positioned at any position of the furnace. It is preferably provided that the fan is arranged closer to the oven outlet than the oven inlet, because a circulation of the oven located
  • Atmosphere usually against a transport direction of a material to be treated or is circulated in countercurrent and a temperature load for the fan in the region of the furnace outlet is lower than in the region of the kiln inlet. It is also possible that several fans with several partial circuits for circulation of the
  • any heating elements may be provided, for. B. electrical heating elements.
  • the heating elements are arranged along the first shaft.
  • the heating elements may be gas burners with which normal or transverse to the transport direction of the material to be treated hot
  • Combustion gas can be supplied. While the power supply across carried into the first shaft at different positions to the elongated object, is improved by the circulation of the atmosphere at a higher speed, for example, 15 to 25 ms "1 convection, so that a total of a rapid heating of the material to be treated is given.
  • the furnace may have at least one exhaust outlet through which excess furnace exhaust air can escape.
  • gas burners are provided, they are preferably
  • Combustion gases is usable and preferably in addition to the
  • Recuperation burners supplied combustion air is preheated to 130 ° C to 250 ° C.
  • the furnace advantageously has a device for
  • Supplied or gas burners supplied combustible gases can
  • one or more furnace sections may be provided, in each of which one or more heating elements are arranged. It is advantageously provided that the furnace has a plurality of furnace sections in which the temperatures can be set separately.
  • the background is that, for example, in the case of a heat treatment of steel wires, the steel wires in the area of the kiln inlet are cold and therefore a higher temperature is required in the first kiln section than in the following
  • the first shaft has recesses for deflecting the circulated atmosphere.
  • the atmosphere in the furnace is circulated not only, for example, in countercurrent to the good carried out, but also takes place selectively a Queranströmung the Guts performed, which favors a rapid warming of the Guts and ultimately a short construction of the furnace.
  • the same or similar acting means can be provided. It is possible, for example, to execute the first shaft above and below in cross-section with straight side walls, but at one or more positions to arrange deflecting plates, which ensure similar to the indentations deflecting the circulated atmosphere to the moving or carried Good out. In general, any means are suitable for redirecting the circulated
  • the indentations With respect to the indentations, it would in principle be optimal if they had an inflow side angle of about 90 °, which, however, is not practicable in view of the simultaneous circulation of the atmosphere, for example in direct current. However, the desired effects can also be achieved in a practical manner, if the indentations on the inflow side about an angle of 30 ° to 60 °. The same applies if instead of the recesses equal or similar acting means are provided. It is particularly preferred with regard to a not only short, but also low construction, when the first shaft is horizontal and the at least one second shaft is arranged directly below the first shaft. It is understood that the two shafts, as far as they are not directly connected, are separated by an intermediate element, so that a circulation of the atmosphere in a cycle is possible. For example, the two shafts through
  • the furnace is preferably designed so that the first shaft and the at least one second shaft in the region of the kiln inlet and the kiln outlet merge into each other, so that the atmosphere in the furnace can be circulated in the circuit. In the remaining areas, the shafts are separated as mentioned.
  • manhole should extend at least over 65%, preferably at least over 75%, of the length of the furnace.
  • the furnace is used for diffusion processes, it may be expedient that at least the first shaft does not extend to the furnace outlet, but ends before, so that between one end of the first shaft and the furnace outlet still a holding zone with heating elements for subsequent heat treatment can be integrated.
  • one or more heat exchangers for utilizing waste heat from the furnace and the recuperation burners are preferably provided.
  • the waste heat can be used, for example, for heating drying ovens.
  • the gas burners, in particular recuperation burners supplied fresh air can be preheated by means of heat exchangers from the flue gas, z. B. by guiding an acid-resistant supply air duct made of stainless steel in an exhaust outlet or chimney.
  • Heat exchange surfaces is possible. Since a gas / air mixture also remains constant during partial load operation in the composition, a ratio of exhaust gas amount to Supply air quantity constant and there are only small shifts in the combustion air temperature and the chimney outlet temperature from the changed flue gas temperature and the Schundbelastung the heat exchanger surface due to the lower flow rate.
  • An oven according to the invention may for example be completely or exclusively bricked. However, it is preferred that the furnace is bricked only up to a certain height, but is formed on the head side with a releasably attached panel. This makes it possible to open the oven in case of incidents or service or maintenance and to perform without major problems in the interior of the same work.
  • Insulation arranged so that the oven is well insulated against an environment similar to an exclusively brick oven.
  • the further object of the invention is achieved by a module of the type mentioned, in which the water bath is variably adjustable in length and the holding distance to the water bath is correspondingly extended or shortened.
  • a module according to the invention offers great flexibility, since the water bath can be variably adjusted in length so that the dimensions of a material to be treated can be taken into account or a desired cooling can be set starting from an austenitizing temperature. It has proved to be sufficient even with larger dimensions of steel wires, if only a single water bath is provided, followed by a holding line connects, in which the material to be treated is kept at a certain temperature to the
  • the holding path is correspondingly extendable or shortenable to the water bath, so that the material to be treated after leaving the water bath can always be performed in a defined atmosphere.
  • the water bath is expediently elongated.
  • Trained sections As a result, it is possible, for example, for a plurality of bundles of steel wires of different dimensions to be passed through the module in parallel for the purpose of heat treatment, without having to forego the advantages set out above.
  • a plurality of supply lines and optionally at least one discharge line for adjusting a cooling medium can be provided along the length of the water bath or the sections thereof.
  • the module is completed and the length of the water bath or the sections thereof from the outside in particular manually adjustable and / or automatically controlled. This makes it possible to change the length of the water bath accordingly when changing a dimensioning of treated material easily.
  • the length of the water bath or the sections thereof with individual segments is infinitely or discretely adjustable, wherein a distance of the segments from the module inlet to the module outlet decreases in particular logarithmically. This allows almost any dimensions of
  • the further object of the invention is achieved by a device of the type mentioned, comprising a furnace according to the invention and a module according to the invention.
  • a device according to the invention comprising a furnace according to the invention and a module according to the invention.
  • An advantage achieved with a device according to the invention can be seen in the fact that it builds short or compact and therefore allows, for example, a patenting of steel wires or generally the setting of a desired structure of a property to be treated along a short distance. It is preferably provided that the furnace is connected airtight with the module inlet of the module and its water bath. This ensures that the material to be treated, leaving the oven at a relatively high temperature, does not come into contact with an uncontrolled atmosphere prior to immersion in the water bath.
  • a retraction device with reels and at least one band is provided, wherein the at least one band passes through the device and is preferably arranged in a lateral region thereof.
  • the band which remains permanently positioned in the device, is advantageously made of a high temperature resistant alloy.
  • the further object of the invention is achieved by a method of the type mentioned, in which an atmosphere in the furnace is continuously circulated in a circuit.
  • a method according to the invention is particularly advantageous that the convection of the atmosphere in the oven good convection is achieved so that a good to be treated can be heated along a relatively short distance to a desired temperature before the material is immersed in a water bath.
  • the atmosphere is circulated at a rate of up to 50 ms "1 , preferably 15 to 25 ms " 1 to the desired
  • the atmosphere is circulated in countercurrent to the transport direction of the elongate metallic object. Nevertheless it is provided that the atmosphere is circulated in countercurrent to the transport direction of the elongate metallic object. Nevertheless it is provided.
  • the elongate metallic article be in a controlled atmosphere from the oven into the module to prevent unwanted contact with an uncontrolled atmosphere.
  • the elongate metallic article is preferably cooled in the water bath by film boiling, as is known per se from the prior art.
  • a suitable additive is added to the water bath.
  • water or additive is metered in via a metering unit and an associated control circuit in order to keep an additive content in the water bath constant or within predetermined limits while maintaining a constant coolant temperature.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a furnace in a side view
  • FIG. 2 shows a cross section of the furnace according to FIG. 1 normal to its longitudinal axis
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a furnace
  • FIG. 4 shows a cross section of the furnace according to FIG. 3 normal to its longitudinal axis
  • FIG. 5 shows a module comprising a water bath and a holding line
  • Fig. 6 is a schematic representation of a Einzieh raised in a side view
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the retraction device according to FIG. 6 in plan view
  • FIG. Fig. 8 is a schematic representation of a furnace.
  • a first variant of a furnace 1 according to the invention is shown.
  • the furnace 1 is elongate and has a kiln inlet 3 or kiln outlet 4 at the end.
  • the furnace 1 can be part of a device for heat treatment, in particular patenting, of steel wires.
  • the steel wires are introduced in bundles in the region of the kiln inlet 3 and leave the kiln 1 in the region of the kiln outlet 4.
  • the kiln 1 comprises a masonry base, which is surrounded on the outside by a housing and carries a structure.
  • the structure comprises a further part of
  • a first shaft 8 is formed in the lower part of the furnace 1, a first shaft 8 is formed.
  • a second shaft 9 is formed in the upper part of the furnace 1 or construction.
  • the first shaft 8 and the second shaft 9 extend substantially along an entire length of the furnace 1 and parallel to each other.
