DE2015702A1

DE2015702A1 - Annealing wire in between passes

Info

Publication number: DE2015702A1
Application number: DE19702015702
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-02
Filing date: 1970-04-02
Publication date: 1971-10-14

Abstract

The wire passes through a furnace inside a clyndrical air-cooled chamber. the furance is made up of 3 elliptical-section tubes joined to form a single tube. Heat from infra red elements along the centre line of each elliptical tube is reflected from the gold-plated surfaces and concentrated on the wire which passes down the centre. Very rapid heating is obtained, so that full annealing can be done between successive dies. An inert atmosphere can be introduced into the furnace, and the end pieces may be changed to accommodate different diameters of wire. By having the heaters in sections, it is possible to have zones of different temp.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Draht" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Draht, der zwischen zwei Ziehstufen durch Wärmeeinwirkung weichgeglüht wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.Method and apparatus for making wire "The invention refers to a method of making wire between two drawing stages is soft annealed by the action of heat. The invention also relates to a device to carry out the procedure.

Beim Zienen von Draht, insbesondere Eisendraht, ist es bekannt, zwischen zwei Ziehstufen den Draht in der Weise weichzuglünen, dass der aus einer Stufe kommende, zu rossen Bündeln aufgewickelte Draht in einen Glühofen gebracht und nach einer entsprechenden Behandlungsdauer wieder herausgenommen und weiterbearbeitet wird. Diese bekannte Arbeitsweise hat sich bislang als die zweckmässigste gezeigt, obwohl dadurch ein Arbeitsgang, der sonst kontinuierlich ablaufen könnte, unterbrochen werden muß. ür andere Wärmebehandlungen von Drähten sind Durchlauföfen bekannt, die im Wesentlichen Konvektionsöfen sind. Aufgrund dessen sind die Strecken, die ein Draht zur Wärmebehandlung durch einen solchen Ofen laufen muß, verhältnismäßig groß. Die Lange des Ofens richtet sich im Wesentlichen nach der Geschwindigkeit, mit der der Draht durch die Anlage läuft. Dadurch ergeben sich für die meisten Zwecke Ofenlängen von mindestens 20 bis 25 m und vielfach sogar solche in der Größenordnung von 40 - 50 m. Die Größe der bekannten Durchlauföfen und auch die Verwendung der üblichen Weichglühöfen ist mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Eine Steuerung der temperatur ist äußerst schwierig. Besondere Schwierigkeiten erheben sich dann, wenn das Material schrittweise erwärmt werden soll.When drawing wire, especially iron wire, it is known between two drawing stages to soft-green the wire in such a way that the wire coming from one stage, to roar Bundles of coiled wire are placed in an annealing furnace and removed again after a corresponding period of treatment and processed further will. This known way of working has so far proven to be the most expedient although this interrupts a process that could otherwise run continuously must become. Continuous furnaces are known for other heat treatments of wires, which are essentially convection ovens. Because of this, the routes that a wire for heat treatment must run through such a furnace, proportionately great. The length of the furnace is essentially based on the speed with which the wire runs through the system. This arises for most purposes Furnace lengths of at least 20 to 25 m and often even those of the order of magnitude from 40 - 50 m. The size of the known conveyor ovens and also the use of the conventional soft annealing furnaces is associated with numerous disadvantages. One control the temperature is extremely difficult. Particular difficulties then arise if the material is to be heated gradually.

