DE1260798B - Verfahren zur kontinuierlichen Waermebehandlung von Metallbaendern sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C22f

Deutsche KL: 4Od-1/00

Nummer: 1260 798

Aktenzeichen: A 49570 VI a/40 d

Anmeldetag: 25. Juni 1965

Auslegetag: 8. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Metallbändern in einem Durchlaufofen, dem das Band zwangläufig zugeführt und aus dem es zwangläufig mit höherer Geschwindigkeit abgeführt wird.

In den Durchlauföfen werden die Metallbänder zur Wärmebehandlung rasch erwärmt und anschließend abgekühlt. Bekanntlich erfährt das Metallband bei der Erwärmung im Ofen eine Längung, die ein Abführen der größeren Bandlänge durch eine mit höherer Geschwindigkeit lauf ende Abführvorrichtung notwendig macht. Die Regelung der Geschwindigkeit der Abführvorrichtung, die jeweils genau um die Differenz der Längung des Metallbandes schneller umlaufen müßte als die Zuführvorrichtung, hat sich jedoch als ein äußerst schwieriges Problem erwiesen, das sich bisher nur ungenügend hat lösen lassen. Der Grund dafür liegt in der stets variierenden Bandüberlänge, die durch Über- oder Untertemperatur im Ofen, unterschiedliche Legierungen oder ungleichmäßige Qualität des Metallbandes verursacht werden kann. Eine zu niedrige Zugspannung im Metallband hat aber zur Folge, daß das Metallband Falten bildet und seitlich verläuft. Wird die Zugspannung zu groß, so zerreißt das Metallband.

Um die Längenunterschiede bei kontinuierlicher Wärmebehandlung von Metallbändern auszugleichen, ist es bekannt, zwischen der Bandzuführ- und der Bandabführvorrichtung zwischen zwei ortsfest angeordneten Umlenkrollen eine sogenannte tanzende Rolle anzuordnen, um welche das Band umgelenkt und infolge des Gewichtes der Rolle mit einem bestimmten Wert belastet wird. Der Ausgleich der unterschiedlichen Bandlängen wird folglich dadurch erreicht, daß die tanzende Rolle bei zunehmender Bandspannung gehoben und bei abnehmender Bandspannung abgesenkt wird. Eine derartige mechanische Steuerung der Bandlängendifferenz in Abhängigkeit von der Auf- und Abwärtsbewegung der Rolle haben sich als zu träge und wenig anpassungsfähig erwiesen, um das Band durchgehend gleichmäßig gestreckt zu halten.

Es wurde versucht, die Differenzen in der Bandlängung durch ein stets aufeinander abgestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Bandzuführ- und Bandabführvorrichtung mit Hilfe von separaten Elektromotoren auszugleichen, die mittels einer elektronischen Steuerung kontinuierlich eine bestimmte Spannung im Band aufrechterhalten sollen. Es hat sich aber gezeigt, daß damit die erforderliche Anpassung an die notwendigen Geschwindigkeiten des jeweiligen Metallbandabschnittes nicht Verfahren zur kontinuierlichen
Wärmebehandlung von Metallbändern sowie
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Aktiebolaget Svenska Metallverken,

Västeras (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Wiemuth, Patentanwalt,

4000 Düsseldorf-Oberkassel, Dominikanerstr. 37

Als Erfinder benannt:

Per Sven Engelbrekt Fredriksson,

Västeras (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 13. Juli 1964 (8527)

erreicht werden konnte, so daß im Ergebnis die gleichen Mängel auftraten, welche durch die bekannte tanzende Rolle als mechanische Steuerungsvorrichtung erzielt wurden.

