DE1186158B

DE1186158B - Arrangement for inductive heating of metallic strips

Info

Publication number: DE1186158B
Application number: DED42416A
Authority: DE
Inventors: Richard Elzer; Herbert Geisel; Franz Josef Lenze; Hans Heinz Mueller; Dr-Ing E H Vincens Seul
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; AEG AG; Rasselstein AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; AEG AG; Rasselstein AG
Priority date: 1963-09-06
Filing date: 1963-09-06
Publication date: 1965-01-28
Also published as: GB1072324A; US3313907A

Description

Anordnung zum induktiven Erwärmen von metallischen Bändern Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum induktiven Erwärmen von metallischen Bändern, und zwar insbesondere zum Aufschmelzen von Überzügen, beispielsweise von elektrolytisch aufgetragenen Zinnschichten oder auch für das Trocknen von Lackschichten. Bei Anordnungen, die für diesen Zweck verwendet werden, sind mehrere gruppenweise hintereinander angeordnete Hoch- oder Mittelfrequenzspulen vorgesehen, durch die das über Rollen geführte Band hindurchläuft. Vielfach wird die Anordnung so vorgesehen, daß das Band über die Rollen auf- und abwärts geführt wird.Arrangement for inductive heating of metallic strips The invention relates to an arrangement for inductive heating of metallic strips, namely in particular for melting on coatings, for example those applied electrolytically Tin layers or for drying paint layers. For arrangements that are used for this purpose, several are arranged in groups one behind the other High or medium frequency coils are provided through which the belt is guided over rollers runs through. In many cases, the arrangement is provided so that the tape over the Rolls is guided up and down.

Zum Zweck des Rohrschweißens mittels induktiver Erwärmung ist vorgeschlagen worden, zwei Induktoren vor der eigentlichen Heizleiterschleife anzuordnen. Diese Maßnahme dient dazu, die Rohrkanten vorzuwärmen, damit die der Erwärmung auf Schweißtemperatur dienende Heizleiterschleife leistungsmäßig günstiger ausgelegt werden kann. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, ein durch umfassende Induktoren hindurchlaufendes Band gleichmäßig über seine Breite zu erwärmen.For the purpose of pipe welding by means of inductive heating is proposed been to arrange two inductors in front of the actual heating conductor loop. These Measure serves to preheat the pipe edges so that they are heated to welding temperature serving heating conductor loop can be designed more favorable in terms of performance. the The object on which the invention is based, on the other hand, is to provide a comprehensive To heat inductors passing band evenly over its width.

Bei den bekannten Anlagen ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, die darauf zurückzuführen sind, daß es nicht ohne weiteres gelingt, die Temperaturerhöhung des Bandes gleichförmig über die Breite zu verteilen. Diese Erscheinung macht sich besonders nachteilig bemerkbar beim Aufschmelzen von elektrolytisch aufgebrachten Zinnschichten.In the known systems there are certain difficulties that can be attributed to the fact that it is not readily possible to raise the temperature of the tape evenly across the width. This phenomenon makes itself particularly disadvantageous noticeable when melting electrolytically applied Tin layers.

Für derartige Arbeiten sind beispielsweise Anordnungen bekannt, wie schematisch in A b b. 1 dargestellt. Das dünne Eisenblechband läuft, wie bei 1 angedeutet, durch einen Bottich 2 mit einer erwärmten Flüssigkeit. Von hier aus läuft das Band aufwärts zur Umlenkrolle 3, sodann abwärts durch die Spulengruppe 4, die im gewählten Beispiel aus neun Spulen besteht. Das Band gelangt sodann auf die Umlenkrolle 3' und läuft dann aufwärts zur Umlenkrolle 3", wobei es durch die Spulengruppe 6 bewegt wird, die aus zehn Spulen besteht. In den Gruppen 4 und 6 wird das Band vorgewärmt, und in der aus sechs Spulen bestehenden Spulengruppe 7 wird das Band bei der Abwärtsbewegung auf die Schmelztemperatur des Zinnes gebracht.For such work, for example, arrangements are known, such as schematically in A b b. 1 shown. The thin sheet iron band runs, as indicated at 1, through a vat 2 with a heated liquid. The tape runs from here up to the pulley 3, then down through the coil group 4, which is selected in the Example consists of nine coils. The tape then arrives at the pulley 3 ' and then runs up to the pulley 3 ″, moving it through the coil group 6 which consists of ten coils. In groups 4 and 6, the strip is preheated, and in the reel group 7 composed of six reels, the tape is moving downward brought to the melting temperature of the tin.

Es muß erreicht werden, daß diese Aufschmelztemperatur gleichförmig über die ganze Bandbreite kurz vor dem Eintauchen des Bandes unter dem Spiegel 8 der Abschreckflüssigkeit im Behälter 9 erreicht wird, wo das Band bei 10 umgelenkt wird.It must be achieved that this melting temperature is uniformly reached over the entire strip width shortly before the strip is immersed under the level 8 of the quenching liquid in the container 9 , where the strip is deflected at 10.

