WO2022167424A1 - Continuous annealer for wire - Google Patents

Continuous annealer for wire Download PDF

Info

Publication number
WO2022167424A1
WO2022167424A1 PCT/EP2022/052361 EP2022052361W WO2022167424A1 WO 2022167424 A1 WO2022167424 A1 WO 2022167424A1 EP 2022052361 W EP2022052361 W EP 2022052361W WO 2022167424 A1 WO2022167424 A1 WO 2022167424A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wire
section
annealing
cooling
recrystallization
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/052361
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Nixdorf
Jürgen Kohl
Original Assignee
Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg
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 Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg filed Critical Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg
Priority to CN202280013691.1A priority Critical patent/CN116848270A/en
Priority to US18/264,099 priority patent/US20240093327A1/en
Priority to EP22709205.3A priority patent/EP4288573A1/en
Priority to JP2023547473A priority patent/JP2024505690A/en
Priority to MX2023009173A priority patent/MX2023009173A/en
Publication of WO2022167424A1 publication Critical patent/WO2022167424A1/en

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
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/562—Details
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • 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
    • 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
    • C21D9/562—Details
    • C21D9/563—Rolls; Drums; Roll arrangements
    • 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
    • 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
    • C21D9/5735—Details
    • 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
    • C21D9/5735—Details
    • C21D9/5737—Rolls; Drums; Roll arrangements
    • 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
    • C21D9/58—Continuous furnaces for strip or wire with heating by baths
    • 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
    • C21D9/60—Continuous furnaces for strip or wire with induction heating

Definitions

  • the invention relates to a continuous wire annealer for annealing and recrystallizing a wire in a continuous process.
  • the wire is in particular a metallic wire, preferably made of copper or aluminum or an alloy of several metals.
  • the wire is generally drawn in several steps to reduce the cross-section, i. H. each passed through a drawing die having an opening with a slightly smaller diameter than the diameter of the wire passed through. In this way, the material of the wire is deformed, thereby reducing the diameter of the wire to the diameter of the opening in the drawing die. Since only a small reduction in cross-section of the wire is possible with such a drawing process, several such drawing processes are carried out in succession, in which the diameter of the wire is successively reduced until the desired wire diameter is reached.
  • the wire is recrystallized by the addition of heat, i. H. the crystal lattice of the wire material, which shows lattice defects in the form of dislocations in the lattice structure as a result of the drawing, is reformed and thus "repaired".
  • Recrystallization is essentially determined by three parameters, namely degree of deformation, temperature and holding time:
  • the so-called degree of deformation is the extent of the change in the crystal structure as a result of the drawing process, in particular the extent of the reduction in cross section of the wire.
  • the heat for the recrystallization can be supplied “offline”, ie the drawn and hardened wire is heated in a stationary heat treatment device, in particular in a recrystallization furnace, and thereby recrystallized.
  • the recrystallization process is determined in particular by the temperature profile over time, in particular by process parameters such as the run-up time, the holding time, the holding temperature and the cooling time.
  • the wire can be recrystallized in a continuous process, i. H. while the wire runs through the drawing plant with undiminished speed.
  • a continuous process i. H. while the wire runs through the drawing plant with undiminished speed.
  • the feed speed of the wire can be up to 50 meters per second, so that recrystallization has to take place in fractions of a second.
  • the wire After recrystallization, the wire has to be cooled down again, which is also done in a continuous process and is integrated in a single plant, a continuous wire annealer. Again, this happens in fractions of a second.
  • cooling takes place immediately after recrystallization by immersing the wire in a coolant, in particular in an emulsion or in oil.
  • a coolant in particular in an emulsion or in oil.
  • Direct immersion of the wire in the coolant also prevents surface tarnishing.
  • the disadvantage of this method is that the thermal energy introduced into the wire is withdrawn from the wire again immediately after recrystallization by immersing the wire in the coolant. This reduces the temperature holding time, which in turn has to be compensated for by a higher heat input. This leads to a high energy consumption of the continuous wire annealer.
  • the object of the present invention is therefore to reduce the energy consumption of the continuous wire annealer.
  • the invention is based on a continuous wire annealer for annealing and recrystallizing a wire, in particular a metallic wire, in a continuous process, which has:
  • Annealing means for annealing the first wire section in the annealing section, as a result of which a first partial recrystallization process takes place in the first wire section in the annealing section.
  • the first and/or the second contact disk is preferably designed as a rotatably mounted deflection roller for the wire.
  • a deflection roller has on its outer periphery a recessed track for the wire, in which the wire runs in a partial revolution or in one or more than one complete revolution around the deflection roller.
  • the invention is based on the idea of extending the effective time of the recrystallization (corresponding to the above-mentioned holding time in the "offline process") by not cooling the wire immediately after leaving the annealing section, but giving it the opportunity without further heat supply to recrystallize further. Any cooling section is shifted further to the rear in the direction of wire travel.
  • a recrystallization section is arranged after the second contact disk, which is set up so that a second wire section, which has previously passed through the annealing section as a first wire section, runs through the recrystallization section and that in the second wire section a second Recrystallization part process takes place.
  • first partial recrystallization process and “second partial recrystallization process” are not to be understood in such a way that the recrystallization ends after the first partial recrystallization process and begins anew with the second partial recrystallization process. Rather, the first and the second partial recrystallization process physically seen together form a continuous, uninterrupted recrystallization process, which is only conceptually broken down into two partial processes. In other words, the entire recrystallization process is started by the first recrystallization sub-process and lengthened by the second recrystallization sub-process.
  • the method according to the invention extends in particular the total distance over which the recrystallization takes place, and thus also the recrystallization time. Any subsequent cooling section is simultaneously shifted further back in the direction of wire travel. Due to the extended recrystallization time, the recrystallization temperature can be lowered while achieving the same residual elongation, which leads to a direct saving of energy.
  • the operator of the continuous wire annealer can thus choose whether he wants to save energy or improve the residual elongation of the wire.
  • the glow means are means for conductive heating of the first wire section, the first contact disk and the second contact disk each being set up to feed or discharge an electric current into or from the first wire section.
  • the conductive heating of the first wire section results in good efficiency, since the electrical energy is converted directly into thermal energy as a result of the electrical (ohmic) resistance of the first wire section.
  • the glow means are means for inductively heating the first wire section.
  • the first wire section is arranged in the form of a loop or coil, the ends of which are connected in an electrically conductive manner and are therefore short-circuited.
  • This loop or coil of wire acts as a secondary coil for inductive energy transfer and is placed near a primary coil through which an alternating current flows, so that an alternating voltage is induced in the loop or coil of wire by electromagnetic induction and thereby an eddy current, which in turn flows through the first section of wire whose electrical (ohmic) resistance heats up.
  • the first wire section is heated without contact and thus also without wear, although the efficiency of the energy transmission is lower than with conductive heating of the wire.
  • the recrystallization section is set up to place the second wire section under a protective gas.
  • Water vapor, nitrogen, hydrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen is preferably used as the protective gas for this purpose. Due to the displacement of atmospheric oxygen, the protective gas prevents the oxidation of the wire surface and thus its tarnishing.
  • the continuous wire annealer has no cooling device for the wire between the annealing section and the recrystallization section.
  • the lack of a cooling device between the annealing and recrystallization sections can increase energy savings, since almost all of the residual heat that is present in the first wire section when it leaves the annealing section in the recrystallization section can be used for the second partial recrystallization process.
  • the continuous wire annealer has a cooling device for cooling the second contact disk.
  • a cooling device for the second contact disk may be required, since the heat of the first wire section running out of the annealing section is continuously introduced into the second contact disk and the second contact disk thus heats up considerably. In view of the relatively high temperatures of the first wire section in the annealing section (for example 550° C.), without such a cooling device this could lead to a thermal overload of the second contact disk.
  • the cooling device for cooling the second contact disk has means for spraying the second contact disk with a coolant, in particular again with an emulsion or with oil.
  • the second contact disk together with the wire section contacting it, is completely immersed in a cooling basin filled with coolant, as a result of which not only the second contact disk but also this wire section is greatly cooled.
  • the second contact disk when the second contact disk is cooled by spraying with the coolant, the second contact disk is cooled in a targeted manner, but only to a small extent the wire section contacting it. Furthermore, the coolant can be supplied and discharged again without any problems in this way.
  • the amount of coolant supplied per unit of time can also be controlled in a simple manner and adapted to the amount of heat to be dissipated.
