164111. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izzító áram átadására gázplazma kontaktuson keresztül

3 164111 4 Az 1.2. pont szerinti mechanikus mozgó kontaktus megoldás pl. csak vörösréz huzalok folyamatos izzítással való kilágyításánál vált be, vasra, acélra, alumíniumra nem. A rézhuzalok folyamatos lágyításakor a húzógép végén a felcsévélés előtt a rézhuzal két, egymás után kb. 1 m távolságra elhelyezett kontaktus görgőre rászorítva nagy, 10-100 m/sec sebességgel fut. A két kontaktus görgőre van rákapcsolva az izzító áramforrás két sarka és a két görgő között átfutó rézhuzaldarab a rajta áthaladó áram Joule hőjétől izzik. A megoldás rézre valószínűleg azért jó, mert a réz képlékenysége, oxidjának kedvező tulajdonságai, pl. jó villamos vezetőképessége igen kedvező áramátadási feltételeket teremt. Ugyanakkor a réz jó villamos és hő vezetőképessége, továbbá alacsony lágyulási hőmérséklete lehetővé teszi, hogy a jelzett kontaktus megoldással a kilágyításhoz szükséges Joule hőt biztosító áram átvezethető rajta. Tovább segíti a megoldást az, hogy a két görgő között izzó rézhuzaldarab vízgőzzel nagyon egyszerűen megvédhető a további oxidációtól. így a második kontaktusra futó izzó rézhuzal mentes az izzításkor keletkező revétől, oxidtól. A vas, acél vagy alumínium huzal felületét már eleve rosszul vezető vékony oxidréteg borítja, amelyet izzítás közben csak rendkívüli intézkedésekkel lehet megvédeni a további oxidációtól. A gyorsan futó oxidos vas, acél vagy alumínium huzalhoz pedig már igen nehéz mechanikus mozgó kontaktus megoldással az áramot hozzávezetni. A vas, ill. acélhuzal ilyen módszerrel való izzítását, kilágyítását tovább nehezíti az, hogy nem olyan képlékeny mint a réz, felülete nem alakul úgy a kontaktushoz. Ugyanakkor az áramot is sokkal rosszabbul vezeti. Ehhez járul még, hogy lágyulási hőmérséklete is sokkal nagyobb, ami nagyobb áram átvezetést kíván. A nagyobb hőmérséklet azzal jár, hogy a felizzó vashuzal erősen oxidálódik és emiatt a második kontaktuson már megszakad az áramátadás. A nagy hőmérsékleten izzó vasnak, ill. acélnak az oxidációtól való megvédése sokkal körülményesebb mint a rézé. Az alumíniumhuzal folyamatos izzítását, ill. kilágyítását valószínűleg a felületét borító rosszul vezető, a görgőkontaktushoz nem alakuló oxidréteg akadályozza meg. A jelzett okok miatt a megoldás csak rézre jó, és ma nincs is jó mechanikus mozgó kontaktus megoldás gyorsan futó vas, acél, ill. alumíniumhuzal folyamatos izzítására, de ugyanezen okok miatt nem lehet így gyorsan futó tagolt vagy érdes felületű, esetleg oxidos, reves vas, ill. alumínium rudakat, csöveket Joule hővel folyamatosan izzítani. Sőt a jelenleg használatos görgős kontaktus megoldás még rézhuzalra sem alkalmas korlátozások nélkül. A legvékonyabb rézhuzalokat is a jó áramátadás miatt rá kell szorítani vagy feszíteni a görgőkontaktusra. Az ezzel együttjáró húzófeszültségek miatt a huzal annál jobban nyúlik, vagy könnyebben szakad el, minél vékonyabb. További korlátozás a huzal futási sebessége. Eddig maximálisan 20—30 m/sec-os sebességgel futó rézhuzalokat lágyítottak ezzel a módszerrel, de a várható fejlődés alapján a közeljövőben elérik a 70—100 m/sec-os sebességeket. Itt a huzal ugrálása, pattogása már nagyon megnehezíti az áram átadását, ezért egyre erősebben kell a huzalt a görgőhöz szorítani. Emiatt a görgős megoldás még 5 könnyebben vezet egyenlőtlen nyúláshoz, szakadáshoz. A 2. pontban említett elektrolitok az izzításhoz szükséges viszonylag nagy teljesítmények átadására, mint másodrendű vezetők nem alkalmasak. Négy-10 zetcentiméterenként maximálisan 10—15 amper adható át rajtuk túlzott felmelegedés nélkül. Az elérhető kis áramsűrűség miatt az elektrolit kontaktusnak igen nagy felületen kell érintkeznie az izzítandó munkadarabbal. Ez nagyon megnehe-15 zíti a vele való munkát. Kisméretű daraboknál lehetetlenné teszi az áram átadását, olyan kis keresztmetszetű, hosszú daraboknál, mint pl. huzal, rúd, cső, ez rendkívül hosszú kontaktus rendszert kíván. Különösen akkor, ha azok a folyamatos 20 izzítás céljából gyorsan futnak át az elektrolit kontaktuson. További nehézségeket okoz az elektrolit kontaktusok használatakor az, hogy azok folyadékok. Az izzítandó munkadarabok sokszor egyenes darabok, 25 amelyeknek a két végét, ill. két pontját kell a kontaktussal érintkeztetni. Ez egyébként is, de különösen akkor, ha a folyamatos izzítás során az egyenes hosszú munkadarabok gyorsan mozognak az elektrolit kontaktuson át azzal jár, hogy az 30 elektrolit kifolyik a tartályból. Ha ezt tömítéssel megpróbáljuk akadályozni, a gyorsan futó huzal, rúd, cső a felületén mintegy szivattyú, a legjobb tömítésen át is „kihordja" az elektrolitot. További gondot okoz a 2.2. pontban említett 35 olvadt só elektrolit letisztítása a munkadarabról. Visszamaradt nyomai korróziós veszélyt és a felület nem kellő tisztaságából származó egyéb nehézséget jelentenek. Ä sóolvadék melegen tartása, kezelése pedig jelentős gondot okoz. 40 Az olvadt fém kontaktusok közül a legfontosabbak a higany, az ólom, a gallium, de egyes esetekben felhasználhatók egyéb könnyen olvadó fémek, ötvözetek is. Itt a villamos vezetőképesség igen jó, viszont a fémolvadék és a hőkezelendő 45 munkadarab anyaga közötti kölcsönhatásokra: vegyületképződésre, ötvöződésre, ill. oldódásra kell komoly gondot fordítani. Amikor ilyen veszély nincs, akkor még az elektrolit kontaktusok folyadéktermészetével kapcsolatosan már említett 50 nehézségekkel kell számolni. Ezen kívül itt is nehézkes az olvadékállapot állandó fenntartása. A higannyal, olvadt ólommal való munka mérgezési veszélyére nem kell külön utalás. A gallium kontaktus pedig igen drága. 55 A 4. pont szerinti induktív és kapacitív kontaktusok áramátadási hatásfoka viszonylag rossz és a méret csökkenésével nagyon romlik. Emiatt vékony huzalok, vékony csövek folyamatos izzításához nem alkalmazzák. A gazdaságosság nagyobb 60 keresztmetszetű anyagoknál is kérdésessé teszi a használatukat és itt a skin hatás miatt nagyon le is lassul az izzítási folyamat. Emiatt nem terjedt el a használatuk. A találmány szerinti eljárás célja, hogy — 65 olyankor, amikor a mechanikus kontaktusok az 2