Die Tot- oder Regelungszeit der bekannten Öfen ist verhaltnismäßig lang, die Anheizdauer beträgt viele Stunden, die erforderlich sind, um den ganzen Ofen auf eine gleichmäßige Temperatur zu bringen. Bei Verwendung der bekannten Durchlauföfen ist es auch sehr schwierig, mit einer Schutz?as-Atmosthä.re zu arbeiten.The dead time or regulation time of the known ovens is proportional long, the heating-up time is many hours that are required to complete the whole Bring the oven to an even temperature. When using the known continuous ovens it is also very difficult to work with a protective? as-atmosthä.re.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Weichglühen von Draht zwischen zwei Ziehstufe vor, das eine kontinuierliche Arbeitsweise gestattet und nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, ist, daß während der fortlaufenden, im wesentlichen gradlinigen Bewegung des Drahtes von einer Ziehstufe zur andern durch Strahlunio erzeugte Wärme linear auf die Bewegungsbahndes Drahtes konzentriert wird0 Vorzugsweise wird die benötigte Wärme durch kurzwellige Infrarotstrahlung erzeugt und gemäß einem weiteren Merkmal allseitig auf die Ba'nn des Drahtes konzentriert. The invention provides a method for annealing wire between two drawing stage before, which is a continuous mode of operation allowed and according to the invention characterized in that during the continuous, essentially rectilinear movement of the wire from one drawing stage to the other Heat generated by Strahlunio concentrates linearly on the movement path of the wire wird0 Preferably, the required heat is generated by short-wave infrared radiation generated and, according to a further feature, concentrated on all sides on the bars of the wire.

Gemäß einem weiteren Merkmal der erfindung wird vorzugsweise mit einer Wärmekonzentration gearbeitet, die die zu-erreichende Weichglühtemperatur merklich übersteigt. Z.B. wird bei Weichglühtemperaturen in der Größenordnung von 8000 C mit Wärmekonzentrationen gearbeitet, die bei ruhendem Material die Erreichung einer Temperatur von etwa 1150 - 1200° C gestatten würden. Diese Wärmekonzentration kann aufgrund der Durchlaufgeschwindigkeit, der Ofenlänge und des Materials gewählt werden. Eine Feineinstellung viird durch geringfügige Änderung der Erregerspannung und entsprechender Änderung des Emissionsbereiches möglich, in Anwendung des Gesetzes von Stefan-Boltzmann. Dabei ergibt sich aufgrund der-Sonzentration auf die-Bewegungsbahn des Drahtes eine wesentliche Ersparnis an Energie im Vergleich zu den üblichen, mit Konvektion arbeitenden Durchlauf- oder 1eichglühöf'en. Auch kann ohne Schwierigkeiten mit verschiedenen Wärmezonen gearbeitet werden.According to a further feature of the invention is preferably with a Heat concentration worked, which noticeably the soft annealing temperature to be reached exceeds. E.g. at soft annealing temperatures in the order of 8000 C worked with heat concentrations which, when the material is at rest, achieves a Temperature of about 1150 - 1200 ° C would allow. This concentration of heat can can be selected based on the throughput speed, the furnace length and the material. A fine adjustment can be made by slightly changing the excitation voltage and the like Change of emission range possible, in application of Stefan-Boltzmann's law. Due to the concentration of the son on the path of movement of the wire, a Significant savings in energy compared to the usual ones that work with convection Continuous or calibration annealing furnaces. Also can use different without any difficulty Heat zones are worked.

Zur Ausführung des Verfahrens ist eine Einrichtung zur Drahtherstellung vorgesehen, die eine zwischen zwei Ziehstufen liegende, kontinuierlich zu durchlaufende Värmebehandlungsstation aufweist und erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wärmebehandlungsstation ein aus einer Mehrzahl elliptisch gebogener Schalen zusammengesetzter, abgeschlossener Raum ist, der eine Lintritts- und eine Austrittsöffnung an seinen axialen Enden aufweist und dessen Achse die gemeinsame Brennachse der Schalen ist, in deren anderer Brennachse jeweils ein linearer, kurzwellig emittierender Infrarotstrahler angeordnet ist, wobei die dem Raum-Inneren zugekehrte Schalenfläche aus einem stark reflektierenden Material besteht. Diese Einrichtung ist für die Behandlung von Draht mit kleinem Querschnitt gedacht. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres in der Weise abwandeln, dass zur Behandlung von Drähten grösseren Durchmessers oder von Drahtbündeln Reflektorschalen verwendet werden, deren Querschnittskurve entsprechend abgewandelt ist, so dass eine Konzentration der Strahlung auf den gesamten Querschnitt erreicht wird. Mit der erfindungsgemässen Einrichtung kann die benötigte Wärmemenge sehr genau dosiert werden. Die Wärmeverluste sind verhältnismässig gering.A wire production facility is required to carry out the process provided, the one lying between two drawing stages, to be passed through continuously Has heat treatment station and is characterized according to the invention, that the heat treatment station is one of a plurality of elliptically curved shells is a composite, closed space, the one Linritt- and has an outlet opening at its axial ends and the axis thereof is the common focal axis of the shells, in the other focal axis of which there is a linear, Short-wave emitting infrared radiator is arranged, the room interior facing shell surface consists of a highly reflective material. These Device is intended for the treatment of wire with a small cross-section. the The invention can easily be modified in such a way that for the treatment of Larger diameter wires or bundles of wire reflector shells are used whose cross-sectional curve is modified accordingly, so that a concentration the radiation is achieved over the entire cross-section. With the inventive Facility, the required amount of heat can be metered very precisely. The heat losses are relatively low.

