DE1036886B

DE1036886B - Device for inductive hardening of elongated workpieces

Info

Publication number: DE1036886B
Application number: DED20059A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Winfried Connert; Dr-Ing Gerhard Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1955-03-18
Filing date: 1955-03-18
Publication date: 1958-08-21
Also published as: GB780356A; US2845377A; AT193418B; FR1148889A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Härten langgestreckter Werkstücke im Vorschubverfahren. Bei dieser Art der Härtung wird bekanntlich ein Induktor relativ zur Werkstückoberfläche bewegt. Im Bereich des Induktors erfolgt das Aufheizen, indem die Härtetemperatur am Austritt des Induktors entsteht, und eine nachgeschaltete Abschreckeinrichtung, die gleiche Relativgeschwindigkeit zur Werkstückoberfläche hat, besorgt das Abschrecken. Diese Art der Behandlung bedeutet, daß zwischen der Erreichung der Abschrecktemperatur und dem Abschrecken eine nur verhältnismäßig geringe Zeitspanne liegt, die im allgemeinen auch deswegen erwünscht ist, damit die Wärme nicht in den Kern des Werkstückes vordringt und an der Oberfläche zur Erzeugung einer Härteschicht konzentriert bleibt.The invention relates to a device for inductive hardening of elongated workpieces in the feed process. In this type of hardening, it is known that an inductor is used relative to the workpiece surface emotional. In the area of the inductor, heating takes place by setting the hardening temperature at the outlet of the inductor, and a downstream quenching device, the same relative speed has to the workpiece surface, is concerned with quenching. This type of treatment means that between reaching the quenching temperature and quenching, there is only a relatively low one Period of time, which is also desirable in general, so that the heat does not enter the Core of the workpiece penetrates and on the surface remains concentrated to produce a hardness layer.

Infolge dieser Gegebenheiten entzogen sich eine ganze Reihe von Werkstoffen der Induktionshärtung im Vorschubverfahren, und zwar handelt es sich hierbei im wesentlichen um solche Werkstoffe, denen nach Erreichung der Härtetemperatur geraume Zeit gelassen werden muß, ehe abgeschreckt wird, damit die Karbide in ausreichendem Maße in Lösung gehen können. Dies gilt vornehmlich auch für sogenannte Kaltwalzen, die beispielsweise aus einem Stahl mit etwa 0,85% Kohlenstoff und 1,7% Chrom sowie gegebenenfalls Zusätzen bis zu 0,3 % Molybdän bestehen und an der Oberfläche gehärtet werden müssen.As a result of these conditions, a whole range of materials eluded induction hardening in the feed process, and in fact it is essentially those materials that after the hardening temperature has been reached, it must be left for some time before quenching so that the carbides can go into solution to a sufficient extent. This is especially true for so-called Cold rolling, for example, from a steel with about 0.85% carbon and 1.7% chromium as well as, where appropriate There are additives of up to 0.3% molybdenum and the surface must be hardened.

Aus der Härtung solcher Werkstoffe unter Anwendung von Ofenerhitzung u. dgl. ist es an sich bekannt, daß es zweckmäßig ist, nach Erreichung der Härtetemperatur diese bestimmten Zeiten zu halten, und es ist daher auch schon der an sich naheliegende Vorschlag gemacht worden, solche Bedingungen auch beim Induktionserhitzen für Härtezwecke anzuwenden.From the hardening of such materials using furnace heating and the like, it is known per se that it is expedient to keep these specific times after the hardening temperature has been reached, and it the suggestion, which is obvious in itself, has therefore already been made, such conditions also for To use induction heating for hardening purposes.

Grundsätzliche Schwierigkeiten treten beim Ganzflächenerhitzungsverfahren hierbei nicht auf, weil es in diesem Falle praktisch lediglich notwendig ist, mit dem Abschrecken eine gewisse Zeit zu warten, nachdem die gesamte Oberfläche die gewünschte Härtetemperatur erreicht hat.Fundamental difficulties arise with the whole area heating process does not occur here, because in this case it is practically only necessary to use Waiting for quenching after the entire surface has reached the desired hardening temperature has reached.

Im Vorschubverfahren dagegen ist man zwangläufig an einen ganz bestimmten Temperaturzeitablauf gebunden. Dieser hängt ab von der erforderlichen Vorschubgeschwindigkeit und dem Abstand, der zwischen Induktor und Abschreckeinrichtung eingehalten werden muß.In the feed process, on the other hand, one is inevitable bound to a very specific temperature sequence. This depends on the required feed speed and the distance that is maintained between the inductor and the quenching device got to.