  • the first shaft 8 and the second shaft 9 are connected to each other so that an atmosphere in the furnace 1 can be circulated in the circulation.
  • Steel wires for example, for the purpose of heating on or over a
  • Austenitizing be performed by the first shaft 8 and heated in this means not shown by means for heating, are brought along a relatively short distance to the desired temperature.
  • the second shaft 9 is as shown in construction and arranged above the first shaft 8. But it is also possible that the second shaft 9 is positioned next to the first shaft 8 or runs outside the enclosure.
  • a second preferred variant of a furnace 1 is shown.
  • the furnace 1 in turn has a kiln inlet 3 and a furnace outlet 4. Both the kiln inlet 3 and the kiln outlet 4 are closed by an open flap or
  • the furnace 1 is elongated and has a plurality of furnace sections 5. In each of
  • Oven sections 5 are each a plurality of heating elements 6 in the form of gas burners, in particular recuperation burners provided.
  • the gas burners are fed via a central main gas line with a combustible gas and combustion air. Nevertheless, it is also possible that the individual gas burners are fed separately.
  • the furnace 1 is formed with a first shaft 8, along which a wire 2 or one or more bundles of wires 2 can be guided.
  • suitable wire guides are provided below the first shaft 8, three further, second shafts 9 are arranged. The first shaft 8 is from the second wells 9 along a
  • the first shaft 8 is in each case via a rounding in the second wells 9, wherein the curves in the area of a Transport direction R of the wire 2 or optionally one or more bundles of parallel wires 2 are interrupted.
  • Substantially given separation of the first shaft 8 from the second shafts 9 can be effected in a simple manner by ceramic elements 14, which extend over a width of the first shaft 8.
  • a plurality of first shafts 8 may be provided, which merge into a single second shaft 9 or a plurality of separate second shafts 9. Since the ceramic elements 14 are formed as thin as possible in the rule, a masonry 13 also includes webs, so that the
  • the ceramic elements are supported laterally from the masonry 13 and at the same time rest on the webs. This ensures that the ceramic elements 14 can withstand the given mechanical stresses even with a thin design. This also leads to training with three second shafts 9, although only a second shaft 9 may be present. It is also possible that the webs are formed only in sections.
  • the masonry 13 extends over the height of the second shaft 8 and carries components 12 which at least partially define the first shaft 8 together with the ceramic elements 14, and a removable insulation 16.
  • a releasably attached panel 15 is arranged on the head side .
  • the combination of detachably mounted panel 15 in the head-end area and the removable insulation 16 arranged underneath allows the furnace 1 to be opened from above, for example for service or maintenance work, which is not possible with exclusively bricked furnaces.
  • a fan 7 is arranged in that end region of the furnace 1, which is adjacent to the Ofenauslass 4. With the fan 7 can be located in the furnace 1 atmosphere along the first
  • Shaft 8 and the second shafts 9 are circulated in the circulation, in countercurrent to the transport direction R, as indicated in Fig. 3 by a plurality of arrows.
  • the first shaft 8 indentations 10, so that the atmosphere or circulating air
  • the furnace 1 is not only designed in a short design, but also highly energy efficient, especially since the first shaft 8 is separated from the second wells 9 only by the ceramic elements 14, which consist for example of cordierite. In addition, since gases can be introduced into the first shaft 8 to z. B. the atmosphere or
  • Recuperation burner can be adjusted.
  • a so-called low-load operation is possible because even at low loads by the intended
  • Circulation of the circulating air sufficient heating of a wire 2 or
  • a module 17 can be seen, which has a water bath 18 and a holding section 19, wherein the holding section 19 connects to the water bath 18.
  • the module 17 has a module inlet 20 and a module outlet 21, which are each arranged at the end.
  • the module inlet 20 closes in a device for patenting
  • Water bath 18 dips.
  • a crank can be provided on the outside, with which a weir is continuously adjustable.
  • the water bath 18 is divided into individual segments, which can be flooded as needed or a required length of a cooling section.
  • the water bath 18 has a plurality of parallel, independently controllable sections, wherein each of the sections is variable in length.
  • the holding path 19 is formed with a plurality of independently operable holding zones, each comprising one or more heating devices. In the individual holding zones is through the
  • Heaters each have a temperature adjustable, for example in the range of 500 ° C to 600 ° C, as may be required for a patenting of steel wires. Surprisingly, it has been found that a single water bath 18 in combination with a holding section 19 with a plurality of temperature-controlled holding zones for a
  • the holding path 19 is formed according to a length adjustability of the water bath 18 with correspondingly extendible or shortenable elements. These elements may for example be designed in the form of extendable panels, which also have insulation on the inside. It is also possible that the holding section 19 is partially or completely telescopically extendable at the end adjoining the water bath 18 end. By this constructive measures it is ensured that the wire 2 when leaving the water bath 18 - regardless of a length of the same - is immediately feasible in a temperature-controlled zone without an uncontrolled or uncontrollable gap is given.
  • a retracting means 22 which may be provided in connection with an apparatus comprising a furnace 1 and an adjoining module 17, in particular when the apparatus is used for the heat treatment of steel wires.
  • the retraction device 22 has two reels 23, 24, on each of which a band 25 is laterally rolled up. Both reels 23, 24 are provided with a motor so that the belts 25 can be moved in one direction or the other as required.
  • the entire retractor 22 may be more integral as mentioned
  • the bands 25 of the retraction device 22, which extend through the furnace 1 and the module 17, are arranged laterally, in particular laterally in the first shaft 8 in the case of a furnace 1 according to FIG. a module 17 shown in FIG. 5. Since the bands 25 only a small
  • the bands 25 are expediently to withstand the high temperatures of a high temperature alloy. Basically, the bands 25 are wound as much as possible on the reel 23. Only one end of the bands 25 is connected to the reel 24 in connection. When starting a production, a so-called preference is attached to the bands 25, with which ultimately the wires 2 can be introduced into the device. The advantage must be transported through the entire device for this purpose by the tapes 25 are wound on the reel 24 with the preference attached thereto. If the preference is passed through the device, the wires 2 can subsequently be pulled in. In this regard, there is still one equipped with a motor Auxiliary winder 26 is provided on the already performed wires 2 or wire bundles can be temporarily wound. The wires 2 are then kept moving until they are welded by the auxiliary winder 26, and disadvantageous wire stops in the furnace 1 can be avoided.
  • FIG. 8 shows a further variant of a furnace 1 according to the invention in a highly schematized form.
  • the furnace 1 is designed as a diffusion furnace and has one or more fans 7, preferably two fans 7, on. With the fans 7 circulating air is circulated along the first shaft 8 and the two second shafts 9, in countercurrent to a guided through the furnace 1 wire 2.
  • the second shafts 9 components are arranged for heating, preferably electric or gas-heated heating elements, z. B. electrical heating coil.
  • the furnace 1 is formed on the inlet side with a zone in which the passed wire 2 is vertically applied with a heat medium, so that the wire 2 is brought quickly or along a short distance to temperature. In the subsequent zone of the wire 2 only needs to be kept at temperature, which is achieved by the circulation of the atmosphere with the fans 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ofen (1) zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen, insbesondere metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren, aufweisend einen Ofeneinlauf (3) und einen Ofenauslauf (4) sowie einen oder mehrere Ofenabschnitte (5), die sich zwischen Ofeneinlauf (3) und Ofenauslauf (4) erstrecken und einen ersten Schacht (8) bilden, wobei im Ofen (1), insbesondere im ersten Schacht (8), jeweils ein oder mehrere Heizelemente (6) zur Einstellung einer Temperatur in dem oder den Ofenabschnitten (5) angeordnet sind und wobei der längliche, insbesondere metallische Gegenstand entlang des ersten Schachtes (8) transportierbar ist. Erfindungsgemäß ist zumindest ein zweiter, mit dem ersten Schacht (8) in Verbindung stehender Schacht (9) und zumindest ein Ventilator (7) vorgesehen, mit dem eine im Ofen (1) befindliche Atmosphäre im Kreislauf entlang des ersten Schachtes (8) und des zweiten Schachtes (9) umwälzbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Modul zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen, insbesondere metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren sowie eine Vorrichtung mit einem Ofen (1) und einem derartigen Modul und ein Verfahren zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Wärmebehandeln von Stahldrähten
Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen, insbesondere metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte, insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren, aufweisend einen Ofeneinlauf und einen Ofenauslauf sowie einen oder mehrere Ofenabschnitte, die sich zwischen Ofeneinlauf und Ofenauslauf erstrecken und einen ersten Schacht bilden, wobei im Ofen, insbesondere im ersten Schacht, jeweils ein oder mehrere Heizelemente zur Einstellung einer Temperatur in dem oder den Ofenabschnitten angeordnet sind und wobei der längliche, insbesondere metallische Gegenstand entlang des ersten Schachtes transportierbar ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Modul zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen, insbesondere metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte, insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren, wobei das Modul einen Moduleinlauf und einen Modulauslauf sowie dazwischen ein Wasserbad und daran anschließend eine Haltestrecke mit einer oder mehreren Heizeinrichtungen aufweist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte,
insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte, insbesondere Stahldrähte, im Durchlaufverfahren, wobei der metallische Gegenstand durch einen Ofen und ein daran anschließendes Modul mit einem Wasserbad und einer Haltestrecke geführt wird, um ein Gefüge des metallischen Gegenstandes einzustellen.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Vorrichtungen zur Wärmebehandlung eines oder mehrerer länglicher metallischer Gegenstände, insbesondere eines oder mehrerer Drähte wie Stahldrähte, im Durchlaufverfahren einzusetzen. Durchlaufverfahren bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der zumindest eine längliche metallische Gegenstand, beispielsweise ein metallischer Draht wie ein Stahldraht oder ein metallisches Band wie ein Stahlband von einer Abwickelvorrichtung abgezogen und durch eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln geführt wird. Bei der Wärmebehandlung kann insbesondere beabsichtigt sein, dass der zu behandelnde längliche metallische Gegenstand in ein gegebenenfalls für weitere Bearbeitungen besonders geeignetes Gefüge überführt wird. Für Stahldrähte ist es beispielsweise bekannt, eine Wärmebehandlung durchzuführen, um Stahldrähte mit einem perlitischen Gefüge zu erhalten, insbesondere für hochgekohlte Stahldrähte mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa mehr als 0,5 bis 1 ,0 Gewichtsprozent. Diesbezüglich wird ein Stahldraht zuerst durch einen Ofen zum Austenitisieren des Stahldrahtes geführt und anschließend in einem vom Ofen gesonderten Modul auf eine Temperatur im Bereich der Perlitnase des Gefüges abgeschreckt, ehe der Stahldraht auf einer Temperatur von etwa 550 °C gehalten wird, um die Umwandlung des Gefüges in Perlit ohne die Bildung von Martensit sicherzustellen (EP 0 524 689 A1 oder
EP 0 216 434 A1).