Durch Verwendung stark reflektierender Schalen, deren Innenfläche z. 3. vergoldet sein kann, bleibt die Aussentemperatur der erfindungsgemässen Einrichtung niedrig. trotz der in der Achse herrschenden starken Wärmekonzentration können die Bleche der Schalen aus Leichtmetall hergestellt werden. Die Betriebs sicherheit wird bei Weichglühverfahren durch einen einfachen Kühlmantel mit Luftkühlung gewährleistet. Bei grösseren Leistungen können zusätzliche Kühlvorricntungen an die Aussepseite der Schalen vorgesehen werden.By using highly reflective bowls, their inner surface z. 3. Can be gold-plated, the outside temperature of the device according to the invention remains low. despite the strong heat concentration prevailing in the axis, the Sheets of the shells are made of light metal. Operational security is ensured in the soft annealing process by a simple cooling jacket with air cooling. For higher outputs, additional cooling devices can be installed on the outside the shells are provided.

Durch einfacie Blenden an der Eintritts- bzw Austritts öffnung in der Achse der erfindungsgmässen Einrichungwird der Wärmebehandlungsraum gut abgedichtet, so dass auf wirtschaftliche Weise mit einer Schutzgas-Atmosphäre gearbeitet werden kann. Dies ist ein besonderer Vorteil bei der Bearbeitung von Messing- und Kupfermaterial, da hier der Preis im Allgemeinen im umgekehrten Verhältnis zum °2 = Gehalt der Oberfläche steht.Through simple panels at the entry or exit opening in the axis of the device according to the invention, the heat treatment room is well sealed, so that on economical way with a protective gas atmosphere can be worked. This is a particular advantage when editing Brass and copper material, since the price is generally inversely here to the ° 2 = content of the surface.

Auch ohne besondere Unterteilung in einzelne Einheiten ist es möglich-, eine erfindungsgemäße Einrichtung so auszuges-talten, daß sie Wärmebehandlungszonen mit verschiedenen rDemperaturen aufweist. Die Länge dieser Zonen ergibt sich durch die axiale Länge der verwendeten linearen Infrarotstrahler, wobei jede Zone entsprechend der gewünschten rl'emperatur gesteuert werden kann.Even without special subdivision into individual units, it is possible to to design a device according to the invention in such a way that it has heat treatment zones with different temperatures. The length of these zones results from the axial length of the linear infrared emitters used, with each zone corresponding the desired temperature can be controlled.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt-ist. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Wärmebehandluiseinrichtung in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 einen Radialschnitt durch den Innenteil der Einrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung eines- der für die Einrichtung zu verwendenden Strahler.Further advantages and features of the invention emerge from the claims as well as from the following description and the drawing, in which a preferred Embodiment of the invention, for example, is explained and illustrated. Show it: 1 shows a heat treatment device according to the invention in a simplified representation, FIG. 2 shows a radial section through the inner part of the device according to FIG. 1 and FIG. 3 a simplified representation of one of the radiators to be used for the device.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung wird vorzugsweise zum Weichglühen von Draht verwendet und bildet in diesem Falle einen Teil einer Drahtzieheinrichtung, in der sie zwischen zwei Drahtziehstufen angeordnet ist ; und von dem Draht während der Herstellung kontinuierlich durchlaufen wird. Zur Vereinfachung sind die vorhergehenden und nachfolgenden Teile der Drahtzieheinrichtung als an sich bekannt in Fig. 1 nicht mitdargestellt.The device shown in Fig. 1 is preferably used for soft annealing used by wire and in this case forms part of a wire drawing device, in which it is arranged between two wire drawing stages; and from the wire during the production is run through continuously. For the sake of simplicity, the previous ones are and subsequent parts of the wire drawing device as known per se in FIG. 1 are not also shown.

