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    • 专利摘要:

    公开号:WO1987004469A1
    申请号:PCT/HU1986/000007
    申请日:1986-01-24
    公开日:1987-07-30
    发明作者:Béla BODNÁR；István GORONDI；László KOVÁCS；György TAKÁCS
    申请人:"December 4." Drótmüvek；
    IPC主号:C21D9-00
    专利说明:
    [0001] Einrichtung zum Erwärmen von einem oder gleichzeitig ehre- ren Stahldrähten
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erwärmen von einem oder gleichzeitig mehreren Stahldrähten.
    [0003] Es ist bekannt, daß Stahldrähte, insbesondere die zur Ver¬ wendung in Drahtseilen, einer Patentierung unterzogen wer- den. Das gebräuchlichste Patentierungsverfahren ist das
    [0004] Durchlaufpatentieren. Aus metallographischer Sicht unter¬ scheidet man beim Patentieren die Schritte austenitisches Erwärmen, isotherme Kühlung und Endabkühlung.
    [0005] Beim Durchlaufpatentieren durchlaufen üblicherweise gleich¬ zeitig mehrere Stahldrähte in der Regel einen Rohrofen und werden dabei auf etwa 900°C erwärmt. Zur Durchführung der zweiten Aufgabe leitet man die Stahldrahte anschliessend in eine Bleischmelze mit etwa 500°G Temperatur, danach er- folgt die Endabkühlung, überwiegend an der Luft.
    [0006] Der Erfindungsgegenstand betrifft also eine Einrichtung zum austenitischen Erwärmer., in der gleichzeitig mehrere Stahldrähte erwärmt werden können, in dem die gerade be- handelten Stahldrähte die Einrichtung durchlaufen.
    [0007] Die Einrichtungen zum austenitischen Erwärmen sind in der Regel Rohröfen, die überwiegend mit elektrischer oder Gas¬ heizung ausgestattet sind. Bei den bekannten Öfen mit elektrischer Heizung können die behandelten Drähte selbst zeitweilig in den Stromkreis eingefügte Leiter sein und erwärmen sich durch den sie durchfliessenden elektrischen Strom. Das Erwärmen der behandelten Drähte kann induktiv oder durch die Strahlungswirkung des Ofens erfolgen, wobei der Ofen mit elektrischer Energie beheizt wird. Die Öfen mit Gasheizung können direkt oder indirekt erwärmend sein, - 2 -
    [0008] je nach dem, ob das Heizgas bzw. das Abgas mit den behandelten Drähten direkten Kontakt hat, oder nicht.
    [0009] Bei der Variante der gasbeheizten Öfen mit indirekter Erwärmung befinden sich die einzelnen Drähte oder
    [0010] Drahtgruppen beim Durchlaufen des Ofens in einem Rohr einer Muffel. Das- Rohr oder die Muffel trennt den Gas¬ raum des Ofens vom Raum des Drahtes bzw. der Drähte. Ein bekannter Nachteil der Öfen, die diese Erwärmungs- methode verwirklichen, ist, daß das Erwärmen der
    [0011] Drähte auf die gewünschte Temperatur wegen der schlecht¬ en Wärmeübertragung langsam erfolgt. Damit die Erwär¬ mungstemperatur sicher erreicht wird, reduziert man entweder die Durchlauf eschwindigkeit der Drähte, oder man baut den Rohrofen von vorn herein länger, eventuell wählt man die gleichzeitige Anwendung dieser beiden Möglichkeiten.
    [0012] Bei der Muffel- oder Rohr-Variante der Öfen für indi- rekte Erwärmung bringt man ebenfalls in der Regel ein Schutzgas in den Muffel- bzw. Rohrraum und behält dieses Gas da. Bei der Muffel-Variante wird das Schutz¬ gas an der Seite des Ofens an mehreren Stellen in den Muffelraum geleitet. Bei der Rohr-Variante leitet man das Schutzgas am Rohrende in' das Rohr, und zwar so, daß die Durchlaufrichtung für Schutzgas und Drähte über¬ einstimmt, nur daß die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases wesentlich höher ist als die Durchlaufge¬ schwindigkeit der Drähte. Unter solchen Umständen kommt der noch kalte Draht mit dem frischen Schutzgas in Be¬ rührung. Damit die daraus erwachsenden Nachteile ge¬ mindert werden, muß man die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases im Rohr erhöhen. So wird aber der spe¬ zifische Verbrauch an Schutzgas unannehmlich hoch. Die Einbringung des Schutzgases an mehreren Stellen bringt - 3 -
    [0013] Konstruktionsschwierigkeiten mit sich.
    [0014] Beim System der gasbeheizten Öfen, die eine direkte Er¬ wärmung verwirklichen, ist der Brennraum des Heizgases 5 - der Raum der Abgase - vom Raum der behandelten Drahte innerhalb des Ofens nicht abgetrennt. Die Öfen dieses Systems sind in der Regel mit Hochleistungs-Gasbrennern, meistens mit Impulsbrennern, bestückt.. In s eichen Öfen kann man Drähte mit einem Durchmesser kleiner als 5,5
    [0015] ~- ' mm zwecks Patentierung in der Regel -nicht erwärmen.
    [0016] Die Ursache dafür ist, daß die technologischen Parame¬ ter in den erwähnten Öfen nicht exakt eingehalten wer¬ den können, die Qualität der Drähte wird daher ungleich¬ mäßig. Die Betriebssicherheit solcher Öfen ist eben-
    [0017] ■"-5 falls nicht befriedigend, wenn nämlich die Drahte selbst für die kürzeste Zeit zum Stehen kommen, verbrennen sie sofort und reissen bei der geringsten Beanspruchung. Bei den erwähnten Öfen für direktes Erwärmen ergibt die Zunderung der Drähte eine zusätzliche Schwierigkeit,
    [0018] ^° berücksichtigt man, daß die Drähte mit dem Abgas un¬ mittelbaren Kontakt haben. Zwecks Vermeidung oder zumin- denst Reduzierung der Zunderbildung wird im Ofenraum eine Reduktionsatmosphäre erhalten, dieser Umstand ver¬ schlechtert wiederum den Wirkungsgrad der Ofenbeheizung.
    [0019] 25
    [0020] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich die Fehler, Mängel der bekannten Einrichtungen für ähnliche Zwecke eliminieren. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wurde das Ziel gesetzt, das Erwärmen auch
    [0021] 50 von Drähten mit kleiner als 5»5 nun Durchmesser zu ermög¬ lichen, so daß diese beim Erwärmen in keiner Weise be¬ schädigt werden und das Erwärmen somit in jeder Hin¬ sicht sicher durchzuführen ist. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist als zweites Ziel ge-
    [0022] 55 : - 4- -
    [0023] setzt worden, das Erwärmen unter möglichst minimaler Zunderbildung vorzunehmen, d.h. daß die Drähte in kleinem Maße oxidieren. Ein weiteres Ziel der Ein¬ richtung war, den spezifischen Verbrauch an Schutzgas auf optimalem Niveau zu halten, so daß diese auch aus der Sicht der Wirtschaftlichkeit besser ist als die bekannte Einrichtung für ähnlichen Zweck.
    [0024] Die erfindungsgemäße Einrichtung erreicht die ge- setzten Ziele dadurch, in dem sie im Ofenraum nach¬ einander von der Möglichkeit der direkten Erwärmung und der indirekten Erwärmung Gebrauch macht. Die Ein¬ richtung ist konstruktiv so aufgebaut, daß nach Ein¬ führen des Drahtes - als der Draht also noch kalt ist - die direkte Erwärmung wirksam ist, d.h. der Draht bzw. die Drähte stehen in Kontakt mit den Ab¬ gasen. Dabei ist die Oxidation erst geringfügig, die Erwärmung aber rasch. Beim Weiterlauf gelangt der Draht in einen Muffelraum, bei dem die Muffel durch eine im Ofenraum ausgebildete feuerfeste Platte ab¬ gegrenzt wird. In dieser Muffel strömt Schutzgas, und zwar zur Durchlaufrichtung des Drahtes oder der Drähte gegenläufig - in Gegenstrom-, demenbsprechend ist der Drahtraum innerhalb der Muffel mit Schutzgas ausgefüllt. Die Einbringung von Schutzgas findet am Drahtaustrittsende des Ofenraumes statt, und hier münden die Düsen zur Einbringung des Schutzgases schräg zur Durchlaufebene der Drähte in die im Ofen¬ raum ausgebildete Muffel.
    [0025] Im Falle der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es zweckmäßig, die Länge des Raumes für direktes Er¬ wärmen und die länge des Raumes für indirektes Er¬ wärmen so zu wählen, daß die direkte Erwärmung über ein Drittel der Raumlänge der Gesamteinrichtung und - 5 -
    [0026] die indirekte Erwärmung in der Muffel, die etwa zwei Drittel der Gesamtlänge ausmacht, vorgenommen werden. Konstruktiv erfüllt die Einrichtung diese Voraus¬ setzung, in dem die feuerfeste Platte, die der Ab- grenzung der Muffel dient, im Innenraum des Ofens in der Durchlaufrichtung des Drahtes gesehen zwei Drittel des hinteren Ofenteiles ausmacht.
    [0027] Die erfindungsgemäße Einrichtung wird im übrigen mit Gas beheizt und hält somit alle günstigen, vorteil¬ haften Eigenschaften der gasbeheizten Öfen bei.
    [0028] Beim Betrieb der Einrichtung erfolgt die Wärmeübertra¬ gung nach Eintreten des kalten Drahtes in die Einrich- tung, während der direkten Erwärmung also, überwiegend konvektiv, d.h. die Abgase mit ziemlich turbulentem Strömungsbild stehen in unmittelbarem Kontakt mit den Drähten. Nach Vorlaufen der Drähte, wenn diese sich bereits in der Muffel befinden, geschieht die Warme- zufuhr zu den Drähten durch Strahlung, berücksichtigt man, daß keine Abgase direkt in den Raum, der die Drähte aufnimmt, gelangen können. Dieser letztere Raum ist nämlich mit Schutzgas aufgefüllt, so daß sich keine Gelegenheit bietet, daß die Drähte durch das Ab- as. ob durch Oxidation oder in aderer Weise, beschä¬ digt werden. Zwar erreichen die Drähte in diesem Be¬ reich - also im Innenraum der Muffel - eine hohe Tem¬ peratur, die Zunderbildung kann doch nicht eintreten, berücksichtigt man, daß in der Muffel sich eine Schutz- gasatmosphäre befindet. Wie bereits darauf hingewie¬ sen, sind die Düsen zur Einbringung des Schutzgases im Vergleich zur Richtung bzw. Ebene, die die Durch¬ laufrichtung des Drähte angeben, in Schräglage an¬ geordnet. Der Ξinstellwinkel der Mitellinie' der Düsen kann vorteilhaft zwischen 50-60° gewählt werden, darun- - 6 -
    [0029] ter haben sich Neigungswinkel um 5 am besten be¬ währt.
    [0030] Das wesentliche Merkmal der erfindungs emäßen Ein- richtung ist also, daß diese im Inneren der Einrichtung eine feuerfeste Platte zur Abgrenzung des Drahtraumes, deren Länge in Durchlaufrichtung der Drähte einen Ab¬ schnitt der Länge des Innenraumes an der Austritts¬ seite einnimmt, und zur Einbringung des Schutzgases Düsen besitzt, die im Bereich des Austrittsendes in den Drahtraum münden.
    [0031] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungs¬ gemäßen Einrichtung beträgt die Länge der feuerfesten • Platte zwei Drittel von der Länge des Innenraumes der Einrichtung.
    [0032] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Ein¬ richtung stellt eine Lösung dar, bei der die Mitellini- en der Düsen zur Ebene der Drähte schräg laufen.
    [0033] Die erfindungsgemäße Einrichtung wird anhand der in beigelegter Zeichnung als Beispiel veranschaulichten Ausführungsform ausführlicher erläutert. In der Zeich- nung stellen
    [0034] Abb. 1 den Längsschnitt durch eine Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Ein¬ richtung als Beispiel, Abb. 2 den Schnitt entlang der in Abb. 1 ein¬ gezeichneten Ebene A-A,
    [0035] Abb. 5 den Schnitt entlang der in Abb 1 eingezeichneten Ebene B-B dar.
    [0036] Bei der er indungsgemäßen Einrichtung wird der Innen- - 7 -
    [0037] räum der als Rohrofen ausgebildeten Vorrichtung durch die feuerfeste Ausmauerung und die diese umgebende Isolations-Ausmauerung 5 abgegrenzt. Um diese letztere Ausmauerung ist eine Stahlarmierung 5 ausgebildet. Im in Abb. 1 definierten rechten Teil werden die Drähte 1 in den Innenraum des Ofens eingeführt. Die Drähte stützen sich nicht direkt auf dem Ofenboden ab, son¬ dern liegen auf Distanzhaltern 9, wobei die Distanz¬ halter 9 aus feuerfestem Material ausgeführt und wärme- beständig sowie verschleissfest sind.
    [0038] Im Innenraum der Einrichtung ist im hinteren Bereich, definiert nach der Durchlaufrichtung der Drähte 1, eine feuerfeste Platte 7 befestigt, die den Ofenraum in oberen Abgasraum und unteren Muffelteil aufteilt.
    [0039] Während der Erwärmung laufen die Drähte 1 im Muffel¬ raum unter der feuerfesten Platte 7 - An der Austritts¬ seite der Drähte 1 mündet die Düsenreihe 8 zur Ein¬ bringung des Schutzgases im Nuffelraum. Die Mitte1- linier der Düsen 8 sind zur durch die Drähte 1 bestimm¬ ten Ebene um einen Winkel^ geneigt. Dieser Winkel0^ beträgt im Fall des Beispiels -5^. Es ist vorteilhaft, wenn die Düsen 8 an der Stirnplatte 10 an der Aus¬ trittsseite befestigt werden.
    [0040] Im übrigen ruht die Einrichtung auf Füssen 2 und die Gasbrenner 6 zur Verheizung des Heizgases sind an der Seitenwänden der Einrichtung befestigt.
    [0041] Beim Betrieb der Einrichtung gelangen die Drähte 1 in den Ofenraum und stehen bis zum Erreichen des Muffelraumes, der durch die feuerfeste Platte 7 ge¬ bildet wird, in direktem Kontakt mit den Abgasen.
    [0042] Die Abgase erwärmen die Drahte durch ko vektive - 8 -
    [0043] Wärmeübertragung, wobei diese in diesem Abschnitt des Raumes noch nicht die Temperatur erreichen, bei der ihre Oxidation eintreten und die Zunderbil¬ dung einsetzen würde. Wenn die Drähte aber diese Temperatur erreicht haben, befinden sie sich bereits im durch die feuerfeste Platte 7 gebildeten Muffel¬ raum, der wiederum mit durch die Düsen 8 eingebrach¬ tem Inertgas gefüllt ist. Dieses Inertgas unterbin¬ det einerseits die Oxidation der bereits in hohem Maße erwärmten Drähte, verhindert aber gleichzeitig auch eine Ξntkohlung des Drahtmaterials. Das durch dieDüsen 8 eingebrachte Schutzgas bewegt sich im Muffelraum in Gegenstrom zur Laufrichtung der Drähte und vermischt sich nach Austreten am Muffelende mit den Abgasen und entweicht zusammen mit den Abgasen durch den Kamin.
    [0044] Unter den Vorteilen der erfindungs emäßen Einrichtung muß man erwähnen, daß die in die Einrichtung einge- führten Drähte im ersten Abschnitt des Ofenraumes "noch so kalt sind, daß deren Oxidation - die Zun¬ derbildung - nicht in Frage kommen kann. In diesem Abschnitt wird somit kein Schutzgas gebraucht. In diesem Abschnitt ist aber die Erwärmung der Drähte, gerade durch die direkte Erwärmung, sehr schnell.
    [0045] Wenn die Drähte eine höhere Temperatur erreicht ha¬ ben, befinden sie sich bereits in einem Raum, in dem die die Drähte umgebende Atmosphäre aus Inert- gas besteht, so daß sowohl die Oxidation als auch die Entkohlung ausgeschlossen sind.
    [0046] Ein äußerst bedeutender Vorteil der- erfindungsge- mäßen Einrichtung besteht darin, daß das Maß der - 9 -
    [0047] Erwärmung sowie die Größe der Abschnitte mit direkter und indirekter Erwärmung durch konstruktive Maßnahmen ein einem weiten Bereich variiert werden können. Fer¬ ner lassen sich die Temperatur innerhalb des Ofens, die Strömungsgeschwindigkeit der vorkommenden Gase so¬ wie die Laufgeschwindigkeit des Drahtes und im allge¬ meinen deren Bewegungsverhältnisse sehr genau regeln. Die sehr guten Regelungsmöglichkeiten.-bewirken, daß. bei kürzerem-längerem Stehenbleiben des Drahtes keine Überhitzung und Risse auftreten, so daß die Qualität der in solchen Einrichtungen erwärmten Drähte gleich¬ mäßig ist. Die Einbringung, Durchströmung des Schutz¬ gases und die Proportionen des Innenraumes der Ein¬ richtung haben zur Folge, daß der spezifische Ver- brauch an Schutzgas äußerst wirtschaftlich ist.
    [0048] Die erfindungsgemäße Einrichtung kann besonders vor¬ teilhaft zur Verwirklichung der Technologie zum Pa¬ tentieren von Drähten, und zwar bei deren erstem Schritt, eingesetzt werden, wenn nämlich die Drähte den Arbeitsgang austenitisches Erwärmen erfahren. Im nächsten Schritt der erwähnten Technologie des Pa- tentierens wird das isotherme Abkühlen, in der Regel in Bleischmelze, vorgenommen. Bei der Realisierung so einer Technologie - also der des Patentierens - be¬ findet sich die Bleischmelze auf der linken Seite nach Abb. 1, wobei die Drähte, die die erfindungs¬ gemäße Einrichtung verlassen, zwecks isothermer Ab¬ kühlung durch diese Bleischmelze geleitet werden.
    [0049] Aus dem konstruktiven Aufbau und der Funktion der er¬ findungsgemäßen Einrichtung ist ebenfalls ersichtlich, daß diese Einrichtung für die Realisierung des ersten Schrittes des sogenannten Durchlaufpatentierens geeig- net ist, da die zu behandelnden Drähte mit kontinuier¬ licher Fortbewegung die Einrichtung durchlaufen.
    权利要求:
    Claims
    P a t e n t a n s p r ü c h e:
    1. Einrichtung zum Erwärmen von einem oder gleich zeitig mehreren Stahldrähten,die im wesentlich en ein GasbeheizterOfen ist und die die Stahl- drähte kontinuierlichdurchlaufen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass diese im Innerender Einrichtung eine feuerfeste Platte /7/ zur Abgrenzung des Drahtraumes, deren Länge in Durchlaufrichtungder Drähte /1/ einen Ab schnitt der Länge des Innenraumes an der Aus trittsseite einnimmt, und zur Einbringung des Schutzgases Dusen/8/ besitzt, die im Bereich des Austrittsendes in den Drahtraum münden.
    2. Ausführungsform der Einrlchtungnach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Länge der feuerfesten Platte /7/ zwei Drittel von der Länge des Innenraumes der Einrichtung beträgt.
    3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die Mitteiliniender Düsen /8/ zur Ebene der Drähte /1/ schräg läufen.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-07-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BG RO US |
    1987-07-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BE DE FR |
    1987-09-14| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986901117 Country of ref document: EP |
    1988-02-24| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986901117 Country of ref document: EP |
    1989-03-29| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1986901117 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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