DE1182372B

DE1182372B - Electric induction device for continuous heating of strip material

Info

Publication number: DE1182372B
Application number: DEA41885A
Authority: DE
Inventors: Emil Simich; James N Wognum
Original assignee: Acme Steel Co
Current assignee: Acme Steel Co
Priority date: 1961-12-14
Filing date: 1962-12-14
Publication date: 1964-11-26

Description

Elektrische Induktionseinrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen von Bandmaterial Die Erfindung bezieht sich auf die elektrische Beheizung von Metallbändern und betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Induktionsbeheizung von Bandmaterial.Electric induction device for continuous heating of Strip material The invention relates to the electrical heating of metal strips and relates to a device for electrical induction heating of strip material.

Bei der kontinuierlichen elektrischen Beheizung von Metallbändern wurde bisher unter anderem die induktive Beheizung nach dem Transformatorprinzip angewendet. Dabei wird der Primärwicklung eines Transformators ein Wechselstrom zugeführt, und das zu erhitzende Metall ist so angeordnet, daß es induktiv von der Primärwicklung beeinflußt wird und auf Grund seines eigenen Widerstandes durch den induzierten Strom erhitzt wird.For continuous electrical heating of metal strips Among other things, inductive heating based on the transformer principle has been used up to now applied. The primary winding of a transformer is an alternating current fed, and the metal to be heated is arranged so that it is inductive from the Primary winding is influenced and due to its own resistance by the induced current is heated.

Es wurden bisher verschiedene Techniken angewendet, um ein Bandmaterial induktiv zu erhitzen. Zum Beispiel wurde das Band kontinuierlich durch eine Primärwicklung geführt und das Metall durch elektrische Wirbelströme erhitzt. Diese Methode ist jedoch relativ unwirksam, da es schwierig ist, Wirbelströme von solcher Größe zu induzieren, daß das Bandmaterial auf die erforderlichen Warmbehandlungstemperaturen erhitzt wird.Various techniques have heretofore been used to make a tape material to be heated inductively. For example, the tape was continuous through a primary winding and the metal is heated by electrical eddy currents. This method is however, relatively ineffective as it is difficult to generate eddy currents of such magnitude induce that the strip material to the required heat treatment temperatures is heated.

Gemäß einer anderen Technik wird das Band durch eine Primärinduktionsvorrichtung hindurchgeführt und ist an seinen beiden Enden über metallische Kontaktschneiden geleitet, die zum Schließen des Metallbandes zu einer Bandschleife dienen. Diese Bandschleife bildet dabei die Sekundärwicklung eines Transformators. Bei diesem System lassen sich zwar genügend hohe Temperaturen erzielen, es ist jedoch nachteilig, weil zwischen: den Kontaktschneiden und dem Band Lichtbogen auftreten, durch die die Wirksamkeit des Systems vermindert wird. Außerdem erzeugen die von den Lichtbogen gebildeten Schmorstellen auf dem Band eine ungleiche Spannung, die die durch die Wärme-Behandlung erzeugten Eigenschaften erheblich verändert und einen sehr hohen Verschleiß des Kontaktbereiches mit sich bringt. Die Unterhaltungskosten sind daher sehr hoch.According to another technique, the belt is driven by a primary induction device passed through and is at both ends via metallic contact blades which are used to close the metal belt to form a belt loop. These The belt loop forms the secondary winding of a transformer. With this one The system can achieve sufficiently high temperatures, but it is disadvantageous because arcs occur between: the contact edges and the strip through which the effectiveness of the system is reduced. They also generate the arc sausages formed on the belt have an unequal tension, which is caused by the Heat treatment produced properties changed considerably and a very high one Wear of the contact area brings with it. The maintenance costs are therefore very high.

Eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades wird gemäß einer anderen bekannten Technik dadurch erreicht, daß man als Stromzuführungselektroden zum Schließen der Bandschleife elektrisch leitende Bäder, z. B. aus geschmolzenem Metall; verwendet. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art zum Erhitzen von Bandmaterial, welches dadurch mit einem Metallüberzug versehen werden soll, wird das Band durch das Schmelzbad als geschlossene elektrische Schleife geführt, die die Sekundärseite eines die Erwärmung des Bandes bewirkenden Transformators bildet. Diese' bekannte Vorrichtung hat jedoch noch den Nachteil, daß sich keine optimale Wärmeausnutzung erreichen läßt.A substantial improvement in the efficiency is according to a Another known technique achieved by using as power supply electrodes to close the belt loop, electrically conductive baths, e.g. B. from molten Metal; used. In a known device of this type for heating strip material, which is to be provided with a metal coating, the tape is through the weld pool is run as a closed electrical loop that covers the secondary side a transformer which heats the strip. This' well-known However, the device still has the disadvantage that there is no optimal heat utilization can achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine wesentlich bessere Wärmeausnutzung aufweist bzw. bei gleichem Erwärmungsgrad eine wesentlich höhere Durchlaufgeschwindigkeit zuläßt.The invention is based on the object of creating a device which has a much better heat utilization or with the same degree of warming allows a much higher throughput speed.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im wesentlichen dadurch gegeben,' daß der thermische Wirkungsgrad durch Wärmeübertragung durch Berührung zwischen dem einlaufenden und dem auslaufenden Abschnitt des Bandes in eine Kammer erhöht wird, die von einem geschlossenen Behälter mit einer Abschreckwanne ausgeht welcher eine Anordnung von Leitrollen und eine Trennplatte enthält, die das leitende Medium in zwei Temperaturbereiche untmteilt, wobei der Einlaufabschnitt des Bandes durch, die beiden Zonen erhöhte Temperatur läuft und 1 nach Induktionserhitzung auf eine sehr hohe Temperatur mittels eines Transformators wieder in das Bad eintritt und dabei schnell auf die niedrigste,Temperatur, in der Wanne abgeschreckt wird.The solution to this problem is essentially given by 'that the thermal efficiency through heat transfer through contact between the the incoming and outgoing sections of the strip are raised into a chamber, which starts from a closed container with a quenching tank which is a Includes arrangement of guide rollers and a partition plate that holds the conductive medium in divided into two temperature ranges, the inlet section of the strip being the two zones increased temperature runs and 1 after induction heating to one very high temperature re-enters the bath by means of a transformer and it is quickly quenched to the lowest temperature in the tub.

Vorzugsweise ist der freie Raum der Kammer der Wärmebehandlungseinrichtung mit einer wohldefinierten Atmosphäre gefüllt, und die Kammer enthält mehrere Leitrollen, die mit anderen Leitrollen , zu-; sammenwirken.The free space is preferably the chamber of the heat treatment device filled with a well-defined atmosphere, and the chamber contains several guide rollers, those with other guiding roles, too-; work together.

Die Abschreckwanne kann mittels einer Kolbenstange 32 abgesenkt werden,' so daß die Leitrollen frei liegen und das Bandmaterial eingefädelt werden kann.The quenching tank can be lowered by means of a piston rod 32, ' so that the idler pulleys lying free and threaded the tape material can be.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.The invention is described below with reference to schematic drawings an exemplary embodiment described in addition.

F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt durch eine Wärmebehandlungseinrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine Teilansicht längs der Linie 3-3 von F i g. 2, und F i g. 4 zeigt ein vereinfachtes Betriebsschema mit einem elektrischen Schaltschema dieser Einrichtung. Wie in F i g.1 dargestellt, ist bei einer Ausführungsform die Wärmebehandlungseinrichtung 1 durch zwei Beine 2 bzw. 3 abgestützt. Das eine Bein 2 ist an seinem oberen Ende mit einer Wand 4 verbunden, die aus einem elektrisch nicht leitenden Material, z. B. Schamotte oder anderem keramischen Werkstoff, hergestellt ist. Die Wand bildet einen Teil einer Kammer 5, die von einem relativ breiten vertikalen Kammerbereich 5 a zu einem im wesentlichen horizontalen engeren Kammerbereich 5 b so verläuft, daß beide Kammerbereiche 5 a und 5 b im wesentlichen rechtwinklig zueinander liegen. Am Schnittpunkt der beiden Bereiche sind zwei Leitrollen 6 und 7 auf in den Wänden der Kammer 5 gelagerten Wellen 6 a und 7 a angeordnet. An der inneren Wand 10 der Kammer 5 sind zwei zum anderen Stützbein 3 verlaufende Verbindungsglieder 8 und 9 angebracht, so daß die beiden Beine 2 und 3, die Kammer 5 und die Verbindungsglieder 8 und 9 eine Einheit bilden. Diese Glieder bestehen ebenfalls vorzugsweise an den Verbindungsstellen miteinander aus keramischen oder anderen elektrisch nicht leitenden Materialien. Als Abwandlung dieser Konstruktion können die Teile auch aus elektrisch leitenden Werkstoffen hergestellt sein, vorausgesetzt, daß zwischen ihnen elektrisch nicht leitende Verbinder angeordnet sind.F i g. 1 is a vertical section through a heat treatment device according to the invention; F i g. Figure 2 shows a vertical section along line 2-2 of Figure 2. 1; F i g. 3 is a partial view taken along line 3-3 of FIG. 2, and F i g. 4 shows a simplified operating diagram with an electrical circuit diagram of this device. As shown in FIG. 1, in one embodiment the heat treatment device 1 is supported by two legs 2 and 3, respectively. One leg 2 is connected at its upper end to a wall 4 made of an electrically non-conductive material, e.g. B. chamotte or other ceramic material is made. The wall forms part of a chamber 5 which extends from a relatively wide vertical chamber area 5 a to an essentially horizontal, narrow chamber area 5 b so that both chamber areas 5 a and 5 b are essentially at right angles to one another. At the intersection of the two areas, two guide rollers 6 and 7 are arranged on shafts 6 a and 7 a mounted in the walls of the chamber 5. On the inner wall 10 of the chamber 5 two connecting members 8 and 9 extending to the other supporting leg 3 are attached so that the two legs 2 and 3, the chamber 5 and the connecting members 8 and 9 form a unit. These members are also preferably made of ceramic or other electrically non-conductive materials at the connection points with one another. As a modification of this construction, the parts can also be made of electrically conductive materials, provided that electrically non-conductive connectors are arranged between them.