Die erfindungsgemäße Wärmebehandlungseinrichtung weist einen im Wesentlichen rohrförmigen Isolationsmantel 10) auf, der aus Sicherheitsgründen vorgesehen ist und die eigentliche Wärmebehandlungseinrichtung 12) umschließt.The heat treatment device according to the invention has an essentially tubular insulation jacket 10), which is provided for safety reasons and encloses the actual heat treatment device 12).

Der Mangel 10) arbeitet vorzugsweise mit Luftkühlung und ist zu diesem Zweck mit einem Zuleitungsanschluß 22) und einem Ableitungsanschluß 24) versehen.The mangle 10) preferably works with air cooling and is to this Purpose provided with a supply connection 22) and a discharge connection 24).

Der rohrförmige Mantel 10) i3-t an seinen Enden durch Platten 20) verschlossen, die an ihrer Außenseite eine Halterung 18) für eine auswechselbare Blende 18) aufweisen, welche ;Zit einer Durchtrittsöffnung f 11,-) ausnebildet ist. Die Öffnung 14) ist entsprechend der Anordnung der Einrichtung entweder die Eintritts- oder die Austrittsöffnung für die eigentliche Wärmebehandlungseinrichtung 12), die unmittelbar an die Innenseite der Endwähle 10 anschlicht.The tubular jacket 10) i3-t at its ends by plates 20) closed, on its outside a holder 18) for a replaceable Aperture 18), which is formed with a passage opening f 11, -). Depending on the arrangement of the device, the opening 14) is either the entry or the outlet opening for the actual heat treatment device 12), the directly on the inside of the final selection 10.

Die Endwände 20) können zu diesen Zwecke aus isolierendem material hergestellt sein. Die Blende 16) ist hier mit einer einzelnen Öffnung 14) dargestellt. Es ist jedoch auch denkabr, mehrere Drähte gleichzeitig parallel durch die Einrichtung hindurchzuführen. Die Blende 163 wird dann durch eine andere Blende mit einer entsprechenden Anzahl Öffnungen ersetzt. Die Öffnung 14) is-t so ausgebildet, daß zusammen mit dem durch die Öffnung durchlaufenden Draht eine Dichtung für den Innenraum der Einrichtung 1-2) hergestellt wird. Zu diesem Zweck kann z.B.The end walls 20) can be made of insulating material for this purpose material be made. The diaphragm 16) is shown here with a single opening 14). However, it is also conceivable to run several wires in parallel through the device at the same time to lead through. The aperture 163 is then replaced by another aperture with a corresponding one Number of openings replaced. The opening 14) is designed so that together with the wire passing through the opening forms a seal for the interior of the device 1-2) is produced. For this purpose e.g.

die die Öffnung 14) bildende Bohrung der Blende 16) als Labyrinthdichtung ausgebildet sein.the opening 14) forming the bore of the diaphragm 16) as a labyrinth seal be trained.

Die Wärmebehandlungseinrichtung 12) ist in der dagestellten Ausführungsform aus drei elliptischen Schalen 34) zusammengesetzt. Die Schalen 34) sind an. der Innenseite mit einer stark reflektierenden Söhicht 36) belegt, z.3. durch Vergoldung.The heat treatment device 12) is in the embodiment shown composed of three elliptical shells 34). The trays 34) are on. the Inside covered with a highly reflective layer 36), z.3. by gilding.