  • Targeted directing of a coolant spray jet onto the second contact disk, in particular onto that part of the contact strip on its outer circumference which is not wrapped by the wire, can prevent the wire section wrapped around the outer circumference of the second contact disc from being severely cooled.
  • a cooling section and/or a cooling basin are arranged after the recrystallization section, viewed in the direction of wire travel, which are set up so that a third wire section, which has previously passed through the recrystallization section as a second wire section, passes through the cooling section and/or the Cooling basin passes through and is cooled therein by a coolant.
  • Such a cooling section or such a cooling basin may be necessary if the wire, after leaving the recrystallization section, is still too warm to be processed further, in particular to be wound up on a spool.
  • the cooling section is preferably designed as a housing filled with the coolant, with the third wire section being immersed in the cooling basin and passing through it.
  • the third wire section in the cooling basin is preferably only sprayed by the coolant—similar to the cooling device for the second contact disk described above.
  • the continuous wire annealer has the cooling section, and the cooling section has means for spraying the third wire section with a coolant, in particular again with an emulsion or with oil.
  • the cooling section particularly preferably has at least one device for regulating the volume flow of the coolant in the cooling section.
  • the device has at least one valve for introducing coolant into the cooling section, and the at least one valve is adjustable and is designed in particular as a proportional valve.
  • the use of a proportional valve makes it possible to precisely control the amount of coolant introduced through the valve into the cooling section per unit of time. In this way, the cooling effect in the cooling section can be adapted to the amount of heat to be dissipated. This amount of heat in turn depends in particular on the volume of the wire material in the third wire section and thus on the wire diameter there.
  • the device for regulating the volume flow can also have a hand lever valve, for example.
  • a frequency-controlled pump is also conceivable in order to improve the cooling effect by means of a higher volume flow.
  • a first wire section runs through the annealing section and is annealed there, with a first partial recrystallization process taking place in the first wire section.
  • a second wire section which previously passed through the annealing section as a first wire section, runs through the recrystallization section, with a second partial recrystallization process taking place in the second wire section.
  • 1 shows a continuous wire annealer from the prior art without a recrystallization section
  • 2 shows a continuous wire annealer according to the invention with a recrystallization section.
  • FIG. 1 shows a continuous wire annealer 1 from the prior art, which has an annealing section 8 and a cooling section 4, but no recrystallization section.
  • the wire 12 which was drawn to a specific diameter in a drawing machine (not shown) and solidified in the process, is heated in the wire continuous annealing machine 1 and thereby recrystallized in order to largely eliminate the solidification and thus in particular the residual elongation, d. H. to increase the maximum elongation before the wire breaks.
  • the wire 12 is inserted into the continuous wire annealer 1 on the left-hand edge and initially runs around a deflection roller 10. All contact disks of the continuous wire annealer 1 according to FIGS. 1 and 2 are also designed as deflection rollers. The wire 12 then runs through a number of other deflection rollers. The passage speed of the wire 12 through the continuous wire annealer 1 is 30 m/s, for example.
  • the annealing section 8 is designed as a closed housing (apart from the inlet and outlet openings for the wire 12), so that as little thermal energy as possible can escape from the heated wire into the environment.
  • the length of the annealing zone 8 in the continuous wire annealer 1 according to FIG. 1 is 2000 mm, for example.
  • the section of the wire 12 that runs through the annealing section 8 is referred to as the first wire section.
  • the direction of wire travel in the annealing section 8 is indicated by the arrow above the annealing section 8 .
  • the first wire section is heated by applying a voltage to the first contact disk 2 and the second contact disk 3, preferably a DC voltage, but particularly preferably an AC voltage, is applied, as a result of which a direct current or an alternating current flows through the first wire section, which heats the first wire section due to its ohmic resistance.
  • the wire 12 reaches a temperature of 550° C., for example, when it enters the inlet cooling nozzle 7 of the cooling basin 9 .
  • a first partial recrystallization process takes place in the first wire section as a result of the heating of the latter, as a result of which hardening in the first wire section caused by the preceding drawing process is largely eliminated.
  • the wire 12 leaves the annealing section 8 at the entrance to the cooling basin 9 , where it enters the entry cooling nozzle 7 .
  • the wire 12 is sprayed with a coolant, which is preferably an emulsion or oil, in order to already dissipate part of the heat energy from the wire 12 at this point.
  • the wire 12 is then guided around a second contact disk 3 within the cooling basin 9 .
  • the cooling basin 9 is filled with another coolant, so that the second contact roller 3 and the section of the wire 12 surrounding it are completely immersed in the coolant.
  • the coolant in the cooling basin 9 dissipates the heat from this wire section.
  • the heated coolant is discharged continuously or at specific time intervals and replaced with cold coolant.
  • the wire 12 leaves the cooling basin 9 again through the exit cooling nozzle 6, in which the wire 12 is again sprayed or sprayed with a coolant.
  • the wire 12 then runs through a cooling section 4.
  • This also has a closed housing (apart from the inlet and outlet openings for the wire 12), which is flooded with another coolant and in which the wire 12 is completely immersed.
  • the direction of wire travel in the cooling section 4 is indicated by the arrow above the cooling section 4 .
  • the wire 12 is cooled by the cooling tank 9 with the cooling nozzles 6 and 7 and the cooling section 4 to a temperature which enables it to be further processed, in particular to be wound onto a spool. However, only as little thermal energy as possible is withdrawn from the wire 12 in order to ensure the necessary final temperature during winding (approx. 50° C.).
  • the wire 12 still wetted by the coolant runs through a drying section 5 in which it is dried, preferably by air blown into the drying section 5 .
  • the wire 12 is then led out of the continuous wire annealer 1 via several other deflection rollers on the right-hand edge of the latter in order to be further processed there, in particular wound onto a spool (not shown).
  • Fig. 2 shows a continuous wire annealer 1 according to the invention with a recrystallization section 11.
  • the continuous wire annealer 1 according to the invention according to FIG. 2 is based on the continuous wire annealer 1 from the prior art according to FIG. 1 and has some modifications compared to it. Corresponding elements of the two continuous wire annealers 1 are therefore not described again.
  • the wire 12 is conducted to the annealing line 8 as in FIG. 1 and heated there, whereby a first partial recrystallization process takes place in the first wire section, and then enters the cooling pool 9 as well.
  • the wire 12 is again guided around a second contact disk 3 (not shown in FIG. 2).
  • the wire 12 is cooled only slightly or not at all.
  • the second contact disk 3 is sprayed with a further coolant in order to cool it, while the wire 12 remains largely uncooled.
  • the cooling basin 9 can preferably also be flooded with the coolant, this is preferably circulated and exchanged little or not at all, so that only little heat energy is dissipated by the coolant.
  • the question of how much coolant must be in the cooling basin 9, ie the filling level of the cooling basin 9, can be determined experimentally and can differ depending on the environment.
  • the wire 12 then runs through the recrystallization section 11, which—like the cooling section 4 arranged at the corresponding point in FIG. 1—has a largely closed housing. However, the wire 12 is not cooled in the recrystallization section 11 . Thus, the wire 12 is still warm enough after leaving the cooling basin 9 that a second partial recrystallization process can take place in the recrystallization section 11 .
  • the annealing section--in the sense of the section on which recrystallization occurs in the wire 12-- is lengthened to a certain extent, for example even doubled, but only in the first part--the actual annealing section 8--is an energy input.
  • the thermal energy input into the annealing section 8 can be reduced, which leads to the above-mentioned energy saving of up to 20%.
  • the wire 12 runs through a cooling section 4 and a cooling basin 13 in order to reduce the temperature of the wire 12 to a temperature suitable for further processing.
  • the cooling section 4 and the cooling basin 13 are at least partially arranged in an additional housing 15 in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the cooling section 4 and the cooling basin 13 can also be integrated into the housing 14 of the continuous wire annealer 1 . It is also possible to provide only the cooling section 4 or only the cooling basin 13 .
  • the wire 12 is immersed in a coolant--similarly to the continuous wire annealer 1 in FIG.
  • the volume flow of the coolant can be regulated in the cooling section 4, as a result of which the cooling effect on the wire 12 can also be regulated as a function of the diameter and the feed speed of the wire 12. This is preferably done by at least one proportional valve (not shown).
  • the wire 12 is also immersed in a coolant or merely sprayed with a coolant.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to a continuous annealer (1) for wire, for annealing and recrystalising a wire (12) in a continuous process. The continuous annealer (1) for wire comprises: two contact discs (2, 3) for contacting a first wire portion extending therebetween; an annealing zone (8) situated between the two contact discs (2, 3); and annealing means, in particular conductive or inductive annealing means, for annealing the first wire portion in the annealing zone (8), as a result of which a first partial recrystallisation process in the first wire portion takes place in the annealing zone (8). According to the invention, a recrystallisation zone (11) is situated downstream of the second contact disc (3), wherein, downstream of the annealing zone (8), the first wire portion passes through the recrystallisation zone (11) as the second wire portion, and a second partial recrystallisation process takes place in the second wire portion. The wire (12) is thus provided with the opportunity to recrystallise further after leaving the annealing zone (8) without further heating. By extending the recrystallisation time, the recrystallisation temperature can be reduced accordingly. As a result, the same degree of recrystallisation can be achieved overall with a significantly lower input of energy than when the wire (12) is cooled immediately after leaving the annealing zone (8).