Um diese Schwierigkeiten zu bewältigen, ist es bekannt, einen Induktor zu verwenden, der, in Achsrichtung gesehen, unterschiedliche Amperewindungszahl aufweist, und zwar derart, daß am Einlaufende hohe Amperewindungszahl vorhanden ist und sich daran ein Abschnitt mit geringerer Amperewindungs-Vorrichtung zum induktiven Härten
langgestreckter WerkstückeTo overcome these difficulties, it is known to use an inductor which, viewed in the axial direction, has different ampere-turns, in such a way that at the inlet end there is a high number of ampere-turns and a section with a lower ampere-turn device for inductive hardening
elongated workpieces

Anmelder:Applicant:

Deutsche EdelstahlwerkeGerman stainless steel works

Aktiengesellschaft,
Krefeld, Oberschlesienstr. 16Corporation,
Krefeld, Oberschlesienstr. 16

Dr.-Ing. Gerhard Seulen, Remscheid,Dr.-Ing. Gerhard Seulen, Remscheid,

und Dr.-Ing. Winfried Connert, Krefeld,and Dr.-Ing. Winfried Connert, Krefeld,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

zahl anschließt. Der Abschnitt am Eingangsende führt ein schlagartiges Aufheizen auf die Härtetemperatur herbei, und der nachfolgende Abschnitt sorgt dafür, daß, während sich der Induktor in Achsrichtung über das Werkstück hinwegbewegt, diese Temperatur gehalten wird, bis schließlich in Nachbarschaft des Austrittsendes das Abschrecken erfolgt. Der bekannte Vorschlag geht auch dahin, am Ende der Spule einen kurzen Abschnitt mit höherer Amperewindungszahl vorzusehen, wodurch eine Rückwirkung der durch das Abschrecken bedingten Abkühlung auf den Abschnitt verhindert wird, in welchem die Härtetemperatur auf einem bestimmten Wert gehalten werden soll.number connects. The section at the entrance end is suddenly heated to the hardening temperature here, and the following section ensures that, while the inductor is over in the axial direction the workpiece is moved away, this temperature is maintained until finally in the vicinity of the exit end the quenching takes place. The well-known suggestion is also to have one at the end of the reel short section with a higher number of ampere-turns, whereby a retroactive effect of the Quenching-related cooling is prevented on the section in which the hardening temperature is on should be kept at a certain value.

Zunächst einmal ist eine solche Vorrichtung in ihrer Handhabung außerordentlich schwerfällig und, da die einzelnen Heizabschnitte unveränderlich festliegen, viel zu starr, um den mannigfaltigen Forderungen im Betrieb angepaßt werden zu können. Außerdem weist eine solche Vorrichtung den erheblichen Nachteil auf, daß beispielsweise bei der Behandlung einer Kaltwalze die Kanten des Ballens entweder überhitzt werden oder der Ballen in Nachbarschaft der Kanten nichtgenügend gehärtet wird. Das Letztgenannte tritt dann auf, wenn in dem Bestreben, das Überhitzen der Kante zu vermeiden, der Induktor vorzeitig abgeschaltet oder im Endabschnitt mit größerer Vorschubgeschwindigkeit gearbeitet wird.First of all, such a device is extremely cumbersome to handle and, since the individual heating sections are fixed, much too rigid to meet the various requirements to be able to be adapted in operation. In addition, such a device has the significant Disadvantage that, for example, when treating a cold roll, the edges of the bale either become overheated or the bale is not sufficiently hardened in the vicinity of the edges. The latter occurs when, in an effort to avoid overheating the edge, the inductor switched off prematurely or working at a higher feed rate in the end section.

809 598/369809 598/369

Diese Nachteile rühren besonders daher, daß ein solcher Induktor mit Abschnitten unterschiedlicher Heizleistung eine beträchtliche axiale Baulänge aufweisen muß, die es unmöglich macht, die Wirkungsweise auf besondere Anforderungen einzuregeln.These disadvantages arise particularly from the fact that such an inductor with sections of different Heating power must have a considerable axial length, which makes it impossible to operate to adjust to special requirements.

Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung vor, die diese Schwierigkeiten vermeidet und mit der es gelingt, Kaltwalzen oder ähnlich langgestreckte Werkstücke aus Stahl im Vorschubverfahren einwandfrei induktiv zu erhitzen und unter Beobachtung einer wählbar eingestellten Haltezeit durch Abschrecken zu härten. Zu diesem Zweck werden mindestens zwei unabhängig voneinander elektrisch schalt- und regelbare Induktoren axial hintereinander angeordnet. Hinter dem letzten Induktor wird die Abschreckbrause vorgesehen. Im allgemeinen werden zwei Induktoren ausreichend sein, von denen der erste die Werkstückoberfläche auf die Härtetemperatur bringt, während der zweite dafür sorgt, daß die einmal erreichte Temperatur für die erforderliche Zeit praktisch konstant aufrechterhalten wird, ehe die Abschreckeinrichtung zur Einwirkung gebracht wird. Außer der elektrischen Schalt- und Regelbarkeit der Induktoren kann es zweckmäßig sein, noch eine mechanische Regulierung vorzusehen, die darin besteht, daß die axialen Abstände der Induktoren voneinander und gegebenenfalls auch von der Abschreckbrause stufenlos nach Wahl einstellbar sind.The invention proposes a device which avoids these difficulties and with which it is possible Cold rolling or similar elongated workpieces made of steel in the feed process flawlessly to be inductively heated and closed by quenching while observing a selectable set holding time harden. For this purpose, at least two are electrically switchable and controllable independently of one another Inductors arranged axially one behind the other. The quenching shower is provided behind the last inductor. In general, two inductors will be sufficient, the first of which is the workpiece surface brings to the hardening temperature, while the second ensures that the temperature once reached is maintained practically constant for the required time before the quenching device is brought to action. In addition to the electrical switchability and controllability of the inductors, it can be expedient to provide a mechanical regulation, which consists in that the axial distances of the inductors from each other and, if necessary, also from the quenching shower Choice are adjustable.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht vergleichbar mit bereits bekannten Induktionseinrichtungen, weiche ebenfalls zwei oder mehrere hintereinnndergeschaltete Induktionsspulen aufweisen. Bei derartigen Induktionseinrichtungen werden die Induktionsspulen mit verschiedenen Frequenzen eingespeist, um einen magnetisierbaren Werkstoff bei Erreichen des Curiepunktes mit einer anderen Frequenz zu erwärmen. Dabei wird zunächst eine niedere und in der Nähe, der Temperatur, bei welcher der Werkstoff seine Magnetisierbarkeit verliert, eine höhere Frequenz angewendet, die eine weitere Erhitzung durch Wirbelströme ermöglicht. Demgegenüber werden bei der eriindungsgemäßen Vorrichtung zur Lösung eines gänzlich anderen Problems zwei oder mehrere unabhängig voneinander schalt- und regelbare Induktoren vorgeschlagen, wobei mit diesen eine außerordentliche Anpassungsfähigkeit, sowohl was Erreichen der erforderlichen Temperatur an sich als auch was das Halten der Temperatur und die Verteilung der Wärme über den Querschnitt anlangt, erzielt wird. Gerade bei Kaltwalzen ist es bekanntlich von wesentlicher Bedeutung, daß eine bestimmte, verhältnismäßig große Einhärtetiefe erreicht, andererseits aber der Kern von Erwärmungen freigehalten wird, weil Temperaturerhöhungen in ihm zur Ausbildung von Kernzugspanmingen Anlaß geben, die so gefährliche Ausmaße annehmen können, daß die Walze platzt. Mit dem Induktor gemäß der Erfindung lassen die sich in einem gewissen Umfang widersprechenden Forderungen erfüllen. Die Möglichkeit, die Induktoren elektrisch zu regeln, und die Möglichkeit, den axialen Abstand der Einzelinduktoren und der Abschreckeinrichtung zueinander einzustellen, gestatten es, die in ihrer Gesamtheit relativ zur Werkstückoberfläche bewegte Einrichtung auf ganz spezielle Anforderungen einzuregeln. The device according to the invention is not comparable with already known induction devices, which also have two or more induction coils connected in series. With such Induction devices, the induction coils are fed with different frequencies, to heat a magnetizable material at a different frequency when the Curie point is reached. First, a lower and near, the temperature at which the material is Magnetisability is lost when a higher frequency is applied, which causes further heating by eddy currents enables. In contrast, the device according to the invention for solving a completely another problem proposed two or more independently switchable and controllable inductors, being with these an extraordinary adaptability, both what achievement of the required Temperature itself as well as keeping the temperature and distributing the heat arrives across the cross-section, is achieved. In the case of cold rolling in particular, it is well known that that reaches a certain, relatively large hardening depth, but on the other hand the core of Warming is kept free because temperature increases in it lead to the formation of Kernzugspanmingen Give cause which can assume such dangerous proportions that the roller bursts. With the inductor According to the invention, the contradicting requirements can be met to a certain extent. The possibility of electrically regulating the inductors and the possibility of adjusting the axial spacing of the Individual inductors and the quenching device to adjust to each other, allow the in their entirety to regulate the device moved relative to the workpiece surface to very specific requirements.

