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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Glühen eines Metallbandes
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des Metallbandes auch am Ausgangsende der Kühlkammer und/oder am Ausgangsende der
Durchweichungskammer gemessen und die der Kühlkammer bzw. der Durchweichungskammer zugeführte Wärmemenge in Abhängigkeit von der Temperatur des die Kühlkammer bzw. die
Durchweichungskammer verlassenden Metallbandes geregelt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einem eine
Aufheizkammer, eine Durchweichungskammer und eine Kühlkammer aufweisenden Ofen, einer
Bandfördereinrichtung zum Fördern des Metallbandes durch die Kammern des Ofens, je einer
Einrichtung zur Zufuhr von Wärme zur Aufheizkammer bzw.
zur Durchweichungskammer, einem das
Kühlmittel durch die Kühlkammer fördernden Umwälzsystem, einer Einrichtung zur Zufuhr von Wärme zum Kühlmittel zwecks Einstellung seiner Kühlwirkung, und die Wärmezufuhr zu den einzelnen
Kammern über Regelorgane und Stellglieder steuernden Temperaturfühlern, ist gemäss der Erfindung zweckmässig so ausgebildet, dass zusätzlich ein die Temperatur des die Aufheizkammer verlassenden Metallbandes erfassender Temperaturfühler, beispielsweise ein Pyrometer, vorgesehen ist, der über einen Regler den Antrieb der Bandfördereinrichtung steuert, und dass ein die Temperatur des Metallbandes am Ausgangsende der Kühlkammer erfassender Temperaturfühler, beispielsweise ein Pyrometer, vorgesehen ist, der über einen Regler das die Wärmezufuhr zur Kühlkammer steuernde Stellglied steuert.
Hiebei kann ein die Temperatur des die Durchweichungskammer verlassenden Metallbandes erfassender Temperaturfühler, beispielsweise ein Pyrometer, vorgesehen sein, der über einen Regler das die Wärmezufuhr zur Durchweichungskammer steuernde Stellglied steuert.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung kann unter Verwendung von handelsüblichen Instrumenten erstellt werden, so dass es ohne weiteres möglich ist, bereits bestehende öfen zu für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Vorrichtungen umzubauen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, welche Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt eines in erfindungsgemässer Weise mit einer Steuervorrichtung ausgestatteten Durchlaufglühöfens, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine in einer erfmdungsgemässen Vorrichtung verwendete Pyrometerhalterung und Fig. 3 ähnlich wie Fig. l einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
In Fig. l ist schematisch ein üblicher Durchlaufglühofen dargestellt, welcher eine Aufheizkammer - 10--, eine Durchweichungskammer --12- und eine Kühlkammer --13-- aufweist. Die Aufheizkammer--10--und die Durchweichungskammer--12--weisen Sätze von Heizelementen - 14 und 16-auf. Die Kühlkammer-13-ist mit Röhren-17-ausgestattet, in welchen ein Kühlmedium umgewälzt wird. Das Kühlmedium wird über eine Leitung --18-- zugeführt, in welcher ein Satz von Heizelementen --19-- vorgesehen ist, um die Temperatur des Kühlmediums verändern zu können.
Die Heizelemente--14 und 16--, aber auch die Heizelemente--19--bestehen aus innen mit Gas beheizten Heizrohren ; elektrische Heizelemente könnten gleichermassen Verwendung finden. Der Brennstoff wird den Heizelementen--14 und 16 bzw. 19--über Leitungen--20 und
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Heizelementsätzen eingestellt werden kann. Im Durchlaufofen wird eine Schutzgasatmosphäre, in der Regel aus einem Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff, aufrechterhalten. Der Ofen weist natürlich übliche Zusatzeinrichtungen (Gebläse, Schieber usw. ) auf, die, weil für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich, nicht dargestellt sind.
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--13-- ist- 10-angeordneten Spannwalzensatz-31-in bekannter Weise gekoppelt ist, um die erforderliche Bandspannung sicherzustellen.