Description

Drahtdurchlaufglühe continuous wire annealer
Beschreibung description
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2021 201 104.7 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. The entire content of the priority application DE 10 2021 201 104.7 is hereby incorporated into the present application by reference.
Die Erfindung betrifft eine Drahtdurchlaufglühe zum Glühen und Rekristallisieren eines Drahtes im Durchlaufverfahren. Der Draht ist insbesondere ein metallischer Draht, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium oder aus einer Legierung aus mehreren Metallen. The invention relates to a continuous wire annealer for annealing and recrystallizing a wire in a continuous process. The wire is in particular a metallic wire, preferably made of copper or aluminum or an alloy of several metals.
Bei der Drahtherstellung wird der Draht zur Querschnittsverringerung im Allgemeinen in mehreren Schritten gezogen, d. h. jeweils durch einen Ziehstein geleitet, welcher eine Öffnung mit einem geringfügig geringeren Durchmesser als dem Durchmesser des durchgeleiteten Drahtes aufweist. Auf diese Weise wird das Material des Drahtes umgeformt und dabei der Durchmesser des Drahtes auf den Durchmesser der Öffnung in dem Ziehstein verringert. Da bei einem derartigen Ziehvorgang jeweils nur eine geringe Querschnittsverringerung des Drahtes möglich ist, werden mehrere solche Ziehvorgänge hintereinander ausgeführt, bei denen der Durchmesser des Drahtes sukzessive verringert wird, bis der gewünschte Drahtdurchmesser erreicht ist. In wire production, the wire is generally drawn in several steps to reduce the cross-section, i. H. each passed through a drawing die having an opening with a slightly smaller diameter than the diameter of the wire passed through. In this way, the material of the wire is deformed, thereby reducing the diameter of the wire to the diameter of the opening in the drawing die. Since only a small reduction in cross-section of the wire is possible with such a drawing process, several such drawing processes are carried out in succession, in which the diameter of the wire is successively reduced until the desired wire diameter is reached.
Durch die Umformung des Drahtmaterials tritt bei einem Ziehvorgang neben der Durchmesserverringerung des Drahtes jedoch gleichzeitig auch eine Kaltverfestigung des Drahtmaterials auf. Diese führt zu einer geringeren Verformbarkeit und zu einer geringeren Restdehnung des Drahtes, d. h. nach dem Ziehen bricht der Draht bei einer Verformung schneller bzw. reißt der Draht bei einer Dehnung schneller als vor dem Ziehen. Due to the deformation of the wire material, in addition to the diameter reduction of the wire, there is also a simultaneous reduction in the drawing process Strain hardening of the wire material. This leads to a lower deformability and to a lower residual elongation of the wire, ie after drawing, the wire breaks more quickly when deformed or the wire tears more quickly when stretched than before drawing.
Aus diesem Grunde wird der Draht nach dem Ziehen durch Wärmezufuhr rekristallisiert, d. h. das Kristallgitter des Drahtmaterials, welches durch das Ziehen Gitterfehler in Form von Versetzungen in der Gitterstruktur aufweist, wird neu gebildet und dadurch „repariert“. For this reason, after drawing, the wire is recrystallized by the addition of heat, i. H. the crystal lattice of the wire material, which shows lattice defects in the form of dislocations in the lattice structure as a result of the drawing, is reformed and thus "repaired".
Die Rekristallisation wird im Wesentlichen durch drei Parameter bestimmt, nämlich Umformgrad, Temperatur und Haltezeit: Recrystallization is essentially determined by three parameters, namely degree of deformation, temperature and holding time:
- Ein höherer Umformgrad führt zu einer effektiveren Rekristallisation. - A higher degree of deformation leads to more effective recrystallization.
- Eine höhere Temperatur führt zu einer effektiveren Rekristallisation, wobei bestimmte materialabhängige Grenzwerte nicht überschritten werden dürfen.- A higher temperature leads to more effective recrystallization, whereby certain material-dependent limit values must not be exceeded.
- Eine längere Haltezeit der Temperatur führt zu einer effektiveren Rekristallisation. - A longer holding time of the temperature leads to a more effective recrystallization.
Dabei ist der sogenannte Umformgrad das Ausmaß der Veränderung der Kristallstruktur durch den Ziehprozess, insbesondere das Ausmaß der Querschnittsverminderung des Drahtes. The so-called degree of deformation is the extent of the change in the crystal structure as a result of the drawing process, in particular the extent of the reduction in cross section of the wire.
Zusätzlich zur Rekristallisation erfolgt durch die Wärmezufuhr auch eine Neubildung der Kornstruktur des Drahtmaterials. Eine längere Wärmezufuhr führt dabei zu verstärktem Kornwachstum. Größere Körner führen wiederum zu einer besseren Restdehnung des Drahtes, also einer größeren Dehnbarkeit des Drahtes bis zum Bruch. In addition to the recrystallization, the addition of heat also causes a new formation of the grain structure of the wire material. A longer supply of heat leads to increased grain growth. Larger grains, in turn, lead to better residual elongation of the wire, i.e. greater ductility of the wire up to breakage.
Da die Rekristallisation bei hohen Temperaturen erfolgt (beispielsweise 550 °C) und der Draht dabei glüht, spricht man bei den zugehörigen Anlagen auch von „Drahtglühen“. Die Wärmezufuhr für die Rekristallisation kann zum einen „offline“ erfolgen, d. h. der gezogene und verfestigte Draht wird in einer stationären Wärmebehandlungsvorrichtung, insbesondere in einem Rekristallisationsofen, erwärmt und dadurch rekristallisiert. Der Rekristallisationsvorgang wird dabei insbesondere durch den zeitlichen Temperaturverlauf bestimmt, insbesondere durch Prozessparameter wie die Hochlaufzeit, die Haltezeit, die Haltetemperatur und die Abkühlzeit. Since the recrystallization takes place at high temperatures (e.g. 550 °C) and the wire glows, the associated systems are also referred to as "wire annealing". The heat for the recrystallization can be supplied “offline”, ie the drawn and hardened wire is heated in a stationary heat treatment device, in particular in a recrystallization furnace, and thereby recrystallized. The recrystallization process is determined in particular by the temperature profile over time, in particular by process parameters such as the run-up time, the holding time, the holding temperature and the cooling time.
Zum anderen kann die Rekristallisation des Drahtes im Durchlaufverfahren erfolgen, d. h. während der Draht mit unverminderter Geschwindigkeit die Ziehanlage durchläuft. Dies ist zwar technisch schwieriger zu realisieren, führt aber zu einer höheren Effizienz und Produktivität, da die Rekristallisation nicht in einem dem Ziehvorgang nachgelagerten, separaten Arbeitsschritt erfolgt, für den der Draht aus der Maschine entnommen, auf Spulen gewickelt und möglicherweise für weitere Verarbeitungsschritte wieder in die Ziehmaschine eingefädelt werden muss. On the other hand, the wire can be recrystallized in a continuous process, i. H. while the wire runs through the drawing plant with undiminished speed. Although this is technically more difficult to achieve, it leads to greater efficiency and productivity, since the recrystallization does not take place in a separate work step after the drawing process, for which the wire is removed from the machine, wound onto spools and possibly returned to the machine for further processing steps the drawing machine has to be threaded.
Im Durchlaufverfahren kann die Vorschubgeschwindigkeit des Drahtes bei bis zu 50 Meter pro Sekunde liegen, sodass die Rekristallisation in Bruchteilen einer Sekunde erfolgen muss. In the continuous process, the feed speed of the wire can be up to 50 meters per second, so that recrystallization has to take place in fractions of a second.
Nach der Rekristallisation muss der Draht wieder abgekühlt werden, was ebenfalls im Durchlaufverfahren erfolgt und in einer einzigen Anlage, einer Drahtdurchlaufglühe, integriert ist. Auch dies geschieht wiederum in Bruchteilen von Sekunden. After recrystallization, the wire has to be cooled down again, which is also done in a continuous process and is integrated in a single plant, a continuous wire annealer. Again, this happens in fractions of a second.
Die Abkühlung erfolgt in der Regel im unmittelbaren Anschluss an die Rekristallisation durch Eintauchen des Drahtes in ein Kühlmittel, insbesondere in eine Emulsion oder in Öl. Durch das direkte Eintauchen des Drahtes in das Kühlmittel wird auch ein Anlaufen der Oberfläche verhindert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die in den Draht eingebrachte Wärmeenergie durch das Eintauchen des Drahtes in das Kühlmittel unmittelbar nach der Rekristallisation dem Draht wieder entzogen wird. Damit wird die Haltezeit der Temperatur verringert, was wiederum durch einen höheren Wärmeeintrag kompensiert werden muss. Dies führt zu einem hohen Energieverbrauch der Drahtdurchlaufglühe. As a rule, cooling takes place immediately after recrystallization by immersing the wire in a coolant, in particular in an emulsion or in oil. Direct immersion of the wire in the coolant also prevents surface tarnishing. The disadvantage of this method is that the thermal energy introduced into the wire is withdrawn from the wire again immediately after recrystallization by immersing the wire in the coolant. This reduces the temperature holding time, which in turn has to be compensated for by a higher heat input. This leads to a high energy consumption of the continuous wire annealer.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Energieverbrauch der Drahtdurchlaufglühe zu verringern. The object of the present invention is therefore to reduce the energy consumption of the continuous wire annealer.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drahtdurchlaufglühe gemäß Anspruch 1 bzw. ein Verfahren zum Glühen und Rekristallisieren eines Drahtes gemäß Anspruch 11. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. This object is achieved by a continuous wire annealer according to claim 1 or a method for annealing and recrystallizing a wire according to claim 11. Further advantageous developments of the invention are contained in the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einer Drahtdurchlaufglühe zum Glühen und Rekristallisieren eines, insbesondere metallischen, Drahtes im Durchlaufverfahren, welche aufweist: The invention is based on a continuous wire annealer for annealing and recrystallizing a wire, in particular a metallic wire, in a continuous process, which has:
- wenigstens zwei Kontaktscheiben, die dazu eingerichtet sind, dass eine erste Kontaktscheibe ein in Drahtlaufrichtung gesehen hinteres Ende und eine zweite Kontaktscheibe ein in Drahtlaufrichtung gesehen vorderes Ende eines zwischen der ersten Kontaktscheibe und der zweiten Kontaktscheibe verlaufenden ersten Drahtabschnitts kontaktiert, - at least two contact disks which are set up so that a first contact disk contacts a rear end, seen in the wire running direction, and a second contact disk contacts a front end, seen in the wire running direction, of a first wire section running between the first contact disk and the second contact disk,
- eine zwischen der ersten Kontaktscheibe und der zweiten Kontaktscheibe angeordnete Glühstrecke, welche dazu eingerichtet ist, dass der erste Drahtabschnitt die Glühstrecke durchläuft, sowie - an annealing section arranged between the first contact disk and the second contact disk, which is set up so that the first wire section runs through the annealing section, and
- Glühmittel zum Glühen des ersten Drahtabschnitts in der Glühstrecke, wodurch in der Glühstrecke ein erster Rekristallisationsteilvorgang in dem ersten Drahtabschnitt erfolgt. - Annealing means for annealing the first wire section in the annealing section, as a result of which a first partial recrystallization process takes place in the first wire section in the annealing section.
Die erste und/oder die zweite Kontaktscheibe ist dabei vorzugsweise jeweils als drehbar gelagerte Umlenkrolle für den Draht ausgebildet. Vorzugsweise weist eine solche Umlenkrolle auf ihrem äußeren Umfang eine vertiefte Laufbahn für den Draht auf, in der der Draht in einer teilweisen Umdrehung oder in einer oder mehr als einer vollständigen Umdrehung um die Umlenkrolle umläuft. The first and/or the second contact disk is preferably designed as a rotatably mounted deflection roller for the wire. Preferably has such a deflection roller has on its outer periphery a recessed track for the wire, in which the wire runs in a partial revolution or in one or more than one complete revolution around the deflection roller.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Wirkzeit der Rekristallisation (entsprechend der oben genannten Haltezeit im „Offline-Verfahren“) zu verlängern, indem der Draht nach dem Verlassen der Glühstrecke nicht sofort gekühlt wird, sondern ihm die Gelegenheit gegeben wird, ohne weitere Wärmezufuhr noch weiter zu rekristallisieren. Eine etwaige Kühlstrecke wird dabei in Drahtlaufrichtung weiter nach hinten verlagert. The invention is based on the idea of extending the effective time of the recrystallization (corresponding to the above-mentioned holding time in the "offline process") by not cooling the wire immediately after leaving the annealing section, but giving it the opportunity without further heat supply to recrystallize further. Any cooling section is shifted further to the rear in the direction of wire travel.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass in Drahtlaufrichtung gesehen nach der zweiten Kontaktscheibe eine Rekristallisationsstrecke angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, dass ein zweiter Drahtabschnitt, welcher zuvor als ein erster Drahtabschnitt die Glühstrecke durchlaufen hat, die Rekristallisationsstrecke durchläuft und dass in dem zweiten Drahtabschnitt ein zweiter Rekristallisationsteilvorgang erfolgt. According to the invention, it is therefore provided that, viewed in the direction of wire travel, a recrystallization section is arranged after the second contact disk, which is set up so that a second wire section, which has previously passed through the annealing section as a first wire section, runs through the recrystallization section and that in the second wire section a second Recrystallization part process takes place.
Die Begriffe „erster Rekristallisationsteilvorgang“ und „zweiter Rekristallisationsteilvorgang“ sind dabei nicht so zu verstehen, dass die Rekristallisation nach dem ersten Rekristallisationsteilvorgang aufhört und mit dem zweiten Rekristallisationsteilvorgang neu beginnt. Vielmehr bilden der erste und der zweite Rekristallisationsteilvorgang physikalisch gesehen gemeinsam einen durchgehenden, ununterbrochenen Rekristallisationsvorgang, der lediglich begrifflich in zwei Teilvorgänge aufgegliedert wird. Anders ausgedrückt wird der gesamte Rekristallisationsvorgang durch den ersten Rekristallisationsteilvorgang begonnen und durch den zweiten Rekristallisationsteilvorgang verlängert. The terms “first partial recrystallization process” and “second partial recrystallization process” are not to be understood in such a way that the recrystallization ends after the first partial recrystallization process and begins anew with the second partial recrystallization process. Rather, the first and the second partial recrystallization process physically seen together form a continuous, uninterrupted recrystallization process, which is only conceptually broken down into two partial processes. In other words, the entire recrystallization process is started by the first recrystallization sub-process and lengthened by the second recrystallization sub-process.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere die Gesamtstrecke, auf welcher die Rekristallisation erfolgt, und damit auch die Rekristallisationszeit verlängert. Eine etwaige nachfolgende Kühlstrecke wird gleichzeitig in Drahtlaufrichtung weiter nach hinten verschoben. Durch die verlängerte Rekristallisationszeit kann bei Erzielung der gleichen Restdehnung die Rekristallisationstemperatur abgesenkt werden, was zu einer direkten Einsparung von Energie führt. The method according to the invention extends in particular the total distance over which the recrystallization takes place, and thus also the recrystallization time. Any subsequent cooling section is simultaneously shifted further back in the direction of wire travel. Due to the extended recrystallization time, the recrystallization temperature can be lowered while achieving the same residual elongation, which leads to a direct saving of energy.
Da der zweite Rekristallisationsteilvorgang ohne weitere Wärmezufuhr erfolgt, kann der gleiche Rekristallisationsgrad insgesamt mit einer deutlich geringeren Energiezufuhr erreicht werden. Realistisch ist nach Erkenntnissen der Anmelderin eine Energieeinsparung in der Größenordnung von bis zu 20 % zu erwarten. Since the second partial recrystallization process takes place without further heat input, the same degree of recrystallization can be achieved overall with a significantly lower input of energy. According to the findings of the applicant, an energy saving of the order of up to 20% can realistically be expected.
Umgekehrt ist es auch möglich, den Energieeintrag nicht abzusenken. Da erfindungsgemäß die Rekristallisationsstrecke verlängert und damit die Rekristallisationszeit erhöht ist, wird auf diese Weise die Restdehnung des Drahtes verbessert. In diesem Fall kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein nahezu genauso hoher Dehnungswert erreicht werden wie in einem Ofen. Conversely, it is also possible not to lower the energy input. Since, according to the invention, the recrystallization distance is lengthened and the recrystallization time is thus increased, the residual elongation of the wire is improved in this way. In this case, with the method according to the invention, an elongation value that is almost as high as in an oven can be achieved.
Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung kann der Betreiber der Drahtdurchlaufglühe also wählen, ob er Energie sparen oder die Restdehnung des Drahtes verbessern will. When using the present invention, the operator of the continuous wire annealer can thus choose whether he wants to save energy or improve the residual elongation of the wire.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Glühmittel Mittel zur konduktiven Erwärmung des ersten Drahtabschnitts, wobei die erste Kontaktscheibe und die zweite Kontaktscheibe jeweils zur Einspeisung oder zur Abführung eines elektrischen Stroms in den bzw. von dem ersten Drahtabschnitt eingerichtet ist. In a preferred embodiment of the invention, the glow means are means for conductive heating of the first wire section, the first contact disk and the second contact disk each being set up to feed or discharge an electric current into or from the first wire section.
Durch die konduktive Erwärmung des ersten Drahtabschnitts ergibt sich ein guter Wirkungsgrad, da die elektrische Energie infolge des elektrischen (ohmschen) Wderstands des ersten Drahtabschnitts unmittelbar in Wärmeenergie umgewandelt wird. ln einer weiteren bevorzugten, zu der zuletzt beschriebenen Ausführung alternativen Ausführung der Erfindung sind die Glühmittel Mittel zur induktiven Erwärmung des ersten Drahtabschnitts. The conductive heating of the first wire section results in good efficiency, since the electrical energy is converted directly into thermal energy as a result of the electrical (ohmic) resistance of the first wire section. In a further preferred embodiment of the invention, which is an alternative to the embodiment described last, the glow means are means for inductively heating the first wire section.