Die Anordnung kann so getroffen werden, daß jeder Induktor von einer gesonderten Stromquelle, gegebenenfalls unterschiedlicher Frequenz, regelbar eingespeist ist. Es ist aber auch möglich, mit einer einzigen Stromquelle zu arbeiten. In diesem Falle werden die Induktoren parallel geschaltet. In mindestens einer der Induktorzuleitungen wird eine einstellbare Induktanz in Form eines Autotransformators oder einer Vordrossel eingeschaltet. Des weiteren können die Induktoren mit unterschiedlicher Amperewindungszahl ausgelegt werden, und zwar gleichgültig, ob von einer oder mehreren Stromquellen aus gearbeitet wird.The arrangement can be made so that each inductor from a separate power source, if necessary different frequency, adjustable. But it is also possible with a single Power source to work. In this case the inductors are connected in parallel. In at least one the inductor leads is an adjustable inductance in the form of an autotransformer or one Choke switched on. Furthermore, the inductors can have a different number of ampere turns be designed, regardless of whether one or more power sources are used.

Die elektrischen Einrichtungen gestatten eine Regulierung im weiten Bereich. Vor allem ist die Möglichkeit gegeben, den an erster Stelle angeordneten Induktor in dem Augenblick auszuschalten, wo der Endabschnitt des Werkstückes erreicht ist, während der oder die nachgeordneten Induktoren weiter beaufschlagt werden. Auf diese Weise läßt sich verhindern, daß die Ballenkante einer Kaltwalze überhitzt oder der Endabschnitt der Ballenfläche zu gering eingehärtet wird.The electrical devices allow regulation in a wide range. Above all else is the opportunity given to switch off the inductor in the first position at the moment when the End section of the workpiece is reached, while the inductor or inductors continue to act will. In this way it can be prevented that the edge of the bale of a cold roll overheats or the end portion of the ball surface is not hardened enough.

Sofern die Vorrichtung mit zwei oder mehr Induktoren von einer Stromquelle aus betrieben wird, ist es vorteilhafter, rein elektrisch gesehen, derart zu verfahren, daß zum Abschalten eines Induktors im Erregerkreis des Generators Schalteinrichtungen dafür sorgen, daß der Erregerstrom des Generators kurzzeitig für den Schaltvorgang im Mittelfrequenzkreis unterbrochen wird. Dies können beispielsweise Gleichstromschaltschütze oder Gittersperren bei elektronischen Erregereinrichtungen sein. Nachdem der Erregerstrom unterbrochen ist, wird im jeweiligen Induktorlastkreis spannungs- und/oder zeitabhängig abgeschaltet und in unmittelbarer Folgeschaltung der Erregerstrom des Generators erneut zugeschaltet.If the device is operated with two or more inductors from a power source, it is more advantageous, from a purely electrical point of view, to proceed in such a way that to switch off an inductor in the Excitation circuit of the generator Switching devices ensure that the excitation current of the generator is short-term is interrupted for the switching process in the medium frequency circuit. This can be DC contactors, for example or grid barriers in electronic excitation devices. After the excitation current is interrupted, is in the respective inductor load circuit switched off depending on the voltage and / or time and in the immediate sequential circuit of the Excitation current of the generator switched on again.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt und außerdem eine Schaltung für den besonderen Fall der Einspeisung zweier Induktoren von einer Stromquelle aus. Es ist als Beispiel die Behandlung einer Kaltwalze zugrunde gelegt. Die Ausführungen gelten aber sinngemäß auch in Anwendung auf andere langgestreckte Werkstücke.In the drawings, a preferred embodiment of the device according to the invention is shown and also a circuit for the special case of feeding two inductors from a power source. The treatment of a cold roll is taken as an example. The executions but also apply mutatis mutandis to other elongated workpieces.

