DE1078908B - Verfahren zum Einbrennen von Lackueberzuegen auf fortlaufend bewegten bandfoermigen Materialien mittels eines erhitzten gasfoermigen Mediums und Ofen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. /ac 5/υΐ

INTERNAT. KL. B 44 d

PATENTAMT

A15962IVc/75c

ANMELDETAG: 13.JUNI1952

B EKANNTMACHUNG
DERANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 31.MÄRZ1960

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbrennen von Lacküberzügen auf fortlaufend bewegten bandförmigen Materialien mittels eines erhitzten gasförmigen Mediums und einen Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Derartige Verfahren zum Einbrennen von Lacküberzügen sind grundsätzlich zu unterscheiden von den üblichen und bekannten Trocknungsverfahren. Bei dem Trocknungsverfahren besteht das wesentliche Merkmal darin, daß dem zu trocknenden Gegenstand stets frische Luft zugeführt wird, die die Feuchtigkeit aus dem zu trocknenden Gegenstand fortlaufend entfernt. Das Wesen des Trocknungsvorganges besteht somit in der fortlaufenden Abführung der in dem zu trocknenden Gut enthaltenen Feuchtigkeit. Bei dem Behandlungsverfahren nach der Erfindung dagegen soll eine Härtung durchgeführt werden, bei der flüchtige Bestandteile aus dem Überzug nicht abgeführt werden sollen. Somit sind die bekannten Trocknungsverfahren auf das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren nicht übertragbar.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es zur Hitze-Härtung von Lacküberzügen auf Metallstreifen verwendet wird, ist es wichtig, daß eine wirksame Hitzezufuhr zu dem durchlaufenden Streifen erfolgt, um bei normalen Ausmaßen des zur Durchführung des Verfahrens dienenden Ofens mit großer Durchlauf geschwindigkeit arbeiten zu können und so ein wirtschaftliches Verfahren zu erzielen. Weiterhin ist es von Bedeutung, daß bei verhältnismäßig hoher Durchlaufgeschwindigkeit eine Behandlungstemperatur benutzt wird, die die Eigenschaften des Streifenmaterials und des Überzuges nicht nachteilig verändert; zu diesem Zwecke müssen die Temperaturbedingungen zur Erzielung befriedigender Ergebnisse sehr genau kontrolliert werden. Schließlich ist es von Bedeutung, daß beim Dauerbetrieb jeglicher Niederschlag von beispielsweise bei der Lacktrocknung entstehenden Destillationsprodukten auf den Kammerwänden oder in den Kanälen vermieden wird, um unwirtschaftliche Unterbrechungen des Betriebes zu vermeiden.

Bei einer bekannten Anlage zum Trocknen, Dämpfen oder Kühlen werden zwei getrennte, von einem gemeinsamen Ventilator versorgte Ströme verwendet, von denen jeder einzelne mit einem besonderen Heizkörper ausgestattet ist und daher unabhängig von dem anderen Strom beeinflußt werden kann. Durch eine derart ausgebildete Anlage lassen sich die vorstehend genannten Bedingungen nicht erfüllen; um eine einwandfreie Behandlung und eine einwandfreie Härtung zu erzielen, ist es notwendig, daß an allen Behandlungsstellen und damit in sämtlichen Teilströmen genau gleiche Betriebsbedingungen herrschen.

Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Verfahren zum Einbrennen

von Lacküberzügen auf fortlaufend

bewegten bandförmigen Materialien

mittels eines erhitzten gasförmigen

Mediums und Ofen
zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:
A/S Nordisk Aluminiumindustri, Oslo

Vertreter: Dipl.-Ing. J. Pfenning, Patentanwalt,
Berlin-Charlottenburg 9, Bayernallee 15

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 13. Juni 1951

Johan Wleügel, Dipl.-Ing. Kaut Anders Nilsen

und Dipl.-Ing. Dag Nickelsen, Oslo,

sind als Erfinder genannt worden

dadurch erreicht, daß das bandförmige Material mit seinem von flüchtigen Bestandteilen befreiten Überzug durch einen einzigen, ständig umlaufenden, erhitzten Strom des gasförmigen Mediums beaufschlagt wird, wobei der Strom mindestens zweimal in Teilströme zerlegt wird, die in den einzelnen Zerlegungsstufen paarweise in entgegengesetzter oder annähernd entgegengesetzten Richtungen an dem bandförmigen Material derart entlanggeführt werden, daß sie das Material in entgegengesetzter Richtung verlassen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird jeder von zwei an dem bandförmigen Material in einander entgegengesetzten Längsrichtungen entlangströmenden Teilströmen in zwei Teilströme unterteilt, die in die Ofenkammer in entgegengesetzter oder annähernd entgegengesetzter Richtung gegen die Seitenränder des bandförmigen Materials eingeleitet werden. Die beiden Paare der Zweigströme werden erfindungsgemäß jeder an einem Ofenende der Ofenkammer derart zugeführt, daß sie gleichzeitig die beiden Streifenflächen bestreichen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung verläßt der zirkulierende Strom des gasförmigen Mediums die Ofenkammer in Form von zwei im wesentlichen von den Seitenrändern des bandförmigen Materials ab-

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laufenden und den Kammer-Seitenwänden zuströmenden Teilströmen, die nach ihrer Vereinigung zu einem Hauptstrom der Saugseite eines Lüfters oder einer ähnlichen Einrichtung zugeführt werden.

Die Temperatur des gasförmigen Mediums zum Einbrennen von Lacken beträgt vorzugsweise bei Lacken auf Phenolharzbasis zwischen 200 und 270° C, vorzugsweise 250° C.

Der zur Durchführung des Verfahrens dienende Gasstrom wird wie folgt unterteilt. Zunächst wird der von der Druckseite eines Lüfters ausgehende Hauptstrom in zwei Teilströme zerlegt, die den beiden entgegengesetzten Enden des Ofengehäuses zugeführt werden. Hierbei wird jeder der beiden Teilströme nochmals in zwei Zweigströme (Strompaare) zerlegt, die ihrerseits in die Ofenkammer in entgegengesetzten oder annähernd entgegengesetzten Richtungen eingeführt und gegen die Seitenränder des fortlaufend bewegten Streifens gerichtet werden. Die Zweigströme treten derart aus in den Ofenkammer-Seitenwänden ao angeordneten Ausströmöffnungen aus, daß die obere und die untere Streifenfläche gleichzeitig der Einwirkung des Gasstromes unterliegen. Diese erfindungsgemäße Art der Unterteilung des Gasstromes hat sich insofern als sehr vorteilhaft erwiesen, als sich hierbei ein wirksamer Hitzeübergang und eine sehr genaue Temperaturkontrolle des Streifens und des Überzuges erreichen läßt und sich damit auch die Eigenschaften des Streifenmaterials und.des Überzuges selbst genau kontrollieren lassen.

Die Erhitzung des Gasstromes erfolgt außerhalb der eigentlichen Behandlungszone und außerhalb des eigentlichen Ofengehäuses, wobei die verschiedenen Teil- und Zweigströme zu einem Hauptstrom vereinigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch auf eine Vielzahl von gleichzeitig bewegten Streifen angewendet und der Ofen für die gleichzeitige Behandlung mehrerer, vorzugsweise nebeneinander laufender Streifen benutzt werden.

Der zur Durchführung des Verfahrens geeignete Ofen besteht aus einer langgestreckten Ofenkammer mit einem sich in der Kammer-Längsrichtung erstrekkenden, von der Ofenkammer selbst durch eine Zwischenwand abgetrennten Kanal, der im Bereich seiner Mitte durch einen Lüfter geteilt ist, der das gasförmige Medium aus der Ofenmitte absaugt und über die Kanalteile den beiden Ofenenden nach Erhitzung zuführt; der Ofen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalteile in an den beiden Ofenkammerenden paarweise in den Seitenwänden in Höhe des Banddurchlaufes angeordneten Öffnungen einmünden, wobei die Öffnungen winklig zu den Seitenrändern des bandförmigen Materials und winklig zu den Kammerseitenwänden angeordnet sind. In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die an der Ofenkammer vorgesehenen Saugleitungen an den einander gegenüberliegenden Kammer-Seitenwänden in Höhe des Banddurchlaufes angeordnet und senkrecht zu ihm abgeführt. Die Ofenkammer-Seitenwände gehen erfindungsgemäß unter allmählicher schräger Neigung in den Kammerboden über.

Der zur Durchführung des Verfahrens dienende Ofen besteht aus einem langgestreckten Ofengehäuse, das mit von der eigentlichen Ofenkammer getrennten Längskanälen ausgestattet ist, die mit ihrem einen Ende mit einer von der Druckseite des Lüfters kommenden Gasleitung in Verbindung stehen und mit ihrem anderen Ende in die eigentliche Ofenkammer einmünden, durch die der zu behandelnde Streifen in Längsrichtung der Kammer bewegt wird. Die Druckseite des Lüfters steht mit einer Leitung in Verbindung, die unmittelbar an die Ofenkammer angeschlossen ist. Die von der eigentlichen Ofenkammer getrennten Längskanäle erstrecken sich zweckmäßigerweise von der Mitte des Ofengehäuses aus bis annähernd zu den Gehäuseenden. Die in die Saugleitungen des Lüfters führenden Saugöffnungen sind ebenfalls in der ungefähren Mitte der Länge der Ofenkammer angeordnet. Die sich bis in die Enden des Ofengehäuses erstrekkenden Längskanäle münden in die Ofenkammer durch Öffnungen ein, die einander gegenüber in den Seitenwänden der Ofenkammer derart angeordnet sind, daß die Gasströme gegen die Seitenwände der Streifen geführt und leicht in die Ofenrichtung geleitet werden, wobei die beiden Streifenflächen gleichzeitig beaufschlagt werden. Auf diese Weise sind die beiden Oberflächen des Streifens dem annähernd gleichen Druck ausgesetzt, so daß ein Flattern des Streifens verhindert wird. Aus dem gleichen Grunde sind die in der Ofenkammer angeordneten Saugöffnungen gegenüber den Seitenrändern des Streifens angeordnet. Um eine Anordnung der zur Erhitzung des zirkulierenden Gasstromes erforderlichen Heizquelle unmittelbar in der eigentlichen Ofenkammer zu vermeiden, sind eine oder mehrere Heizquellen in einer besonderen Heizkammer außerhalb des Ofengehäuses im Wege des zirkulierenden Gasstromes zwischen der Druckseite und den Einsetzöffnungen der Längskanäle angeordnet.

Bei der Heizbehandlung von fortlaufend bewegten Streifen ist es in der Regel wünschenswert und erforderlich, daß die Streifen frei durch den Ofen geführt werden, da eine Berührung zwischen den Streifenflächen und einer Transport- oder Stützeinrichtung die Oberflächen der Streifen oder die Überzüge beschädigen kann. Diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn Streifen aus verhältnismäßig weichem Material, wie Aluminium, benutzt werden, die auf beiden Flächen mit Überzügen versehen sind. Bei langen öfen wird ein frei geführter Streifen auf Grund der Schwere stets einen großen Durchhang besitzen, wodurch eine große Ofenhöhe erforderlich wird. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Ofens besteht daher darin, daß die Seitenwände der Ofenkammer in ihrem unteren Bereich in allmählicher schiefer Neigung in den Kammerboden übergehen, wodurch der gegebenenfalls durchhängende Streifen die Ofenwände lediglich mit seinen Rändern berührt, so daß Beschädigungen der Streifenflächen vermieden werden.

Bei gleichzeitiger Behandlung einer Mehrzahl von Streifen kann der Kammerboden in eine der Streifenzahl entsprechende Anzahl von Abschnitten unterteilt werden, von denen jeder in der vorbeschriebenen Weise ausgebildet ist.

Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens in schematischer Darstellung dar, und es bedeutet

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die Ofeneinrichtung,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch ein Ofenende gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV der Fig. 2.

In der Zeichnung stellt 1 die Ofenkammer dar, durch die der Streifen 2 in der in Fig. 1 gezeigten Pfeilrichtung bewegt wird. Das Ofengehäuse ist mit einer Wärmeisolierung 3 versehen und besitzt eine längslaufende Trennwand 4 in ihrem oberen Teil, durch die die Längskanäle 5 am Dach des Ofenge-

häuses gebildet werden. Das Ofengehäuse besitzt eine Gaszufuhrleitung 6 zu den Kanälen 5. Die Teilung des aus der Leitung 6 in die Kanäle 5 eintretenden Gasstromes wird bewirkt durch das verstellbare Leitblech 7, das mit einer sattelförmigen Leitfläche 8 zusammenwirkt und an ihr drehbar aufgehängt ist.

Der durch jeden der beiden Längskanäle 5 fließende Gasstrom wird durch eine am Ende der Kanäle angeordnete Trennwand 9 in zwei Zweigströme 10 zerlegt, die unter Umleitung um 180° (Fig. 4) durch die Öffnung 11 in die Ofenkammer eingeleitet werden. Die öffnungen 11 verlaufen von den Enden und Seiten der Kammer 1 aus (Fig. 2) leicht schräg nach innen gerichtet. In der Nähe der Mitte der Kammer 1 sind schlitzartige Saugöffnungen 12 in den Seitenwänden gegenüber den Seitenrändern des Streifens 2 angeordnet, die mit dem Saugkanal 13 in Verbindung stehen. Der Saugkanal 13 führt den gesamten Gasstrom einem Ventilator 14 zu, dessen Druckseite in einen Kanal 15 mündet, der den Gasstrom einer elek- ao trisch betriebenen Heizbatterie 16 üblicher Ausführung zuleitet. Von der Heizbatterie 16 aus wird der Gasstrom wiederum durch den Kanal 6 den Längskanälen 5 zugeführt.