Wie aus der schematischen Darstellung, A b b. 2, ersichtlich, wird dies mit der bekannten Anordnung nur unvollkommen erreicht. Das bei 11 angedeutete Band bekommt in den letzten drei Spulen 12,13 und 14 der Spulengruppe 7 eine Temperaturverteilung, wie sie durch die Linie 15 angedeutet ist, d. h., über eine beträchtliche Breite des Bleches wird gleichförmig eine Temperatur von etwas über 230° C erreicht, wie dies erforderlich ist, um das Aufschmelzen des Zinns zu gewährleisten. Diese Linie ist.im praktischen Betrieb deutlich erkennbar; denn ehe das Zinn geschmolzen ist, hat das Blech ein mattes Aussehen, während der bereits aufgeschmolzene Abschnitt glänzt und diesen Glanz auch nach dem Abschrecken behält. In den Randabschnitten 16 wird aber die Temperatur nicht erreicht, bzw. es tritt das Schmelzen erst zu einem späteren Zeitpunkt ein. Die Aufschmelzlinie hat infolgedessen ein gekrümmtes Aussehen. Es tritt auch bis zum Eintauchen des Bandes unter den bei 8 angedeuteten Spiegel der Abschreckflüssigkeit keine Begradigung dieser Linie ein.As shown in the schematic diagram, A b b. 2, can be seen this achieved only imperfectly with the known arrangement. That indicated at 11 The strip receives a temperature distribution in the last three coils 12, 13 and 14 of the coil group 7, as indicated by line 15, d. that is, over a considerable width of the sheet is uniformly reached a temperature of a little over 230 ° C, like this is necessary to ensure the melting of the tin. This line is clearly recognizable in practical operation; because before the tin is melted the sheet metal has a matt appearance, while the already melted section shines and retains this shine even after quenching. In the edge sections 16, however, the temperature is not reached, or the melting occurs first at a later date. As a result, the melting line has a curved one Appearance. It also occurs until the tape is immersed below those indicated at 8 The quenching liquid mirror does not straighten this line.

Durch Erhöhung der Energiezufuhr oder Änderung der Bandgeschwindigkeit kann der Ausgleich nicht erzielt werden. Es wird höchstens erreicht, daß im Bereich 15 die Temperatur weit über die Aufschmelztemperatur des Zinns ansteigt. Das führt zur Bildung einer zu starken Eisen-Zinn-Zwischenschicht, die spröde ist und sich daher bei der Weiterverarbeitung des Bandes ungünstig auswirkt. Es wird auch die Lackierbarkeit des Bandes auf diese Weise beeinträchtigt. Darüber hinaus wird die Länge der abwärtsreichenden Äste 17 der Aufschmelzlinie vergrößert, was bedeutet, daß die Randgebiete, in denen das Zinn nicht gehörig aufgeschmolzen ist, noch größer werden als in den anderen Fällen. Im übrigen muß auch darauf geachtet werden, daß die Aufschmelzlinie sich nicht zu weit nach oben verlagert, weil es sonst geschehen kann, daß bereits im Bereich der Rolle 3" ein Aufschmelzen eintritt, was zu fehlerhaften Oberflächen führt.The compensation cannot be achieved by increasing the energy supply or changing the belt speed. At most, what is achieved is that in area 15 the temperature rises far above the melting temperature of the tin. This leads to the formation of an iron-tin intermediate layer that is too strong, which is brittle and therefore has an unfavorable effect on further processing of the strip. It also affects the paintability of the tape in this way. In addition, the length of the downward-reaching branches 17 of the melting line is increased, which means that the edge areas in which the tin is not properly melted are even larger than in the other cases. In addition, care must be taken that the melting line does not move too far upwards, because otherwise it can happen that melting occurs as early as in the area of roller 3 ″, which leads to defective surfaces.

Mittel, wie Verstärkung des Kopplungsgrades im Bereich der Blechkanten oder Veränderung der Wirkflächen der Spulen in diesem Bereich führen nicht zum Ziel. Ebensowenig kann mit zusätzlichen Spulen, die lediglich die Bandkanten umfassen, eine Vergleichmäßigung derTemperaturverteilung erreicht werden.Means, such as strengthening the degree of coupling in the area of the sheet metal edges or changing the effective areas of the coils in this area do not lead to the goal. It is also not possible to use additional coils that only encompass the strip edges. an equalization of the temperature distribution can be achieved.

Bemerkenswerterweise hat sich gezeigt, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, indem erfindungsgemäß zusätzlich zu den umfassenden Spulen, und zwar insbesondere vor der letzten Gruppe dieser Spulen gegenüber jeder Bandkante Induktoren mit linienförmigen Heizleitern vorgesehen werden. Diese können zu beiden Seiten des Bandes angeordnet werden, wenn dafür gesorgt wird, daß die Stromrichtung jeweils die gleiche ist. Besonders wirtschaftlich ist es jedoch, jeweils einseitig einwirkende Induktoren anzubringen, die' sich als ausreichend erwiesen haben.Remarkably, it has been shown that the task at hand is achieved can be done according to the invention in addition to the comprehensive coils, namely especially before the last group of these coils opposite each strip edge inductors be provided with linear heating conductors. These can be on either side of the tape, if care is taken that the current direction respectively is the same. However, it is particularly economical to have one-sided effects To attach inductors that 'have been found to be sufficient.