Am Verbindungsglied 9 ist ein Paar paralleler Platten 11 und 12, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, befestigt. Diese parallelen Platten 11 und 12 tragen an ihrer Oberseite zwei Transformatorkerne 13 und 14. Zwischen ihren unteren Enden sind fünf Wellen 15a, 16a, 17a, 18a und 19a gelagert. Auf diesen Wellen sitzen drehbar fünf Leitrollen 15, 16, 17, 18 bzw. 19. Da diese unteren Abschnitte der Platten 11 und 12 und alle Rollen 15 bis 19 mit ihren Stützwellen während des Betriebs der Einrichtung in eine leitende Schmelze eingetaucht sind, braucht keine elektrische Isolierung zwischen diesen Teilen vorgesehen zu werden.On the link 9 is a pair of parallel plates 11 and 12, as in FIG. 1 and 2 shown attached. These parallel plates 11 and 12 carry two transformer cores 13 and 14 on their upper side. Five shafts 15 a, 16 a, 17 a, 18 a and 19 a are mounted between their lower ends. Five guide rollers 15, 16, 17, 18 and 19 are rotatably seated on these shafts. Since these lower sections of the plates 11 and 12 and all rollers 15 to 19 with their support shafts are immersed in a conductive melt during operation of the device, none is required electrical insulation to be provided between these parts.

Die Kerne 13 und 14 sind jeder mit zwei Primärwicklungen 20 und 21 versehen, so daß sowohl eine Primärwicklung 20 als auch eine Primärwicklung 21 an jedem der beiden Kerne liegt. Die Anordnung der Wicklung 20 und 21 an jedem Kern wird aus F i g. 3 deutlich.The cores 13 and 14 are each provided with two primary windings 20 and 21 , so that both a primary winding 20 and a primary winding 21 are located on each of the two cores. The arrangement of the windings 20 and 21 on each core is shown in FIG. 3 clearly.

Jeder Kern 13 und 14 ist aus einer Vielzahl von aufeinandergestapelten Blechlamellen mit rechteckigem Querschnitt gebildet. Sie sind alle mit einer mittleren rechteckigen Öffnung versehen, so daß jeder Kern 13 und 14 eine entsprechende rechteckige Mittelöffnung 13 a bzw. 14 a mit rechteckigem Querschnitt aufweist.Each core 13 and 14 is formed from a plurality of stacked sheet metal lamellas with a rectangular cross section. They are all provided with a central rectangular opening, so that each core 13 and 14 has a corresponding rectangular central opening 13 a and 14 a with a rectangular cross-section.

Durch jede dieser Öffnungen 13 a und 14 a verlaufen zwei Rohre 22 und 23, die mit den Wänden der Öffnung 13 a und 14 a nicht in Berührung stehen. Diese Rohre 22 und 23 sind am Bodenteil einer Kammer 24 mit gesteuerter Atmosphäre aufgehängt, die an dem Verbindungsglied 8 der Stützanordnung für die Einrichtung befestigt ist. Das Rohr 22 ist mit einem Verbinder 22a versehen, der es in zwei elektrisch gegeneinander isolierte Längenabschnitte teilt. Dieser Verbinder 22a soll eine Unterbrechung der elektrischen Leitfähigkeit des Rohres 22 derart bewirken, daß kein geschlossener Stromkreis zwischen den Teilen der Kammer 24, den beiden Rohren 22 und 23 und dem flüssigen Leitmedium, das als Umgebungsmedium für die Rollen 15 bis 19 dient, besteht. Das andere Rohr besteht aus einer glatten Länge. Wenn auch die Rohre 22 und 23 aus Festigkeitsgründen aus Metall hergestellt werden, sind sie doch vorzugsweise mit einer Anzahl von aufeinandergestapelten feuerfesten Steinen 25 und 26 mit einem Mitteldurchgang derart ausgekleidet, daß diese feuerfeste Rohre in den Rohren 22 und 23 bilden, wodurch an der Innenseite der Rohre 22 und 23 eine Isolierwand gebildet wird. Die Durchlässe 25a und 26a bilden Durchgänge, durch die hindurch das Metallband S geführt werden kann.Through each of these openings 13 a and 14 a , two tubes 22 and 23 extend which are not in contact with the walls of the opening 13 a and 14 a. These tubes 22 and 23 are suspended from the bottom of a controlled atmosphere chamber 24 which is attached to the connecting member 8 of the support structure for the device. The tube 22 is provided with a connector 22a which divides it into two length sections that are electrically isolated from one another. This connector 22a is intended to interrupt the electrical conductivity of the tube 22 in such a way that there is no closed circuit between the parts of the chamber 24, the two tubes 22 and 23 and the liquid conducting medium which serves as the surrounding medium for the rollers 15 to 19. The other tube is made of a smooth length. Although the tubes 22 and 23 are made of metal for strength reasons, they are preferably lined with a number of stacked refractory bricks 25 and 26 with a central passage so that these form refractory tubes in the tubes 22 and 23, whereby on the inside the tubes 22 and 23 an insulating wall is formed. The passages 25a and 26a form passages through which the metal strip S can be guided.

