(57)【要約】  少なくとも１本の金属または金属合金ワイヤ、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップをアニール処理するための抵抗アニール炉において、金属または金属合金ワイヤ（２）、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップを搬送するためにそれぞれの電気接点リング（８〜１０）を備えた少なくとも２本の電気軸（５〜７）と、２本の電気軸（５〜７）の間に延在する金属または金属合金ワイヤ（２）、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップの一部分（１６、１７）の中に電流を生成してこれによりジュール効果に起因するアニーリングを誘発する目的で２本の電気軸（５〜７）間の印加されるアニーリング電圧（Ｕａｎｎ）を発生させるべくＡＣ電圧（Ｕａｃ）の供給を受けることのできるＤＣ電圧発生器（１４）と、を有するアニール炉（１）。電気接点リング（８〜１０）の少なくとも１つは非金属導電体材料、例えば黒鉛製である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本の金属または金属合金ワイヤ、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップをアニール処理するための抵抗アニール炉において、前記金属または金属合金ワイヤ（２）、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップを搬送するためにそれぞれの電気接点リング（８〜１０）を備えた少なくとも２本の電気軸（５〜７）と、前記２本の電気軸（５〜７）の間に延在する前記アルミニウムまたは金属合金ワイヤ（２）、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップの一部分（１６、１７）の中に電流を生成してこれによりジュール効果に起因するアニーリングを誘発する目的で前記２本の電気軸（５〜７）間に印加されるアニーリング電圧（Ｕａｎｎ）を発生させるべくＡＣ電圧（Ｕａｃ）の供給を受けることのできるＤＣ電圧発生手段（１４）と、を含むアニール炉（１）であって、前記電気接点リング（８〜１０）の少なくとも１つが非金属導電体材料製である、抵抗アニール炉。
【請求項２】
前記非金属導電体材料が黒鉛で構成されている、請求項１に記載のアニール炉。
【請求項３】
前記黒鉛が等方性黒鉛である、請求項２に記載のアニール炉。
【請求項４】
前記黒鉛が１０００〜１３００μΩ・ｃｍの範囲内の値の抵抗率を有する、請求項２または３に記載のアニール炉。
【請求項５】
前記黒鉛が５・１０-6〜６・１０-6℃-1の範囲内の熱膨張係数を有する、請求項２ないし４のいずれか１項に記載のアニール炉。
【請求項６】
前記黒鉛が１００〜１３０Ｗ／ｍ℃の範囲内の熱伝導率を有する、請求項２ないし６のいずれか１項に記載のアニール炉。
【請求項７】
前記少なくとも２本の電気軸（５〜７）が、第１（５）、第２（６）および第３（７）の電気軸を含み、前記電気接点リング（８〜１０）は、前記金属または金属合金ワイヤ（２）、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップ用の経路を同順序で画定する第１（８）、第２（９）および第３（１０）の電気接点リングを含み；前記アニーリング電圧（Ｕａｎｎ）は、前記第２の電気軸（６）に対し正電位で印加され、かつ前記第１および前記第３の電気軸（５、７）に対して負電位で印加され；前記経路は予熱部分（１６）を含み、この部分は前記第１の電気接点リング（８）から前記第２の電気接点リング（９）まで延在し；前記アニール炉（１）には、少なくとも前記予熱部分（１６）を取り囲み、前記金属または金属合金ワイヤ（２）、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップの酸化を回避するかまたは少なくとも削減する目的で例えば窒素で構成された保護ガスを格納するために空気圧的に封止されているチャンバ（２２）が含まれている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアニール炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの金属または金属合金ワイヤ、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップをアニールするための抵抗アニール炉に関する。
