DE1808231A1

DE1808231A1 - Method and device for covering sheet metal strips or the like with heat-curing paint

Info

Publication number: DE1808231A1
Application number: DE19681808231
Authority: DE
Inventors: Swartz Leroy Oliver
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-09-10
Filing date: 1968-11-11
Publication date: 1970-03-19
Also published as: FR1604272A; SE355760B; DE1808231B2; DE1808231C3; GB1206510A; US3561131A

Description

LeRoy Oliver Swartz in CornwellS;Heights, Pa., M.St.A.LeRoy Oliver Swartz in CornwellS; Heights, Pa., M. St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum überziehen von Blechstreifen o.dgl. mit warmhärtender FarbeMethod and device for covering sheet metal strips or the like. with thermosetting paint

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überziehen von Metallstrelfen, insbesondere dünnen Bleohbändern, mit warmhärtender Farbe und auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens „The invention relates to a method for coating metal strelfen, in particular thin bleoh tape, with thermosetting Color and on a device for carrying out the process "

Beim überziehen von Metallstreifen, insbesondere Bleohbändern aus niedrig gekohltem Stahl, war es bisher üblich, den Streifen zunächst mit dem Überzug zu versehen und ihn dann duroh einen Härteofen zu leiten, um den Metallstreifen zu härten. Dabei dürfte die ßrhitzungstemperatur einen bestimmten Wert nicht überschreiten, um eine Beschädigung des Überzuges zu vermeiden. Natürlich mußte die Härtungstemperatur auch unter dem Schmelzpunkt des Metallstreifens liegen. Es war daher nötig,.eine entsprechend .mäßige Härtetemperatur für längere Dauer einwirken zu lassen, was aber beim Härten eines fortlaufend geförderten Blechstreifen· ; mit dem Nachteil verbunden ist, daß der Härtungsofen entsprechend ■ lang bemessen und die Fördergesohwlndigkelt des Streifens duroh den Ofen vergleichsweise niedrig eingestellt werden muß. Dies hatWhen covering metal strips, especially bleoh bands made of low-carbon steel, it has hitherto been customary to first provide the strip with the coating and then to put it through it Conduct hardening furnace to harden the metal strip. It should the heating temperature does not exceed a certain value, to avoid damaging the coating. Of course, the curing temperature also had to be below the melting point of the metal strip. It was therefore necessary to do something accordingly . Allowing a moderate hardening temperature to act for a longer period of time, which is, however, when hardening a continuously conveyed sheet metal strip ·; is associated with the disadvantage that the curing oven accordingly ■ long and the conveyance level of the strip duroh the oven must be set comparatively low. this has

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aber weiterhin zur Folge, daß eine solche Anlage nur mit verhältnismäßig kleiner Leistung arbeitet, der Härtungsofen einen großen Raumbedarf hat, insbesondere bei horizontaler Anordnung eine große Stellfläche benötigt, und daß bei einer etwaigen Unterbrechung der Förderung die Hitzeeinwirkung auf. den im Ofen zum Stillstand kommenden Teil des Streifens zu einer Beschädigung des Überzuges oder sogar zum Sohmelzen des Metalls führen kann. Selbst durch sofortige Abschaltung der Wärmezufuhr laßt sich dieser Nachteil nicht beheben, weü al© im Ofen gespeicherte Wärme weiterhin einwirkt und ein solcher Ofen nicht schnell genug gekühlt werden kann.but continues to mean that such a system is only proportionate low power works, the curing oven has a large amount of space, especially with a horizontal arrangement requires a large footprint, and that in the event of an interruption in the promotion of the heat. the one in the oven the part of the strip coming to a standstill can lead to damage to the coating or even to the melting of the metal. Even by immediately switching off the heat supply, this disadvantage cannot be remedied, if all the stored in the furnace Heat continues to act and such an oven cannot be cooled quickly enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dal Härten von mit einem warmhärtendem überzug versehenen Metallstreifen oder -bändern in besonderer Weise so vorzunehmen, daß bei verkürzter Förderstrecke mit erhöhter Härtungstemperatur und im Bedarfsfälle mit einerjsohnellen Unterbrechung der Wärmeeinwirkung auf den im Härtüngsbereich befindliehen Teil des Metallstreifens gearbeitet werden kann. >The invention is based on the object, dal hardening of with a thermosetting coating provided metal strips or bands in a special way so that with shortened Conveyor line with increased hardening temperature and if necessary with a constant interruption of the heat effect on the im Hardening area is part of the metal strip worked can be. >

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Heizvorrichtung zum Härten des Streifens bzw. des ein- oaer beidseitig darauf angebrachten Farbauftrages eine elektro-magnetlsche Induktionsheizung verwendet wird, die hinter der AusrüstungsstelleThis object is achieved in that as Heating device for hardening the strip or the one or both sides An electro-magnetic induction heating is used behind the equipment point