Hierbei wird der erste Drahtabschnitt in Form einer Schleife oder Spule angeordnet, deren Enden elektrisch leitend verbunden und somit kurzgeschlossen sind. Diese Drahtschleife oder -spule fungiert als Sekundärspule für eine induktive Energieübertragung und ist in der Nähe einer von einem Wechselstrom durchflossenen Primärspule angeordnet, sodass in der Drahtschleife oder -spule durch elektromagnetische Induktion eine Wechselspannung und dadurch ein Wirbelstrom induziert wird, der den ersten Drahtabschnitt wiederum durch dessen elektrischen (ohmschen) Widerstand erwärmt. In this case, the first wire section is arranged in the form of a loop or coil, the ends of which are connected in an electrically conductive manner and are therefore short-circuited. This loop or coil of wire acts as a secondary coil for inductive energy transfer and is placed near a primary coil through which an alternating current flows, so that an alternating voltage is induced in the loop or coil of wire by electromagnetic induction and thereby an eddy current, which in turn flows through the first section of wire whose electrical (ohmic) resistance heats up.
Auf diese Weise erfolgt die Erwärmung des ersten Drahtabschnitts kontakt- und damit auch verschleißlos, wobei jedoch der Wirkungsgrad der Energieübertragung geringer als bei der konduktiven Erwärmung des Drahtes ist. In this way, the first wire section is heated without contact and thus also without wear, although the efficiency of the energy transmission is lower than with conductive heating of the wire.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Rekristallisationsstrecke dazu eingerichtet, den zweiten Drahtabschnitt unter ein Schutzgas zu setzen. In a further preferred embodiment of the invention, the recrystallization section is set up to place the second wire section under a protective gas.
Als Schutzgas kommt hierfür vorzugsweise Wasserdampf, Stickstoff, Wasserstoff oder ein Gemisch aus Stickstoff und Wasserstoff infrage. Das Schutzgas verhindert aufgrund der Verdrängung des Luftsauerstoffs die Oxidation der Drahtoberfläche und damit deren Anlaufen. Water vapor, nitrogen, hydrogen or a mixture of nitrogen and hydrogen is preferably used as the protective gas for this purpose. Due to the displacement of atmospheric oxygen, the protective gas prevents the oxidation of the wire surface and thus its tarnishing.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Drahtdurchlaufglühe keine Kühleinrichtung für den Draht zwischen der Glühstrecke und der Rekristallisationsstrecke auf. Durch das Fehlen der Kühleinrichtung zwischen der Glüh- und der Rekristallisationsstrecke kann die Energieeinsparung erhöht werden, da annähernd die gesamte Restwärme, die in dem ersten Drahtabschnitt beim Verlassen der Glühstrecke in der Rekristallisationsstrecke vorhanden ist, für den zweiten Rekristallisationsteilvorgang eingesetzt werden kann. In a further preferred embodiment of the invention, the continuous wire annealer has no cooling device for the wire between the annealing section and the recrystallization section. The lack of a cooling device between the annealing and recrystallization sections can increase energy savings, since almost all of the residual heat that is present in the first wire section when it leaves the annealing section in the recrystallization section can be used for the second partial recrystallization process.
In einer weiteren bevorzugten, zu der zuletzt beschriebenen Ausführungsform alternativen Ausführung der Erfindung weist die Drahtdurchlaufglühe eine Kühleinrichtung zum Kühlen der zweiten Kontaktscheibe auf. In a further preferred embodiment of the invention, which is an alternative to the last-described embodiment, the continuous wire annealer has a cooling device for cooling the second contact disk.
Eine Kühleinrichtung für die zweite Kontaktscheibe kann erforderlich sein, da in die zweite Kontaktscheibe kontinuierlich die Wärme des aus der Glühstrecke herauslaufenden ersten Drahtabschnitts eingeleitet wird und sich die zweite Kontaktscheibe somit stark erwärmt. Angesichts der relativ hohen Temperaturen des ersten Drahtabschnitts in der Glühstrecke (beispielsweise 550 °C) könnte dies ohne eine solche Kühleinrichtung zu einer thermischen Überlastung der zweiten Kontaktscheibe führen. A cooling device for the second contact disk may be required, since the heat of the first wire section running out of the annealing section is continuously introduced into the second contact disk and the second contact disk thus heats up considerably. In view of the relatively high temperatures of the first wire section in the annealing section (for example 550° C.), without such a cooling device this could lead to a thermal overload of the second contact disk.
In einer Variante der zuletzt beschriebenen Ausführung der Erfindung weist die Kühleinrichtung zum Kühlen der zweiten Kontaktscheibe Mittel zum Besprühen der zweiten Kontaktscheibe mit einem Kühlmittel, insbesondere wieder mit einer Emulsion oder mit Öl, auf. In a variant of the last-described embodiment of the invention, the cooling device for cooling the second contact disk has means for spraying the second contact disk with a coolant, in particular again with an emulsion or with oil.
In bekannten Kühleinrichtungen wird beispielsweise die zweite Kontaktscheibe gemeinsam mit dem diese kontaktierenden Drahtabschnitt vollständig in ein mit Kühlmittel gefülltes Kühlbecken getaucht, wodurch nicht nur die zweite Kontaktscheibe, sondern auch dieser Drahtabschnitt stark gekühlt wird. In known cooling devices, for example, the second contact disk, together with the wire section contacting it, is completely immersed in a cooling basin filled with coolant, as a result of which not only the second contact disk but also this wire section is greatly cooled.
Im Gegensatz hierzu wird beim Kühlen der zweiten Kontaktscheibe durch Besprühen mit dem Kühlmittel gezielt die zweite Kontaktscheibe, aber nur in geringem Maße der diese kontaktierende Drahtabschnitt gekühlt. Weiterhin kann das Kühlmittel auf diese Weise problemlos zu- und wieder abgeführt werden. Auch kann die Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Kühlmittels auf einfache Weise gesteuert und an die abzuführende Wärmemenge angepasst werden. In contrast to this, when the second contact disk is cooled by spraying with the coolant, the second contact disk is cooled in a targeted manner, but only to a small extent the wire section contacting it. Furthermore, the coolant can be supplied and discharged again without any problems in this way. The amount of coolant supplied per unit of time can also be controlled in a simple manner and adapted to the amount of heat to be dissipated.
Durch das gezielte Richten eines Kühlmittelsprühstrahls auf die zweite Kontaktscheibe, insbesondere auf den Teil des Kontaktbandes an deren Außenumfang, welcher nicht vom Draht umschlungen ist, kann vermieden werden, dass der den Außenumfang der zweiten Kontaktscheibe umschlingende Drahtabschnitt stark gekühlt wird. Targeted directing of a coolant spray jet onto the second contact disk, in particular onto that part of the contact strip on its outer circumference which is not wrapped by the wire, can prevent the wire section wrapped around the outer circumference of the second contact disc from being severely cooled.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind in Drahtlaufrichtung gesehen nach der Rekristallisationsstrecke eine Kühlstrecke und/oder ein Kühlbecken angeordnet, welche dazu eingerichtet sind, dass ein dritter Drahtabschnitt, welcher zuvor als ein zweiter Drahtabschnitt die Rekristallisationsstrecke durchlaufen hat, die Kühlstrecke und/oder das Kühlbecken durchläuft und darin durch ein Kühlmittel gekühlt wird. In a further preferred embodiment of the invention, a cooling section and/or a cooling basin are arranged after the recrystallization section, viewed in the direction of wire travel, which are set up so that a third wire section, which has previously passed through the recrystallization section as a second wire section, passes through the cooling section and/or the Cooling basin passes through and is cooled therein by a coolant.
Eine solche Kühlstrecke bzw. ein solches Kühlbecken kann erforderlich sein, wenn der Draht nach dem Verlassen der Rekristallisationsstrecke noch zu warm ist, um weiterverarbeitet zu werden, insbesondere, um auf eine Spule aufgewickelt zu werden. Vorzugsweise ist die Kühlstrecke als ein mit dem Kühlmittel gefülltes Gehäuse ausgebildet, wobei der dritte Drahtabschnitt in das Kühlbecken eingetaucht wird und dieses durchläuft. Vorzugsweise wird dagegen der dritte Drahtabschnitt in dem Kühlbecken - ähnlich wie in der oben beschriebenen Kühleinrichtung für die zweite Kontaktscheibe - durch das Kühlmittel nur besprüht. Such a cooling section or such a cooling basin may be necessary if the wire, after leaving the recrystallization section, is still too warm to be processed further, in particular to be wound up on a spool. The cooling section is preferably designed as a housing filled with the coolant, with the third wire section being immersed in the cooling basin and passing through it. In contrast, the third wire section in the cooling basin is preferably only sprayed by the coolant—similar to the cooling device for the second contact disk described above.
In einer Variante der zuletzt beschriebenen Ausführung der Erfindung weist die Drahtdurchlaufglühe die Kühlstrecke auf, und die Kühlstrecke weist Mittel zum Besprühen des dritten Drahtabschnitts mit einem Kühlmittel, insbesondere wieder mit einer Emulsion oder mit Öl, auf. In a variant of the last-described embodiment of the invention, the continuous wire annealer has the cooling section, and the cooling section has means for spraying the third wire section with a coolant, in particular again with an emulsion or with oil.
Besonders bevorzugt weist die Kühlstrecke dabei wenigstens eine Vorrichtung zur Regelung des Volumenstroms des Kühlmittels in der Kühlstrecke auf. Insbesondere weist die Vorrichtung wenigstens ein Ventil zum Einleiten von Kühlmittel in die Kühlstrecke auf, und das wenigstens eine Ventil ist einstellbar und insbesondere als Proportionalventil ausgebildet. The cooling section particularly preferably has at least one device for regulating the volume flow of the coolant in the cooling section. In particular, the device has at least one valve for introducing coolant into the cooling section, and the at least one valve is adjustable and is designed in particular as a proportional valve.
