DE2826877A1

DE2826877A1 - Gluehofen

Info

Publication number: DE2826877A1
Application number: DE19782826877
Authority: DE
Inventors: Haakan Olof Lindgren; Bengt Magnusson
Original assignee: Bulten Kanthal AB
Current assignee: Bulten Kanthal AB
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-01-18
Also published as: JPS5417314A; GB2000199A; GB2000199B; SE7707127L; US4295033A

Description

T D.. t£ (T* Patentanwälte:

TlEDTKE - DOHLING - IViNNE - UlRUHE: Dipl.-lng. H. Tiedtke

Dipl.-Chem. G. Bühling

— ^ _ Dipl.-lng. R. Kinne

~~ Dipl.-lng. P. Grupe

2826877 Bavariaring 4, Postfach 20 24

8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 53

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

19. Juni 1978

B 9021/ case 19340/SMg/le

BULTEN-KANTHAL AKTIEBOLAG HALLSTAHAMMAR, Schweden

Glühofen

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Glühofen für Draht oder dergleichen.

Der erfindungsgemäße Glühofen umfaßt ein langgestrecktes, rohrförmiges Heizelement, durch das der Draht ohne Berührung mit dem Heizelement verläuft. Das Heizelement besteht aus einer elektrischen Widerstandslegierung, durch die ein elektrischer Strom geleitet wird. Vorzugsweise weist das Heizelement einen Längsschlitz auf und ist das Heizelement mittels einer Anzahl von relativ zueinander bewegbaren Elementen aus Isoliermaterial ummantelt, deren Bewegbarkeit dazu dient, das Einführen des Drahtes und/oder das Abkühlen des Heizelementes zu erleichtern.

Bei der elektrischen Widerstandslegierung handelt es sich vorzugsweise im wesentlichen um Molybdän-Disilicid, wobei

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allerdings auch andere Legierungen wie beispielsweise eine noch zu beschreibende Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung geeignet sind. Der erfindungsgemäße Glühofen hat die Vorteile, daß er schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden kann, daß er verhältnismäßig schnell abkühlt, daß er in Verbindung mit einer oxidierenden Atmosphäre benutzt werden kann, daß er in Verbindung mit Schutzgas benutzt werden kann und daß der zu glühende Draht ständig außer Berührung mit dem Heizelement gehalten wird, wobei durch den Draht kein Strom fließt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Glüh

ofens in Verbindung mit einer Drahtbearbeitungsvorrichtung ;

Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung ge

mäß II-II in Figur 1; und

Figur 3 eine Schnittdarstellung gemäß III-III in

Figur 2.

Figur 1 zeigt einen Glühofen 10 zum Glühen von Draht, Bandmaterial, Stabmaterial und dergleichen, wobei diese Materialien im folgenden sämtlich unter den Ausdruck "Draht" fallen sollen. Der Glühofen 10 ist als Bestandteil einer Anlage dargestellt, zu der auch eine Drahtbearbeitungsvorrichtung 11 wie beispielsweise eine Drahtziehvorrichtung oder eine Drahtwalζvorrichtung gehört. Von einer Haspel abgezogener Draht 12 läuft durch die Drahtbearbeitungsvor-

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richtung 11 und tritt aus dieser mit geänderter Querschnittsform, beispielsweise geändertem Durchmesser, aus. über ein Rollensystem wird der Draht dann zu einer Aufwickelspule 14 geführt. Während der Draht durch das Rollensystem läuft, wird er beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Glühofen 10 sowie ein Bad 15 geführt.

Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, umfaßt der Glühofen 10 ein langgestrecktes, rohrförmiges Heizelement 16, durch das ein Kanal 17 verläuft, der an seinen beiden Enden offen ist. Über die Länge des rohrförmigen Heizelementes 16 verläuft ein Schlitz 18. Die innere Oberfläche des rohrförmigen Heizelementes 16, die den Kanal 17 begrenzt, kann elektrisch nichtleitend ausgebildet sein. Dies kann beispielsweise mittels eines Überzuges oder mittels eines nicht dargestellten eingesetzten Rohres aus elektrisch isolierendem Material erfolgen, wobei das Rohr einen dem Schlitz 18 entsprechenden Schlitz aufweist.