Öfen zur Austenitisierung eines Stahldrahtes weisen in der Regel mehrere Heizelemente, beispielsweise in Form von Gasbrennern auf, mit welchen ein Draht, insbesondere Stahldraht, gegebenenfalls auch mehrere Bündel von parallel geführten Stahldrähten, auf bzw. über eine Austenitisierungstemperatur erwärmt werden, damit nachfolgend eine Einstellung des Gefüges in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgen kann.
Aus der EP 0 524 689 A1 ist eine Kombination eines Ofens zum Austenitisieren sowie eines daran anschließenden Moduls zum Abschrecken bzw. Einstellen eines Gefüges eines Stahldrahtes bekannt geworden, wobei jedoch insbesondere bei großen
Dimensionen eines Stahldrahtes mehrere Wasserbäder, die alternativ mit Luftkühlzonen geschaltet sind, vorgesehen werden müssen. Öfen zum Austenitisieren von Stahldrähten oder anderen länglichen metallischen
Gegenständen weisen unter anderem den Nachteil auf, dass die Öfen relativ lang bauen, somit einen großen Platzbedarf erfordern.
Ähnlich weisen Module, die im Zusammenhang mit Öfen zum Austenitisieren von beispielsweise Stahldrähten eingesetzt werden, den Nachteil auf, dass insbesondere bei großen Drahtdurchmessern mehrere Wasserbäder vorgesehen sein müssen, die abwechselnd mit Luftkühlzonen zu schalten sind, was ebenfalls eine große Baulänge bzw. einen erheblichen Platzbedarf erfordert. Aus den Nachteilen des Standes der Technik ergibt sich auch, dass eine Vorrichtung, die eine Kombination eines Ofens zum Austenitisieren beispielsweise eines oder mehrerer Stahldrähte sowie ein nachgeschaltetes Modul für den Zweck einer Gefügeeinstellung umfasst, einen erheblichen Platzbedarf erfordert.
Entsprechende Nachteile weisen auch Verfahren der eingangs genannten Art auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ofen der eingangs genannten Art anzugeben, der kürzer als im Stand der Technik angegebene Öfen baut und mit dem in einfacher Weise ein länglicher, insbesondere metallischer Gegenstand wie ein Stahldraht auf
Austenitisierungstemperatur oder eine andere Temperatur erwärmbar ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Modul der eingangs genannten Art anzugeben, das entlang einer kurzen Strecke eine Einstellung eines gewünschten Gefüges beispielsweise eines Stahldrahtes ermöglicht, wenn dieser vorher auf oder über eine Austenitisierungstemperatur erwärmt worden ist.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die kurz baut.
Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem entlang einer vergleichsweise kurzen Strecke ein gewünschtes Gefüge einstellbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Ofen der eingangs genannten Art zumindest ein zweiter, mit dem ersten Schacht in Verbindung stehender Schacht und zumindest ein Ventilator vorgesehen ist, mit dem eine im Ofen befindliche Atmosphäre im Kreislauf entlang des ersten Schachtes und des zweiten Schachtes umwälzbar ist.
Ein mit einem erfindungsgemäßen Ofen erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass dieser in kurzer Bauweise einsetzbar ist. Der erste Schacht und der zweite Schacht bilden gemeinsam einen Kreislauf entlang dessen mit dem vorgesehenen Ventilator die im Ofen befindliche Atmosphäre bzw. Umluft ständig im Kreis führbar ist. Dabei kann beispielsweise bei einer Wärmebehandlung von Stahldrähten die Atmosphäre im Gleichoder Gegenstrom über die Stahldrähte geführt werden, beispielsweise mit einer
Geschwindigkeit von 15 bis 25 ms"1, was zu einer großen Konvektion führt. Aufgrund der Konvektion erfolgt eine gute Wärmeübertragung und daher rasche Erwärmung eines durch den Ofen geführten länglichen metallischen Gegenstandes. Dadurch ergibt sich eine kürzere Behandlungsstrecke und daher auch kürzere Bauweise als es bei einem Ofen ohne Umwälzung der Atmosphäre der Fall ist. Durch die Umwälzung ergibt sich auch eine bessere Regelbarkeit im Teillastbetrieb und die Atmosphäre im Ofen wird lastunabhängig.
Das oder die Heizelemente können im ersten und/oder zweiten Schacht vorgesehen sein. In der Regel ist es einer effizienten Erwärmung und gezielten Einstellung von
Temperaturen wegen zweckmäßig, das oder die Heizelemente im ersten Schacht anzuordnen.
Ein erfindungsgemäßer Ofen wird vorzugsweise beim Patentieren von Stahldrähten zur Erwärmung der Stahldrähte auf oder über eine Austenitisierungstemperatur eingesetzt, kann aber auch bei anderen Wärmebehandlungsverfahren wie Vergüten, Diffundieren oder auch Spannungsarmglühen Anwendung finden, wobei gegebenenfalls geeignete Zusatzeinrichtungen nachgeschaltet sind, z. B. ein Modul mit einem Kühlmittel bzw. einem Wasserbad beim Vergüten.
Der zumindest eine Ventilator kann grundsätzlich an einer beliebigen Position des Ofens positioniert sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ventilator näher zum Ofenauslauf als zum Ofeneinlauf angeordnet ist, weil eine Umwälzung der im Ofen befindlichen
Atmosphäre in der Regel entgegen einer Transportrichtung eines zu behandelnden Guts bzw. im Gegenstrom umgewälzt wird und eine Temperaturbelastung für den Ventilator im Bereich des Ofenauslaufes geringer ist als im Bereich des Ofeneinlaufes. Möglich ist es auch, dass mehrere Ventilatoren mit mehreren Teilkreisen zur Umwälzung der
Atmosphäre vorgesehen sind. Von Vorteil ist es dann auch, wenn in jedem Teilkreis über vorgesehene Zuleitungen ein oxidierendes oder reduzierendes Gas zuführbar ist, sodass eine prozessabhängige Atmosphäre aufrechterhalten werden kann. Als Heizelemente können beliebige Heizelemente vorgesehen sein, z. B. elektrische Heizelemente. Üblicherweise sind die Heizelemente entlang des ersten Schachtes angeordnet. Insbesondere können die Heizelemente Gasbrenner sein, mit welchen normal bzw. quer zur Transportrichtung des zu behandelnden Guts heißes
Verbrennungsgas zuführbar ist. Während die Energiezuführung in den ersten Schacht an verschiedenen Positionen quer zum länglichen Gegenstand erfolgt, wird durch die Umwälzung der Atmosphäre mit höherer Geschwindigkeit von beispielsweise 15 bis 25 ms"1 eine Konvektion verbessert, sodass insgesamt eine rasche Erwärmung des zu behandelnden Guts gegeben ist. Wenn Gasbrenner vorgesehen sind, kann der Ofen zumindest einen Abluftauslass aufweisen, durch welchen überschüssige Ofenabluft entweichen kann.
