在生產(chǎn)細(xì)長(zhǎng)線狀材料期間用于熱傳遞的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在生產(chǎn)細(xì)長(zhǎng)線狀材料期間用于熱傳遞的裝置以及操作該裝置的方法。目前，特別是隨著能源成本的提高，能源消耗在私營(yíng)部門和工業(yè)部門都變得越來越重要。因此，通常技術(shù)革新的共同目的都在于降低能源消耗以及提高效率，特別是對(duì)于能源密集型的加工。具體地，具有高變形度的半成品的生產(chǎn)通常是能源密集型的加工，包括細(xì)長(zhǎng)線狀材料的生產(chǎn)和加工。在這種細(xì)長(zhǎng)線狀材料的生產(chǎn)過程中，除了用于獲取期望塑性形變的高機(jī)械性能，通常還需要提供高的熱性能，以用于通過消除應(yīng)力退火或甚至是再結(jié)晶退火，設(shè)置期望的金屬晶格結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]下面將描述細(xì)長(zhǎng)線狀材料的生產(chǎn)，這是因?yàn)槟壳斑@是典型的被稱為串聯(lián)式的加工。在這里，細(xì)長(zhǎng)線狀材料首先被機(jī)械形變，之后被加熱、冷卻并最終被卷起來。在半成品的塑性形變期間，形變的程度很大，使得形變加工需要通過熱加工步驟來實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)期望微結(jié)構(gòu)的設(shè)置，這是必需的。這些熱加工步驟具體應(yīng)被理解為退火過程，該過程需要較高的能源消耗。為了實(shí)現(xiàn)串聯(lián)退火，線狀材料在所謂的線材退火爐中通過傳導(dǎo)加熱或感應(yīng)加熱被加熱，直到材料期望的微結(jié)構(gòu)被設(shè)置以及線狀材料的易碎性被降低。對(duì)于非退火狀態(tài)，細(xì)長(zhǎng)線狀材料的進(jìn)一步加工(例如，在生產(chǎn)末期纏繞在線圈上或線狀材料的預(yù)設(shè)加工)將會(huì)很困難或幾乎不可能。在通過合適的冷卻裝置將熱量從細(xì)長(zhǎng)線狀材料移除之后的足夠長(zhǎng)時(shí)間后，退火過程被完成。一方面，該冷卻用于目標(biāo)過程控制，另一方面，該冷卻簡(jiǎn)化了在生產(chǎn)后和細(xì)長(zhǎng)線狀材料的即時(shí)加工。從線狀材料移除的熱能通常被排出到環(huán)境中，不會(huì)被進(jìn)一步利用。在細(xì)長(zhǎng)線狀材料冷卻期間，環(huán)境還可能被水蒸氣或類似物污染，從而惡化在該系統(tǒng)下作業(yè)人員的工作條件?，F(xiàn)已知有些情況下會(huì)將從細(xì)長(zhǎng)線狀材料移除的熱量提供給能源供應(yīng)網(wǎng)，然而，這些對(duì)熱能的利用僅僅為有限度的。一方面，熱能會(huì)不管實(shí)際需要而產(chǎn)生，另一方面，產(chǎn)生的熱能通常需要被轉(zhuǎn)化為其他形式的能量或被傳送非常長(zhǎng)的距離，而這個(gè)過程將產(chǎn)生非常大的能量損失，從而降低總效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提高生產(chǎn)細(xì)長(zhǎng)線狀材料的裝置的總效率，以及降低其能量消耗。
[0004]該目的可通過獨(dú)立權(quán)利要求1的保護(hù)主題以及操作該裝置的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為從屬權(quán)利要求的主題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，熱傳遞裝置應(yīng)被理解為用于傳遞熱能的裝置。優(yōu)選地，通過熱傳遞裝置，熱能在加工細(xì)長(zhǎng)線狀裝置的設(shè)備中傳遞。更優(yōu)選地，熱能的形式在傳遞期間不會(huì)發(fā)生改變。具體地，根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)理解熱能不會(huì)被轉(zhuǎn)化為電能、機(jī)械能或其他形式的能量。更合適地，優(yōu)選地，熱能在目標(biāo)熱量流中被傳導(dǎo)。優(yōu)選地，熱量流的方向通過溫度梯度被自行設(shè)置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，細(xì)長(zhǎng)絞線材料應(yīng)被理解為一幾何體，該幾何體具有橫切面、縱向延伸部，該縱向延伸部被特定地設(shè)置以與該橫切面正交。優(yōu)選地，與縱向延伸部相比，該橫切面的空間輪廓尺寸非常小。更優(yōu)選地，該橫切面的空間輪廓尺寸位于單個(gè)毫米范圍內(nèi)，或單個(gè)十毫米范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，縱向延伸部為幾米長(zhǎng)的或?qū)嶋H無限長(zhǎng)的延伸部。優(yōu)選地，線狀材料具有一組件:“好的”導(dǎo)電體。優(yōu)選地，導(dǎo)電體為金屬材料，更優(yōu)選地，為銅、鋁或鋼。優(yōu)選地，該線狀材料由前面提到的組件組成，或由合金組成，在該線狀材料中至少一基本部分為前面提到的組件。更優(yōu)選地，橫切面具有特定的幾何形狀，優(yōu)選地，幾何形狀為多邊形、圓形、橢圓形，或更優(yōu)選地，為環(huán)形。特別優(yōu)選地，該細(xì)長(zhǎng)線狀材料作為銅絲、鋼絲或鋁絲被提供，該銅絲、鋼絲或鋁絲具有圓形截面。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，線狀材料的第一部分應(yīng)被理解為該線狀材料的連續(xù)區(qū)域。優(yōu)選地，第二部分應(yīng)被理解為相同線狀材料的另一區(qū)域或其他線狀材料的另一區(qū)域。因此，優(yōu)選地，線狀材料的第一部分以及線狀材料的第二部分可以為相同主體上的區(qū)域，或者也可以位于不同主體上。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，傳熱介質(zhì)應(yīng)被理解為用于傳遞熱量的介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，熱量、熱能、能量流以及熱量流應(yīng)被理解為可互換的。優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)用于傳送熱能。優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)具有一組件，該組件具有高熱導(dǎo)率λ。優(yōu)選地，高熱導(dǎo)率應(yīng)被理解為熱導(dǎo)率大于0.025W/ (mK)。更優(yōu)選地，該組件被選擇，以使得其具有位于優(yōu)選范圍1000〉λ >0.025中的熱導(dǎo)率，優(yōu)選地500〉λ >0.5，更優(yōu)選地，400> λ >0.59。更優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)由該組件組成。更優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)包括組件:水、乙醇、鋼、鋁、銅、黃銅、油或類似物質(zhì)。更優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)由前述的組件中的一個(gè)或組合組成，其中，前述組件中的一個(gè)為傳熱介質(zhì)的一基本組成部分。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，第一初始溫度應(yīng)被理解為根據(jù)安排通過傳熱介質(zhì)將一熱量流從線狀材料的第一部分排出之前的線狀材料第一部分的溫度，尤其是熱量流即將被排出之前的溫度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，第二初始溫度應(yīng)被理解為根據(jù)安排通過傳熱介質(zhì)將一熱量流提供給線狀材料的第二部分之前的線狀材料第二部分的溫度，尤其是熱量流即將被提供之前的溫度。
[0011]更優(yōu)選地，該第一初始溫度通過熱量流的排出被降低，第二初始溫度通過提供的熱量流被提高。優(yōu)選地，通過傳熱介質(zhì)，該熱量流盡可能完全地從線狀材料的第一部分傳送到線狀材料的第二部分。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，熱量流或熱能的傳導(dǎo)應(yīng)被理解為熱能從第一位置傳送到第二位置。優(yōu)選地，為了該傳導(dǎo)，大量熱量從第一部分傳送到線狀材料的第二部分。優(yōu)選地，熱量流通過對(duì)流來傳送，并伴隨有粒子流，特別是液流或氣流。更優(yōu)選地，該熱量流通過熱輻射或熱傳導(dǎo)來傳送，因此，不會(huì)存在粒子流。進(jìn)一步優(yōu)選地，該熱量流可通過傳熱介質(zhì)被傳送。更優(yōu)選地，該熱量流可通過前述實(shí)現(xiàn)方式的組合來傳送，或優(yōu)選地，僅通過其中一個(gè)方式來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，該熱量流可沿著溫度梯度傳導(dǎo)，該溫度梯度由傳熱介質(zhì)與線狀材料的第一部分、第二部分的接觸形成。
[0013]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，傳熱介質(zhì)為具有不確定幾何形狀的介質(zhì)。優(yōu)選地，該介質(zhì)可以為液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)。更優(yōu)選地，在熱量流的傳導(dǎo)期間，該介質(zhì)可改變其物理狀態(tài)(液態(tài)-氣態(tài)，氣態(tài)-液態(tài))。液態(tài)傳熱介質(zhì)或氣態(tài)傳熱介質(zhì)允許對(duì)該傳熱介質(zhì)進(jìn)行非常簡(jiǎn)單的管理?？蛇x地，該傳熱介質(zhì)還可以被容納在定義的空間中，線狀材料的第一部分、第二部分被引導(dǎo)通過該空間。
[0014]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，傳熱介質(zhì)直接與線狀材料的兩個(gè)部分中的至少一個(gè)接觸。優(yōu)選地，線狀材料的兩個(gè)部分中的至少一個(gè)被引導(dǎo)穿過容納有傳熱介質(zhì)的一空間。進(jìn)一步優(yōu)選地，線狀材料的這些部分中的第二部分被引導(dǎo)通過該空間，且優(yōu)選地，第二部分還與傳熱介質(zhì)直接接觸。通過與線狀材料這些部分的直接接觸，可以特別好地實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)的熱量流的排出或特別好地從傳熱介質(zhì)接收熱量流，具體地，通過較大的接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。進(jìn)一步有利地，該結(jié)構(gòu)允許熱傳遞裝置具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。通過將熱量從線狀材料的第一部分傳送到線狀材料的第二部分，可以實(shí)現(xiàn)為了對(duì)線狀材料的第二部分進(jìn)行加熱，只需要提供沒有從線狀材料的第一部分傳送過來的、用于退火的能源，因此，可提高設(shè)備加工線狀材料的效率。
[0015]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，傳熱介質(zhì)可不直接與線狀材料兩個(gè)部分中的一個(gè)接觸。優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)在一引導(dǎo)裝置中被引導(dǎo)。在這里，引導(dǎo)裝置應(yīng)被理解為管道、管筒、槽或類似引導(dǎo)裝置。優(yōu)選地，通過熱輻射或熱傳導(dǎo)、以及另外或可選的通過對(duì)流，線狀材料的第一部分將熱量流傳送至傳熱介質(zhì)。更優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)流經(jīng)該引導(dǎo)裝置到達(dá)線狀材料的第二部分，從而通過輻射以及另外或可選的通過對(duì)流，將熱能傳遞給線狀材料的第二部分。例如，引導(dǎo)裝置可以為熱管(所謂的熱導(dǎo)管)。根據(jù)該實(shí)施例，由于線狀材料的這些部分和傳熱介質(zhì)之間相互沒有直接接觸，因此，它們之間不可能會(huì)有相互作用。因此，一方面，可以有利地防止線狀材料的各個(gè)部分被傳熱介質(zhì)污染。另一方面，可防止雜質(zhì)被引入到傳熱介質(zhì)中。通過該結(jié)構(gòu)，由于當(dāng)熱能從線狀材料的第一部分傳送到線狀材料的第二部分時(shí)，雜質(zhì)被減少，因此，可提高加工線狀材料的該設(shè)備的效率。
[0016]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，傳熱介質(zhì)可以為具有任意輪廓的幾何體，S卩:以固態(tài)聚集的物體。更優(yōu)選地，線狀材料的兩個(gè)部分中的至少一個(gè)、優(yōu)選地兩個(gè)都直接與傳熱介質(zhì)接觸。通過該固態(tài)聚集的傳熱介質(zhì)，不需要任何密封件。這使得熱傳遞裝置可具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，可提高加工線狀材料的設(shè)備的效率。通過在傳熱介質(zhì)中直接接觸線狀材料的兩個(gè)部分，可以從線狀材料的兩個(gè)部分獲得特別好的熱傳遞。關(guān)于直接接觸，優(yōu)選地，傳熱介質(zhì)在其與線狀材料接觸的區(qū)域表面上具有涂層，這與直接接觸是不矛盾的。優(yōu)選地，該涂層用于減少或防止從傳熱介質(zhì)傳送粒子到線狀材料的一部分上。進(jìn)一步優(yōu)選地，該涂層用于減小線狀材料與傳熱介質(zhì)之間的粘結(jié)。更優(yōu)選地，該涂層用于優(yōu)選地通過擴(kuò)大傳熱介質(zhì)和線狀材料之間的接觸面，進(jìn)一步提高熱傳遞。更優(yōu)選地，該涂層僅為臨時(shí)涂覆，且在未來需要持續(xù)被再次涂覆，或不需要持續(xù)被再次涂覆。
[0017]根據(jù)一進(jìn)一步實(shí)施例，熱能從第一線材部分通過多個(gè)傳熱介質(zhì)被傳送到第二線材部分，優(yōu)選地，通過多個(gè)不同的傳熱介質(zhì)被傳送。更優(yōu)選地，以幾何體形式(具體為滾筒形式)表不的這些傳熱介質(zhì)中的一介質(zhì)被