: zum Aufbringen des ein- oder beidseitigenltorbaufträges auf den Metallstreifen und vorzugsweise in einem senkrechten Förderabsohnltt des Metallstraifens angeordnet ist. Eine solche Inductions-: for applying the one-sided or two-sided gate order to the Metal strips and preferably in a vertical Förderabsohnltt of the metal strip is arranged. Such an induction

■ heizung bringt ntoht nur den bisher verwendeten Härtungsofen in verhältnismäßig großer Baulänge mit den ihm anhaftenden Nachtelle.ii■ heating does not only bring the hardening furnace used up to now in a relatively large overall length with the adhering to it. Ii

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In Fortfall, sondern sie ermöglicht auch eine rasche und sehr hohe Erhitzung des Streifensι die momentan bei entsprechend schneller Förderung sogar oberhalb der Temperaturen liegen kann, bei denen der Farbauftrag normalerweile durch Wärmezersetzung beschädigt werden oder der dünne Metallstreifen schmelzen würde. Diese Auswirkungen unterbleiben, wenn der Metallstreifen nach seiner Erhitzung sofort und wirksam gekühlt wird.In omission, it also enables rapid and very rapid high heating of the strip at the moment accordingly faster pumping can even be above temperatures at which the paint application normally occurs due to thermal decomposition damaged or the thin metal strip melted. These effects do not occur when the metal strip is applied when heated, it is immediately and effectively cooled.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen,In a further embodiment of the invention it is therefore provided

den ein- oder beidseitig mit Farbe beschichteten Metallstreifen i the metal strip coated with paint on one or both sides i dicht hinter der Induktionsheizung über eine oder mehrere mitclose behind the induction heating via one or more with

'' ■ t Kühlmitteln beschickte Führungsrollen zu leiten, die die zug·- :'' ■ t guide rollers charged with coolant, which pull the -:

führte Wärme so rasch entziehen, da» keine Beschädigung des ' Farbauftrages eintreten kann.remove heat so quickly that »no damage to the ' Paint application can occur.

Soweit die für den ein- oder beldseltlgen Farbauftrag dienende Farbe alt einem organischen flüssigen Lösungsmittel angesetzt j ist, ist es zweckmäßig, den mit dem Farbauftrag versehenen Strei-Insofar as the paint used for the single or complete application of paint is made up of an organic liquid solvent j is, it is advisable to apply the paint to the strip

fen dicht hinter der Induktionsheizung einen Aufnehmer durchlaufen zu lassen, in de· die Lösungsmitteldämpfe kondensiert \ und/oder duroh Ableitung und Nachverbrennung uneohädlloh geaaoht werden.to let fen through close behind the induction heating a pickup in de · condenses the solvent vapors \ and / or duroh dissipation and afterburning be geaaoht uneohädlloh.

UIe Zeichnung zeigt in soheaatisoher Darstellung ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach de? Erfindung. ;UIe drawing shows an example of a device for carrying out the method according to de? Invention. ;

Die Vorrichtung 10 dient zur Behandlung eines Metallstreifen« 1? aus niedrig gekohltes Blech, der von einer Bolle I^ abläuft, ', die in einer Abwickelvorrichtung Ib von üblicher Ausführung gelagert 1st. Der Metallstreifen 12 läuft zunächst über ein» * 'Führungsrolle und ansehlieflend durch zwei Förderrollen lö, hinterThe device 10 is used to treat a metal strip «1? made of low-carbon sheet metal which runs off a bollard , which is stored in an unwinding device 1b of the usual design. The metal strip 12 first runs over a "*" guide roller and then through two conveyor rollers behind

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denen er zunächst mehrere Vorbehandlungsvorrichtungen durchläuft,which it first goes through several pre-treatment devices,