Die Kammer 24 mit gesteuerter Atmosphäre ist vorzugsweise luftdicht und während des Betriebs der Einrichtung mit einem inerten Gas gefüllt. Sie enthält drei Leitrollen 27, 28, 29 auf in den Seitenwänden der Kammer gelagerten Wellen 27 a, 28 a und 29 a. Die Leitrollen 27, 28 und 29 sind durch Büchsen 27b aus Isoliermaterial gegen ihre Wellen 27, 28 und 29 elektrisch isoliert, um einen Kurzschlußkreis für den elektrischen Strom durch die Metallkammer 24 zu verhindern.The controlled atmosphere chamber 24 is preferably airtight and filled with an inert gas during operation of the device. It contains three guide rollers 27, 28, 29 on shafts 27 a, 28 a and 29 a mounted in the side walls of the chamber. The guide rollers 27, 28 and 29 are electrically isolated from their shafts 27, 28 and 29 by bushings 27b made of insulating material in order to prevent a short circuit for the electrical current through the metal chamber 24.

Unterhalb des Bodenendes der Rohre 22 und 23 ist, normalerweise die Platten 11 und 12 und deren Leitrollen umgebend, eine Abschreckwanne 30 auf einer auf der Oberseite einer Kolbenstange 32 angeordneten Platte 31 abgestützt. Die Kolbenstange 32 ist mit dem Kolben eines üblichen hydraulischen Zylinders verbunden, der so betätigbar ist, daß die Platte 31. zur Wartung angehoben oder abgesenkt werden kann. Im Betrieb liegt die Wanne 30 in der in F i g.1 und 2 dargestellten Lage, wird jedoch unter die Rollen 15 bis 19 abgesenkt, wenn diese Rollen und die zugeordneten Teile zugänglich gemacht werden müssen. Diese Wanne 30 ist vorzugsweise an ihrer Außenwand 31 aus einem feuerfesten Material und ist mit einer metallischen Abdeckung 32 versehen. Entlang der Innenwand 32 ist ein Heizelement 33 angeordnet, um, falls notwendig, eine Beheizung des Wanneninhaltes zu ermöglichen. Zwischen den Seitenplatten 11 und 12 ist eine Trennplatte 34 angeordnet, um einzelne Bereiche mit verschiedenen Temperaturen der Leitflüssigkeit in der Wanne an den gegenüberliegenden Seiten der Leitfläche zu bilden.Below the bottom end of the tubes 22 and 23, normally surrounding the plates 11 and 12 and their guide rollers, a quenching trough 30 is supported on a plate 31 arranged on the upper side of a piston rod 32. The piston rod 32 is connected to the piston of a conventional hydraulic cylinder which is actuatable so that the plate 31 can be raised or lowered for maintenance. In operation, the tub 30 is in the position shown in FIGS. 1 and 2, but is lowered under the rollers 15 to 19 when these rollers and the associated parts need to be made accessible. This trough 30 is preferably made of a refractory material on its outer wall 31 and is provided with a metallic cover 32. A heating element 33 is arranged along the inner wall 32 in order, if necessary, to enable the contents of the tub to be heated. A separating plate 34 is arranged between the side plates 11 and 12 in order to form individual areas with different temperatures of the conductive liquid in the trough on the opposite sides of the conductive surface.

Außerhalb des freien Endes der Kammer 5 sind zwei Leitrollen 35 und 36 auf zwei an einer festliegenden Stelle gelagerten Wellen 35 a und 36 a angeordnet.Outside the free end of the chamber 5, two guide rollers 35 and 36 are arranged on two shafts 35 a and 36 a mounted at a fixed point.