Sofern Gasbrenner vorgesehen sind, handelt es sich bevorzugt um
Rekuperationsbrenner, wobei Abwärme des Ofens zur Erwärmung von
Verbrennungsgasen nutzbar ist und vorzugsweise zusätzlich die den
Rekuperationsbrennern zugeführte Verbrennungsluft auf 130 °C bis 250 °C vorgewärmt wird. Alternativ können auch Kaltluftbrenner oder Warmluftbrenner mit einer
Zentralvorwärmung vorgesehen sein. Wenn Gasbrenner vorgesehen sind, weist der Ofen mit Vorteil eine Einrichtung zur
Messung eines Heizwertes eines verwendeten (Brenn-)Gases und eine Regeleinheit zur Regelung eines Volumenstroms einer den Gasbrennern zugeführten Verbrennungsluft auf. Gelieferte bzw. den Gasbrennern zugeführte verbrennbare Gase können
unterschiedliche Qualitäten aufweisen, was zu einer lokal unterschiedlichen Atmosphäre im Ofen führen kann. Dies ist in der Regel nicht erwünscht und wird durch diese
Einrichtung vermieden.
Grundsätzlich können ein oder mehrere Ofenabschnitte vorgesehen sein, in welchen jeweils ein oder mehrere Heizelemente angeordnet sind. Mit Vorteil ist vorgesehen, dass der Ofen mehrere Ofenabschnitte aufweist, in welchen die Temperaturen gesondert einstellbar sind. Hintergrund ist, dass beispielsweise bei einer Wärmebehandlung von Stahldrähten die Stahldrähte im Bereich des Ofeneinlaufes kalt sind und daher im ersten Ofenabschnitt eine höhere Temperatur erforderlich ist als in den nachfolgenden
Ofenabschnitten, in welchen der Stahldraht grundsätzlich bereits warm ist und lediglich eine homogene Temperaturverteilung in diesem sichergestellt werden soll. Diesbezüglich sind bevorzugt Regelkreise zur Temperatureinstellung in den Ofenabschnitten
vorgesehen. Dies erlaubt es, ein optimales Temperaturprofil im Ofen bzw. entlang der einzelnen Ofenabschnitte einzustellen. Bezüglich einer Einstellung eines
Temperaturprofils erweist es sich für viele Fälle als zweckmäßig, dass zwei bis zehn, insbesondere zwei bis sechs, Ofenabschnitte vorgesehen sind.
Um eine gute Konvektion der umgewälzten Atmosphäre in Bezug auf durchgeführtes Gut zu erreichen, kann auch vorgesehen sein, dass der erste Schacht Einbuchtungen zum Umlenken der umgewälzten Atmosphäre aufweist. Dadurch wird die im Ofen befindliche Atmosphäre nicht nur beispielsweise im Gegenstrom zum durchgeführten Gut umgewälzt, sondern erfolgt auch punktuell eine Queranströmung des durchgeführten Guts, was eine rasche Erwärmung des Guts und damit letztlich auch eine kurze Bauweise des Ofens begünstigt. Anstelle der Einbuchtungen können auch gleich oder ähnlich wirkende Mittel vorgesehen sein. Möglich ist es beispielsweise, den ersten Schacht oben und unten im Querschnitt mit geraden Seitenwänden auszuführen, an einer oder mehreren Positionen jedoch Umlenkplatten anzuordnen, die ähnlich den Einbuchtungen ein Umlenken der umgewälzten Atmosphäre zum bewegten bzw. durchgeführten Gut hin sicherstellen. Ganz allgemein eignen sich beliebige Mittel zum Umlenken der umgewälzten
Atmosphäre.
Hinsichtlich der Einbuchtungen wäre es grundsätzlich optimal, wenn diese anströmseitig einen Winkel von etwa 90° aufweisen würden, was allerdings im Hinblick auf die gleichzeitige Umwälzung der Atmosphäre beispielsweise im Gleichstrom nicht praktikabel ist. Die gewünschten Wirkungen können jedoch auch bereits in praktikabler Weise erreicht werden, wenn die Einbuchtungen anströmseitig etwa einen Winkel von 30° bis 60° aufweisen. Ähnliches gilt, wenn anstelle der Einbuchtungen gleich oder ähnlich wirkende Mittel vorgesehen sind. Besonders bevorzugt ist es im Hinblick auf eine nicht nur kurze, sondern auch niedrige Bauweise, wenn der erste Schacht waagrecht verläuft und der zumindest eine zweite Schacht unmittelbar unterhalb des ersten Schachtes angeordnet ist. Es versteht sich, dass die beiden Schächte, soweit diese nicht unmittelbar in Verbindung stehen, durch ein dazwischenliegendes Element getrennt sind, sodass eine Umwälzung der Atmosphäre in einem Kreislauf möglich ist. Beispielsweise können die beiden Schächte durch
dazwischenliegende keramische Platten weitgehend voneinander getrennt sein. Eine derartige Konstruktion bietet auch Vorteile im Hinblick auf einen effizienten
Wärmehaushalt beim Betrieb des Ofens.
Der Ofen ist bevorzugt so ausgebildet, dass der erste Schacht und der zumindest eine zweite Schacht im Bereich des Ofeneinlaufes und des Ofenauslaufes ineinander übergehen, sodass die im Ofen befindliche Atmosphäre im Kreislauf umgewälzt werden kann. In den übrigen Bereichen sind die Schächte wie erwähnt voneinander getrennt. Durch eine derartige Ausbildung kann die durch die Umwälzung der Atmosphäre erzielte Konvektionswirkung im gesamten Ofen ausgenutzt werden. Wenigstens der erste
Schacht sollte sich aus diesem Grund zumindest über 65 %, vorzugsweise zumindest über 75 %, der Länge des Ofens erstrecken. Wird der Ofen für Diffusionsverfahren eingesetzt, kann es jedoch zweckmäßig sein, dass sich zumindest der erste Schacht nicht bis zum Ofenauslauf erstreckt, sondern vorher endet, sodass zwischen einem Ende des ersten Schachtes und dem Ofenauslauf noch eine Haltezone mit Heizelementen zur nachfolgenden Wärmebehandlung integrierbar ist.
Im Hinblick auf einen effizienten Wärmehaushalt bzw. einen geringen Energieaufwand beim Betrieb des Ofens und allenfalls nachgeschalteter weiterer Einrichtungen sind bevorzugt ein oder mehrere Wärmetauscher zur Nutzung von Abwärme des Ofens und der Rekuperationsbrenner vorgesehen. Die Abwärme kann beispielsweise zur Beheizung von Trockenöfen genutzt werden. Alternativ zur Nutzung des Wärmeinhaltes von Abgas bzw. Rauchgas für externe Systeme wie auch z. B. Badheizungen oder Wärmekammern, kann den Gasbrennern, insbesondere Rekuperationsbrennern, zugeführte Frischluft mittels Wärmetauscher vom Rauchgas vorgewärmt werden, z. B. durch Führung eines säurebeständigen Zuluftkanals aus Edelstahl in einem Abluftauslass bzw. Kamin.
Dadurch reduzieren sich thermische Ofenverluste auf Wärmeverluste über einer
Gehäuseoberfläche des Ofens zum umgebenden Raum und einem Produkt aus Abgas- bzw. Rauchgasmenge mal der Differenz einer erforderlichen Mindestrauchgastemperatur am Kaminaustritt weniger der Zulufttemperatur mal der spezifischen Wärme. Auch eine Kombination aus externer und interner Nutzung des Rauchgases über
Wärmeaustauschflächen ist möglich. Da ein Gas-/Luftgemisch auch im Teillastbetrieb in der Zusammensetzung konstant bleibt, ist auch ein Verhältnis von Abgasmenge zu Zuluftmenge konstant und ergeben sich nur geringe Verschiebungen der Verbrennungslufttemperatur und der Kaminaustrittstemperatur aus der geänderten Rauchgastemperatur und der Heizflächenbelastung der Wärmetauscherfläche durch die geringere Strömungsgeschwindigkeit.
Ein erfindungsgemäßer Ofen kann beispielsweise vollständig bzw. ausschließlich gemauert sein. Bevorzugt ist es jedoch, dass der Ofen lediglich bis zu einer bestimmten Höhe gemauert ist, kopfseitig jedoch mit einer lösbar befestigten Verkleidung ausgebildet ist. Dies erlaubt es, bei Störfällen oder Service- bzw. Wartungsarbeiten den Ofen zu öffnen und ohne größere Probleme im Inneren desselben Arbeiten durchzuführen.
Unterhalb der lösbar befestigten Verkleidung ist in diesem Fall eine abnehmbare
Isolierung angeordnet, damit der Ofen ähnlich wie bei einem ausschließlich gemauerten Ofen gut gegen eine Umgebung isoliert ist. Das weitere Ziel der Erfindung wird durch ein Modul der eingangs genannten Art erreicht, bei dem das Wasserbad in der Länge variabel einstellbar ist und die Haltestrecke zum Wasserbad hin korrespondierend verlängerbar bzw. verkürzbar ist.