Zur Vermeidung der durch die variierende Bandüberlänge entstehenden Nachteile verläßt die Erfindung den bisher beschrittenen Weg, wobei sie auf die laufende Regelung der Geschwindigkeit zur Anpassung, der Einlaufgeschwindigkeit an die Auslaufgeschwindigkeit verzichtet, die Verwerfungen oder Brüche des Bandes jedoch vermeidet, indem beim Durchlauf desselben durch einen Ofen das Band unter Einhaltung einer Mindestdehnung mit einer maximalen Spannung versehen wird. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die höhere Abführgeschwindigkeit während des gesamten Banddurchlaufs gleichbleibt und derart bemessen wird, daß das Band eine plastische Dehmmg erfährt, ohne zu zerreißen. -·-.·■

Es wird folglich dem Band ständig eine plastische Längung aufgezwungen, indem eine zwangläufig geregelte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Durchlaufvorrichtungen eingehalten wird. Dies kann erfindungsgemäß in der Weise erfolgen, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Zu- und der Abführung des Bandes in an sich bekannter Weise von zwei Bandantrieben bewirkt wird, die derart mit-

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einander verbunden sind, daß der Geschwindigkeitsunterschied einen bestimmten gleichbleibenden Wert hat.

Damit wird das Band mit Sicherheit davon abgehalten, zwischen den Umlenkrollen des Ofens zu flattern oder zu vibrieren. Ferner wird auch durch die plastische Längung einer Deformation des Bandes, nämlich dem Entstehen, von Falten, entgegengewirkt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann nach der Erfindung aus einem bekannten Durchlaufofen, einer Vorrichtung zur Zuführung des Bandes und einer solchen zur Abführung des Bandes bestehen, wobei die Drehgeschwindigkeiten der Bandantriebe durch eine mechanische, elektrische oder elektromechanische Einrichtung im Sinne der Erfindung gesteuert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 im Vertikalschnitt einen Durchlaufofen mit nachgeschalteter Kühlzone und

F i g. 2 schematisch in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung zur Zuführung des Bandes und einer solchen zur Abführung des fertig behandelten Bandes aus dem Ofen und zur Weiterleitung des Bandes.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein vertikal angeordneter Wärmeofen insgesamt bezeichnet, der im Inneren den zentralen Erwärmungsschacht 2 aufweist, der mit Wärmequellen 3, beispielsweise solchen Brennern versehen ist, welche ihre Wärme direkt gegen ein vertikal durch den Schacht 2 von oben nach unten durchlaufendes Metallband 4 richten. Im Anschluß an den Erwärmungsschacht 2 im Unterteil des. Ofens ist zentrisch ein Kühlschrank 6 angeordnet, der durch eine geeignete, insgesamt mit 7 bezeichnete Kühlanlage gekühlt wird. Das Band 4 läuft somit zunächst durch den oberen Erwärmungsschacht 2 und anschließend durch den unteren Kühlschacht 6.

Zur Einführung des Bandes ist eine besondere Zuführungsvorrichtung 8 vorgesehen. Sie weist eine Anzahl Umlenkrollen 9 auf, die auch als Mitnehmerrollen dienen und insgesamt die Durchführvorrichtung bilden. Der mit 4a bezeichnete eingehende Teil des Metallbandes 4 passiert zunächst die Umlenkrolle 10 und gelangt anschließend in die Durchführvorrichtüng hinein, in der es einen serpentinförmigen Weg nimmt. Es bewegt sich dann vertikal nach oben zu zwei Umlenkrollen 11 und 12. Von der letztgenannten Rolle 12 wird das Band 4 vertikal nach unten durch die Erwärmungs- und anschließend durch die Kühlzone bewegt. Nachdem das Band den Kühlschacht 6 verlassen hat, läßt man es in ein geeignetes, vorzugsweise mit einem flüssigen Kühlmedium, gewöhnlich Wasser, Öl od. dgl., gefülltes Bekken 13 einlaufen. In diesem Becken sind nach dem Beispiel zwei Umlenkrollen 14 und 15 vorgesehen, unter welchen das Band unter kräftiger Kühlung durch die Flüssigkeit hindurchläuft. Nach dem Verlassen der Rolle 15 passiert das Band im wesentlichen vertikal nach oben eine mit 16 bezeichnete Durchführvorrichtung, die im Aufbau im wesentlichen mit der Zuführungsvorrichtung übereinstimmt. Die Walzen 17 sind dabei so angeordnet, daß das Band auch hier einen serpentinförmigen Weg nimmt, was die mitnehmenden Reibungskräfte erhöht. Das Band läuft mit seinem austretenden Teil 4fc zur Weiterbehandlung und zum Aufhaspeln.