Wie in F i g. 1 dargestellt, verläuft das Band S zuerst über die Rolle 35, durch den Kammerbereich 5 b über die Leitrolle 7 nach unten, um die Leitrolle 16, um die Leitrolle 18 und 17 nach oben, durch das Rohr 22, um die Rollen 27, 28 und 29, durch das. Rohr 23, um die Leitrollen 19 und 15 nach oben und um die Rolle 6 unter dem einlaufenden Bandabschnitt durch und zum Schluß um die Leitrolle 36 ab. Wenn auch in der in F i g.1 dargestellten Einrichtung scheinbar nur ein Band S wärmebehandelt werden kann, so ist doch aus F i g. 2 ersichtlich, daß zwei Bänder gleichzeitig wärmebehandelt werden können. Außerdem kann die Einrichtung selbst zur Wärmebehandlung vieler Bänder gleichzeitig verwendet werden, indem diese entlang parallel zu den in F i g.1 dargestellten Bahnen verlaufenden Bahnen geführt werden.As in Fig. 1, the belt S first runs over the roller 35, through the chamber area 5b, over the guide roller 7 downwards, around the guide roller 16, around the guide roller 18 and 17 upwards, through the tube 22, around the rollers 27, 28 and 29, through the. Tube 23, around the guide rollers 19 and 15 upwards and around the roller 6 under the incoming belt section through and finally around the guide roller 36. Even if only one strip S can apparently be heat-treated in the device shown in FIG. 1, FIG. 2 it can be seen that two strips can be heat treated at the same time. In addition, the device itself can be used for the heat treatment of many strips at the same time, in that they are guided along paths running parallel to the paths shown in FIG.

In F i g. 4 ist ein Schaltschema des in der Einrichtung gemäß F i g. 1 und 2 verwendeten elektrischen Kreises dargestellt. Eine Primärwicklung 20 und eine Primärwicklung 21 liegen um den Kern 13, sind in Serie miteinander geschaltet und eine Primärwicklung 20 und eine Primärwicklung 21 um den Kern 14 sind ebenfalls in Serie miteinander geschaltet. Die in Serie geschalteten Wicklungen 20 und 21. des Kernes 13 liegen parallel zu den in Serie geschalteten Wicklungen 20 und 21 des Kernes 14, und sie sind beide über die Klemmen 37 und 38 mit einer gemeinsamen Stromversorgung verbunden. Jede Primärwicklung für jeden Kern besteht aus zwei Primärwicklungen 20 und 21, die so gewickelt sind, daß ihre Wirkungen gleichgerichtet sind. Der Grund dafür ist, daß jede Wicklung 20 und 21, wie in F i g. 3 dargestellt, an gegenüberliegenden Seiten eines Kernes angeordnet werden kann, so daß eine gleichförmigere Beheizung erreicht wird, als wenn die Primärwicklung an einer Seite jedes Kernes angeordnet ist. Da das Band sich nach oben durch die Primärwicklungen auf dem Kern 13 und nach unten in entgegengesetzter Richtung durch den Kern 14 bewegt, sind die entsprechenden Primärwicklungen 20 und 21 an einem Kern entgegengesetzt denen am anderen Kern gewickelt, so daß, vom Band aus betrachtet, die Primärwicklungen an einem Kern in gleicher Richtung wirken wie die am anderen.In Fig. FIG. 4 is a circuit diagram of the device used in FIG G. 1 and 2 used electrical circuit shown. A primary winding 20 and a primary winding 21 are around the core 13, are connected in series with each other and a primary winding 20 and a primary winding 21 around the core 14 are also connected in series with each other. The series-connected windings 20 and 21. of the core 13 are parallel to the series-connected windings 20 and 21 of the core 14, and they are both via the terminals 37 and 38 with a common Power supply connected. Each primary winding for each core consists of two primary windings 20 and 21 wound so that their effects are rectified. The reason it is that each winding 20 and 21, as in FIG. 3 shown on opposite sides Sides of a core can be placed so that more uniform heating is achieved as if the primary winding is placed on one side of each core is. As the tape moves up through the primary windings on the core 13 and after moved down in the opposite direction through the core 14, are the corresponding Primary windings 20 and 21 on one core opposite to those on the other core, so that, viewed from the tape, the primary windings on a core are equal Direction work like that on the other.