Ein mit einem erfindungsgemäßen Modul erzielter Vorteil ist darin zu sehen, dass dieses relativ kurz ausgebildet sein kann und dennoch beispielsweise beim Patentieren von Stahldrähten mit einem Durchmesser von bis zu 10 mm ein gewünschtes Gefüge einstellbar ist. Das Modul bietet darüber hinaus eine große Flexibilität, da das Wasserbad in der Länge variabel einstellbar ist, sodass den Dimensionen eines zu behandelnden Guts Rechnung getragen werden kann bzw. von einer Austenitisierungstemperatur ausgehend eine gewünschte Abkühlung einstellbar ist. Es hat sich auch bei größeren Dimensionen von Stahldrähten als ausreichend erwiesen, wenn bloß ein einziges Wasserbad vorgesehen ist, an das eine Haltestrecke anschließt, in welcher das zu behandelnde Gut auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird, um die
Gefügeumwandlung zu vervollständigen. Die Haltestrecke ist dabei zum Wasserbad hin korrespondierend verlängerbar bzw. verkürzbar, sodass das zu behandelnde Gut nach Austritt aus dem Wasserbad stets in einer definierten Atmosphäre geführt werden kann.
Das Wasserbad ist zweckmäßigerweise länglich ausgebildet. Im Hinblick auf
beispielsweise eine Patentierung von Stahldrähten weist das Wasserbad mit Vorteil mehrere parallele Abschnitte auf, die gesondert in der Länge variabel einstellbar sind. Die Haltestrecke ist dann mit korrespondierend verlängerbaren bzw. verkürzbaren
Abschnitten ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass beispielsweise mehrere Bündel von Stahldrähten unterschiedlicher Dimensionen zum Zwecke einer Wärmebehandlung parallel durch das Modul geführt werden, ohne dass auf die vorstehend dargelegten Vorteile verzichtet werden muss.
Um gezielt Bedingungen im Wasserbad einstellen und aufrechterhalten zu können, können entlang der Länge des Wasserbades bzw. der Abschnitte desselben jeweils mehrere Zuleitungen und gegebenenfalls zumindest eine Ableitung zur Einstellung eines Kühlmediums vorgesehen sein.
Von Vorteil ist es, dass das Modul abgeschlossen ist und die Länge des Wasserbades oder der Abschnitte desselben von außen insbesondere manuell einstellbar und/oder automatisch regelbar ist. Dies erlaubt es bei Änderung einer Dimensionierung von zu behandelndem Gut ohne Weiteres, die Länge des Wasserbades entsprechend anzupassen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Länge des Wasserbades bzw. der Abschnitte desselben mit einzelnen Segmenten stufenlos oder diskret einstellbar ist, wobei ein Abstand der Segmente vom Moduleinlauf bis zum Modulauslauf hin insbesondere logarithmisch abnimmt. Dadurch kann nahezu für beliebige Dimensionen von
beispielsweise Stahldrähten eine optimale Länge des Wasserbades auf einfache Weise eingestellt werden.
Das weitere Ziel der Erfindung wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erreicht, die einen erfindungsgemäßen Ofen sowie ein erfindungsgemäßes Modul umfasst. Ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielter Vorteil ist darin zu sehen, dass diese kurz bzw. kompakt baut und daher entlang einer kurzen Strecke beispielsweise ein Patentieren von Stahldrähten bzw. allgemein die Einstellung eines gewünschten Gefüges eines behandelnden Guts ermöglicht. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ofen mit dem Moduleinlauf des Moduls und dessen Wasserbad luftdicht verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das zu behandelnde Gut, das den Ofen mit einer relativ hohen Temperatur verlässt, vor dem Eintauchen in das Wasserbad nicht mit einer nicht kontrollierten bzw. nicht kontrollierbaren Atmosphäre in Kontakt gelangt.
Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn eine Einzieheinrichtung mit Haspeln und zumindest einem Band vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Band durch die Vorrichtung läuft und vorzugsweise in einem seitlichen Bereich derselben angeordnet ist. Dadurch kann ein Vorzug zum Einführen von Drähten oder dergleichen auf einfache Weise durch die Vorrichtung gezogen werden. Das Band, das dauerhaft in der Vorrichtung positioniert bleibt, besteht vorteilhafterweise aus einer hochtemperaturfesten Legierung.
Das weitere Ziel der Erfindung wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art erreicht, bei dem eine Atmosphäre im Ofen kontinuierlich in einem Kreislauf umgewälzt wird.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere von Vorteil, dass durch die Umwälzung der Atmosphäre im Ofen eine gute Konvektion erreicht wird, sodass ein zu behandelndes Gut entlang einer relativ kurzen Strecke auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden kann, ehe das Gut in ein Wasserbad eintaucht.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 ms"1, vorzugsweise 15 bis 25 ms"1, umgewälzt wird, um die gewünschte
Konvektionswirkung möglichst effektiv zu erzielen.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Atmosphäre im Gegenstrom zur Transportrichtung des länglichen metallischen Gegenstandes umgewälzt wird. Gleichwohl ist es
selbstverständlich aber auch möglich, dass eine Umwälzung in Transportrichtung durchgeführt wird.
Insbesondere im Hinblick auf eine Patentierung von Stahldrähten ist bevorzugt vorgesehen, dass der längliche metallische Gegenstand in einer geregelten Atmosphäre vom Ofen in das Modul geführt wird, um einen unerwünschten Kontakt mit einer nicht kontrollierten bzw. nicht kontrollierbaren Atmosphäre zu vermeiden.
Der längliche metallische Gegenstand wird im Wasserbad bevorzugt durch Filmsieden abgekühlt, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierfür wird dem Wasserbad ein geeignetes Additiv beigemengt. Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass über eine Dosiereinheit und einem damit verbundenen Regelkreis Wasser oder Additiv zudosiert wird, um bei gleichzeitiger Konstanthaltung einer Kühlmitteltemperatur einen Additivgehalt im Wasserbad konstant bzw. innerhalb vorbestimmter Grenzen zu halten.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. Einzelne Merkmale der
Ausführungsbeispiele sind, auch wenn diese im Zusammenhang mit weiteren Merkmalen genannt sind, mit der vorstehend erläuterten allgemeinen Lehre der Erfindung
kombinierbar. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ofens in seitlicher Ansicht;
Fig. 2 einen Querschnitt des Ofens gemäß Fig. 1 normal zu dessen Längsachse;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante eines Ofens;
Fig. 4 einen Querschnitt des Ofens gemäß Fig. 3 normal zu dessen Längsachse;
Fig. 5 ein Modul umfassend ein Wasserbad und eine Haltestrecke;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Einzieheinrichtung in seitlicher Ansicht;
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Einzieheinrichtung gemäß Fig. 6 in Draufsicht; Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Ofens.
In Fig. 1 und 2 ist eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Ofens 1 dargestellt. Der Ofen 1 ist länglich ausgebildet und weist endseitig einen Ofeneinlauf 3 bzw. Ofenauslauf 4 auf. Der Ofen 1 kann Bestandteil einer Vorrichtung zum Wärmebehandeln, insbesondere Patentieren, von Stahldrähten sein. Die Stahldrähte werden bündelweise im Bereich des Ofeneinlaufes 3 eingeführt und verlassen den Ofen 1 im Bereich des Ofenauslaufes 4. Der Ofen 1 umfasst eine gemauerte Basis, welche außenseitig von einer Umhausung umgeben ist und einen Aufbau trägt. Der Aufbau umfasst einen weiteren Teil der
Umhausung sowie Isolierungselemente. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist im unteren Teil des Ofens 1 ein erster Schacht 8 ausgebildet. Im oberen Teil des Ofens 1 bzw. Aufbau ist ein zweiter Schacht 9 ausgebildet. Der erste Schacht 8 und der zweite Schacht 9 verlaufen im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des Ofens 1 und parallel zueinander. Im Bereich des Ofeneinlaufes 3 sowie des Ofenauslaufes 4 sind der erste Schacht 8 und der zweite Schacht 9 miteinander verbunden, sodass eine im Ofen 1 befindliche Atmosphäre im Kreislauf umgewälzt werden kann. Dadurch können
Stahldrähte, die beispielsweise zum Zwecke der Erwärmung auf oder über eine
Austenitisierungstemperatur durch den ersten Schacht 8 geführt und in diesem mittels nicht näher dargestellten Einrichtungen zum Heizen erwärmt werden, entlang einer relativ kurzen Strecke auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Der zweite Schacht 9 ist wie ersichtlich im Aufbau und über dem ersten Schacht 8 angeordnet. Möglich ist es aber auch, dass der zweite Schacht 9 neben dem ersten Schacht 8 positioniert ist oder außerhalb der Umhausung verläuft. In Fig. 3 und 4 ist eine zweite, bevorzugte Variante eines Ofens 1 dargestellt. Der Ofen 1 weist wiederum einen Ofeneinlauf 3 und einen Ofenauslauf 4 auf. Sowohl der Ofeneinlauf 3 als auch der Ofenauslauf 4 sind durch eine offenbare Klappe geschlossen bzw.