In A b b. 3 ist diese Anordnung angedeutet. An den Kanten des Bandes 11 ist je ein einseitig wirkender linienförmiger Induktor angedeutet. Diese zusätzlichen Induktoren 18 können entweder irrt Laufrichtung des Bandes, gesehen hinter der Rolle 3", und somit unmittelbar vor der Spulengrupe 7 angebracht werden. Sie können aber auch vor der Rolle 3", wie gestrichtel bei 18' angedeutet, vorgesehen sein.In A b b. 3 this arrangement is indicated. At the edges of the tape 11 a linear inductor acting on one side is indicated. These additional Inductors 18 can either run in the wrong direction, seen behind the roller 3 ", and thus directly in front of the bobbin group 7. But you can also be provided in front of the roller 3 ", as indicated by dashed lines at 18 '.

Die Induktoren 18, deren Heizleiter, wie an sich bekannt, zweckmäßigerweise mit Jochblechen 19 zu versehen sind, müssen etwa die in A b b. 3 dargestellte Lage zu den Blechkanten einhalten. Sie bewirken eine Begradigung der Aufschmelzlinie und damit, daß das Zinn über die volle Breite des Bandes gleichförmig aufgeschmolzen wird. Es wird ferner sichergestellt, daß keine unerwünschte überhitzung auftritt, die zu einer Verschlechterung der Zinnoberfläche sowie zu einer Verstärkung der Zinn-Eisen-Zwischenschicht Anlaß sein könnte. Da das Band auf den Umlenkrollen hin- und herwandern kann und außerdem unterschiedliche Bandbreiten zu behandeln sind, ist es zweckmäßig, die Linieninduktoren mit Abtasteinrichtungen zu verbinden, die eine selbsttätige Einstellung auf die Bandkanten sicherstellt.The inductors 18, the heating conductors of which, as is known per se, are expediently to be provided with yoke plates 19, must approximately be as shown in A b b. Keep to the position shown in relation to the sheet metal edges. They straighten the melting line and thus ensure that the tin is melted uniformly over the full width of the strip. It is also ensured that no undesired overheating occurs, which could lead to a deterioration of the tin surface and to a strengthening of the tin-iron intermediate layer. Since the strip can move back and forth on the deflection rollers and, in addition, different strip widths have to be treated, it is advisable to connect the line inductors to scanning devices which ensure automatic adjustment to the strip edges.

In A b b. 4 ist angedeutet, wie dies geschehen kann. Die Induktoren 18 sind zusammen mit einer Tasteinrichtung 20 auf einem Gestell 21 angeordnet. Ändert sich die Bandbreite, wie durch den Pfeil a angedeutet, oder wandert das Band in Richtung der Pfeile b oder c, so werden durch die Tasteinrichtung 20 entsprechende Impulse beispielsweise auf Flüssigkeitszylinder 22 gegeben, die mittels einer Kolbenstange eine entsprechende Verschiebung der Induktoren 18 nach innen oder nach außen bewirken.In A b b. 4 shows how this can be done. The inductors 18 are arranged together with a sensing device 20 on a frame 21 . If the band width changes, as indicated by the arrow a, or if the band moves in the direction of the arrows b or c, the sensing device 20 sends corresponding pulses, for example to the liquid cylinder 22, which by means of a piston rod moves the inductors 18 inward or cause it to the outside world.

Linieninduktoren sollten zur Beeinflussung der Temperatur an den Bandkanten zweckmäßigerweise stufenlos regelbar sein. Dabei ist es ferner zweckmäßig, die Linieninduktoren auch den veränderlichen Bandgeschwindigkeiten und damit dem veränderlichen Durchsatz anpaßbar anzuordnen.Line inductors should influence the temperature at the strip edges expediently be infinitely variable. It is also useful to use the line inductors also the variable belt speeds and thus the variable throughput adaptable to arrange.

Claims

Claims: 1. Arrangement for the inductive heating of metallic strips, in particular for melting coatings, for example electrolytically produced tin layers, in which the strip guided over rollers runs through several high or medium frequency coils arranged one behind the other and encompassing the strip, characterized in that additionally to the encompassing coils (4, 6, 7), in particular in front of the last group (7) of these coils, an inductor (18) with linear heating conductors, preferably acting on one side, is provided opposite each strip edge.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the line inductors (18) are connected to scanning devices (20), the one Ensure automatic adjustment to the belt edges. Considered References: British Patent No. 922,714; Austrian patent specification No. 179 699; U.S. Patent No. 2,448,009.