In der einen Brennachse jeder Schale 34) ist ein linearer Infrarotstrahler 38) angeordnet, der kurzwellig emetiert, z.B. ein sog, Querzrohrstrahler. Infolge der elliptischen Ausbildung der Schale 34) wird die Strahlung jedes Quarzrohrstrahlers 38) auf die andere Brennachse 39) k0onzentratiert, die allen Schalen 34) der Einrichtung 12) gemeinsam ist. Wegen der Konzentration der infrarotstrahlung auf die gemeinsame Brennachse 39), in der der zu behandelnde Draht durch die Einrichtung 12) hindurchläuft, Wird die durch die Infrarotstrahlung erzeugte Wärme im Wesentlichen allein von dem Draht auf'-genommen, der durch die Einrichtung hindurchläuft. Die Wärmebelastung der Schalen 94) ist deshalb sehr gering, Fünde Schalen 34) kann aus diesem Grunde Leichtmetall als Werkstoff verwendet werden, und es genügt der mit LuStkühlung arbeitende Kühlmantel 10) zur sicherung der Einrichtung und der daran beschäftigten Arbeitskräfte.In one focal axis of each shell 34) is a linear infrared radiator 38), which emits in short waves, e.g. a so-called cross tube radiator. As a result the elliptical shape of the shell 34) is the radiation of each quartz tube emitter 38) concentrated on the other focal axis 39), all the shells 34) of the device 12) is common. Because of the concentration of infrared radiation on the joint Focal axis 39), in which the wire to be treated runs through the device 12), Is the heat generated by the infrared radiation essentially solely from the Wire running through the device. The heat load the shells 94) is therefore very small, find shells 34) can for this reason Light metal as a material can be used, and that with LuStkühlung working cooling jacket 10) to secure the device and the on it employed workforce.

Der innerhalb der Schalen 34) befindliche Raum ist praktisch nch außen abgeschlossen, da bei Betrieb die Eintritts- und Austrittsöffnung 14) an den Enden durch den durchlaufenden Draht die Funktion einer Dichtung erhält oder auf andere Weise dicht verschlossen werden kann. Die Öffnung 14 ist als Bohrung eines Keramikkörrers 15 ausgebildet, der in der Blende 16 befestigt und mit dieser auswechselbar ist. Der in der Einrichtung 12) befindliche Raum kann deshalb mit einem Schutzgas oder einem inerten Gas gefüllt werden. Zu diesem Zweck sind Anschlüsse 26) und 2E,) vorgesehen. Grundsätzlich würde ein einzelner Anschluß ausreichen, um den von den Schalen 34) umschlossenen Raum mit einem unter Druck stehenden Gas zu füllen. Die Verwendung von zwei Anschlüssen ermöglicht, auch in diesem Raum mit einer Gasspüllung zu arbeiten, fells das erforderlich sein sollte.The space located inside the shells 34) is practically outside completed, since the inlet and outlet opening 14) at the ends during operation the function of a seal is given by the wire running through it or to others Way can be tightly closed. The opening 14 is a bore of a ceramic body 15 formed, which is fixed in the panel 16 and interchangeable with this. The space in the device 12) can therefore be filled with a protective gas or filled with an inert gas. Connections 26) and 2E,) are provided for this purpose. In principle, a single connection would be sufficient to provide the 34) to fill the enclosed space with a pressurized gas. The usage two connections enables gas purging to work in this room too, fells that should be required.

Die wuarzrohrstrahler 38) sind über eine elektrische Zuleitung 30) und Zweigleitungen 32) an eine Stromzuführung angeschlossen.The wuarz tube emitters 38) are via an electrical supply line 30) and branch lines 32) connected to a power supply.

Der als linearer Infrarotstrahler verwendete Quarzrohrstrahler 38) ist in Fig0 7 schematisch dargestellt. Der Quarzrohrstrahler 38) ist mit einem wendelförmigen Heizfaden 4C) ausgestattet, der z.B. um einen dbnnen Stab herumgeführt sein kann und durch Scheiben 42) in der Mitte eines Quarzrohres 44) gehalten wird.The quartz tube heater used as a linear infrared heater 38) is shown in Fig0 7 schematically. The quartz tube radiator 38) has a helical shape Filament 4C), which can e.g. be led around a thin rod and is held in the middle of a quartz tube 44) by disks 42).

Der Heizfaden 40) wird mit Strom über die an den Enden des Quarzrohres 44) befestigten Laschen 46) gespeist. Die Laschen 46) sind mit verschiedenen Öffnungen versehen, z.B. einem Langloch 48), das die Montage und Justierung des Quarzrohrstrahlers 38) in der Brennachse der Schale 34) erleichtert.The filament 40) is supplied with electricity via the ends of the quartz tube 44) attached tabs 46) fed. The tabs 46) are with various openings, e.g. an elongated hole 48), which allows assembly and adjustment of the quartz tube radiator 38) in the focal axis of the shell 34).

Strahler entsprechend der Darstellung in Fig.3 werden in bestimmten Längen hergestellt. Je nach Erfordernis werden daher axial aufeinander folgend mehrere StrahIergruppen vorgesehen, wobei aufgrund der Konzentration der Strahlung -auf die Achse 39) auch in der Weise gearbeitet werden kann, daß in den verschiedenen Abschnitten in axialer Folge verschieden hohe Temperaturen erzeugt werden.Radiators as shown in Fig. 3 are in certain Lengths made. Depending on the requirements, several axially successive Radiation groups provided, due to the concentration of radiation -on the axis 39) can also be worked in such a way that in the various Sections in axial sequence different high temperatures are generated.

Da die Wärme durch Strahlungsabsorbtion erzeugt wird, ist die Anfahrzeit und auch die Dot- oder Regelungszeit der erfindungsgemäßen Einrichtung praktisch gleich Null-.Since the heat is generated by radiation absorption, the start-up time is and also the dot or regulation time of the device according to the invention is practical equals zero-.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform ist aus drei elliptischen Schalen 94) zusammengesetzt. Stattdessen kann auch eine größere Anzahl elliptischer Schalen verwendetwerden, z.B.-, falls dickere Drähte behandelt erden sollen.The embodiment shown in Figs. 1 and 2 is made up of three elliptical Shells 94) assembled. Instead, a larger number of ellipticals can be used Bowls can be used, e.g. if thicker wires are to be treated.

Für den Fall, daß Drahtbündel durch die Einrichtung hindurchgeführt werden, empfiehlt es sich außerdem, die ideal elliptische Form der Schale 34) so abzuwandeln, daß die Strahlung auf eine Schalenfläche entsprechend einem Abschnitt der einhüllenden des bündels konzentriert wini.In the event that wire bundles are passed through the device , it is also recommended that the ideal elliptical shape of the shell 34) so to modify that the radiation on a shell surface corresponding to a section the wrapping of the bundle concentrated wini.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Procedure for creating wire, which is soft annealed between two drawing stages by the action of heat, characterized in that daF during the continuous, essentially straight-line movement of the wire from one drawing stage to the other by radiation heat linearly on the movement path of the wire is concentrated.

2. The method according to claim 1), characterized in that the heat is concentrated on all sides on the trajectory of the wire 0

3. Procedure according to Claim 1) or 2), characterized in that the heat by infrared radiation is produced.

4.Verfahren according to claim 1-3, characterized in that; with a heat concentration that noticeably rises above the soft annealing temperature 50 device for wire production with one between two processing devices lying, continuously to be passed through heat treatment station, characterized in, that the heat treatment station is an elliptically curved shell from a teaching number (34) Composed, closed Rormit, which has an inlet and an outlet ( 14) has at its axial ends for the wire to be treated, which passes through the Treatment station in the axis (39) runs through which the common focal axis of the shells, in their other focal axis (38) each a linear, short-wave emitting infrared heater arranged. is, with the one facing the interior of the room The shell surface consists of a highly reflective material (36).

b.

Device according to Claim 5, characterized by connections (26, 23) for the passage of a protective gas.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized by interchangeable Orifices (16) for changing the inlet and outlet cross-section.

8. Device according to claim 5-7, characterized by a cooling jacket (10).

9. Device according to claim 8, characterized by air cooling.

L e r s e i t e