verschließbar, wobei die Klappen jeweils etwa im Zentrum eine oder mehrere
Ausnehmungen aufweisen, sodass ein Draht 2 oder mehrere Bündel von Drähten 2 in den Ofen 1 einführbar sind und aus diesem wieder abgenommen werden können. Der Ofen 1 ist länglich ausgebildet und weist mehrere Ofenabschnitte 5 auf. In den einzelnen
Ofenabschnitten 5 sind jeweils mehrere Heizelemente 6 in Form von Gasbrennern, insbesondere Rekuperationsbrennern, vorgesehen. Die Gasbrenner werden über eine zentrale Hauptgasleitung mit einem verbrennbaren Gas und Verbrennungsluft angespeist. Gleichwohl ist es auch möglich, dass die einzelnen Gasbrenner gesondert gespeist werden. Wie in Zusammenschau der Darstellungen in Fig. 3 und 4 erkennbar ist, ist der Ofen 1 mit einem ersten Schacht 8 ausgebildet, entlang dessen ein Draht 2 oder ein oder mehrere Bündel von Drähten 2 führbar sind. Hierfür sind geeignete Drahtführungen vorgesehen. Unterhalb des ersten Schachtes 8 sind drei weitere, zweite Schächte 9 angeordnet. Der erste Schacht 8 ist von den zweiten Schächten 9 entlang einer
Längsachse des Ofens 1 mit Ausnahme endseitiger Bereiche etwa im Bereich des Ofeneinlaufes 3 und des Ofenauslaufes 4 vollständig getrennt. Im Bereich des
Ofeneinlaufes 3 sowie des Ofenauslaufes 4 geht der erste Schacht 8 jeweils über eine Rundung in die zweiten Schächte 9 über, wobei die Rundungen im Bereich einer Transportrichtung R des Drahtes 2 oder gegebenenfalls eines oder mehrerer Bündel parallel geführter Drähte 2 unterbrochen sind. Die im Bereich der Längsachse im
Wesentlichen gegebene Trennung des ersten Schachtes 8 von den zweiten Schächten 9 kann in einfacher Weise durch keramische Elemente 14 erfolgen, die sich über eine Breite des ersten Schachtes 8 erstrecken. Allgemein können aber auch mehrere erste Schächte 8 vorgesehen sein, die in einen einzigen zweiten Schacht 9 oder mehrere getrennte zweite Schächte 9 übergehen. Da die keramischen Elemente 14 in der Regel möglichst dünn ausgebildet sind, umfasst ein Mauerwerk 13 zusätzlich Stege, sodass die
keramischen Elemente seitlich vom Mauerwerk 13 getragen werden und gleichzeitig auf den Stegen aufliegen. Damit ist sichergestellt, dass die keramischen Elemente 14 auch bei dünner Ausbildung den gegebenen mechanischen Beanspruchungen standhalten können. Dies führt auch zur Ausbildung mit drei zweiten Schächten 9, wenngleich auch bloß ein zweiter Schacht 9 vorliegen kann. Möglich ist es auch, dass die Stege nur abschnittsweise ausgebildet sind. Das Mauerwerk 13 erstreckt sich über die Höhe des zweiten Schachtes 8 und trägt Komponenten 12, die zusammen mit den keramischen Elementen 14 den ersten Schacht 8 zumindest bereichsweise definieren, und eine abnehmbare Isolierung 16. Über der Isolierung 16 ist kopfseitig eine lösbar befestigte Verkleidung 15 angeordnet. Die Kombination von lösbar befestigter Verkleidung 15 im kopfseitigen Bereich und der darunter angeordneten abnehmbaren Isolierung 16 erlaubt es, den Ofen 1 beispielsweise für Service- oder Wartungsarbeiten von oben zu öffnen, was bei ausschließlich gemauerten Öfen nicht möglich ist. In jenem endseitigen Bereich des Ofens 1 , der benachbart zum Ofenauslass 4 liegt, ist ein Ventilator 7 angeordnet. Mit dem Ventilator 7 kann eine im Ofen 1 befindliche Atmosphäre entlang des ersten
Schachtes 8 und der zweiten Schächte 9 im Kreislauf umgewälzt werden, und zwar im Gegenstrom zur Transportrichtung R, wie es in Fig. 3 durch mehrere Pfeile angedeutet ist. Um eine möglichst gute Anströmung eines zu erwärmenden Guts zu erreichen, weist der erste Schacht 8 Einbuchtungen 10 auf, sodass die Atmosphäre bzw. Umluft
bereichsweise den Draht 2 oder die Drähte 2 in einem Winkel gerichtet anströmt. Der Ofen 1 ist nicht nur in kurzer Bauweise ausgebildet, sondern auch hoch energieeffizient, zumal der erste Schacht 8 von den zweiten Schächten 9 lediglich durch die keramischen Elemente 14, die beispielsweise aus Cordierit bestehen, getrennt ist. Da zusätzlich Gase in den ersten Schacht 8 eingebracht werden können, um z. B. die Atmosphäre bzw.
Umluft einzustellen, sind darüber hinaus klein dimensionierte Abluftauslässe 11 vorgesehen, über welche überschüssige Umluft abtransportiert werden kann, sodass es nicht zu einem unerwünschten Druckaufbau kommt. In den einzelnen Ofenabschnitten 5 kann eine Temperatur durch vorgesehene Regelkreise und Regelung der
Rekuperationsbrenner eingestellt werden. Insbesondere ist auch ein sogenannter Niedriglastbetrieb möglich, da auch bei niedrigen Lasten durch die vorgesehene
Umwälzung der Umluft eine ausreichende Erwärmung eines Drahtes 2 oder
gegebenenfalls eines oder mehrerer Bündel von Drähten 2 erreicht werden kann. Dies stellt bei Einsatz von Gasbrennern sonst ein wesentliches Problem dar, weil die ohnedies schlechte Wärmeübertragung noch weiter gedrosselt wird. In Fig. 5 ist ein Modul 17 ersichtlich, das ein Wasserbad 18 sowie eine Haltestrecke 19 aufweist, wobei die Haltestrecke 19 an das Wasserbad 18 anschließt. Das Modul 17 weist einen Moduleinlauf 20 und einen Modulauslauf 21 auf, die jeweils endseitig angeordnet sind. Der Moduleinlauf 20 schließt bei einer Vorrichtung zum Patentieren von
Stahldrähten unmittelbar an den Ofen gemäß Fig. 3 an, und zwar so, dass der Draht 2 vom Ofenauslauf 4 direkt in das Wasserbad 18 des Moduls 17 eintaucht, ohne mit einer die Vorrichtung umgebenden Atmosphäre in Kontakt zu kommen. Dadurch ist
sichergestellt, dass sich der Stahldraht, der sich auf Austenitisierungstemperatur befindet, nicht nachteilig verändert bzw. nicht nachteilig verändert wird, bevor dieser in das
Wasserbad 18 eintaucht. Das Wasserbad 18, das in Fig. 5 wie das gesamte Modul 17 lediglich schematisch dargestellt ist, kann hinsichtlich der Länge verändert werden.
Diesbezüglich kann beispielsweise außenseitig eine Kurbel vorgesehen sein, mit welcher eine Wehr kontinuierlich verstellbar ist. Möglich ist es auch, dass das Wasserbad 18 in einzelne Segmente unterteilt ist, die je nach Bedarf bzw. einer erforderlichen Länge einer Kühlstrecke geflutet werden können. Gleichzeitig kann auch vorgesehen sein, dass das Wasserbad 18 mehrere parallel, voneinander unabhängig regelbare Abschnitte aufweist, wobei jeder der Abschnitte längenvariabel ist. Die Haltestrecke 19 ist mit mehreren voneinander unabhängig betreibbaren Haltezonen ausgebildet, die jeweils eine oder mehrere Heizeinrichtungen umfassen. In den einzelnen Haltezonen ist durch die
Heizeinrichtungen jeweils eine Temperatur einstellbar, beispielsweise in Bereich von 500 °C bis 600 °C, wie dies für ein Patentieren von Stahldrähten erforderlich sein kann. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein einzelnes Wasserbad 18 in Kombination mit einer Haltestrecke 19 mit mehreren temperaturgeregelten Haltezonen für ein
Patentieren von Stahldrähten mit Querschnitten von zumindest bis zu 15 mm2
ausreichend ist. Damit über die gesamte Länge des Moduls 17 eine exakte Kontrollierbarkeit der Temperatur möglich ist, ist vorgesehen, dass die Haltestrecke 19 entsprechend einer Längenverstellbarkeit des Wasserbades 18 mit korrespondierend verlängerbaren bzw. verkürzbaren Elementen ausgebildet ist. Diese Elemente können beispielsweise in Form von ausziehbaren Paneelen ausgebildet sein, die zudem innenseitig eine Isolierung aufweisen. Möglich ist es auch, dass die Haltestrecke 19 an dem an das Wasserbad 18 anschließenden Ende bereichsweise oder vollständig teleskopisch ausziehbar ist. Durch diese konstruktiven Maßnahmen ist sichergestellt, dass der Draht 2 bei Verlassen des Wasserbades 18 - unabhängig von einer Länge desselben - sofort in eine temperaturkontrollierte Zone führbar ist, ohne dass ein unkontrollierter oder unkontrollierbarer Zwischenraum gegeben ist.