【０００２】
詳細には、本発明は、インライン抵抗アニーリング、すなわち、一般性を失うことなく以下の説明が明示的に参照を指示している伸線機などの１つ以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金ワイヤまたはワイヤロッドの同時生産用の機械の出口における抵抗アニーリングにおいて有利に、ただし非限定的に応用される。
【背景技術】
【０００３】
インラインですなわち伸線機の下流側に配設されるように適応された直流抵抗アニール炉は、通常、それぞれ電気接点リングを備え金属または金属合金ワイヤまたは伸線機が多線機である場合には複数のワイヤを引張るように動力式の少なくとも２本、詳細には３本の電気軸、複数のアイドル伝動ローラまたは動力式伝動ローラ、および動力式出口プルリングを含む。伝動ローラおよび出口プルリングは、第１の電気軸の接点リングの周りで始まり、他の２本の電気軸の接点リングおよび伝動ローラの周りで方向転換し、出口プルリングの周りで終る、ワイヤのための所与の経路を画定するように配設されている。
【０００４】
アニール炉は、第２の電気軸と他の２本の電気軸の間に印加される直流電圧を発生させるための電気器具を含んでいる。すなわち、例えば電圧の正電位は第２の電気軸に対し適用され、電圧の負電位は第１および第３の両方の電気軸に対して適用される。アニーリングプロセスは、第２の電気軸と他の２つの（第１および第３）電気軸の間のワイヤ部分内の電流通過に起因するジュール効果によって起こる。
【０００５】
ワイヤの経路は、第１の電気接点リングから第２の電気接点リングに至る予熱部分、第２の電気接点リングから第３の電気接点リングに至る実際のアニーリング部分、および第３の電気接点リングから出口プルリングに至る冷却部分に分割される。予熱部分は、予熱部分内のワイヤの熱勾配がアニーリング部分内のワイヤの熱勾配より低くなるように、アニーリング部分に比べて長い長さを有する。
【０００６】
電気軸間に印加される電圧およびワイヤ内を循環する対応する電流は一般にアニーリング電圧およびアニーリング電流として公知であり、これらは概して、予熱部分およびアニーリング部分の長さ、経路に沿ったワイヤの送り速度、およびワイヤの材料および断面によって左右される。
【０００７】
電気軸の電気接点リングは、アニールすべきワイヤとの接触中に最大限の電流伝導を可能にするため、金属材料、例えば鋼でできている。アニールすべきワイヤの金属、すなわちアルミニウムまたは銅、あるいはアルミニウムまたは銅合金は、アニーリング中に酸化する傾向を有し、電気接点リングとワイヤの間の金属の差異は、金属材料をワイヤから電気接点リングまで拡散的に移動させる傾向を有する。これにより、電気接点リング上に金属残渣が被着することになり、これがワイヤと電気接点リングの間の電気伝導を悪化させ、概して電気接点リングの表面摩耗を加速させる。
【０００８】
特許文献１（欧州特許第１２０６５８３号明細書）は、アニールすべきワイヤと電気接点リングの間の金属拡散を削減するように電気接点リングがアルミニウムまたはアルミニウム合金製である、アルミニウムまたはアルミニウム合金ワイヤをアニールするためのアニール炉について記載している。しかしながら、特許文献１によって提案されている解決法は、異なる金属ワイヤをアニールする必要がある場合つねに電気接点リングを交換する必要があるという欠点を有する。換言すると、所与の金属合金のワイヤをアニールするためには、同じ金属合金製の電気接点リングを使用する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１２０６５８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述の欠点が無く、それと同時に製造が容易で廉価であるアルミニウムまたはアルミニウム合金をアニールするための抵抗アニール炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、添付クレーム中で定義付けされている通りの、少なくとも１つの金属または金属合金ワイヤ、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップのアニーリングのための抵抗アニール炉が提供されている。
【００１２】
