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EuroWire – Mai 2007
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deutsch
gewünschten Produktionsrate an. Bei
Mehrdrähten kann ein Abstand von
0,61 (15,5mm) bis 1 Zoll (25,4mm)
aufgenommen
werden,
wobei
alle
Drähte durch ein Keramikrohr für die
Drahtführung durch die Spule laufen und
damit die Linie einfacher einzufädeln ist.
Erwärmung vor
der Beschichtung
Folgende Verfahren stellen zwei deutlich
gesonderte Behandlungsmethoden dar:
Diffusion oder Metallbeschichtung und
Isolierbeschichtung der Oberflächen.
Diffusion
Das
gängigste
Verfahren
dieser
Anwendung ist weltweit die Produktion
von Reifenkord, aber es könnte gleichfalls
für andere Märkte Anwendung finden.
In einer ähnlichen Methode wie die des
Glühverfahrens
werden
Stahldrähte
mit
einem
Durchmesser
zwischen
0,031 (0,8mm) und 0,08 Zoll (2mm)
bei 1.112°F (600°C) erwärmt, um die
Oberflächenbeschichtungen aus Kupfer
und Zink zu schmelzen, die sich dann im
Grunddraht als Sperre für die Rostbildung
ausbreiten. Im Allgemeinen werden
Drähte als Mehrfachdrähte auf einer
horizontalen Ebene durch eine ovalförmig
angeordnete Induktionsspule erwärmt,
wohin
die
Drähte
durch
einzelne
Keramikrohre zugeführt werden.
Die Produktionsrate wird anhand der
Berechnungen bestimmt: D x V, wobei
D dem Drahtdurchmesser und V der
Draht- oder Produktionsgeschwindigkeit
entspricht. Die typischerweise eingesetzten
Stromversorgungen sind 60kW bis 240kW
bei einer Ausgangsfrequenz von 25kHz,
mit Induktionsspulenlängen von 7 bis 8
Fuß (2m bis 2,5m). Das als Stromlöschung
bekannte Phänomen kann effektiv bei der
Anwendung eingesetzt werden, in der eine
Induktionsfrequenz ausgewählt wird, die
zum Drahtdurchmesser vergleichsweise
niedrig ist.
Dabei wird gesichert, daß wenn ein Draht
in der Linie bricht, er nicht über die Curie-
Temperatur erwärmt werden kann (etwa
1.400°F). Im Falle eines Einzeldrahtbruchs
wird hierdurch die Notwendigkeit eines
unmittelbaren
Anhaltens
der
Linie
vermieden. Für das Verfahren kann bei
Bedarf Stickstoff oder einfach Luft benutzt
werden.
Isolierbeschichtung der Oberflächen
Bei der Herstellung elektrischer Drähte mit
Beschichtungen, wie z. B. Lack, Epoxid oder
wärmeempfindliche Bandumwicklungen,
kann der Draht Inline kontinuierlich
erwärmt werden. Diese Technik kann auch
beim Trocknen des Anstrichs auf dem
Draht eingesetzt werden.
Da die Temperaturanforderungen in
der Regel niedrig sind (unter 300°F
150°C),
kann
öfters
eine
geringe
Stromversorgung mit einer Energiequelle,
die bei Hochfrequenz arbeitet, in
einer bestehenden Beschichtunganlage
aufgenommen werden, weil lediglich
die Drahtoberfläche erwärmt zu werden
braucht (bzw. nicht den Drahtquerschnitt
hindurch).
Entspannung
Dieses Verfahren wird für die Herstellung
von Draht oder Litzen angesetzt und ist
dem Drahthärtungsverfahren ähnlich,
insofern der Draht kontinuierlich auf
750°F (400°C) erwärmt wird, während
er unter Spannung ist. Das System
besteht
grundsätzlich
aus
eine
Einzelinduktions-Energiequelle, die bei
einer Ausgangsfrequenz von 3/10kHz
eingestellt wird. Diese versorgt sowohl
einen statischen wie einen beweglichen
I ndu k t i on s s pu l e n - Zu s amme nb a u ,
entsprechend der Linienkonfiguration.
Vorwärmung
Die
Induktionserwärmungssysteme
wurden in vorhandenen Drahtanlagen
eingebaut, um den Draht vorzuwärmen
und um die Fertigungskapazität der
bestehenden Verfahren zu steigern.
Beispielsweise betrachtet man einen
Einzeldraht, der vor dem Einlauf in einen
konventionellen Ofen oder Fließbett
vorerwärmt wurde.
In einem besonderen Projekt wurden zwei
Anlagen benutzt, die je 500kW/10kHz
Induktionsenergiequelle mit 10 Fuß (3m)
langen Induktionsspulen vereinigten, um
Mehrfachdrähte von 70°F (25°C) auf 1.292°F
(700°C) vorzuerwärmen, bevor diese in
einen konventionellen Ofen eingeführt
wurden. Der Induktionsofen wies in der
Regel einen Wärmewirkungsgrad von
2000kg/Std auf.
Härten und Vergüten:
das „Hi-Bond“-Verfahren
Das Inline-Härten und -Vergüten ist eine
gängige Anwendung, wo Draht bei 1.742°F
(950°C) erwärmt wird, abgeschreckt
zum Härten und zwischen 660°F (350°C)
und 1.200°F (650°C) für die Vergütung
wieder erwärmt wird. Diese Einstellung
wurde erfolgreich für die Behandlung
verformter Stäbe für die Verstärkung von
Betonkonstruktionen
angewandt,
um
dem Draht eine hohe Dehnungsgrenze bei
niedriger Entspannung zu geben – das von
Radyne eingetragene Hi-Bond-Verfahren.
Die Erwärmung für das Härten erfolgt in
zwei Phasen, mit Anwendung von 10kHz,
um den Draht auf 1.382F (750°C) mit einer
einzigen Spule zu bringen, und 50kHz
oder 200kHz, um den Draht von 1.382°F
(750°C) auf 1.742°F (950°C) mit zwei oder
mehreren Spulenabmessungen zu führen,
abhängig jeweils von den Anforderungen
bezüglich Drahtauswahl, Durchsatz und
Wirkungsgrad. In der Regel weisen Spulen
eine Länge von 6 Fuß (1,8m) je Stufe auf,
während eine Leistung von 280kW (bei
10kHz) und 180kW bei 50kHz benutzt wird.
Gleich nach der Erwärmung auf 1.742°F
(950°C) wird das Produkt mit Wasser unter
hohem Druck bespritzt, um die Temperatur
auf ungefähr 80°F (30°C) zu reduzieren,
und mit einem Luftabweiser getrocknet.
Reifenkord-Diffusion
Für diese Anwendung wird in der
Regel eine gleichzeitige Erwärmung
von 10 bis 24 Drähten erfordert, die
parallel
laufen
und
ungefähr
auf
1.112°F (600°C) erwärmt werden, um
die
Oberflächenbeschichtungen
aus
Kupfer und Zink zu schmelzen, die sich
dann im Grunddraht ausbreiten, um
Reifenkorddraht herzustellen.
In der Regel haben die Drähte eine
Zwischenachs-Abmessung
von
0,61
Bild 3
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Technologie für Mehrfachdrahtofen
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