Die Aufheizkammer --10-- wird mittels der Heizelemente--14--unter Temperaturregelung zweckmässig so hoch aufgeheizt, als es das Ofenfutter der Aufheizkammer--10--erlaubt, um das durch diese Aufheizkammer geförderte Metallband so rasch als möglich auf die gewählte Glühtemperatur, in der Regel eine Temperatur zwischen 538 und 816 C, aufheizen zu können.
Zwecks Temperaturregelung der Aufheizkammer--10--ist ein Temperaturfühler--33--, beispielsweise ein Thermoelement, vorgesehen, welches an ein gleichzeitig
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--34-- angeschlossenAufheizkammer--10--durchlaufenden Metallbandes am Auslassende dieser Aufheizkammer konstant halten zu können, ist im Bereiche des Auslassendes der Aufheizkammer --10-- oberhalb des Metallbandes ein die Temperatur dieses Metallbandes erfassendes Strahlungspyrometer--39--
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erniedrigt und bei oberhalb des Sollwertes liegender Temperatur des Metallbandes erhöht.
Zu diesem Zwecke ist im Regler ein gleichzeitig eine Temperaturanzeige lieferndes Steuergerät-52- vorgesehen, welches die Regelabweichung über eine Sollwerteinstellung für die Temperatur erfasst und je nach Grösse und Richtung der Regelabweichung eine Ausgangsgrösse liefert, die, je nach Grösse und Richtung, einen Stellmotor-61-für einen verstellbaren Widerstand --59-- um einen mehr oder weniger grossen Betrag in dem einen oder in dem andern Sinne verstellt.
Die Anordnung ist nun im dargestellten Ausführungsbeispiel so getroffen, dass mit Erhöhung der vom verstellbaren Widerstand - abgegriffenen Spannung das Steuergerät-56-für den Stellmotor --32-- des Antriebswalzensatzes --30-- auch die Drehzahl dieses Motors-32-erhöht wird wogegen mit
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Spannung verstellen muss. Die Anordnung ist weiters so getroffen, dass die kleinste, vom verstellbaren Widerstand --59-- abgreifbare Spannung, von einem mit diesem verstellbaren Widerstand --59-- in Serie geschalteten Festwiderstand --60-- bestimmt ist und diese vom Festwiderstand --60-bestimmte Spannung jedenfalls für den Antriebsmotor --32-- die Drehzahl Null ergibt.
Damit ist die Voraussetzung dafür gegeben, dass beim Aufheizen einer erfindungsgemässen Vorrichtung zunächst die Fördergeschwindigkeit für das Metallband Null beträgt und erst dann langsam vergrössert wird, wenn das Metallband die Solltemperatur erreicht hat, und in weiterer Folge die Temperatur in der Aufheizkammer bis zur durch die Temperaturregeleinrichtung für diese Aufheizkammer bestimmten oberen Grenze ansteigt. Die vom Metallband innerhalb der Aufheizkammer --10-- schliesslich erreichte Temperatur ist im stationären Betrieb der Vorrichtung von der Verweilzeit des Metallbandes
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--10-- abhängig- eine kleinere Speisespannung zugeführt wird. Dies geschieht mittels eines von Hand aus verstellbaren Spannungsteilers-58-, der von eine Stromquelle --57-- versorgt wird.
Dem Einstellknopf zum verstellbaren Spannungsteiler --58-- kann eine in Fördergeschwindigkeiten unterteilte Skala beigegeben sein, mit Hilfe derselben die in Betracht kommende Fördergeschwindigkeit für das Metallband im Hinblick darauf ohne Schwierigkeiten eingestellt werden kann, dass die in Frage kommende Fördergeschwindigkeit im wesentlichen umgekehrt proportional ist der Blechstärke.
Die Temperatur in der Aufheizkammer--10-wird in üblicher Weise geregelt. Zu diesem Zwecke ist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereiche des Einlassendes der Aufheizkammer - 10-- ein Temperaturfühler --33--, beispielsweise ein Thermoelement, vorgesehen, welches über ein mit einer Sollwerteinstellung und einem Anzeigegerät ausgestattetes Steuergerät --34-- und einen hievon betätigten Stellmotor --26-- für ein in der Heizgasleitung--20--zu den Heizelementen --14-- geschaltetes Stellventil --23-- die Heizgaszufuhr zu den Heizelementen--14entsprechend verändert.