本発明についてここで、その非限定的実施形態を例示する添付図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にしたがって製造された直流抵抗アニール炉を概略的に例示する。
【図２】本発明のさらなる実施形態に係るアニール炉を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１において、参照番号１は概して、全体として金属ワイヤをアニールするための直流抵抗アニール炉を指し、この金属ワイヤは参照番号２で標示され、詳細には、アルミニウムまたは銅製あるいはアルミニウム基または銅基金属合金製ワイヤである。アニール炉１は、好ましくは、ただし必ずというわけではなく、インラインで機能するように適応されたタイプ、すなわち、それ自体公知の伸線機の出口と、同じくそれ自体公知でありしたがって例示されていない巻線機の入口との間に配設されるタイプのものである。ワイヤ２は、伸線機から退出して、方向３で順方向に移動してアニール炉１内に入り、方向４でアニール炉１から退出する。
【００１５】
図１を参照すると、アニール炉１は、それぞれの電気接点リング８、９および１０が備わった３本の電気軸５、６および７、アイドルまたは動力式のいずれかでかつ最初の２本の電気軸５および６の間に配設されている少なくとも２つの伝動ローラ１１および１２、および動力式出口プルリング１３を含む。伝動ローラ１１および１２および出口プルリング１３は、電気接点リング８の周りで開始し、伝動ローラ１１および１２および２つの電気接点リング９および１０の周りで方向転換し、出口プルリング１３の周りで終了するワイヤ２のための所与の経路を画定するように配設されている。ワイヤ２は、電気接点リング８、９および１０および伝動ローラ１１および１２の周りを滑動が実質的に無い状態で、出口プルリング１３により引張られる、すなわち牽引されながら、この経路に沿って走行する。
【００１６】
有利には、電気接点リング８、９および１０も同様に、ワイヤ２の牽引を助けるために動力式である。
【００１７】
アニール炉１は、電気軸６と他の２本の電気軸５および７の間に印加される、図中でＵａｎｎにより標示されているＤＣ電圧、いわゆるアニーリング電圧を発生させるため、ＡＣ電圧、詳細には３相配電網１５により供給される３相Ｕａｃ電圧の供給を受けることのできるＤＣ電圧発生器１４を含む。アニーリングプロセスは、電気軸６ひいては対応する電気接点リング９と他の２本の電気軸５および７、ひいては対応する電気接点リング８および１０の間のワイヤ部分内の電流の通過に起因するジュール効果によって起こる。
【００１８】
ワイヤ２の経路は、参照番号１６により標示され、伝動ローラ１１および１２を通過して電気接点リング８から電気接点リング９まで延在する予熱部分、参照番号１７により標示され電気接点リング９から電気接点リング１０に至る実際のアニーリング部分、および、参照番号１８により標示され電気接点リング１０から出口プルリングに至る冷却部分に分割される。
【００１９】
有利には、冷却部分１８は、電気接点リング１０の周りに半円形経路部分１８ａを含む。
【００２０】
詳細には、アニール炉１は、浸漬式冷却を実施するために冷却部分１８が横断する冷却材で満たされたタンク、およびタンク１９の出口においてワイヤ２を乾燥させるための乾燥装置２０を含む。代替的には、タンク１９は、ワイヤ２上に冷却材を噴霧するための噴霧器（図示せず）を含む。
【００２１】
図１に示された実施例において、Ｕａｎｎ電圧の正電位は電気軸６に適用され、Ｕａｎｎ電圧の負電位は、他の２本の電気軸５および７に適用される。この電気的構成は、アニール炉１の上流側に配設されている伸線機およびアニール炉１の下流側に配設されている巻線機に向かう電流のドレンを回避し冷却材中の電流のドレンを削減することから、逆極性（正電位が電気軸５および７に適用され負電位が電気軸６に適用される）に関して有利である。
【００２２】
有利には、アニーリング部分１７はアニーリングチャンバ２１内を通過する。アニール炉１が運転中であるとき、すなわち電気接点リング８〜１０および出口プルリング１３が回転してワイヤ２を順方向に移動させるとき、半円形経路部分１８ａから始まるワイヤ２の冷却は蒸気を発生させ、この蒸気は、アニーリングチャンバ２１内への空気の進入を防止して、ワイヤ２を表面酸化から保護する。
【００２３】