Im Betrieb wird die Wanne 30 mit einem flüssigen leitenden Medium, z. B. einer Bleischmelze, bis zu einem Spiegel 39 gefüllt. Die Wanne 30 ist von den Leitrollen 15 bis 19 abgesenkt, und das Band wird zuerst entlang der unregelmäßigen Bahn gemäß F i g.1 und 4 durch die Einrichtung eingeführt. Die Wanne 30 wird dann durch die Kolbenstange 32 und die Platte 31 angehoben, bis sie die in F i g. 1, 2 und 4 dargestellte Stellung einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt bedeckt die Bleischmelze in der Wanne alle Leitrollen 15 und 19, und das Blei bewirkt eine elektrische Leitung zwischen den Bereichen 40 und 41 des Bandes S ohne jede Lichtbogenwirkung, da der Leitungsweg unter der Oberfläche der Bleischmelze liegt. Dieser Leitungsweg schließt den Schleifenabschnitt 43 des Bandes zwischen den Bereichen 40 und 41, der so die Sekundärschleife bildet, die .die Transformatorerhitzung der Einrichtung bewirkt, wenn eine entsprechende Spannung zwischen den Klemmen 37 und 38 auf die Primärwicklungen 20 und 21 aufgegeben wird.In operation, the tub 30 is filled with a liquid conductive medium, e.g. B. a molten lead, filled up to a mirror 39. The trough 30 is lowered from the idler rollers 15-19 and the tape is first fed through the device along the irregular path shown in FIGS. 1 and 4. The pan 30 is then raised by the piston rod 32 and plate 31 until it reaches the position shown in FIG. 1, 2 and 4 occupies the position shown. At this point the molten lead in the trough covers all idler rollers 15 and 19, and the lead effects electrical conduction between areas 40 and 41 of the strip S without any arcing effect, since the conduction path is below the surface of the molten lead. This conduction path closes the loop section 43 of the tape between the areas 40 and 41, which thus forms the secondary loop that causes the transformer to heat up the device when a corresponding voltage between the terminals 37 and 38 is applied to the primary windings 20 and 21.

Beispiel Zum Verständnis des Arbeitsablaufes der Einrichtung dient der im folgenden erläuterte typische Wärmebehandlungszyklus und die besonderen, in diesem bestehenden Bedingungen.Example Used to understand the work flow of the facility the typical heat treatment cycle explained below and the special, in this existing conditions.