Der Einsatz eines Proportionalventils ermöglicht es, die Menge des durch das Ventil in die Kühlstrecke eingeleitete Kühlmittel pro Zeiteinheit genau zu regeln. Auf diese Weise kann die Kühlwirkung in der Kühlstrecke an die abzuführende Wärmemenge angepasst werden. Diese Wärmemenge hängt wiederum insbesondere von dem Volumen des Drahtmaterials in dem dritten Drahtabschnitt und damit von dem dortigen Drahtdurchmesser ab. The use of a proportional valve makes it possible to precisely control the amount of coolant introduced through the valve into the cooling section per unit of time. In this way, the cooling effect in the cooling section can be adapted to the amount of heat to be dissipated. This amount of heat in turn depends in particular on the volume of the wire material in the third wire section and thus on the wire diameter there.
Statt eines Proportionalventils kann die Vorrichtung zur Regelung des Volumenstroms beispielsweise auch ein Handhebelventil aufweisen. Denkbar ist auch der Einsatz einer frequenzgeregelten Pumpe, um mittels eines höheren Volumenstroms die Kühlwirkung zu verbessern. Instead of a proportional valve, the device for regulating the volume flow can also have a hand lever valve, for example. The use of a frequency-controlled pump is also conceivable in order to improve the cooling effect by means of a higher volume flow.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Glühen und Rekristallisieren eines, insbesondere metallischen, Drahtes im Durchlaufverfahren in einer erfindungsgemäßen Drahtdurchlaufglühe durchläuft ein erster Drahtabschnitt die Glühstrecke und wird darin geglüht, wobei ein erster Rekristallisationsteilvorgang in dem ersten Drahtabschnitt erfolgt. Außerdem durchläuft ein zweiter Drahtabschnitt, welcher zuvor als ein erster Drahtabschnitt die Glühstrecke durchlaufen hat, die Rekristallisationsstrecke, wobei ein zweiter Rekristallisationsteilvorgang in dem zweiten Drahtabschnitt erfolgt. In the method according to the invention for annealing and recrystallizing a wire, in particular a metallic wire, in a continuous process in a wire continuous annealing machine according to the invention, a first wire section runs through the annealing section and is annealed there, with a first partial recrystallization process taking place in the first wire section. In addition, a second wire section, which previously passed through the annealing section as a first wire section, runs through the recrystallization section, with a second partial recrystallization process taking place in the second wire section.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren Dabei zeigt: Further advantages, features and application possibilities of the present invention result from the following description in connection with the figures.
Fig.1 eine Drahtdurchlaufglühe aus dem Stand der Technik ohne Rekristallisationsstrecke; Fig. 2 eine erfindungsgemäße Drahtdurchlaufglühe mit Rekristallisationsstrecke. 1 shows a continuous wire annealer from the prior art without a recrystallization section; 2 shows a continuous wire annealer according to the invention with a recrystallization section.
Fig. 1 zeigt eine Drahtdurchlaufglühe 1 aus dem Stand der Technik, welche eine Glühstrecke 8 und eine Kühlstrecke 4, jedoch keine Rekristallisationsstrecke aufweist. 1 shows a continuous wire annealer 1 from the prior art, which has an annealing section 8 and a cooling section 4, but no recrystallization section.
Der Draht 12, welcher in einer Ziehmaschine (nicht abgebildet) auf einen bestimmten Durchmesser gezogen und dabei verfestigt wurde, wird in der Drahtdurchlaufglühe 1 erwärmt und dadurch rekristallisiert, um die Verfestigung weitgehend aufzuheben und somit insbesondere die Restdehnung, d. h. die maximale Dehnbarkeit, bevor der Draht reißt, zu vergrößern. The wire 12, which was drawn to a specific diameter in a drawing machine (not shown) and solidified in the process, is heated in the wire continuous annealing machine 1 and thereby recrystallized in order to largely eliminate the solidification and thus in particular the residual elongation, d. H. to increase the maximum elongation before the wire breaks.
Der Draht 12 wird am linken Rand der Drahtdurchlaufglühe 1 in diese eingeführt und umläuft zunächst eine Umlenkrolle 10. Alle Kontaktscheiben der Drahtdurchlaufglühen 1 gemäß den Fig. 1 und 2 sind ebenfalls als Umlenkrollen ausgebildet. Sodann durchläuft der Draht 12 mehrere weitere Umlenkrollen. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes 12 durch die Drahtdurchlaufglühe 1 beträgt beispielsweise 30 m/s. The wire 12 is inserted into the continuous wire annealer 1 on the left-hand edge and initially runs around a deflection roller 10. All contact disks of the continuous wire annealer 1 according to FIGS. 1 and 2 are also designed as deflection rollers. The wire 12 then runs through a number of other deflection rollers. The passage speed of the wire 12 through the continuous wire annealer 1 is 30 m/s, for example.
Sodann erreicht der Draht 12 die erste Kontaktscheibe 2, umläuft diese und läuft in die Glühstrecke 8 hinein und wird dort erwärmt. Die Glühstrecke 8 ist als ein (bis auf die Ein- und Auslassöffnungen für den Draht 12) geschlossenes Gehäuse ausgebildet, damit möglichst wenig Wärmeenergie aus dem erwärmten Draht in die Umgebung entweichen kann. Die Länge der Glühstrecke 8 beträgt in der Drahtdurchlaufglühe 1 gemäß Fig. 1 beispielsweise 2000 mm. Der Abschnitt des Drahtes 12, der die Glühstrecke 8 durchläuft, wird als erster Drahtabschnitt bezeichnet. Die Drahtlaufrichtung in der Glühstrecke 8 ist durch den Pfeil oberhalb der Glühstrecke 8 angegeben. Then the wire 12 reaches the first contact disk 2, runs around it and runs into the annealing section 8 and is heated there. The annealing section 8 is designed as a closed housing (apart from the inlet and outlet openings for the wire 12), so that as little thermal energy as possible can escape from the heated wire into the environment. The length of the annealing zone 8 in the continuous wire annealer 1 according to FIG. 1 is 2000 mm, for example. The section of the wire 12 that runs through the annealing section 8 is referred to as the first wire section. The direction of wire travel in the annealing section 8 is indicated by the arrow above the annealing section 8 .
Die Erwärmung des ersten Drahtabschnitts erfolgt dadurch, dass an die erste Kontaktscheibe 2 und an die zweite Kontaktscheibe 3 eine Spannung, vorzugsweise eine Gleichspannung, besonders bevorzugt jedoch eine Wechselspannung, angelegt wird, wodurch der erste Drahtabschnitt von einem Gleichstrom bzw. von einem Wechselstrom durchflossen wird, welcher den ersten Drahtabschnitt aufgrund von dessen ohmschem Widerstand erwärmt. Dabei erreicht der Draht 12 beim Eintritt in die Eingangs-Kühldüse 7 des Kühlbeckens 9 beispielsweise eine Temperatur von 550 °C. The first wire section is heated by applying a voltage to the first contact disk 2 and the second contact disk 3, preferably a DC voltage, but particularly preferably an AC voltage, is applied, as a result of which a direct current or an alternating current flows through the first wire section, which heats the first wire section due to its ohmic resistance. The wire 12 reaches a temperature of 550° C., for example, when it enters the inlet cooling nozzle 7 of the cooling basin 9 .
In der Glühstrecke 8 erfolgt durch die Erwärmung des ersten Drahtabschnitts ein erster Rekristallisationsteilvorgang in diesem, wodurch eine durch den vorangegangenen Ziehvorgang verursachte Verfestigung in dem ersten Drahtabschnitt weitgehend aufgehoben wird. In the annealing section 8, a first partial recrystallization process takes place in the first wire section as a result of the heating of the latter, as a result of which hardening in the first wire section caused by the preceding drawing process is largely eliminated.
Der Draht 12 verlässt die Glühstrecke 8 am Eingang des Kühlbeckens 9, wo er in die Eingangs-Kühldüse 7 eintritt. In der Eingangs-Kühldüse 7 des Kühlbeckens 9 wird der Draht 12 mit einem Kühlmittel, wobei es sich vorzugsweise um eine Emulsion oder um Öl handelt, besprüht bzw. bespritzt, um bereits an dieser Stelle einen Teil der Wärmeenergie von dem Draht 12 abzuführen. Sodann wird der Draht 12 innerhalb des Kühlbeckens 9 um eine zweite Kontaktscheibe 3 herumgeführt. Das Kühlbecken 9 ist mit einem weiteren Kühlmittel gefüllt, sodass die zweite Kontaktrolle 3 sowie der diese umlaufende Abschnitt des Drahtes 12 vollständig in das Kühlmittel getaucht ist. Das Kühlmittel im Kühlbecken 9 führt die Wärme aus diesem Drahtabschnitt ab. Das erwärmte Kühlmittel wird kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen abgeführt und durch kaltes Kühlmittel ersetzt. Schließlich verlässt der Draht 12 das Kühlbecken 9 wieder durch die Ausgangs-Kühldüse 6, in der der Draht 12 erneut mit einem Kühlmittel, besprüht bzw. bespritzt wird. The wire 12 leaves the annealing section 8 at the entrance to the cooling basin 9 , where it enters the entry cooling nozzle 7 . In the inlet cooling nozzle 7 of the cooling basin 9, the wire 12 is sprayed with a coolant, which is preferably an emulsion or oil, in order to already dissipate part of the heat energy from the wire 12 at this point. The wire 12 is then guided around a second contact disk 3 within the cooling basin 9 . The cooling basin 9 is filled with another coolant, so that the second contact roller 3 and the section of the wire 12 surrounding it are completely immersed in the coolant. The coolant in the cooling basin 9 dissipates the heat from this wire section. The heated coolant is discharged continuously or at specific time intervals and replaced with cold coolant. Finally, the wire 12 leaves the cooling basin 9 again through the exit cooling nozzle 6, in which the wire 12 is again sprayed or sprayed with a coolant.
