在生产细长线状材料期间用于热传递的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在生产细长线状材料期间用于热传递的装置以及操作该装置的方法。目前，特别是随着能源成本的提高，能源消耗在私营部门和工业部门都变得越来越重要。因此，通常技术革新的共同目的都在于降低能源消耗以及提高效率，特别是对于能源密集型的加工。具体地，具有高变形度的半成品的生产通常是能源密集型的加工，包括细长线状材料的生产和加工。在这种细长线状材料的生产过程中，除了用于获取期望塑性形变的高机械性能，通常还需要提供高的热性能，以用于通过消除应力退火或甚至是再结晶退火，设置期望的金属晶格结构。
【背景技术】
[0002]下面将描述细长线状材料的生产，这是因为目前这是典型的被称为串联式的加工。在这里，细长线状材料首先被机械形变，之后被加热、冷却并最终被卷起来。在半成品的塑性形变期间，形变的程度很大，使得形变加工需要通过热加工步骤来实现。为了实现期望微结构的设置，这是必需的。这些热加工步骤具体应被理解为退火过程，该过程需要较高的能源消耗。为了实现串联退火，线状材料在所谓的线材退火炉中通过传导加热或感应加热被加热，直到材料期望的微结构被设置以及线状材料的易碎性被降低。对于非退火状态，细长线状材料的进一步加工(例如，在生产末期缠绕在线圈上或线状材料的预设加工)将会很困难或几乎不可能。在通过合适的冷却装置将热量从细长线状材料移除之后的足够长时间后，退火过程被完成。一方面，该冷却用于目标过程控制，另一方面，该冷却简化了在生产后和细长线状材料的即时加工。从线状材料移除的热能通常被排出到环境中，不会被进一步利用。在细长线状材料冷却期间，环境还可能被水蒸气或类似物污染，从而恶化在该系统下作业人员的工作条件。现已知有些情况下会将从细长线状材料移除的热量提供给能源供应网，然而，这些对热能的利用仅仅为有限度的。一方面，热能会不管实际需要而产生，另一方面，产生的热能通常需要被转化为其他形式的能量或被传送非常长的距离，而这个过程将产生非常大的能量损失，从而降低总效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提高生产细长线状材料的装置的总效率，以及降低其能量消耗。
[0004]该目的可通过独立权利要求1的保护主题以及操作该装置的方法来实现。本发明的优选实施例为从属权利要求的主题。
[0005]根据本发明，热传递装置应被理解为用于传递热能的装置。优选地，通过热传递装置，热能在加工细长线状装置的设备中传递。更优选地，热能的形式在传递期间不会发生改变。具体地，根据本发明，应理解热能不会被转化为电能、机械能或其他形式的能量。更合适地，优选地，热能在目标热量流中被传导。优选地，热量流的方向通过温度梯度被自行设置。
[0006]根据本发明，细长绞线材料应被理解为一几何体，该几何体具有横切面、纵向延伸部，该纵向延伸部被特定地设置以与该横切面正交。优选地，与纵向延伸部相比，该横切面的空间轮廓尺寸非常小。更优选地，该横切面的空间轮廓尺寸位于单个毫米范围内，或单个十毫米范围内。更优选地，纵向延伸部为几米长的或实际无限长的延伸部。优选地，线状材料具有一组件:“好的”导电体。优选地，导电体为金属材料，更优选地，为铜、铝或钢。优选地，该线状材料由前面提到的组件组成，或由合金组成，在该线状材料中至少一基本部分为前面提到的组件。更优选地，横切面具有特定的几何形状，优选地，几何形状为多边形、圆形、椭圆形，或更优选地，为环形。特别优选地，该细长线状材料作为铜丝、钢丝或铝丝被提供，该铜丝、钢丝或铝丝具有圆形截面。
[0007]根据本发明，线状材料的第一部分应被理解为该线状材料的连续区域。优选地，第二部分应被理解为相同线状材料的另一区域或其他线状材料的另一区域。因此，优选地，线状材料的第一部分以及线状材料的第二部分可以为相同主体上的区域，或者也可以位于不同主体上。
[0008]根据本发明，传热介质应被理解为用于传递热量的介质。根据本发明，优选地，热量、热能、能量流以及热量流应被理解为可互换的。优选地，传热介质用于传送热能。优选地，传热介质具有一组件，该组件具有高热导率λ。优选地，高热导率应被理解为热导率大于0.025W/ (mK)。更优选地，该组件被选择，以使得其具有位于优选范围1000〉λ >0.025中的热导率，优选地500〉λ >0.5，更优选地，400> λ >0.59。更优选地，传热介质由该组件组成。更优选地，传热介质包括组件:水、乙醇、钢、铝、铜、黄铜、油或类似物质。更优选地，传热介质由前述的组件中的一个或组合组成，其中，前述组件中的一个为传热介质的一基本组成部分。