Das rohrförmige Heizelement 16 besteht im wesentlichen aus einer elektrischen Widerstandslegierung, beispielsweise einem Material, das im wesentlichen Molybdän-Disilicid enthält oder das im wesentlichen eine Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit ungefähr 3 bis 5 % Aluminium, ungefähr 18 bis 23 % Chrom und Rest Eisen enthält. Das erstgenannte Material wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung KANTHAL SUPER vertrieben, und das zweitgenannte Material wird ebenfalls von der Anmelderin unter der Bezeichnung KANTHAL A-1 vertrieben. Diese Materialien habe hohe thermische Stabilität in oxidierender Atmosphäre und hohen Widerstand gegen Schutzgase, beispielsweise ein Gemisch aus drei Teilen Wasserstoffgas und einem Teil Stickstoffgas, selbst wenn dieses Schutzgas warm ist. Ferner haben diese

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Materialien große elektrische Leitfähigkeit. Der spezifische Widerstand von Molybdän-Disilicid bei Raumtemperatur ist gering, steigt jedoch mit zunehmender Temperatur schnell an. Das zweitgenannte Material hat einen hohen und annähernd konstanten spezifischen Widerstand.

Mit dem rohrförmigen Heizelement 16 sind zwei elektrische Anschlüsse 20 und 21 verbunden, und zwar an Stellen, die in Längsrichtung des Heizelementes Abstand voneinander haben. Der Draht 12 wird so geführt, daß er die Innenseite des rohrförmigen Heizelementes 16 nicht berührt. Zu diesem Zweck ist eine Führungseinrichtung vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Rollen 22 und 23 besteht, die Bestandteile des bereits erwähnten Rollensystems sind. Wie die Figuren 2 und 3 am deutlichsten zeigen, hält die aus den Rollen 22 und 23 bestehende Führungseinrichtung den Draht 12 ständig außer Berührung mit dem rohrförmigen Heizelement.

Das rohrförmige Heizelement 16 ist von Isoliermaterial umgeben, das in Form eines Paares von Elementen 24 und 25 vorgesehen ist, die wahlweise relativ zueinander bewegbar sind und beim dargestellten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck mit einem Scharnier 26 versehen sind. Wenn das Element 25 aufgeschwenkt ist, wie dies in Figur 2 strichpunktiert dargestellt ist, ist der Schlitz 18 leicht zugänglich, so daß der Draht auf einfache Weise in den Glühofen eingeführt werden kann. Vorzugsweise sind mehrere Paare solcher Elemente vorgesehen, wobei die dem Element 24 entsprechenden übrigen Elemente in Figur 3 mit dem Bezugsζeichen 24a, 24b und 24c versehen sind. In Durchlaufrichtung des Drahtes haben die Elemente 24 bis 24c allmählich in Vergleich zum vorangehenden Element abnehmende Isolier-

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fähigkeit.

Bei einem praktisch durchgeführten Ausführungsbeispiel
hatte das rohrförmige Heizelement 16 einen Außendurchmesser von 9,9 mm und einen Innendurchmesser von 6,0 mm. Die
Betriebstemperatur des Heizelementes 16 wurde auf einen
Wert im Bereich von 1000° C bis 1500° C gesteuert. Der
Draht hatte einen Durchmesser von 0,6 mm und wurde mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 60 m/min transportiert.
Die Glühung erfolgte zufriedenstellend.

Eine hohe Temperatur des Heizelementes ermöglicht eine ho-, he Drahtgeschwindigkeit. Bei gleicher Drahtgeschwindigkeit kann eine niedrige Temperatur des Heizelementes durch Verwendung eines Heizelementes mit größerer Länge ausgeliehen werden. Die Temperatur des rohrförmigen Heizelementes 16
wird vorzugsweise mittels einer nicht dargestellten, geeigneten automatischen Steuervorrichtung gesteuert, die die
Speisung des rohrförmigen Heizelementes 16 mit elektrischer Energie sowie das öffnen und Schließen der Elemente aus
Isoliermaterial steuert. Dadurch, daß die Elemente 25 und
24 bis 24c geöffnet werden können, ist einerseits das Einführen des Drahtes wesentlich einfacher und wird andererseits das Abkühlen des rohrförmigen Heizelementes auf Raumtemperatur beschleunigt. Der vorstehend beschriebene Glühofen ermöglicht die Berücksichtigung weiterer Einflußgrössen, wie beispielsweise der Geschwindigkeit der Drahtbearbeitungsvorrichtung, indem der Glühofen entsprechend angepaßt wird, was beispielsweise durch Änderung der wirksamen Länge des Heizelementes und/oder durch Änderung von dessen Temperatur erfolgen kann. Der Glühofen hat sehr geringen
Raumbedarf und kann daher unmittelbar neben der Drahtbearbeitungsvorrichtung angeordnet werden.