Wie aus den Figuren hervorgeht, sind die beiden Durchführvorrichtungen durch eine Antriebsübertragung in Form einer Kette 18 od. dgl. verbunden, die um ein Treibrad in der Zuführungsvorrichtung und um ein Treibrad in der Abführungsvorrichtung umläuft. Es wird dabei vorausgesetzt, daß die beiden Durchführvorrichtungen zwangsgetrieben sind. Dies kann beispielsweise durch einen Direktantrieb der Zuführungsvorrichtung und eine Übersetzung mittels ίο der Kette 18 zur Abführungsvorrichtung erfolgen. Die umgekehrte Antriebsart ist ebenfalls möglich, d. h., die Abführungsvorrichtung wird direkt angetrieben und die Zuführungsvorrichtung über eine Getriebeübersetzung. Weiterhin ist es auch möglich, einen einzigen Antriebsmotor zu verwenden und von diesem aus beide Durchführvorrichtungen mit der vorgesehenen Drehzahl anzutreiben.

Obwohl der Einfachheit halber eine Kette 18 zur Übertragung der Treibkraft in einem Übersetzungsverhältnis gezeigt ist, können selbstverständlich andere Ubertragungsorgane vorgesehen werden, z. B. solche elektrischer Art, die eine bestimmte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Abführung und Zu-* führung des Bandes aufrechterhalten.
Wie oben angedeutet, hat man bereits durch sehr komplizierte elektronische Vorrichtungen versucht, eine bestimmte Zugspannung im Band während dessen Durchlauf durch den Wärmeofen aufrechtzuerhalten. Doch solche Vorrichtungen haben aus vielen Gründen nicht genügt, die entstehenden Probleme, wie Faltenbildung und andere Fehler, im durch die Anlage laufenden Band zu meistern.

Mit der Erfindung ist dagegen eine genaue Kenntnis und Kontrolle der Kräfte möglieh gemacht, denen das Band ausgesetzt werden soll. Dies erfolgt dadurch, daß die Abführungsvorrichtung für das Band mit einer höheren Geschwindigkeit arbeitet als die Zuführungsvorrichtung. Durch die richtige Übersetzung der beiden Vorrichtungen zueinander ergibt sich in sehr einfacher Weise, daß das Band die am ■ besten geeignete plastische Verlängerung erfährt; ohne zu reißen. Dadurch werden sämtliche Nachteile, die mit der Verformung des Bandes bisher auftraten, beseitigt, ohne zusätzliche Maßnahmen treffen zu müssen.

Die F i g. 2 zeigt zur näheren Erläuterung des Aufbaus der Durchführvorrichtungen eine^ perspektivische Darstellung derselben, wobei die Rollen oder Walzen 9 in der Zuführungsvorrichtung an den WeI-len 19 befestigt sind, die an ihren Enden Kettenräder 20 tragen. Sämtliche Kettenräder 20 sind durch eine endlose Kette 21 gemeinsam angetrieben, die über zwei Umlenkräder 22 läuft. Diese Kettenantriebsanordnung stellt selbstverständlich schematisch nur eine mögliche Ausführung dar, weil andere Antriebe in diesem Zusammenhang ebenfalls in Betracht kommen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, läuft der eingehende Bandteil Aa unter einer ersten Rolle 9 ein und passiert darauf serpentinenförmig die Rollen oder WaI-zen 9 der Vorrichtung und wird aufwärts zum Wärmeofen geführt, wie oben rechts aus der F i g. 2 zu ersehen ist.