[0009]根据本发明，第一初始温度应被理解为根据安排通过传热介质将一热量流从线状材料的第一部分排出之前的线状材料第一部分的温度，尤其是热量流即将被排出之前的温度。
[0010]根据本发明，第二初始温度应被理解为根据安排通过传热介质将一热量流提供给线状材料的第二部分之前的线状材料第二部分的温度，尤其是热量流即将被提供之前的温度。
[0011]更优选地，该第一初始温度通过热量流的排出被降低，第二初始温度通过提供的热量流被提高。优选地，通过传热介质，该热量流尽可能完全地从线状材料的第一部分传送到线状材料的第二部分。
[0012]根据本发明，热量流或热能的传导应被理解为热能从第一位置传送到第二位置。优选地，为了该传导，大量热量从第一部分传送到线状材料的第二部分。优选地，热量流通过对流来传送，并伴随有粒子流，特别是液流或气流。更优选地，该热量流通过热辐射或热传导来传送，因此，不会存在粒子流。进一步优选地，该热量流可通过传热介质被传送。更优选地，该热量流可通过前述实现方式的组合来传送，或优选地，仅通过其中一个方式来实现。优选地，该热量流可沿着温度梯度传导，该温度梯度由传热介质与线状材料的第一部分、第二部分的接触形成。
[0013]根据一优选实施例，传热介质为具有不确定几何形状的介质。优选地，该介质可以为液态或气态介质。更优选地，在热量流的传导期间，该介质可改变其物理状态(液态-气态，气态-液态)。液态传热介质或气态传热介质允许对该传热介质进行非常简单的管理。可选地，该传热介质还可以被容纳在定义的空间中，线状材料的第一部分、第二部分被引导通过该空间。
[0014]根据一优选实施例，传热介质直接与线状材料的两个部分中的至少一个接触。优选地，线状材料的两个部分中的至少一个被引导穿过容纳有传热介质的一空间。进一步优选地，线状材料的这些部分中的第二部分被引导通过该空间，且优选地，第二部分还与传热介质直接接触。通过与线状材料这些部分的直接接触，可以特别好地实现传热介质的热量流的排出或特别好地从传热介质接收热量流，具体地，通过较大的接触区域实现。进一步有利地，该结构允许热传递装置具有非常简单的结构。通过将热量从线状材料的第一部分传送到线状材料的第二部分，可以实现为了对线状材料的第二部分进行加热，只需要提供没有从线状材料的第一部分传送过来的、用于退火的能源，因此，可提高设备加工线状材料的效率。
[0015]根据一优选实施例，传热介质可不直接与线状材料两个部分中的一个接触。优选地，传热介质在一引导装置中被引导。在这里，引导装置应被理解为管道、管筒、槽或类似引导装置。优选地，通过热辐射或热传导、以及另外或可选的通过对流，线状材料的第一部分将热量流传送至传热介质。更优选地，传热介质流经该引导装置到达线状材料的第二部分，从而通过辐射以及另外或可选的通过对流，将热能传递给线状材料的第二部分。例如，引导装置可以为热管(所谓的热导管)。根据该实施例，由于线状材料的这些部分和传热介质之间相互没有直接接触，因此，它们之间不可能会有相互作用。因此，一方面，可以有利地防止线状材料的各个部分被传热介质污染。另一方面，可防止杂质被引入到传热介质中。通过该结构，由于当热能从线状材料的第一部分传送到线状材料的第二部分时，杂质被减少，因此，可提高加工线状材料的该设备的效率。
[0016]根据一优选实施例，传热介质可以为具有任意轮廓的几何体，S卩:以固态聚集的物体。更优选地，线状材料的两个部分中的至少一个、优选地两个都直接与传热介质接触。通过该固态聚集的传热介质，不需要任何密封件。这使得热传递装置可具有非常简单的结构，同时，可提高加工线状材料的设备的效率。通过在传热介质中直接接触线状材料的两个部分，可以从线状材料的两个部分获得特别好的热传递。关于直接接触，优选地，传热介质在其与线状材料接触的区域表面上具有涂层，这与直接接触是不矛盾的。优选地，该涂层用于减少或防止从传热介质传送粒子到线状材料的一部分上。进一步优选地，该涂层用于减小线状材料与传热介质之间的粘结。更优选地，该涂层用于优选地通过扩大传热介质和线状材料之间的接触面，进一步提高热传递。更优选地，该涂层仅为临时涂覆，且在未来需要持续被再次涂覆，或不需要持续被再次涂覆。
[0017]根据一进一步实施例，热能从第一线材部分通过多个传热介质被传送到第二线材部分，优选地，通过多个不同的传热介质被传送。更优选地，以几何体形式(具体为滚筒形式)表不的这些传热介质中的一介质被