In Fig. 6 und 7 ist eine Einzieheinrichtung 22 dargestellt, die in Verbindung mit einer Vorrichtung aus einem Ofen 1 und einem daran anschließenden Modul 17 vorgesehen sein kann, insbesondere wenn die Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stahldrähten eingesetzt wird. Die Einzieheinrichtung 22 weist zwei Haspeln 23, 24 auf, auf welchen seitlich jeweils ein Band 25 aufgerollt ist. Beide Haspeln 23, 24 sind mit einem Motor versehen, sodass die Bänder 25 je nach Bedarf in die eine oder andere Richtung bewegt werden können. Die gesamte Einzieheinrichtung 22 kann wie erwähnt integraler
Bestandteil einer Vorrichtung mit einem Ofen 1 und einem daran anschließenden Modul 17 mit einem Wasserbad 18 und einer Haltestrecke 19 sein. Um eine Führung von Stahldrähten während eines Betriebes nicht zu behindern, sind die Bänder 25 der Einzieheinrichtung 22, die durch den Ofen 1 und das Modul 17 verlaufen, seitlich angeordnet, insbesondere seitlich im ersten Schacht 8 bei einem Ofen 1 gemäß Fig. 3 bzw. einem Modul 17 gemäß Fig. 5. Da die Bänder 25 lediglich einen geringen
Platzbedarf aufweisen, ergibt sich hierdurch keine Kapazitätseinbuße. Die Bänder 25 bestehen zweckmäßigerweise, um den hohen Temperaturen standzuhalten, aus einer hochwarmfesten Legierung. Grundsätzlich sind die Bänder 25 so weit wie möglich auf der Haspel 23 aufgewickelt. Lediglich ein Ende der Bänder 25 steht mit der Haspel 24 in Verbindung. Bei Anfahren einer Produktion wird an den Bändern 25 ein sogenannter Vorzug befestigt, mit dem letztlich die Drähte 2 in die Vorrichtung eingeführt werden können. Der Vorzug muss hierfür durch die gesamte Vorrichtung transportiert werden, indem die Bänder 25 mit dem darauf befestigten Vorzug auf die Haspel 24 aufgewickelt werden. Ist der Vorzug durch die Vorrichtung geführt, so können im Anschluss die Drähte 2 eingezogen werden. Diesbezüglich ist ferner noch ein mit einem Motor ausgestatteter Hilfswickler 26 vorgesehen, auf dem bereits durchgeführte Drähte 2 bzw. Drahtbündel temporär aufgewickelt werden können. Die Drähte 2 werden dann bis zum Anschweißen durch den Hilfswickler 26 in Bewegung gehalten und nachteilige Drahtstillstände im Ofen 1 können vermieden werden.
In Fig. 8 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Ofens 1 stark schematisiert dargestellt. Der Ofen 1 ist als Diffusionsofen ausgebildet und weist einen oder mehrere Ventilatoren 7, vorzugsweise zwei Ventilatoren 7, auf. Mit den Ventilatoren 7 wird Umluft entlang des ersten Schachtes 8 und der zwei zweiten Schächte 9 umgewälzt, und zwar im Gegenstrom zu einem durch den Ofen 1 geführten Draht 2. In den zweiten Schächten 9 sind Komponenten zum Heizen angeordnet, vorzugsweise elektrische oder gasbeheizte Heizelemente, z. B. elektrische Heizregister. Der Ofen 1 ist einlaufseitig mit einer Zone ausgebildet, in welcher der durchgeführte Draht 2 senkrecht mit einem Wärmemedium beaufschlagt wird, damit der Draht 2 rasch bzw. entlang einer kurzen Strecke auf Temperatur gebracht wird. In der anschließenden Zone braucht der Draht 2 lediglich auf Temperatur gehalten werden, was durch die Umwälzung der Atmosphäre mit den Ventilatoren 7 erreicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Ofen (1) zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen, insbesondere metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere Stahldrähte, im
Durchlaufverfahren, aufweisend einen Ofeneinlauf (3) und einen Ofenauslauf (4) sowie einen oder mehrere Ofenabschnitte (5), die sich zwischen Ofeneinlauf (3) und
Ofenauslauf (4) erstrecken und einen ersten Schacht (8) bilden, wobei im Ofen (1), insbesondere im ersten Schacht (8), jeweils ein oder mehrere Heizelemente (6) zur Einstellung einer Temperatur in dem oder den Ofenabschnitten (5) angeordnet sind und wobei der längliche, insbesondere metallische Gegenstand entlang des ersten Schachtes (8) transportierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter, mit dem ersten Schacht (8) in Verbindung stehender Schacht (9) und zumindest ein Ventilator (7) vorgesehen ist, mit dem eine im Ofen (1) befindliche Atmosphäre im Kreislauf entlang des ersten Schachtes (8) und des zweiten Schachtes (9) umwälzbar ist.
2. Ofen (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (7) näher zum Ofenauslauf (4) als zum Ofeneinlauf (3) angeordnet ist.
3. Ofen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (6) Gasbrenner sind.
4. Ofen (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasbrenner
Rekuperationsbrenner sind.
5. Ofen (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Messung eines Heizwertes eines zugeführten Brenngases und eine Regeleinheit zur Regelung eines Volumenstroms einer den Gasbrennern zugeführten Verbrennungsluft vorgesehen ist.
6. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Regelkreise zur Temperatureinstellung in den Ofenabschnitten (5) vorgesehen sind.
7. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bis zehn, insbesondere zwei bis sechs, Ofenabschnitte (5) vorgesehen sind.
8. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schacht (8) Einbuchtungen (10) zum Umlenken der umgewälzten Atmosphäre aufweist.
9. Ofen (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtungen (10) anströmseitig etwa einen Winkel von 30° bis 60° aufweisen.
10. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schacht (8) waagrecht verläuft und der zumindest eine zweite Schacht (9) unmittelbar unterhalb des ersten Schachtes (8) angeordnet ist.
11. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schacht (8) und der zumindest eine zweite Schacht (9) im Bereich des Ofeneinlaufes (3) und des Ofenauslaufes (4) ineinander übergehen.
12. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Wärmetauscher zur Nutzung von Abwärme des Ofens (1) und der
Rekuperationsbrenner vorgesehen sind.
13. Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) kopfseitig mit einer lösbar befestigten Verkleidung (15) ausgebildet ist.
14. Ofen (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der lösbar befestigten Verkleidung (15) eine abnehmbare Isolierung (16) angeordnet ist.
15. Modul (17) zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen, insbesondere metallischen Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere
Stahldrähte, im Durchlaufverfahren, wobei das Modul (17) einen Moduleinlauf (20) und einen Modulauslauf (21 ) sowie dazwischen ein Wasserbad (18) und daran anschließend eine Haltestrecke (19) mit einer oder mehreren Heizeinrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserbad (18) in der Länge variabel einstellbar ist und die Haltestrecke (19) zum Wasserbad (18) hin korrespondierend verlängerbar bzw.
verkürzbar ist.
16. Modul (17) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserbad (18) länglich ausgebildet ist und mehrere parallele Abschnitte aufweist, die gesondert in der Länge variabel einstellbar sind und die Haltestrecke (19) mit korrespondierend
verlängerbaren bzw. verkürzbaren Abschnitten ausgebildet ist.
17. Modul (17) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Länge des Wasserbades (18) bzw. der Abschnitte desselben jeweils mehrere Zuleitungen und gegebenenfalls zumindest eine Ableitung zur Einstellung eines Kühlmediums vorgesehen sind.
18. Modul (17) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (17) abgeschlossen ist und die Länge des Wasserbades (18) oder der Abschnitte desselben von außen insbesondere manuell einstellbar und/oder automatisch regelbar ist.
19. Modul (17) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Wasserbades (18) bzw. der Abschnitte desselben mit einzelnen Segmenten stufenlos oder diskret einstellbar ist, wobei ein Abstand der Segmente vom Moduleinlauf (20) bis zum Modulauslauf (21) hin insbesondere logarithmisch abnimmt.
20. Vorrichtung zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen metallischen
Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere Stahldrähte, im
Durchlaufverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und ein Modul (17) nach einem der Ansprüche 15 bis 19 umfasst.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (1) mit dem Moduleinlauf (20) des Moduls (17) und dessen Wasserbad (18) luftdicht verbunden ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass eine
Einzieheinrichtung (22) mit Haspeln (23, 24) und zumindest einem Band (25) vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Band (25) durch die Vorrichtung läuft und vorzugsweise in einem seitlichen Bereich derselben angeordnet ist.