Abb. 1 zeigt die zu behandelnde Kaltwalze 1, die zur Durchführung der Härtung zu der Heiz- und Abschreckvorrichtung eine axiale Relativbewegung durchführt und dabei auch gegebenenfalls in Richtung des Pfeiles 2 gedreht wird. Der Betrieb der Vorrichtung ist möglich durch axiale Bewegung der Kaltwalze 1 bei feststehenden Induktoren und feststehender Abschreckeinrichtung in Richtung des Pfeiles 3. Es ist jedoch auch möglich, das Werkstück 1 ortsfest anzuordnen und während des Härtevorganges die Induktoren einschließlich der Abschreckbrause an der unteren Kante 4 der Walze, beginnend in Richtung des Pfeiles 5, nach oben zu bewegen. Erfindungsgemäß besteht die Induktionsheizeinrichtung aus dem Induktor 6, der vorzugsweise mit geringer axialer Länge ausgebildet ist. Dieser Induktor erfüllt die Aufgabe, die Temperatur an der Oberfläche des im Eingriff mit diesem Induktor befindlichen Oberflächenabschnittes praktisch schlagartig auf die gewünschte Härtetemperatur zu bringen. Der axial hinter diesem Induktor 6 angeordnete Induktor 7 kann größere axiale Längenerstreckung haben. Er ist so ausgelegt, daß die im Induktor 6 erreichte Oberflächentemperatur gehalten wird. Während zur Erreichung des gewünschten Zweckes der Induktor 6 im allgemeinen mehrlagig ausgebildet ist, kann der Induktor 7 meist einlagig ausgebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, die speisende Spannung für den Induktor 6 so zu wählen, daß auch dieser trotz seiner geringeren axialen Länge nur einlagig ausgebildet wird.Fig. 1 shows the cold roll 1 to be treated, which is used to carry out the hardening to the heating and Quenching device performs an axial relative movement and possibly also in the direction of arrow 2 is rotated. The device can be operated by moving the cold roll axially 1 with stationary inductors and stationary quenching device in the direction of arrow 3. However, it is also possible to arrange the workpiece 1 in a stationary manner and the inductors during the hardening process including the quench shower on the lower edge 4 of the roller, starting in direction of arrow 5 to move up. According to the invention, the induction heating device consists of the Inductor 6, which is preferably designed with a small axial length. This inductor fulfills the Task, the temperature at the surface of the surface section in engagement with this inductor practically suddenly to bring to the desired hardening temperature. The inductor 7 arranged axially behind this inductor 6 can have greater axial length extension. It is designed so that the surface temperature reached in the inductor 6 is held. While the inductor 6 is generally multilayered to achieve the desired purpose, the inductor 7 are usually formed in one layer. However, it is also possible to adjust the supply voltage for the To choose inductor 6 so that this, despite its smaller axial length, only has a single layer will.

Dem Induktor 7 ist axial nachgeschaltet die Abschreckvorrichtung 8, die das Härten ausführt, indem in Richtung der Pfeile9 das Abschreckmittel, wie beispielsweise Wasser, Salzlösung, Emulsionen od. dgl., auf die Walzen oberfläche gebracht wird. Die Abstände 10 und 11 sind derart regelbar, daß eine beliebige Verschiebung der Induktoren zueinander in Achsrichtung der Walze stattfinden kann. In der Praxis wird dabei entweder davon ausgegangen, daß die Abschreckbrause 8 feststehend ausgebildet und die Induktoren 7 und 6 in bezug auf die Abschreckbrause 8 nach oben verschoben werden, oder der Induktor 6 wird feststehend ausgebildet, und der Induktor 7 sowie die Abschreckvorrichtung 8 sind in bezug auf den Induktor 6 nach unten verschiebbar.Axially downstream of the inductor 7 is the quenching device 8, which carries out the hardening by the quenching agent, such as water, salt solution, emulsions or the like, being brought onto the roller surface in the direction of the arrows 9. The distances 10 and 11 can be regulated in such a way that any displacement of the inductors relative to one another in the axial direction of the roller can take place. In practice, it is either assumed that the quenching shower 8 is fixed and the inductors 7 and 6 are moved upwards with respect to the quenching shower 8, or the inductor 6 is fixed and the inductor 7 and the quenching device 8 are in slidable downward with respect to the inductor 6.

Der Induktor 7 kann auch so ausgelegt werden, daß die im Induktor 6 erreichte Oberflächentemperatur der Walze mit Induktor 7 noch geringfügig gesteigert wird. Andererseits ist es möglich, die Leistungsdichte im Induktor 7 so zu wählen, daß die Temperatur beim Durchlauf durch diesen Induktor geringfügig abfällt. Schließlich ist es möglich, den Induktor 7 so auszubilden, daß eine gewisse Pendelung der Temperatur beim Durchtritt der Walze durch den Induktor 7 erreicht wird. Der Induktor 6 ist direkt oder über einen Zwischentransformator an die speisende Stromquelle angeschlossen, im allgemeinen an einen umlaufenden Generator 12, der einen Strom erhöhter Frequenz abgibt. The inductor 7 can also be designed so that the surface temperature reached in the inductor 6 Roller with inductor 7 is increased slightly. On the other hand, it is possible to increase the power density to be selected in the inductor 7 so that the temperature drops slightly as it passes through this inductor. Finally, it is possible to design the inductor 7 in such a way that the temperature fluctuates to a certain extent is achieved when the roller passes through the inductor 7. The inductor 6 is direct or through a Intermediate transformer connected to the feeding power source, generally a rotating one Generator 12, which delivers a current of increased frequency.

Eine Kondensatorbatterie 13 dient zur Kompensation der im Erregerkreis auftretenden Blindströme. Durch Regelung der Spannung des Generators 12 wird die Leistungsbeaufschlagung des Induktors 6 wählbar eingeregelt. Naturgemäß kann zur Regelung des Generators 12 auch eine Einrichtung verwendet werden, die den vom Generator abgegebenen Strom oder die vom Generator abgegebene Leistung beeinflußt. Die schematisch in der Abb. 1 dargestellten Kondensatoren 13 können insgesamt oder zum Teil schaltbar eingerichtet sein, um eine Anpassung an die einzelnen Betriebszustände durchführen zu können.A capacitor battery 13 is used to compensate for the reactive currents occurring in the excitation circuit. By regulating the voltage of the generator 12, the application of power to the inductor 6 can be selected regulated. Naturally, a device can also be used to regulate the generator 12 which influences the current delivered by the generator or the power delivered by the generator. the Capacitors 13 shown schematically in FIG. 1 can be switched in whole or in part be set up in order to be able to carry out an adaptation to the individual operating states.

Der Induktor 7 ist direkt oder unter Zwischenschaltung eines Transformators mit der Stromquelle 14 verbunden, die im allgemeinen als umlaufender Mittelfrequenzgenerator ausgebildet ist. Die Kondensatorenbatterie 15 dient auch in diesem Fall für die Kompensation der im Lastkreis auftretenden Blindströme. Auch diese Kondensatorenbatterie ist zweckmäßig schaltbar auszubilden. Für die Regelung der Stromquelle 14 gilt das gleiche, wie im Zusammenhang mit der Stromquelle 12 oben beschrieben.The inductor 7 is directly or with the interposition of a transformer with the power source 14 connected, which is generally designed as a rotating medium frequency generator. The capacitor battery 15 is also used in this case to compensate for the reactive currents occurring in the load circuit. This battery of capacitors is also expediently designed to be switchable. For the regulation of the Current source 14 is the same as described above in connection with current source 12.

Im allgemeinen kann man die Leistungen und die Frequenzen der Stromquellen 12 und 14 gleich auslegen. In Sonderfällen ist es jedoch zweckmäßig, mit unterschiedlichen Frequenzen und Leistungen zu arbeiten. So kann beispielsweise die Frequenz der Stromquelle 12 geringer gewählt werden als die der Stromquelle 14. Hierdurch wird zu Beginn der Aufheizung bereits eine tiefere Erwärmung der im Eingriff mit Induktor 6 befindlichen Oberflächenschichten der Walze bewirkt. Bei Eintritt dieser so erwärmten Schichten in den Induktor 7 ist bei einer höheren Frequenz der Stromquelle 14 infolge der höheren Temperatur des Obernächenabschnittes der Walze praktisch ein Eindringen der Ströme in ähnliche Tiefe gewährleistet, ohne daß eine zu starke Erwärmung des Kernes herbeigeführt wird.In general, the powers and frequencies of the power sources 12 and 14 can be interpreted in the same way. In special cases, however, it is useful to use different frequencies and services work. For example, the frequency of the power source 12 can be selected to be lower than that of the Power source 14. As a result, at the beginning of the heating, there is already a deeper heating of the engaged with inductor 6 located surface layers of the roller causes. When this so heated Layers in the inductor 7 is at a higher frequency of the power source 14 due to the higher temperature of the upper surface portion of the roll practically penetration of the currents to a similar depth guaranteed without causing excessive heating of the core.

Die Leistung kann derart unterschiedlich gewählt werden, daß der Generator 12 eine hohe Leistung zur schlagartigen Aufheizung des Abschnittes der Walzenoberfläche abgibt, während die Leistung des Generators 14 kleiner gewählt wird, da dem von diesem Generator eingespeisten Heizkreis die Aufgabe zufällt, die einmal erreichte Temperatur zu halten oder nur geringfügig zu verändern. Durch Regelung des Erregerstromes in den Erregerwicklungen 16 bzw. 17 kann unabhängig voneinander die Leistungsabgabe der Generatoren 12 und 14 in beliebigen Grenzen stufenlos geregelt werden. Durch Leistungsschalter 18 und 19The power can be selected so different that the generator 12 to a high power sudden heating of the section of the roll surface gives off, while the power of the generator 14 is chosen to be smaller because the heating circuit fed in by this generator has the task of to maintain the temperature once it has been reached or to change it only slightly. By regulating the excitation current in the field windings 16 and 17, the power output of the can independently Generators 12 and 14 are continuously regulated within any limits. Through circuit breakers 18 and 19

ίο können die Heizkreise unabhängig voneinander geschaltet werden, so daß das Ein- und Ausschalten der Induktoren 6 und 7 zu beliebigen Zeiten und in beliebigen Stellungen dieser Induktoren zur Walzenoberfläche erfolgen kann. Die schematisch gezeichneten Leistungsschalter 18 und 19 können auch als zweipolige Leistungsschalter ausgebildet werden. An Stelle ihrer Anordnung im Lastkreis kann ebenfalls die Anordnung auch direkt hinter den Generatoren erfolgen, wie es beispielsweise bei 19 bereits dargestellt ist.ίο the heating circuits can be switched independently of one another so that the switching on and off of the inductors 6 and 7 at any time and in any Positions of these inductors can be made to the roll surface. The schematically drawn Circuit breakers 18 and 19 can also be designed as two-pole circuit breakers. Instead of their arrangement in the load circuit can also be arranged directly behind the generators, as is already shown at 19, for example.

Die Abb. 2 zeigt eine Schaltung für die Einspeisung beider Induktoren von einer Stromquelle aus. Die beiden in Achsrichtung untereinander angeordneten Induktoren sind wiederum mit 6 und 7 bezeichnet. Der Induktor 6, der die Aufheizung der Oberfläche auf die erforderliche Temperatur mit der angestrebten Schnelligkeit durchführt, ist an die gemeinsame Wechselstromquelle 20 über einen Schalter 21 angeschlossen. Die Kondensatoren 22 dienen auch in diesem Fall zur Kompensation der im Lastkreis auftretenden Blindströme. Sie sind in ihrer Leistung gegebenenfalls durch Schalteinrichtungen der Leistung des Induktors 6 anzupassen. Der Induktor 7 ist an den Generator über das Regelglied 23 angeschlossen. Auch dieser Induktor ist durch eine Kondensatorenbatterie geeigneter Größe 24 kompensiert. Der Schalter 25 dient zur unabhängigen Zu- und Abschaltung des aus dem Induktor 7 und der Kondensatorenbatterie 24 gebildeten Heizkreises. Der Generator gibt an seinen Klemmen eine einstellbare Spannung ab. Die gleiche Spannung tritt beim Schließen des Schalter 21 auch an der Kondensatorenbatterie 22 und dem Induktor 6 auf. Bei Schließen des Schalters 25 tritt an der Kondensatorenbatterie 24 und dem Induktor 7 eine Spannung auf, deren Höhe sich nach der Größe des Spannungsabfalles an dem Regelglied 23 bemißt. Wird beispielsweise bei 23 eine große Induktivität eingeschaltet, so ist die Spannung am Induktor 7 entsprechend gering. Da die Leistung sich nach der Betriebsspannung der Induktoren richtet, ist entsprechend den Spannungsunterschieden an den von der gleichen Stromquelle eingespeisten Induktoren die an die Oberflächenabschnitte der Walze abgegebene Heizleistung unterschiedlich. In dem dargestellten Beispiel ist das Regelglied 23 als regelbare Drossel dargestellt. Solche regelbaren Drosseln werden mit verschiebbaren oder schwenkbaren lameliierten Eisenkernen ausgeführt. Entsprechend den beim Verschieben oder Schwenken dieser Eisenkerne unterschiedlichen Luftspalten wird der induktive Widerstand des Regelgliedes verändert und damit durch Beeinflussung des Spannungsabfalles am Regelglied die Heizspannung am Induktor 7 wunschgemäß beeinflußt. An Stelle einer Drosselspule mit verschiebbarem oder schwenkbarem Kern kann auch eine Drosselspule mit Windungsanzapfungen verwendet werden. Mit einer solchen Spule ist es durch Umschaltung von Anzapfung zu Anzapfung möglich, die am Induktor 7 auftretende Spannung stufenweise zu beeinflussen. Das Umschalten von Anzapfung zu Anzapfung kann durch schraubbare Laschenverbindüngen, durch Schütze oder durch mechanisch betrie-Fig. 2 shows a circuit for feeding both inductors from one power source. the the two inductors arranged one below the other in the axial direction are again denoted by 6 and 7. The inductor 6, which heats the surface to the required temperature with the desired Performs rapidity is connected to the common AC power source 20 via a switch 21. The capacitors 22 are also used in this case to compensate for those occurring in the load circuit Reactive currents. They are possibly in their performance by switching devices of the performance of the inductor 6 to adapt. The inductor 7 is connected to the generator via the control element 23. Even this inductor is compensated by a battery of capacitors of suitable size 24. The switch 25 serves for the independent connection and disconnection of the inductor 7 and the capacitor battery 24 Heating circuit. The generator outputs an adjustable voltage at its terminals. The same When the switch 21 is closed, voltage also occurs at the capacitor battery 22 and the inductor 6 on. When the switch 25 is closed, a voltage occurs across the capacitor battery 24 and the inductor 7 on, the height of which is measured according to the size of the voltage drop across the control element 23. Will For example, when a large inductance is switched on at 23, the voltage across the inductor 7 is corresponding small amount. Since the power depends on the operating voltage of the inductors, the Voltage differences between the inductors fed by the same power source and those on the surface sections the heat output of the roller differs. In the example shown this is Control member 23 shown as a controllable throttle. Such adjustable throttles are with sliding or swiveling laminated iron cores. Corresponding to that when moving or swiveling These iron cores have different air gaps, the inductive resistance of the control element is changed and thus, by influencing the voltage drop at the control element, the heating voltage at the inductor 7 influenced as desired. Instead of a choke coil with a slidable or pivotable core a choke coil with turn taps can also be used. With such a coil it is through Switching from tap to tap possible, the voltage appearing at the inductor 7 in stages to influence. Switching from tap to tap can be done using screwable tab connections, by contactors or mechanically operated