さらに一層有利には、アニーリングチャンバ２１は、窒素を格納するために空気圧式に封止され、この窒素はタンク１９に由来する蒸気と混合して、ワイヤ２の酸化を防ぐ保護ガス混合物を提供する。アニーリングチャンバ内の保護ガス混合物は、銅が１８０℃超のアニーリング温度で急速に酸化されることから、ワイヤが銅または銅基合金製である場合に特に有利である。ワイヤ２の表面の酸化は、ワイヤ２と電気接点リング１０の間の電気接点抵抗の増大および火花の形成をひき起こすと考えられる。
【００２４】
ワイヤ２がアルミニウムまたは銅製あるいはアルミニウム基または銅基合金製である、考慮対象の特定の実施例において、予熱部分１６は、ワイヤの断面積が等しいものとして、アニーリング部分１７に沿ったワイヤ２の部分内を循環するＩａｎｎ電流より低いＩｐｈｔ電流が、予熱部分１６に沿ったワイヤ２の部分内を循環するように、アニーリング部分１７の長さよりも大きい長さを有する。このようにして、予熱部分１６内のワイヤ２の温度勾配は、アニーリング部分１７内のワイヤ２の温度勾配よりも低くなる。
【００２５】
本発明によると、電気接点リング８、９および１０の１つ以上は、例えば黒鉛などの非金属導電体材料製である。このようにして、ワイヤから電気接点リング８、９および１０への拡散による金属移動が全く存在しない可能性がある。詳細には、電気接点リング８、９、１０の各々は、内部が中空であり前記非金属導電体材料製の直線状の円形円筒形本体を含む。
【００２６】
有利には、電気接点リング８、９および１０の前記黒鉛は等方性黒鉛である。
【００２７】
有利には、前記黒鉛は、１０００〜１３００μΩ・ｃｍ、好ましくは実質的に１１４０μΩ・ｃｍに等しい抵抗率値を有する。
【００２８】
有利には、前記黒鉛は、５・１０-6〜６・１０-6℃-1、好ましくは実質的に５．４・１０-6°Ｃ-1に等しい熱膨張係数を有する。
【００２９】
有利には、前記黒鉛は、１００〜１３０Ｗ／ｍ℃、好ましくは実質的に１１２Ｗ／ｍ℃に等しい熱伝導率を有する。
【００３０】
図１と同じ参照番号および記号で対応する要素が標示されている図２に示された別の実施形態によると、アニール炉１はさらに、少なくとも予熱部分１６を取り囲みかつワイヤ２の酸化を回避するかまたは少なくとも削減するようにワイヤ２と空気との接触を回避するかまたは少なくとも削減する目的で、例えば窒素などの保護ガスを格納するように空気圧的に封止されている追加の保護雰囲気チャンバ２２を含む。ワイヤ２の表面酸化は、ワイヤ２と電気接点リング８〜１０の間の電気接点抵抗の増大および火花の形成をひき起こすと考えられる。酸化反応は、すでに予熱部分１６から始まっているワイヤ２の高い温度によって加速される。
【００３１】
アルミニウムは室温でさえ容易かつ急速に酸化され（パッシベーション）、酸化アルミニウムは優れた電気絶縁体であることから、保護雰囲気チャンバ２２は、ワイヤ２がアルミニウムまたはアルミニウム基合金製である場合に特に有利である。
【００３２】
上述の発明は具体的に非常に明確な実施形態に言及しているものの、この実施形態に限定されるものとみなされてはならず、例えば以下のもののような、当業者にとっては明白であると思われる全ての変形形態、修正または簡略化がその範囲内に入る。
−  最初の２本の電気軸５および６の間の３つ以上の伝動ローラの使用；および
−  逆極性に対するＵａｎｎ電圧の印加；すなわち、正電位が電気軸５および７に印加され、負電位が電気軸６に印加される。
【００３３】
上述のアニール炉１の利点は、電気接点リング８〜１０を形成する材料のため、特定の金属または金属合金を考慮して電気接点リングを交換する必要なく、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、または、別の金属でコーティングされた銅、例えば錫、ニッケルまたは銀メッキされた銅などの、任意の金属または金属合金で作られたワイヤ、ストランド、ストリング、ワイヤロッドまたはストリップをアニールするために使用可能であるという点にある。
【００３４】
明らかに、上述のアニール炉１は、電気接点リング８〜１０、伝動ローラ１１および１２および出口プルリング１３またはそれらのモータの適切な軸方向寸法決定の後、多重金属ワイヤ、またはストランドまたはストリングまたはワイヤロッドまたはストリップの同時アニーリングのためにも好適である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2019513192.tif 000006
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