23. Verfahren zum Wärmebehandeln zumindest eines länglichen metallischen
Gegenstandes wie eines oder mehrerer Drähte (2), insbesondere Stahldrähte, im
Durchlaufverfahren, wobei der metallische Gegenstand durch einen Ofen (1 ) und ein daran anschließendes Modul (17) mit einem Wasserbad (18) und einer Haltestrecke (19) geführt wird, um ein Gefüge des metallischen Gegenstandes einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Atmosphäre im Ofen (1 ) kontinuierlich in einem Kreislauf umgewälzt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von bis zu 50 ms"1, vorzugsweise 15 bis 25 ms"1, umgewälzt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre im Gegenstrom zu einer Transportrichtung (R) des länglichen metallischen Gegenstandes umgewälzt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche metallische Gegenstand in einer geregelten Atmosphäre vom Ofen (1) in das Modul (17) geführt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der längliche metallische Gegenstand im Wasserbad (18) durch Filmsieden abgekühlt wird.
PCT/AT2011/000039 2010-02-04 2011-01-25 Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten WO2011094775A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180008517.XA CN102782164B (zh) 2010-02-04 2011-01-25 用于热处理钢丝的装置和方法
CA2787403A CA2787403C (en) 2010-02-04 2011-01-25 Device and method for heat-treating steel wires
EP11702388.7A EP2531624B1 (de) 2010-02-04 2011-01-25 Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten
JP2012551438A JP5764833B2 (ja) 2010-02-04 2011-01-25 金属部材を熱処理する炉

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA153/2010 2010-02-04
AT0015310A AT509356B1 (de) 2010-02-04 2010-02-04 Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011094775A1 true WO2011094775A1 (de) 2011-08-11

Family

ID=44246394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2011/000039 WO2011094775A1 (de) 2010-02-04 2011-01-25 Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2531624B1 (de)
JP (2) JP5764833B2 (de)
CN (1) CN102782164B (de)
AT (1) AT509356B1 (de)
CA (1) CA2787403C (de)
WO (1) WO2011094775A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014176620A3 (de) * 2013-04-29 2015-01-22 Cpa Computer Process Automation Gmbh Verfahren und vorrichtung zum wärmebehandeln von langprodukten

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107058719A (zh) * 2016-08-23 2017-08-18 江苏兴达钢帘线股份有限公司 高碳钢丝水浴淬火长度调整装置
MX2020011220A (es) * 2018-11-19 2021-02-09 Lohia Corp Ltd Aparato y metodo para el tratamiento termico de tiras de tela en movimiento.
CN115141913A (zh) * 2022-07-28 2022-10-04 南通华东特种钢丝有限公司 一种钢丝感应式退火线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB491052A (en) * 1937-09-17 1938-08-25 Clarence Bon Hoak Improvements in or relating to furnaces for treating metals
US3169157A (en) * 1962-07-17 1965-02-09 Acrometal Products Inc Annealing oven for continuously moving wire
EP0216434A1 (de) 1985-09-27 1987-04-01 N.V. Bekaert S.A. Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Stahldrähten
US4964621A (en) * 1986-11-27 1990-10-23 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Apparatus for heat treating a carbon steel wire
EP0524689A1 (de) 1991-07-22 1993-01-27 N.V. Bekaert S.A. Verfahren zum Wärmebehandeln von Stahldraht

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50148309U (de) * 1974-05-27 1975-12-09
JPS51141705A (en) * 1975-06-02 1976-12-06 Daido Steel Co Ltd A method of operating heat treatment furnaces
BE834316A (fr) * 1975-10-08 1976-02-02 Dispositif d'obiuration pour chambre de traitement d'elements continus et four-tunnel equipe d'un tel dispositif
JPS54110112A (en) * 1978-02-17 1979-08-29 Sumitomo Electric Ind Ltd Method and apparatus for heat treatment method of steel rod
US4177754A (en) * 1978-05-30 1979-12-11 Fennell Corporation Apparatus for obtaining bright finish galvanizing coating on wire
JPS57143440A (en) * 1981-02-28 1982-09-04 Sumitomo Electric Ind Ltd Heat treatment of steel wire rod
JPS6013035Y2 (ja) * 1981-07-29 1985-04-25 石川島播磨重工業株式会社 熱処理炉
JPS5983965U (ja) * 1982-11-30 1984-06-06 古河電気工業株式会社 線条体の焼鈍炉
JPS59232237A (ja) * 1983-06-14 1984-12-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属線の熱処理方法
JPS63119657U (de) * 1987-01-23 1988-08-02
JPH0322267Y2 (de) * 1987-04-03 1991-05-15
JPH0382716A (ja) * 1989-08-24 1991-04-08 Nippon Steel Corp 線材コイルの熱処理方法およびその熱処理炉
JPH0623919Y2 (ja) * 1990-10-25 1994-06-22 品川白煉瓦株式会社 工業窯炉の仕切壁構造
JP2919122B2 (ja) * 1991-07-22 1999-07-12 古河電気工業株式会社 熱風循環式光輝焼鈍装置
JPH0987750A (ja) * 1995-09-21 1997-03-31 Nippon Steel Corp ストリップの加熱方法および加熱装置
JPH09241733A (ja) * 1996-03-11 1997-09-16 Furukawa Electric Co Ltd:The 燃焼ガス循環式光輝焼鈍装置
BE1014868A3 (fr) * 2002-06-06 2004-05-04 Four Industriel Belge Procede et dispositif de patentage de fils d'acier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB491052A (en) * 1937-09-17 1938-08-25 Clarence Bon Hoak Improvements in or relating to furnaces for treating metals
US3169157A (en) * 1962-07-17 1965-02-09 Acrometal Products Inc Annealing oven for continuously moving wire
EP0216434A1 (de) 1985-09-27 1987-04-01 N.V. Bekaert S.A. Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Stahldrähten
US4964621A (en) * 1986-11-27 1990-10-23 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Apparatus for heat treating a carbon steel wire
EP0524689A1 (de) 1991-07-22 1993-01-27 N.V. Bekaert S.A. Verfahren zum Wärmebehandeln von Stahldraht

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014176620A3 (de) * 2013-04-29 2015-01-22 Cpa Computer Process Automation Gmbh Verfahren und vorrichtung zum wärmebehandeln von langprodukten

Also Published As

Publication number Publication date
CA2787403A1 (en) 2011-08-11
CA2787403C (en) 2018-03-13
EP2531624B1 (de) 2020-04-08
AT509356B1 (de) 2011-12-15
CN102782164A (zh) 2012-11-14
AT509356A1 (de) 2011-08-15
JP2013518986A (ja) 2013-05-23
JP6133359B2 (ja) 2017-05-24
CN102782164B (zh) 2014-11-12
EP2531624A1 (de) 2012-12-12
JP2015178680A (ja) 2015-10-08
JP5764833B2 (ja) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT509356B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten
EP2806985A2 (de) Verfahren und anlage zur herstellung eines metallbandes
DD250550A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von stahldraehten
DE2601658B2 (de) Kühlvorrichtung für einen an der Ein- und Auslaßseite offenen Durchlaufofen zum Wärmebehandeln von Werkstücken
DD149383A5 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen waermebehandeln von vereinzeltem,langgestrecktem metallischem gut
DE3832734C1 (de)
EP0179050B1 (de) Ofen zur Wärmebehandlung von Leichtmetallbarren
DE3034528C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen von warmgewalztem Draht
EP0131955B1 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung von zylindrischen Gegenständen, insbesondere Röhren, insbesondere aus keramischem Material, und Durchlaufofen zur Durchführung des Verfahrens
DE3627941A1 (de) Waermebehandlungsvorrichtung mit wirbelbettofen
DE3118830A1 (de) "anlage zur lackdrahtherstellung im inlineverfahren"
DE2512485C3 (de) Verfahren zum Brennen von keramischen Gegenständen im Brennraum eines intermittierenden Ofens und Brennofen zur Durchführung des Verfahrens
AT524369B1 (de) Vertikalofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Metallbandes
AT524062B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur waermebehandlung eines metallbandes
AT390322B (de) Vorrichtung zum durchwaermen von stahlteilen
DE2636639C2 (de) Ofen zur Wärmebehandlung von Metallbändern
DE102015009194A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Wiedererwärmen metallischer Produkte
DE1082015B (de) Kuehlofen fuer Glas
AT359103B (de) Ofen und verfahren fuer die hitzebehandlung von metallstreifen
DE2349765A1 (de) Verfahren und einrichtung zur waermebehandlung von zu behandelndem gut, insbesondere aus aluminium- oder magnesiumlegierungen
EP1270088A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und/oder Einbrennen einer auf ein metallisches Band aufgebrachten Beschichtung
DD205188A1 (de) Einrichtung zur gesteuerten abkuehlung von warm gewalztem stahldraht
DE1187811B (de) Ofen und Verfahren zum Gluehen und Kuehlen, insbesondere von Aluminiumbaendern, unter Schutzgas
DE1263792B (de) Durchlaufbrennofen
WO1987004469A1 (en) Device for heating simultaneously one or several steel cables

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180008517.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11702388

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012551438

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011702388

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1751/MUMNP/2012

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2787403

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE