DE1143944B

DE1143944B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen induktiven Erwaermung von Metallbaendern

Info

Publication number: DE1143944B
Application number: DEB65540A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johannes Faltin
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-01-17
Filing date: 1962-01-17
Publication date: 1963-02-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen induktiven Erwärmung von Metallbändern Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, nach denen Metallbänder kontinuierlich auf induktivem Wege erwärmt werden. Beispielsweise wird das Erwärmen des Bandes mittels eines das Band auf einem kurzen Teil seiner Länge umschließenden, in Form einer flachen Spule ausgebildeten Induktors vorgenommen, durch den das Band hindurchgeführt wird. Ferner sind schleifenförmige und mäanderförmige Induktoren mit und ohne Eisenkern bekannt, die in geringem Abstand zur Bandoberfläche parallel zu dieser angeordnet sind und an denen das Band vorbeibewegt wird. Es ist auch bekannt, derartige Induktoren beiderseits des Bandes anzuordnen.
Weiter hat man solche Induktoren auch schon einstellbar gemacht, beispielsweise dadurch, daß die Induktoren in Richtung der Breitenausdehnung des Bandes verschiebbar ausgeführt werden.
Alle diese bekannten Einrichtungen und Verfahren weisen den Nachteil auf, daß eine gleichmäßige Erwärmung aller Teile des Bandes nur schwer zu erreichen ist, insbesondere dann, wenn es sich um dünne Bänder handelt.
Es sind auch Vorrichtungen zum Erwärmen von Metallbändern durch Hindurchziehen des Bandes durch elektromagnetische Wechselfelder, die in mehreren gegenüber dem Band angeordneten Magnetkernen erzeugt werden, bekannt, bei denen zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Erwärmung die Magnetkerne gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß sich auf dem an diesen Kernen vorbeigeführten Band sich teilweise überdeckende Erwärmungszonen ergeben.
Es sind auch Vorrichtungen zum Erwärmen von Metallbändern bekannt, bei denen das zu erwärmende Band durch einen Schlitz eines Transformatorkörpers hindurchgeführt wird, der beiderseits des Bandes .angeordnete mit Primärspulen versehene Magnetkerne aufweist. Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind mehrere derartige Magnetkerne über die Breite des Bandes verteilt und so angeordnet, daß die einander gegenüberliegenden Magnetkerne gegeneinander versetzt sind. Die rechteckigen Stirnflächen der einzelnen Magnetkerne sind dabei in ihrer Längserstreckung geneigt zur Durchlaufrichtung des. Bandes .angeordnet, wobei die oberhalb und die unterhalb des Bandes angeordneten Stirnflächen der Pole entgegengesetzte Neigung zur Durchlaufrichtung des Bandes haben können.
Auch die bei diesen bekannten Vorrichtungen vorgesehenen Maßnahmen erweisen sich aber als unzureichend, wenn besonders hohe Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung in dem erwärmten Band gestellt werden. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sich dieselben nicht zur Behandlung von Blechbändern eignen, die in ihrer Breite wesentlich verschieden sind und daß abgesehen davon, auch sonst eine elastische Anpassung an wechselnde Anforderungen, die sich bei der Behandlung von Blechbändern unterschiedlicher Dicke oder sich ändernder Materialeigenschaften ergeben, schwierig ist.
Es sind wohl induktive Erwärmungseinrichtungen zum Glühen oder Härten von Panzerplatten bekannt, bei denen der induktiven Heizvorrichtung, die in ihrer Längenausdehnung etwa der Werkstückbreite entspricht, eine Hin- und Herbewegung quer zur Vor-Schubrichtung der Panzerplatte erteilt wird. Diese, mit einer geringen Geschwindigkeit bewegbaren Heizvorrichtungen- sind jedoch für die Erwärmung von mit relativ hohen Geschwindigkeiten durchlaufenden und dabei verhältnismäßig sehr dünnen Metallbändern nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die. bei den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen vorhandenen Nachteile zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden bei einem Verfahren zur kontinuierlichen gleichmäßigen induktiven Erwärmung von Metallbändern mittels eines Induktors, der in geringem Abstand zur Bandoberfläche parallel zu dieser geführt und an dem das Band vorbeibewegt wird, die Abmessungen des Induktors in. Richtung quer zum Band geringer gewählt als die Breitenausdehnung des Bandes und es wird der Induktor mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich größer ist als die Fortbewegungseeschwin.diLrkeit des Bandes, so weit in Richtung quer zur Längenausdehnung des Bandes periodisch hin und her bewegt, daß alle Teile des Bandes gleichmäßig in den Wirkbereich des Induktors gelangen.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß es verhältnismäßig leicht gelingt, kleine Flächen eines Bandes gleichmäßig zu erwärmen. Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Geschwindigkeit der Induktorbewegung entsprechend groß im Verhältnis zur Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bandes gewählt wird, schließen sich die durch den Induktor bei seiner Relativbewegung zum Band gleichmäßig erwärmten Oberflächenstreifen ohne Zwischenraum bzw. sich gleichmäßig überdeckend aneinander an, wodurch eine vollkommen gleichmäßige Erwärmung des gesamten Bandes erreicht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Bewegungsverlauf bzw. die Bewegungsgeschwindigkeit des Induktors, der im Verhältnis zur Bandbreite relativ kleine Abmessungen haben und daher verhältnismäßig leicht sein kann, ohne Schwierigkeiten geändert und den sich bei der Behandlung verschiedener Bandsorten änderndenVerhältnissen angepaßt werden.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ` dienende Vorrichtung besteht dabei im wesentlichen aus einem in, geringem Abstand parallel zur Bandoberfläche in Richtung quer zur Längenausdehnung des Bandes geführten und in dieser Richtung hin und her bewegbaren Induktor sowie durch Antriebsmittel`fair die Erzeugung der Induktorbewegung und . Einrichtungen nur Einstellung bzw. Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Induktors.
Die Erwärmung von Metallbändern kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch unter Verwendung von 'beidseitig des Bandes angeordneten Induktoren, die in der vorstehend angegebenen Weise quer zur Längenausdehnung, des, Bandes- bewegt werden, durchgeführt werden: Dabei kann die Bewegung -der Induktoren stets gleichzeitig in derselben Richtung erfolgen oder. es können'' die das Band von gegenüberliegenden Seiten"' erwärmenden Induktoren auch gegensinnig zueinander bewegt werden.
Die Induktoren können dabei in an sich bekannter Weise mit 'einem Eisenkern ausgerüstet sein. Dieser kann z. B. aus lamellierten Eisenpaketen bestehen oder als Sinterkerh ausgebildet sein.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann auf einer Seite des Bandes ein parallel zur Bandoberfläche in Richtung quer zur Längenausdehnung des Bandes geführter und in dieser Richtung hin und her bewegbarer Induktor und auf 'der anderen Seite des Bandes ein in der gleichen Weise angeordnetes und hin und' her` bewegbares lamelliertes. Eisenpaket (ohne Induktor) angeordnet sein.
Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß dieses auf der dem Induktor abgewendeten Seite des Bandes angeordnete lamellierte Eisenpaket nicht an der Bewegung ^ ,des Induktors teilnimmt, sondern als stillstehendes- sich über die gesamte Breite des Bandes erstreckendes Eisenjoch ausgebildet ist. Dieses stillstehende Joch kann auch als ein massives Eisenjoch ausgebildet sein, so daß in demselben Wirbelströme entstehen; die das Joch kräftig erwärmen, wodurch dieses seinerseits zur Beheizung des Bandes beiträgt. Dabei kann es vorteilhaft sein, das feststehende Joch so; anzuordnen. und .auf seiner dem Band zugewendeten Seite so auszubilden, daß das Band bei seiner Vorschubbewegung auf dem Eisenjoch leicht gleiten kann. Es empfiehlt sich für diesen Zweck, die dem Band zugekehrte Oberfläche des Joches zu glätten, beispielsweise zu polieren.
Die periodische Hin- und Herbewegung des Induktors kann durch auswechselbare mit gleichmäßiger oder veränderlicher Geschwindigkeit antreibbare Kurvenscheiben (Kammnocken) erzeugt werden, die in .an sich bekannter Weise den Induktor z. B. in einer Schlittenführung (Nut und Feder) hin und her führen. Die Rückführung bzw. die Anpressung des Führungsgliedes an die Kurvenscheibe kann z. B. durch eine Gegenfeder oder ähnliche an sich bekannte Einrichtungen bewirkt werden. Derartige Kurvenscheiben können sinngemäß auch zur Erzeugung der Bewegung eines Eisenpaketes dienen, das an der dem Induktor abgewendeten Seite des zu erwärmenden Bandes, wie bereits beschrieben, angeordnet sein kann.
Durch die vorgenannten Hilfsmittel kann dem Induktor eine ungleichmäßige und sich dabei in einer bestimmten Weise ändernde,- jedoch zur Mitte des Bandes symmetrisch verlaufende Bewegung erteilt werden, und damit in einfacher Weise die Intensität der Energieabgabe über die Bandbreite ungleichmäßig gestaltet werden, und zwar so, daß Ungleichmäßigkeiten in der Erwärmung des Bandes, die bei gleichmäßig über die Breite verteilter Energiezufuhr gegen benenfalls auftreten würden, restlos kompensiert werden. Die Ermittlung der hierfür erforderlichen Form der auswechselbaren Kurvenscheiben kann für eine bestimmte Bandsorte praktisch durch einige wenige Versuche durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann erforderlichenfalls innerhalb einer Kammer angeordnet werden, in die Schutzgas eingeleitet wird, um eine Oxydation in der Glühzone des Bandes zu vermeiden. Ferner kann eine am austrittseiligen Ende der Vorrichtung.angeschlossene, mit Heiz- und/oder Kühleinrichtungen versehene Durchlaufkammer, in welcher das Band auf Temperatur gehalten oder mit einer gewünschten Geschwindigkeit gekühlt wird, vorgesehen werden.
Schließlich können mindestens an der Austrittsseite der Vorrichtung zur Führung des Bandes beheizte Walzen oder Walzen aus schlecht wärmeleitendem, vorzugsweise keramischen Material, anmeordnet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur kontinuierlichen induktiven Erwärmung von Metallbändern mittels eines Induktors, der in geringem Abstand zur Bandoberfläche parallel zu dieser geführt und an dem das Band vorbeibewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Induktors in Richtung quer zum Band geringer sind als die Breitenausdehnung des Bandes und daß der Induktor mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich größer ist als die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bandes, so weit in Richtung quer zur Längenausdehnung des Bandes periodisch hin und her bewegt wird, daß alle Teile des Bandes gleichmäßig in den Wirkbereich des Induktors gelangen.
2. Verfahren. nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von beidseitig des Bandes angeordneten Induktoren.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in geringem Abstand parallel zur Bandoberfläche in Richtung quer zur Längenausdehnung des Bandes geführten und in dieser Richtung hin und her bewegbaren Induktor sowie durch Antriebsmittel für die Erzeugung der Induktorbewegung und Einrichtungen zur Einstellung bzw. Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Induktors.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Induktorbewegung auswechselbare mit gleichmäßiger oder veränderlicher Geschwindigkeit antreibbare Kurvenscheiben dienen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren in an sich bekannter Weise mit einem Eisenkern ausgerüstet sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf einer Seite des Bandes angeordneten Induktor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der anderen Seite des Bandes ein parallel zur Bandoberfläche in Richtung quer zur Längenausdehnung des Bandes geführtes und in dieser Richtung hin und her bewegbares lamelliertes Eisenpaket angeordnet ist.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf einer Seite des Bandes angeordneten Induktor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der anderen Seite des Bandes ein lamelliertes Eisenpaket in Form eines stillstehenden und sich über die gesamte Breite des Bandes erstreckenden Eisenjoches angeordnet ist. B.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das stillstehende Joch ein massives Eisenjoch ist, das so angeordnet und auf seiner dem Band zugewendeten Seite so ausgebildet, beispielsweise poliert ist, daß das Band während der Vorschubbewegung auf dem Eisenjoch leicht gleiten kann.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an der Austrittsseite der Vorrichtung zur Führung des Bandes Walzen aus schlecht wärmeleitendem, vorzugsweise keramischem Material angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch eine am austrittsseitigen Ende der Vorrichtung angeschlossene, mit Heiz- und/oder Kühleinrichtungen versehene Durchlaufkammer, in welcher das Band auf Temperatur gehalten oder mit einer gewünschten Geschwindigkeit gekühlt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 404 606, 468 825, 921401, 969 898; USA.-Patentschriften Nr. 2 499 716, 2 902 572; französische Patentschrift Nr. 1235 372; Patentschrift Nr. 13 247 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.