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Da das rohrförmige Heizelement 16 direkt mittels durchgeleiteten elektrischen Stromes beheizt wird, kann die benötigte Spannung niedrig gehalten werden, so daß normalerweise weder ein innerer Schutzüberzug noch ein inneres Schutzrohr erforderlich ist. Wenn die Betriebsbedingungen einen Schutzüberzug oder ein Schutzrohr erforderlich machen, kann der Überzug bzw. das Rohr jedoch vorgesehen werden, ohne daß daraus irgendwelche Nachteile resultieren. Der Energieverbrauch ist niedrig, da der Glühofen schnell angewärmt werden kann, so daß er lediglich während des eigentlichen Produktionsvorganges mit Energie versorgt bzw. geheizt zu werden braucht.

Der Glühofen zum Glühen von Draht und dergleichen weist somit als eines der wesentlichen Merkmale ein längliches, rohrförmiges Heizelement aus einer elektrischen Widerstandslegierung auf. Der Draht wird durch dieses Heizelement geleitet und dabei so geführt, daß er ständig außer Berührung mit dem Heizelement bleibt. Durch den Draht wird kein Strom geleitet. An seinen Seiten ist das Heizelement mit Hilfe von relativ zueinander bewegbaren Elementen aus wärmeisolierendem Material ummantelt, so daß das Einführen des Drahtes durch einen Schlitz im rohrförmigen Heizelement einfach ist und die Erwärmung des Heizelementes unter geringstmöglichem Wärmeverlust schnell erfolgen kann. Der geringe Wärmverlust erleichtert die Temperatursteuerung. Die relativ zueinander bewegbaren Elemente aus wärmeisolierendem Material ermöglichen ferner schnelle Abkühlung des Heizelementes. Der Glühofen ist kompakt und benötigt nur minimalen Raum neben anderen Bearbeitungsvorrichtungen.

Am beschriebenen Ausführungsbeispiel können zahlreiche Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

T.EDTKE - BuHL1NG - K-NNE - GrUPE Dipl.-Chem. G. Biihling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. P. Grupe 2826877 Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2 Tel.: (0 89) 53 96 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapaterit München 19. Juni 1978 B 9021 / case 19340/Smg/le Patentansprüche

1. Glühofen für Draht und dergleichen, gekennzeichnet durch

a) ein langgestrecktes, rohrförmiges Heizelement (16), das an seinen beiden Enden offen ist und zwischen dessen Enden ein Kanal (17) verläuft, der einen Draht aufnehmen kann, wobei das Heizelement aus einer elektrischen Widerstandslegierung gefertigt ist;

b) zwei elektrische Anschlüsse (20, 21), die an in Längsrichtung voneinander entfernten Stellen mit dem Heizelement verbunden sind, und

c) Führungsmittel (22, 23) an beiden Enden des Heizelementes, die so angeordnet sind, daß sie den sich im Kanal bewegenden Draht außer Berührung mit dem Heizelement halten.

2. Glühofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandslegierung im wesentlichen aus Molybdän-Disilicid besteht.

3. Glühofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandslegierung eine Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit ungefähr 3 bis 5 % Aluminium, 18 bis

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ORIGINAL INSPECTED

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23 % Chrom und Rest im wesentlichen Eisen ist.

4. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige Heizelement

(16) einen sich über seine gesamte Länge erstreckenden Schlitz (18) aufweist.

5. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zumindest ein Paar Elemente (24, 25) aus wärmeisolierendem Material, die das Heizelement (16) umgeben und relativ zueinander wahlweise bewegbar sind.

6. Glühofen nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mehrere Paare von Elementen (24 bis 24c, 25), die entlang dem rohrförmigen Heizelement (16) aufeinanderfolgend angeordnet sind.

7. Glühofen nach einem der Ansprüche 5 oder 6 in Verbindung mit Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , daß das zumindest eine Paar Elemente (24, 25) so angeordnet ist, daß zumindest eines der Elemente (25) so bewegbar ist, daß der Schlitz (18) freigegeben wird.

8. Glühofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung des Drahtes die Wärmeisolierfähigkeit von Paar zu Paar abnimmt.

9. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kanal (17) begrenzende innere Oberfläche des Heizelementes (16) elektrisch nichtleitend ist.

SG9883/Ö71Ö