Im wesentlichen die gleiche Anordnung ist für die Temperaturregelung in der Durchweichungskammer --12-- vorgesehen, wo ein Thermofühler --40-- über ein Steuergerät - und einen Stellmotor --27-- ein Stellventil --24-- in der zu den Heizelementen --16-- führenden Heizgasleitung --21-- steuert. Eine analoge Anordnung ist in der Kühlkammer - getroffen, wo ein am Ende der Kühlkammer oberhalb des Metallbandes angeordneter Temperaturfühler-41-über ein Steuergerät-54-und einen Stellmotor --28-- ein in der
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Stellventil-25-steuert.- und der Temperaturfühler --41-- in der Kühlkammer-13-, sind als Strahlungspyrometer ausgebildet und so gehaltert, dass sie nur von der vom Metallband ausgehenden Temperaturstrahlung beaufschlagt werden.
Eine diesem Zweck entsprechende Halterung dieser
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Strahlungspyrometer ist für das der Aufheizkammer --10-- zugeordnete Strahlungspyrometer - -39-- in Fig. 2 gezeigt. Gemäss Fig. 2 weist die Pyrometerhalterung eine zylindrische, doppelwandige Metallbüchse --42- auf, welche sich von der Oberseite der Aufheizkammer --10-- bis wenige Zentimeter über die Oberfläche des Metallbandes erstreckt und mittels Wasser gekühlt wird, welches in die Metallbüchse über einen Einlass --43-- eingeführt und aus dieser Metallbüchse über einen Auslass --44-- abgeleitet wird.
Koaxial zur Metallbüchse --42-- ist in deren Deckel ein Schiebeventil --47-- mit einem seiner Gewindestutzen --45-- eingeschraubt, wogegen am gegenüberliegenden
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beispielsweise einen Russbelag, aufweisen.
Gemäss der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist die
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-10a- der Aufheizkammer,Thermoelementes-33--, in der gleichen Weise geregelt wird, wie in der Aufheizkammer-10-gemäss Fig. l, und die Temperatur im auslaufseitig angeordneten Abschnitt--lob--der Aufheizkammer mittels des auslaufseitig angeordneten Strahlungspyrometers --39-- mit einer gewissen Zeitverzögerung und auch dann nur bei relativ grossen Abweichungen, von beispielsweise 6 C, der Isttemperatur des Metallbandes vom Sollwert geregelt wird.
Zu diesem Zwecke ist das Strahlungspyrometer --39-- nicht nur an das eine Drehzahlveränderung des Antriebsmotors-32-
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--69-- angeschlossen,Heizgaszufuhrleitung--66--zu den Heizelementen--65--des auslaufseitigen Abschnittes --10b-- der Aufheizkammer angeordnetes Stellventil--67--steuert. Im übrigen ist bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 die gleiche Anordnung getroffen wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung lässt sich die Temperatur des Metallbandes am auslaufseitigen Ende der Aufheizkammer mit grösserer Genauigkeit steuern und gleichzeitig der erforderliche Verstellbereich der Drehzahlregeleinrichtung--56--für den Antriebsmotor--32--verringern.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich trotz der für diese Vorrichtung typischen variablen Fördergeschwindigkeit des Metallbandes für solche Feuerverzinkungsanlagen verwenden, in welchen das Zinkbad zwischen dem Durchlaufglühofen und dem Antriebswalzensatz für das Metallband angeordnet ist, da in einer erfindungsgemässen Vorrichtung die Transportgeschwindigkeit des Metallbandes höchstens um i20% von der mittleren Transportgeschwindigkeit abweicht und eine innerhalb dieser Grenzen liegende Veränderung der Transportgeschwindigkeit des Metallbandes dann keine Veränderung der Stärke der Zinkauflage auf dem Metallband bewirkt, wenn am auslaufseitigen Ende des Zinkbades überschüssiges Zink mittels Quetschwalzen oder mittels Pressluft entfernt wird.
Die für eine erfindungsgemässe Vorrichtung benötigten Instrumente und Bauteile wurden im einzelnen nicht beschrieben, da sie im Handel erhältlich sind. Ein geeignetes optisches Pyrometer ist das
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General Electric.
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