Eine der Wellen 19 ist mit einem Kettenrad 23 versehen, das über eine Kette 24 mit einem entsprechenden Kettenrad 25 in der ganz unten vorgesehenen Abführungsvorrichtung 16 verbunden ist. In diesem Fall ist die Abführungsvorrichtung durch einen Elektromotor 26 angetrieben, der über eine Schnek-

kenspindel27 ein Schneckenrad 28 treibt, das auf einer mit 29 bezeichneten Welle befestigt ist. Wie aus der Figur ersichtlich ist, befindet sich zwischen dem Schneckenrad 28 und dem Kettenrad 25 in der Abführungsvorrichtung eine ausschaltbare Klauenkupplung 30. Die Welle 29 trägt weiterhin zwei Zahnräder 31 und 32, von denen das Rad 31 ein Zahnrad 33 auf einer Welle 34 über eine Klauenkupplung 35 od. dgl. treibt. Das zweite Zahnrad 32 treibt seinerseits ein Zahnrad 36, das über eine Klauenkupplung 37 mit einer weiteren Welle 38 zusammengekuppelt ist. An der Welle 34 ist weiterhin ein Zahnrad 39 befestigt, das mit einem Zahnrad 40 auf einer Welle 41 mit einer der Treibrollen 17 im Eingriff steht. Das Treibrad 40 greift weiterhin mit einem Zahnrad 42 auf einer Welle 43 in eine andere Treibrolle 17 ein. Ferner greift das Rad 42 an einem weiteren Treibrad 44 auf einer Welle 45 an, die eine weitere Rolle 17 trägt.

Schließlich greift das Rad 44 in das Zahnrad 46 auf der Welle 38 ein. Wie aus der Figur ersichtlich, wird der Teil 4 & des Bandes über eine Endrolle 17, die auf der Welle 34 befestigt ist, abgeführt, nachdem er durch sämtliche Rollen oder Walzen der Durchführvorrichtung serpentinenförmig durchgelaufen ist, worauf das Band gewöhnlich aufgehaspelt oder auf andere Weise für die Weiterverarbeitung bereitgemacht wird.

Erfindungsgemäß ist es möglich, den Unterschied zwischen der Einführungsgeschwindigkeit und der Abführungsgeschwindigkeit so zu wählen, daß derselbe die erwähnte plastische Verlängerung bewirkt, ohne, daß das Band reißt.

Erfindungsgemäß kann in diesem Zusammenhang von Fall zu Fall die Übersetzung zwischen den beiden Durchführvorrichtungen geändert werden, z. B. durch Austausch der Getrieberäder. Man kann auch stufenlose Übersetzungsvorrichtungen mechanischer Art oder auch elektrische oder elektromechanische Vorrichtungen anordnen, die eine bestimmte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem eingeführten Teil des Bandes und dem abgeführten Teil desselben aufrechterhalten. Eine solche Möglichkeit, das Übersetzungsverhältnis zu ändern, ist oft im Hinblick auf unterschiedliche Bandabmessungen und Qualitäten erforderlich.

Die Erfindung ist auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt, kann vielmehr im Rahmen der Erfindung mannigfach variiert werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Metallbändern in einem Durchlaufofen, dem das Band zwangläufig zugeführt und aus dem es zwangläufig mit höherer Geschwindigkeit abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Abführgeschwindigkeit während des gesamten Banddurchlaufs gleich bleibt und derart bemessen wird, daß das Band eine plastische Dehnung erfährt, ohne zu zerreißen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Zuführung und der Abführung des Bandes in an sich bekannter Weise von zwei Bandantrieben bewirkt wird, die derart miteinander verbunden sind, daß der Geschwindigkeitsunterschied einen bestimmten gleichbleibenden Wert hat.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, die aus einem Durchlaufglühofen, einer Vorrichtung zur Zuführung des Bandes und einer solchen zur Abführung des Bandes besteht, gekennzeichnet durch mechanische, elektrische oder elektromechanische Einrichtungen zur Steuerung der Drehgeschwindigkeiten der Bandantriebe in dem im Anspruch 1 angegebenen Sinne.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 974 774.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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