Es soll die Wärmebehandlung einer 5-m-Schleife eines Stahlbandes mit mittlerem Kohlenstoffgehalt -wenn auch Stahl mit hohem oder niederem Kohlenstoffgehalt behandelt werden kann - betrachtet werden, wobei das Band eine Breite zwischen 15 mm (5/s inch) und 32 mm (11/4 Inch) und eine Dicke zwischen 0,5 mm und 0,9 mm (0,020 bis 0,035 Inch) aufweist, wobei ferner jede Primärwicklung 20 und 21 aus sieben Windungen von zwei Strängen eines Kupferdrahtes entsprechend Nr.3 der »American Wire Gauge square« aufweist, so daß die aus einer Wicklung 20 und einer Wicklung 21 bestehende Primärwicklung insgesamt vierzehn Windungen von zwei Drahtsträngen aufweist. Bei einer Eingangsspannung von 550 Volt an der Primärwicklung zwischen den Klemmen 37 und 38 kann das Band durch einen im folgenden beschriebenen Behandlungszyklus mit einer Vorschubgeschwindigkeit von etwa 33 m/min (100 ft. p. m.) .wärmebehandelt werden. Als Beispiel soll angenommen werden, daß der Erhitzer 33 durch eine Thermosteuerung so gesteuert wird, daß das Blei in der Wanne im Bereich des Bodens der Wanne auf einer Temperatur von etwa 480° C (900° F) gehalten wird. Da das heißere Blei nach oben steigt, kann der obere Bereich der Bleischmelze entsprechend dem Wert des Wärmeaustauschs mit dem Band S und der Isolierwirkung der Wanne eine Temperatur von etwa 650° C (1200° F) haben. Durch entsprechende Bemessung aller Teile der Einrichtung ist es möglich, das Band S mit Raumtemperatur, etwa 21° C (70° F), um die Rolle 35 zuzuführen. Das Band läuft in den Kammerbereich 5 b mit dieser Temperatur ein und wird in dem Zeitraum, bis es die Rolle 7 erreicht hat, durch Regenerativerhitzung durch Wärmeabführung aus dem darunter aus der Kammer auslaufenden Bandabschnitt auf etwa 190°C (350° F) erwärmt. Dann verläuft es vertikal nach unten in die Bleiwanne und die Rolle 16, wo es auf eine Temperatur von etwa 480° C (900° F), d. h. die Temperatur des Bleis, gebracht wird. Es läuft dann durch das Blei und um die Rollen 18 und 17 und erreicht dabei die Temperatur von etwa 650° C (1200° F) der Oberfläche des Bleibades. Nachdem es aus dem Blei mit etwa 650° C (1200° F) austritt, verläuft es vertikal nach oben durch das Rohr 22, indem es in dem Zeitraum, bis es über die Rolle 28 läuft, durch Induktion durch die Primärwicklungen 20 und 21 auf dem Kern 13 auf eine Temperatur von etwa 730° C (1350 ° F) erwärmt wird. Nachdem .es vertikal nach unten gewendet wurde, verläuft das Band durch das Rohr 23 und wird weiterhin durch Induktion durch die Primärwicklungen 20 und 21 auf dem Kern 14 auf eine Temperatur von etwa 850° C (1550° F) erwärmt. Es läuft dann in das Bleibad ein und wird, bis es um die Rolle 19 herum verläuft, praktisch unmittelbar auf etwa 480° C (900° F) abgeschreckt. Das Band verläuft dann durch das Bleibad und um die Rolle 15 nach oben auf die Rolle 6 ohne wesentlichen Temperaturverlust. Beim Ablaufen von der Rolle 6 auf die Rolle 36 wird es durch Wärmeabgabe von 480° C (900° F) auf etwa 200° C (400° F) abgekühlt, da es am einlaufenden Band vorbeiläuft und gelangt darauf in den freien Raum, wo es sich auf Raumtemperatur abkühlt.Consider the heat treatment of a 5 m loop of medium carbon steel belt, although high or low carbon steel can be treated, with a width between 15 mm (5 / s inch) and 32 mm (11th century) / 4 inch) and a thickness between 0.5 mm and 0.9 mm (0.020 to 0.035 inch), each primary winding 20 and 21 further comprising seven turns of two strands of copper wire corresponding to No. 3 of the American Wire Gauge square «, So that the primary winding consisting of a winding 20 and a winding 21 has a total of fourteen turns of two wire strands. With an input voltage of 550 volts across the primary winding between terminals 37 and 38, the tape can be heat treated by a treatment cycle described below at a feed rate of approximately 33 m / min (100 ft. Pm). As an example, assume that heater 33 is thermocontrolled to maintain the lead in the tub at a temperature of about 480 ° C (900 ° F) near the bottom of the tub. As the hotter lead rises, the top of the molten lead can be around 650 ° C (1200 ° F) based on the amount of heat exchanged with the tape S and the insulating effect of the tub. By properly sizing all parts of the device, it is possible to feed the tape S at room temperature, about 21 ° C (70 ° F), to the roll 35. The tape runs into the chamber area 5b at this temperature and is heated to about 190 ° C (350 ° F) by regenerative heating by heat dissipation from the tape section running out of the chamber underneath in the period of time until it has reached the roller 7. It then runs vertically down into the lead pan and roller 16 where it is brought to a temperature of about 480 ° C (900 ° F), the temperature of the lead. It then passes through the lead and around rollers 18 and 17, reaching the temperature of about 650 ° C (1200 ° F) of the surface of the lead bath. After exiting the lead at about 650 ° C (1200 ° F), it travels vertically upward through tube 22 by induction by primary windings 20 and 21 in the time it takes to pass over roller 28 the core 13 is heated to a temperature of about 730 ° C (1350 ° F). After it has been turned vertically downward, the tape passes through tube 23 and is further heated by induction by primary windings 20 and 21 on core 14 to a temperature of about 850 ° C (1550 ° F). It then enters the lead bath and is quenched to about 480 ° C (900 ° F) virtually immediately until it passes around roller 19. The tape then runs through the lead bath and around the roller 15 up to the roller 6 without significant temperature loss. As it runs from the roll 6 onto the roll 36, it is cooled by heat dissipation from 480 ° C (900 ° F) to about 200 ° C (400 ° F) as it passes the incoming belt and then enters the free space where it cools down to room temperature.

Das gegebene Beispiel dient lediglich zur Erläuterung. Selbstverständlich können die verschiedenen Temperaturen des Wärmebehandlungszyklus durch Änderung der Längen, die das Band von Rolle zu Rolle durchläuft, durch Änderung der Eingangsspannung der Primärwicklungen und durch Änderung der Temperatur der. Bleischmelze in der Wanne 30 geändert werden. Ferner können die Temperaturen durch mehr oder weniger starke thermische Isolierung in den einzelnen Bereichen der Einrichtung variiert werden. Zusätzlich kann die Anzahl der Primärwicklungen so geändert werden, daß nur eine oder mehrere Primärwicklungen verwendet werden und dadurch eine gewünschte Temperatur erreicht wird, oder die Primärwicklungen können mit Zwischenklemmstellen versehen sein.The example given is for explanation purposes only. Of course can change the different temperatures of the heat treatment cycle by changing the lengths the tape travels from roll to roll by changing the input voltage of the primary windings and by changing the temperature of the. Lead melt in the Tub 30 can be changed. Furthermore, the temperatures can be increased by more or less thermal insulation in the individual areas of the facility can be varied. In addition, the number of primary windings can be changed so that that only one or more primary windings are used and thus a desired one Temperature is reached, or the primary windings can with intermediate terminals be provided.

Die Kammer 24 mit gesteuerter Atmosphäre kann mit Gasen oder Chemikalien zur zusätzlichen Behandlung des Bandes während des Durchlaufs durch die Kammer beschickt sein.The controlled atmosphere chamber 24 may be charged with gases or chemicals for additional treatment of the tape as it passes through the chamber.

Die Trennwand 34 zwischen den Rollen 16 und 17 dient zur Einstellung größerer Temperaturdifferenzen in den Bereichen an den gegenüberliegenden Seiten der Trennwand 34, als dies ohne Trennwand möglich ist. Die Trennwand unterbindet lediglich die Strömung von Blei durch die Wanne in diesem Bereich und verhindert den Wärmeübergang, wenn sie aus nichtleitendem Material hergestellt ist. Es sind nur zwei durch die Einrichtung laufende Streifen S dargestellt. Selbstverständlich kann eines oder, durch Vergrößerung der Leitrollen zur Aufnahme der benötigten Anzahl von Bändern nebeneinander, mehrere Bänder gleichzeitig wärmebehandelt werden.The partition 34 between the rollers 16 and 17 is used for adjustment larger temperature differences in the areas on the opposite sides the partition wall 34 than is possible without a partition wall. The partition prevents only the flow of lead through the tub in this area and prevented the heat transfer if it is made of non-conductive material. There are only two stripes S running through the device are shown. Of course can be one or, by enlarging the guide rollers, to accommodate the required number of strips next to each other, several strips are heat-treated at the same time.

Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß gemäß der Erfindung eine Einrichtung geschaffen wurde, die das Band primär durch Induktion erhitzt, wobei das Band selbst als Sekundärwicklung eines Transformators dient. Um die Bandschleife elektrisch zu schließen und die Lichtbogenbildung - die übliche Ursache für Kraftverluste und Beschädigung der Rollen - zu vermindern, wird eine Wanne 30 mit einem leitenden Medium, z. B. einer Bleischmelze, verwendet. Das leitende Medium hat die zusätzliche Funktion als Abschreckbad in Verbindung mit seiner Funktion als elektrischer Leiter zu erfüllen. Die Einrichtung hat das zusätzliche Merkmal einer Regenerativerwärmung und Abkühlung durch seine Kammer 5b, so daß der Wirkungsgrad des Systems außerordentlich hoch ist. Mit einer Einrichtung der dargestellten Bauart ist es möglich, ein Wärmebehandlungssystem für die kontinuierliche Behandlung von Metallband zu schaffen, welches einen relativ geringen Platzbedarf und einen hohen thermischen Wirkungsgrad hat und das ferner viele Nachteile der bekannten Einrichtungen überwindet. Selbstverständlich kann die Erfindung auf die verschiedenste Weise ausgeführt werden, ohne daß der eigentliche Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.From the above description it is clear that according to the invention there has been provided a device which heats the strip primarily by induction, the strip itself serving as the secondary winding of a transformer. In order to close the belt loop electrically and the formation of arcing - the usual cause of loss of force and damage to the rollers - to reduce a tub 30 with a conductive medium, e.g. B. a lead melt used. The conductive medium has the additional function of a quenching bath in connection with its function as an electrical conductor. The device has the additional feature of regenerative heating and cooling through its chamber 5b, so that the efficiency of the system is extremely high. With a device of the type shown, it is possible to create a heat treatment system for the continuous treatment of metal strip which has a relatively small footprint and a high thermal efficiency and which also overcomes many of the disadvantages of the known devices. Of course, the invention can be carried out in the most varied of ways without departing from the actual scope of protection of the invention.

Claims

Claims: 1. Electrical induction device for the continuous heating of strip material, which is to be provided with a metal coating by passing it through a conductive molten bath, the strip being guided through the molten bath as a closed electrical loop that forms the secondary side of one of the The transformer causing heating of the strip, characterized in that the thermal efficiency is increased by heat transfer through contact between the incoming and outgoing sections of the strip (S) in a chamber (5b) , which is surrounded by a closed container (1) with a quenching trough (30), which contains an arrangement of guide rollers (15 to 19) and separating plate (34), which divides the conductive medium into two temperature ranges, the inlet section of the strip running through the two zones of increased temperature and on after induction heating a very high temperature by means of the transformer (13, 14) this section re-enters the bath and is quickly quenched to the lowest temperature in the tub.

2. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the housing (1) of the induction device has a chamber (24), in which there is a precisely defined atmosphere and in which guide rollers (27, 28, 29) are arranged, which cooperate with the other guide rollers.

3. Device according to Claim 1 or 2; characterized in that the quenching trough (30) by a The piston rod (32) can be lowered so that the guide rollers (15 to 19) are free and the tape material (S) can be threaded. Considered publications: German Patent No. 490 282; German Auslegeschrift No. 1039 671; German Utility model no. 1703 501; USA: Patent No. 2,502,770.