Claims

level switch takes place. Instead of the choke coil 23, a tapped autotransformer or a normal transformer with taps on the primary and secondary windings can also be used as a control element. These transformers can also be switched by means of tab connections or contactors or changeover switches. The capacitor battery 24 can optionally also be placed directly behind the switch 25, so that the control element 23 is in the actual load circuit. Since it is generally necessary that the inductor 6 emits a higher heating power than the inductor 7 over a shorter axial length, this requirement can be met by the inductor 6 having significantly fewer turns than the inductor 7 when connected in parallel With the same voltage applied to the inductors 6 and 7, the power consumption in the inductor 6 is significantly greater than the power consumption in the inductor 7. In this case, the control element 23 can be made relatively small. It then only serves to enable a stepless or finely graduated distribution of the two different heating outputs. In order to prevent the two inductors 6 and 7 fed in from the same generator from influencing each other, an adjustable voltage constant device (not shown in the drawing) must be provided, which ensures that regardless of the load condition and regardless of whether the switches 21 and 25 are switched on or off Once the voltage has been set, it remains constant in any case. If the inductor 6 is to be switched off when the barrel edge is reached, the excitation current is interrupted in the excitation circuit 26 by a direct current contactor (not shown) or, in the case of electrical control, by a grid lock. Depending on the voltage or time, the contactor 21 is opened and the excitation circuit 26 is switched on again immediately afterwards. In the same way, the inductor 7 can be switched by means of the contactor 25. P A T E N T Λ N S ί 'Il C C11 K:

1. Device for inductive hardening of cold rolls or similar elongated workpieces made of steel in the feed process, characterized in that at least two are independent Electrically switchable and controllable inductors with one behind the last inductor provided quenching shower are arranged axially one behind the other.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the distances of the inductors from each other and possibly from the quenching shower are continuously adjustable according to your choice.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that each inductor of a separate Power source, possibly different frequency, is fed in a controllable manner.

4. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the inductors are connected in parallel are fed by a current source with the interposition of an adjustable inductance in the form of an autotransformer or a choke in at least one of the inductor feed lines.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the inductors with different Ampere turns are designed.

6. The method for operating a device according to claim 4 and 5, characterized in that that for the purpose of switching off an inductor in the excitation circuit of the generator, switching devices, like DC contactors and grid barriers, interrupt the excitation current, whereupon switched off depending on the voltage and / or time in the respective inductor load circuit and immediately Sequence circuit the excitation current is switched on again.

Considered publications:
German Patent No. 569,351;
Metal Progress, December 1954, pp. 102-105.

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