Anschließend durchläuft der Draht 12 noch eine Kühlstrecke 4. Auch diese weist ein (bis auf die Ein- und Auslassöffnungen für den Draht 12) geschlossenes Gehäuse auf, welches mit einem weiteren Kühlmittel, geflutet ist, und in dem der Draht 12 vollständig eingetaucht ist. Die Drahtlaufrichtung in der Kühlstrecke 4 wird durch den Pfeil über der Kühlstrecke 4 angegeben. Durch das Kühlbecken 9 mit den Kühldüsen 6 und 7 sowie die Kühlstrecke 4 wird der Draht 12 auf eine Temperatur abgekühlt, die seine Weiterverarbeitung, insbesondere das Aufwickeln auf eine Spule, ermöglicht. Es wird dabei aber nur so wenig Wärmeenergie wie möglich aus dem Draht 12 abgezogen, um die notwendige Endtemperatur beim Aufwickeln zu gewährleisten (ca. 50 °C). The wire 12 then runs through a cooling section 4. This also has a closed housing (apart from the inlet and outlet openings for the wire 12), which is flooded with another coolant and in which the wire 12 is completely immersed. The direction of wire travel in the cooling section 4 is indicated by the arrow above the cooling section 4 . The wire 12 is cooled by the cooling tank 9 with the cooling nozzles 6 and 7 and the cooling section 4 to a temperature which enables it to be further processed, in particular to be wound onto a spool. However, only as little thermal energy as possible is withdrawn from the wire 12 in order to ensure the necessary final temperature during winding (approx. 50° C.).
Schließlich durchläuft der noch von dem Kühlmittel benetzte Draht 12 eine Trocknungsstrecke 5, in der er getrocknet wird, vorzugsweise durch in die Trocknungsstrecke 5 eingeblasene Luft. Finally, the wire 12 still wetted by the coolant runs through a drying section 5 in which it is dried, preferably by air blown into the drying section 5 .
Sodann wird der Draht 12 über mehrere weitere Umlenkrollen am rechten Rand der Drahtdurchlaufglühe 1 aus dieser herausgeführt, um dort weiterverarbeitet, insbesondere auf eine Spule aufgewickelt, zu werden (nicht dargestellt). The wire 12 is then led out of the continuous wire annealer 1 via several other deflection rollers on the right-hand edge of the latter in order to be further processed there, in particular wound onto a spool (not shown).
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Drahtdurchlaufglühe 1 mit einer Rekristallisationsstrecke 11. Fig. 2 shows a continuous wire annealer 1 according to the invention with a recrystallization section 11.
Die erfindungsgemäße Drahtdurchlaufglühe 1 gemäß Fig. 2 basiert auf der Drahtdurchlaufglühe 1 aus dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 und weist gegenüber dieser einige Modifikationen auf. Einander entsprechende Elemente der beiden Drahtdurchlaufglühen 1 werden daher nicht noch einmal beschrieben. The continuous wire annealer 1 according to the invention according to FIG. 2 is based on the continuous wire annealer 1 from the prior art according to FIG. 1 and has some modifications compared to it. Corresponding elements of the two continuous wire annealers 1 are therefore not described again.
Der Draht 12 wird wie in Fig. 1 zur Glühstrecke 8 geleitet und dort erwärmt, wodurch ein erster Rekristallisationsteilvorgang in dem ersten Drahtabschnitt erfolgt, und tritt dann ebenso in das Kühlbecken 9 ein. The wire 12 is conducted to the annealing line 8 as in FIG. 1 and heated there, whereby a first partial recrystallization process takes place in the first wire section, and then enters the cooling pool 9 as well.
Falls am Eingang des Kühlbeckens 9 eine Eingangs-Kühldüse vorhanden ist, so wird diese vorzugsweise nicht verwendet. Dasselbe gilt für eine etwaige Ausgangs-Kühldüse am Ausgang des Kühlbeckens 9. Innerhalb des Kühlbeckens 9 wird der Draht 12 wieder um eine zweite Kontaktscheibe 3 (in Fig. 2 nicht dargestellt) herumgeführt. lm Kühlbecken 9 wird der Draht 12 nur wenig oder gar nicht gekühlt. Vorzugsweise wird lediglich die zweite Kontaktscheibe 3 mit einem weiteren Kühlmittel besprüht, um sie zu kühlen, während der Draht 12 weitgehend ungekühlt bleibt. Vorzugsweise kann auch das Kühlbecken 9 zwar mit dem Kühlmittel geflutet werden, aber dieses wird vorzugsweise wenig oder gar nicht umgewälzt und ausgetauscht, sodass durch das Kühlmittel nur wenig Wärmeenergie abgeführt wird. Die Frage, wie viel Kühlmittel sich in dem Kühlbecken 9 befinden muss, d. h. der Füllstand des Kühlbeckens 9, kann experimentell ermittelt werden und kann je nach Umgebung differieren. If there is an entry cooling nozzle at the entry of the cooling basin 9, it is preferably not used. The same applies to any exit cooling nozzle at the exit of the cooling basin 9. Within the cooling basin 9, the wire 12 is again guided around a second contact disk 3 (not shown in FIG. 2). In the cooling basin 9, the wire 12 is cooled only slightly or not at all. Preferably, only the second contact disk 3 is sprayed with a further coolant in order to cool it, while the wire 12 remains largely uncooled. Although the cooling basin 9 can preferably also be flooded with the coolant, this is preferably circulated and exchanged little or not at all, so that only little heat energy is dissipated by the coolant. The question of how much coolant must be in the cooling basin 9, ie the filling level of the cooling basin 9, can be determined experimentally and can differ depending on the environment.
Sodann durchläuft der Draht 12 die Rekristallisationsstrecke 11 , welche - wie die an der entsprechenden Stelle in Fig. 1 angeordnete Kühlstrecke 4 - ein weitgehend geschlossenes Gehäuse aufweist. In der Rekristallisationsstrecke 11 wird der Draht 12 jedoch nicht gekühlt. Somit ist der Draht 12 auch nach dem Verlassen des Kühlbeckens 9 noch so warm, dass in der Rekristallisationsstrecke 11 ein zweiter Rekristallisationsteilvorgang erfolgen kann. The wire 12 then runs through the recrystallization section 11, which—like the cooling section 4 arranged at the corresponding point in FIG. 1—has a largely closed housing. However, the wire 12 is not cooled in the recrystallization section 11 . Thus, the wire 12 is still warm enough after leaving the cooling basin 9 that a second partial recrystallization process can take place in the recrystallization section 11 .
Auf diese Weise wird die Glühstrecke - im Sinne der Strecke, auf der eine Rekristallisation im Draht 12 erfolgt - gewissermaßen verlängert, beispielsweise sogar verdoppelt, wobei aber nur auf dem ersten Teil - der eigentlichen Glühstrecke 8 - ein Energieeintrag erfolgt. In this way, the annealing section--in the sense of the section on which recrystallization occurs in the wire 12--is lengthened to a certain extent, for example even doubled, but only in the first part--the actual annealing section 8--is an energy input.
Somit kann bei Erzielung des gleichen Rekristallisationsgrades der Wärmeenergieeintrag in die Glühstrecke 8 verringert werden, was zu der oben genannten Energieeinsparung von bis zu 20 % führt. Thus, while achieving the same degree of recrystallization, the thermal energy input into the annealing section 8 can be reduced, which leads to the above-mentioned energy saving of up to 20%.
In dem Gehäuse der Rekristallisationsstrecke 11 herrscht vorzugsweise eine Schutzgasatmosphäre, bevorzugt aus Stickstoff oder Wasserdampf, um eine Oxidation und damit ein Anlaufen der Oberfläche des Drahtes 12 zu verhindern. Schließlich durchläuft der Draht 12 noch eine Kühlstrecke 4 und ein Kühlbecken 13, um die Temperatur des Drahtes 12 auf eine für die Weiterverarbeitung geeignete Temperatur zu senken. Die Kühlstrecke 4 und das Kühlbecken 13 sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 aus Platzgründen zumindest teilweise in einem zusätzlichen Gehäuse 15 angeordnet, welches an das Gehäuse 14 der Drahtdurchlaufglühe 1 angeflanscht ist. Die Kühlstrecke 4 und das Kühlbecken 13 können jedoch auch in das Gehäuse 14 der Drahtdurchlaufglühe 1 integriert sein. Es ist auch möglich, nur die Kühlstrecke 4 oder nur das Kühlbecken 13 vorzusehen. In the housing of the recrystallization section 11 there is preferably a protective gas atmosphere, preferably nitrogen or steam, in order to prevent oxidation and thus tarnishing of the surface of the wire 12 . Finally, the wire 12 runs through a cooling section 4 and a cooling basin 13 in order to reduce the temperature of the wire 12 to a temperature suitable for further processing. For reasons of space, the cooling section 4 and the cooling basin 13 are at least partially arranged in an additional housing 15 in the exemplary embodiment according to FIG. However, the cooling section 4 and the cooling basin 13 can also be integrated into the housing 14 of the continuous wire annealer 1 . It is also possible to provide only the cooling section 4 or only the cooling basin 13 .
In der Kühlstrecke 4 wird der Draht 12 - ähnlich wie in der Drahtdurchlaufglühe 1 in Fig. 1 - in ein Kühlmittel eingetaucht. Der Volumenstrom des Kühlmittels kann in der Kühlstrecke 4 geregelt werden, wodurch auch die Kühlwirkung auf den Draht 12 abhängig vom Durchmesser und von der Vorschubgeschwindigkeit des Drahtes 12 geregelt werden kann. Dies erfolgt vorzugsweise durch wenigstens ein Proportionalventil (nicht dargestellt). In the cooling section 4, the wire 12 is immersed in a coolant--similarly to the continuous wire annealer 1 in FIG. The volume flow of the coolant can be regulated in the cooling section 4, as a result of which the cooling effect on the wire 12 can also be regulated as a function of the diameter and the feed speed of the wire 12. This is preferably done by at least one proportional valve (not shown).
Im Kühlbecken 13 wird der Draht 12 ebenfalls in ein Kühlmittel getaucht oder aber lediglich mit einem Kühlmittel besprüht. In the cooling basin 13, the wire 12 is also immersed in a coolant or merely sprayed with a coolant.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Drahtdurchlaufglühe 1 continuous wire annealer
2 Erste Kontaktscheibe 2 First contact disc
3 Zweite Kontaktscheibe 3 Second contact disc
4 Kühlstrecke 4 cooling line
5 Trocknungsstrecke 5 drying section
6 Ausgangs-Kühldüse 6 exit cooling nozzle
7 Eingangs-Kühldüse 7 inlet cooling nozzle
8 Glühstrecke 8 annealing section
9 Kühlbecken 9 cooling pools
10 Umlenkrolle 10 pulley
11 Rekristallisationsstrecke 11 recrystallization section
12 Draht 12 wire
13 Kühlbecken 13 cooling pools
14 Gehäuse der Drahtdurchlaufglühe 14 Wire continuous annealer housing
15 Gehäuse der Kühlstrecke und des Kühlbeckens 15 Housing of the cooling section and the cooling basin

Claims

Patentansprüche Drahtdurchlaufglühe (1) zum Glühen und Rekristallisieren eines, insbesondere metallischen, Drahtes (12) im Durchlaufverfahren, welche aufweist: Continuous wire annealer (1) for annealing and recrystallizing an in particular metallic wire (12) in a continuous process, which has:
- wenigstens zwei Kontaktscheiben (2, 3), die dazu eingerichtet sind, dass eine erste Kontaktscheibe (2) ein in Drahtlaufrichtung gesehen hinteres Ende und eine zweite Kontaktscheibe (3) ein in Drahtlaufrichtung gesehen vorderes Ende eines zwischen der ersten Kontaktscheibe (2) und der zweiten Kontaktscheibe (3) verlaufenden ersten Drahtabschnitts kontaktiert, - at least two contact disks (2, 3) which are set up such that a first contact disk (2) has a rear end, viewed in the wire running direction, and a second contact disk (3) has a front end, viewed in the wire running direction, of one between the first contact disk (2) and the first wire section running along the second contact disk (3),
- eine zwischen der ersten Kontaktscheibe (2) und der zweiten Kontaktscheibe (3) angeordnete Glühstrecke (8), welche dazu eingerichtet ist, dass der erste Drahtabschnitt die Glühstrecke (8) durchläuft, sowie - An annealing section (8) arranged between the first contact disk (2) and the second contact disk (3), which is set up so that the first wire section runs through the annealing section (8), and
- Glühmittel zum Glühen des ersten Drahtabschnitts in der Glühstrecke (8), wodurch in der Glühstrecke (8) ein erster Rekristallisationsteilvorgang in dem ersten Drahtabschnitt erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in Drahtlaufrichtung gesehen nach der zweiten Kontaktscheibe (3) eine Rekristallisationsstrecke (11) angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, dass ein zweiter Drahtabschnitt, welcher zuvor als ein erster Drahtabschnitt die Glühstrecke (8) durchlaufen hat, die Rekristallisationsstrecke (11) durchläuft und dass in dem zweiten Drahtabschnitt ein zweiter Rekristallisationsteilvorgang erfolgt. Drahtdurchlaufglühe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Glühmittel Mittel zur konduktiven Erwärmung des ersten Drahtabschnitts sind, wobei die erste Kontaktscheibe (2) und die zweite Kontaktscheibe (3) jeweils zur Einspeisung oder zur Abführung eines elektrischen Stroms in den bzw. von dem ersten Drahtabschnitt eingerichtet ist. Drahtdurchlaufglühe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Glühmittel Mittel zur induktiven Erwärmung des ersten Drahtabschnitts sind. Drahtdurchlaufglühe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekristallisationsstrecke (11) dazu eingerichtet ist, den zweiten Drahtabschnitt unter ein Schutzgas zu setzen. Drahtdurchlaufglühe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Kühleinrichtung für den Draht (12) zwischen der Glühstrecke (8) und der Rekristallisationsstrecke (11) aufweist. Drahtdurchlaufglühe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kühleinrichtung (9) zum Kühlen der zweiten Kontaktscheibe (3) aufweist. Drahtdurchlaufglühe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (9) zum Kühlen der zweiten Kontaktscheibe (3) Mittel zum Besprühen der zweiten Kontaktscheibe (3) mit einem Kühlmittel, insbesondere mit einer Emulsion oder mit Öl, aufweist. Drahtdurchlaufglühe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Drahtlaufrichtung gesehen nach der Rekristallisationsstrecke (11) eine Kühlstrecke (4) und/oder ein Kühlbecken (13) angeordnet sind, welche dazu eingerichtet sind, dass ein dritter Drahtabschnitt, welcher zuvor als ein zweiter Drahtabschnitt die Rekristallisationsstrecke (11) durchlaufen hat, die Kühlstrecke (4) - 19 - und/oder das Kühlbecken (13) durchläuft und darin durch ein Kühlmittel gekühlt wird. Drahtdurchlaufglühe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Kühlstrecke (4) aufweist und dass die Kühlstrecke (4) Mittel zum Besprühen des dritten Drahtabschnitts mit einem Kühlmittel, insbesondere mit einer Emulsion oder mit Öl, aufweist. Drahtdurchlaufglühe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstrecke (4) wenigstens eine Vorrichtung zur Regelung des Volumenstroms des Kühlmittels in der Kühlstrecke (4) aufweist, wobei die Vorrichtung insbesondere wenigstens ein Ventil zum Einleiten von Kühlmittel in die Kühlstrecke (4) aufweist und das wenigstens eine Ventil einstellbar ist, insbesondere als Proportionalventil ausgebildet ist. Verfahren zum Glühen und Rekristallisieren eines, insbesondere metallischen, Drahtes (12) im Durchlaufverfahren in einer Drahtdurchlaufglühe (1) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Drahtabschnitt die Glühstrecke (8) durchläuft, darin geglüht wird und dabei ein erster Rekristallisationsteilvorgang in dem ersten Drahtabschnitt erfolgt, sowie dass ein zweiter Drahtabschnitt, welcher zuvor als ein erster Drahtabschnitt die Glühstrecke (8) durchlaufen hat, die Rekristallisationsstrecke (11) durchläuft und dabei ein zweiter Rekristallisationsteilvorgang in dem zweiten Drahtabschnitt erfolgt. - Annealing means for annealing the first wire section in the annealing section (8), as a result of which a first partial recrystallization process takes place in the first wire section in the annealing section (8), characterized in that a recrystallization section (11) is arranged after the second contact disk (3), viewed in the direction of wire travel which is set up so that a second wire section, which has previously passed through the annealing section (8) as a first wire section, runs through the recrystallization section (11) and that a second partial recrystallization process takes place in the second wire section. Wire continuous annealer (1) according to claim 1, characterized in that the glow means are means for conductive heating of the first wire section, the first contact disc (2) and the second contact disc (3) each for feeding or for discharging a electric current is established in or from the first wire section. Wire continuous glow annealer (1) according to claim 1, characterized in that the glow means are means for inductively heating the first wire section. Continuous wire annealer (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the recrystallization section (11) is set up to place the second wire section under a protective gas. Continuous wire annealer (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it has no cooling device for the wire (12) between the annealing section (8) and the recrystallization section (11). Continuous wire annealer (1) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it has a cooling device (9) for cooling the second contact disk (3). Continuous wire annealer (1) according to Claim 6, characterized in that the cooling device (9) for cooling the second contact disk (3) has means for spraying the second contact disk (3) with a coolant, in particular with an emulsion or with oil. Continuous wire annealer (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling section (4) and/or a cooling basin (13) are arranged after the recrystallization section (11), viewed in the direction of wire travel, and are set up so that a third wire section, which previously passed through the recrystallization section (11) as a second wire section, the cooling section (4) - 19 - and/or the cooling basin (13) and is cooled therein by a coolant. Continuous wire annealer (1) according to Claim 8, characterized in that it has the cooling section (4) and that the cooling section (4) has means for spraying the third wire section with a coolant, in particular with an emulsion or with oil. Continuous wire annealer (1) according to Claim 9, characterized in that the cooling section (4) has at least one device for regulating the volume flow of the coolant in the cooling section (4), the device in particular having at least one valve for introducing coolant into the cooling section (4 ) and the at least one valve is adjustable, in particular is designed as a proportional valve. Process for annealing and recrystallizing a wire (12), in particular a metallic one, in a continuous process in a continuous wire annealer (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a first wire section runs through the annealing section (8) and is annealed therein and a first Recrystallization dividing process takes place in the first wire section, and that a second wire section, which has previously passed through the annealing section (8) as a first wire section, runs through the recrystallization section (11) and a second recrystallization dividing process takes place in the second wire section.
PCT/EP2022/052361 2021-02-05 2022-02-01 Continuous annealer for wire WO2022167424A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280013691.1A CN116848270A (en) 2021-02-05 2022-02-01 Wire continuous annealing device
US18/264,099 US20240093327A1 (en) 2021-02-05 2022-02-01 Continuous annealer for wire
EP22709205.3A EP4288573A1 (en) 2021-02-05 2022-02-01 Continuous annealer for wire
JP2023547473A JP2024505690A (en) 2021-02-05 2022-02-01 Continuous wire annealing equipment
MX2023009173A MX2023009173A (en) 2021-02-05 2022-02-01 Continuous annealer for wire.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021201104.7 2021-02-05
DE102021201104.7A DE102021201104A1 (en) 2021-02-05 2021-02-05 continuous wire annealer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022167424A1 true WO2022167424A1 (en) 2022-08-11

Family

ID=80684995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/052361 WO2022167424A1 (en) 2021-02-05 2022-02-01 Continuous annealer for wire

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240093327A1 (en)
EP (1) EP4288573A1 (en)
JP (1) JP2024505690A (en)
CN (1) CN116848270A (en)
DE (1) DE102021201104A1 (en)
MX (1) MX2023009173A (en)
WO (1) WO2022167424A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2040870A1 (en) * 1970-02-25 1971-09-16 Outokumpu Oy Continuous wire resistance annealing process
DE19614586A1 (en) * 1996-04-12 1997-10-16 Niehoff Kg Maschf Annealing of continuous metal products
CN203938720U (en) * 2014-06-26 2014-11-12 芜湖楚江合金铜材有限公司 The online bright annealing device of a kind of copper alloy wire
CN203999742U (en) * 2014-08-04 2014-12-10 伊东新(德阳)线缆设备有限公司 Separated motor transmission aluminum steel annealing device
WO2020078829A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-23 Nv Bekaert Sa Method for thermal treatment of steel wire with associated apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2040870A1 (en) * 1970-02-25 1971-09-16 Outokumpu Oy Continuous wire resistance annealing process
DE19614586A1 (en) * 1996-04-12 1997-10-16 Niehoff Kg Maschf Annealing of continuous metal products
CN203938720U (en) * 2014-06-26 2014-11-12 芜湖楚江合金铜材有限公司 The online bright annealing device of a kind of copper alloy wire
CN203999742U (en) * 2014-08-04 2014-12-10 伊东新(德阳)线缆设备有限公司 Separated motor transmission aluminum steel annealing device
WO2020078829A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-23 Nv Bekaert Sa Method for thermal treatment of steel wire with associated apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20240093327A1 (en) 2024-03-21
MX2023009173A (en) 2023-08-18
EP4288573A1 (en) 2023-12-13
JP2024505690A (en) 2024-02-07
DE102021201104A1 (en) 2022-08-11
CN116848270A (en) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2208270C3 (en) Tandem drawing and annealing process for electrical conductor wire as well as lubricants for the process and apparatus for carrying out the process
DE1533486A1 (en) Process for reducing the cross section of wire made of titanium or titanium alloys
DE1783170A1 (en) PROCESS FOR CONTINUOUSLY MANUFACTURING A METALLIC STRAND AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS
WO2022167424A1 (en) Continuous annealer for wire
EP2445663B1 (en) Method and device for producing steel strips by means of belt casting
EP2279277A1 (en) Method for heat treating a rolling stock made of a heat-treatable aluminum alloy
DE102011075627B4 (en) Secondary cooling device for cooling a metal strand and method for operating the secondary cooling device
EP1208924B1 (en) Wire cooling device
DE60015432T2 (en) Apparatus and method for heat treating metallic material
EP0496726A2 (en) Method and installation for continuous manufacture of coiled wire
DE1583406C3 (en) Arrangement for the heat treatment of strand material by means of electrical resistance heating
DE2727055A1 (en) PROCESS FOR CONTINUOUSLY MANUFACTURING A COPPER STRAND
DE939692C (en) Method and device for the heat treatment of steel wire or strip
AT525563B1 (en) DRY CASTING IN A COMBINED CASTING-ROLLING PLANT
WO2011113165A1 (en) Process and apparatus for heating elongated metal products
DE1521422B2 (en) Process for the continuous manufacture of steel strips coated with a protective layer of metal, such as zinc, aluminum and the like
DE3050367C1 (en) Method and device for heat treating a long moving product
DE744159C (en) Device for the production of metallic coatings on metal bands
AT398714B (en) Method and plant for the continuous production of wire wound to form rings
DE1142209B (en) Device for the heat treatment of wire or the like.
DE2114734B2 (en) Method and device for tempering hardened needles
DE102022130365A1 (en) Heat treatment equipment, process and use
DE102021202457A1 (en) Plant and method for cold rolling metal strip from steel
EP4261295A1 (en) Method for producing a blade
DE1433711C (en) Patenting device and method for the passage of elongated metal goods

Legal Events

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

Ref document number: 22709205

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18264099

Country of ref document: US

Ref document number: MX/A/2023/009173

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023547473

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280013691.1

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023122833

Country of ref document: RU

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022709205

Country of ref document: EP

Effective date: 20230905