Bei einer solchen mit einem vollständig in sich geschlossenen Heiz-Gasstrom arbeitenden Einrichtung ist vorausgesetzt, daß der auf eine oder beide Streifenseiten aufgebrachte Überzug während der Heißbehandlung keine flüchtigen Bestandteile abgibt. In gewissen Fällen können jedoch geringe Mengen solcher flüchtigen Bestandteile anwesend sein, die beispielsweise während der Behandlung im Ofen durch Destillation freigesetzt werden. Um derartige Verunreinigungen aus dem Gasstrom zu entfernen, ist an der Druckseite des Ventilators 14 eine Einblasleitung 17 vorgesehen, die eine Drosselklappe 18 besitzt und eine entsprechende Zugabe von Frischgas ermöglicht. Wenn Luft als Medium benutzt wird, kann die Zugabe von Frischluft durch die Ofenöffnungen erfolgen, durch die der Streifen 2 in die Ofenkammer ein- und austritt. Bei Verwendung anderer Heizgase müssen zusätzliche Mittel vorgesehen sein, über die die Zugabe von Frischgas aus einer fremden Quelle erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Ofen tritt normalerweise kein nennenswerter Gasverlust an den öffnungen der Ofenkammern auf, da sich alle Gasströme in Druck-Gleichgewicht befinden.

Der erfindungsgemäße Ofen dient zum Einbrennen von Lacküberzügen auf Metallstreifen, wenn die flüchtigen Bestandteile, nämlich die Lösungsmittel des Lackes, durch vorhergehende Behandlung unter Anwendung von Hitze entfernt werden.

Als beispielsweise Erläuterung wird angegeben, daß mit dem Ofen Durchlaufgeschwindigkeiten des Streifens von 15 bis 30 m/min und eine Einbrennzeit von V2 bis 1 Minute erreicht wurden bei einer Höchsttemperatur des Streifens und des Lackes, beispielsweise eines Phenolharz-Lackes, im Bereich von 230 bis 270° C, vorzugsweise bei 250° C. Bei diesen Bedingungen wurde jegliche Ablagerung an den Ofen- und Kanalwänden vermieden, und nach einer sehr langen Betriebszeit war das Ofeninnere genauso sauber wie bei Betriebsbeginn.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einbrennen von Lacküberzügen auf fortlaufend bewegten bandförmigen Materialien mittels eines erhitzten gasförmigen Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material mit seinem von flüchtigen Bestandteilen befreiten Überzug durch einen einzigen, ständig umlaufenden, erhitzten Strom des gasförmigen Mediums beaufschlagt wird, wobei der Strom mindestens zweimal in Teilströme zerlegt wird, die in den einzelnen Zerlegungsstufen paarweise in entgegengesetzter oder annähernd entgegengesetzten Richtungen an dem bandförmigen Material derart entlanggeführt werden, daß sie das Material in entgegengesetzter Richtung verlassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von zwei an dem bandförmigen Material in einander entgegengesetzten Längsrichtungen entlangströmenden Teilströme in zwei Zweigströme unterteilt wird, die in die Ofenkammer in entgegengesetzter oder annähernd entgegengesetzter Richtung gegen die Seitenränder des bandförmigen Materials eingeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paare der Zweigströme jeder an einem Ofenende der Ofenkammer derart zugeführt werden, daß sie gleichzeitig die beiden Streifenflächen bestreichen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zirkulierende Strom des gasförmigen Mediums die Ofenkammer in Form von zwei im wesentlichen von den Seitenrändern des bandförmigen Materials ablaufenden und den Kammer-Seitenwänden zuströmenden Teilströmen verläßt, die nach ihrer Vereinigung zu einem Hauptstrom der Saugseite eines Lüfters oder einer ähnlichen Einrichtung zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gasförmigen Mediums zum Einbrennen von Lacken, vorzugsweise von Lacken auf Phenolharzbasis, zwischen 230 und 270° C, vorzugsweise 250° C, beträgt.

6. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, bestehend aus einer langgestreckten Ofenkammer mit einem sich in der Kammer-Längsrichtung erstreckenden, von der Ofenkammer selbst durch eine Zwischenwand abgetrennten Kanal, der im Bereich seiner Mitte durch einen Lüfter geteilt ist, der das gasförmige Medium aus der Ofenmitte absaugt und über die Kanalteile den beiden Ofenenden nach der Erhitzung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalteile in an den beiden Ofenkammer enden paarweise in den Seitenwänden in Höhe des Banddurchlaufes angeordneten Öffnungen einmünden, wobei die Öffnungen winklig zu den Seitenrändern des bandförmigen Materials und winklig zu den Kammer-Seitenwänden angeordnet sind.

7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Ofenkammer vorgesehenen Saugleitungen an den einander gegenüberliegenden Kammer-Seitenwänden in Höhe des Banddurchlaufes angeordnet und senkrecht zu ihm abgeführt sind.

8. Ofen nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer-Seitenwände unter allmählicher schräger Neigung in den Kammerboden übergehen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 533 677; schweizerische Patentschrift Nr. 242 534.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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