ehe er mit einem Farbanstrich versehen wird. Dabei kommt er zunächst in eine Reinigungskammer 20, in der er von oben und unten aus Düsen 22 mit einer Alkalilösung besprüht und ansohlleiäend zwischen Bürstenwalzen 24 und 26 beidseitig Intensiv gereinigt wird. Förderwalzen 2Ö leiten ihn dann in eine SpüDaamraer 30, in der er aus Spüldüs^en 32 mit Spülflüssigkeit berleielt und , zwischen Schleifwalzenpaaren 34,36 geglättet wird. Ein anschließendes Förderwalzenpaar 3ö bringt den Streifen 12 in eine Vorbehandlungskammer 40, in der er mittels Walzensätzen 42 beidseitig mit einem chemischen Belag versehen wird, der ein besseres Haften des späterhin aufzubringenden Farbüberzuges sichert. Der Streifen 12 durchläuft dann eine weitere Spülkammer 44, Trookungskammern 46 und 4Ö und eine Glättvorrichtung 30. Von einer Umlenkrolle 52 wird er dann nach oben geleitet, wobei er durch vor und hinter der Umlenkrolle angeordnete Farbwerke 5¹+ und j>6 beidseitig mit einem Farbüberzug versehen wird. Alle diese Vorrichtungen sind an sich bekannt und bilden keine Merkmale der vorliegenden Erfindung.Sie könnten auch durch sonstige Vorrichtungen ergänzt oder ersetzt sein.before it is painted. It first comes into a cleaning chamber 20, in which it is sprayed with an alkali solution from above and below from nozzles 22 and thoroughly cleaned on both sides between the brush rollers 24 and 26. Conveyor rollers 20 then lead it into a SpüDaamraer 30, in which it is covered with flushing liquid from flushing nozzles 32 and smoothed between pairs of grinding rollers 34, 36. A subsequent pair of conveyor rollers 30 brings the strip 12 into a pretreatment chamber 40, in which it is provided with a chemical coating on both sides by means of roller sets 42, which ensures better adhesion of the paint coating to be applied later. The strip 12 then passes through a further rinsing chamber 44, drying chambers 46 and 40 and a smoothing device 30. It is then guided upwards by a deflecting roller 52, where it passes through inking units 5 ¹ + and j> 6 on both sides with a Color coating is provided. All of these devices are known per se and do not constitute a feature of the present invention. They could also be supplemented or replaced by other devices.

Nach dem beldseltigen Auftragen des Farbüberzuges durchläuft der Streifen eine Induktionsheizspule 581 die von einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle mit elektrischen Hochfrequenz schwingungen gespeist wird, um ein den Streifen umschließendes Kraftfeld zu erzeugen und hierdurch -Wärmeerzeugende Wirbelströme Im Streifen zu induzieren. Der Hochfrequenzetromkreis enthält eine Steuervorrichtung 60, mit der sich der hochfrequentAfter the beldseltigen application of the color coating runs through the strip has an induction heating coil 581 that of one does not illustrated electrical energy source with electrical high frequency Vibrations is fed to generate a force field surrounding the strip and thereby heat-generating To induce eddy currents in the strip. The high frequency electric circuit contains a control device 60, with which the high-frequency

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Strom und damit auch die Temperatur nach Bedarf regelj&n lassen. Der Stromkreis enthält überdies ein Aufzeichnungsgerät 62, mit dem die Temperatur in Abhängigkeit von einer Meßvorrichtung 63» z.B. einem Thermostaten, in jedem gewünschten Augenblick aufgezeichnet werden kann.Let the electricity and thus the temperature be regulated as required. The circuit also contains a recording device 62, with which the temperature in dependence on a measuring device 63 » e.g. a thermostat, can be recorded at any desired moment.

Die von der Induktionsspule 5Ö erzeugte Wärme dient nichtThe heat generated by the induction coil 50 is not used

aufon

nur zum Erhitzen des Metallstreifens«. Aask die gewünschte Härtungstemperatur sondern verdampt überdies auch das in der Farbe üblicherweise enthaltene Lösungsmittel. Der Lösungsmitteldampf g würde normalerweise in der Bewegungsrichtung des Streifens 12 abströmen und in der umgebenden Luft kondensieren. Bei dieser Kondensation, die ein exotherm!scher Prozeß ist, würde jedoch die Verdampfungswärme freiwerden und dn den mit dem überzug versehenen Streifen abgegeben. Diese zusätzliche Erwärmung würde aber nicht nur die sofortige Abkühlung des mit dem Farbauftrag versehenen Streifens verhindern, sondern kann die Temperatur so stark ansteigen lassen, daß der überzug beschädigt wird oder der Metallstreifen sogar schmilzt. Im übrigen würde das Lösungsmittelkondensat nicht nur die umgebende Luft, sondern auch den mit dem I Farbauftrag versehenen Metallstreifen verunreinigen, der in diesem Zeitpunkt kein Lösungsmittel aufnehmen soll. Schließlich ist das Lösungsmittel ein verwertbares Erzeugnis, und seine Ableitung durch die Luft ware unwirtschaftlich.only for heating the metal strip «. Aask the desired curing temperature but also vaporizes the solvent usually contained in the paint. The solvent vapor g would normally flow off in the direction of movement of the strip 12 and condense in the surrounding air. During this condensation, which is an exothermic process, however, the heat of vaporization would be released and given off to the strip provided with the coating. However, this additional heating would not only prevent the immediate cooling of the strip provided with the application of paint, but can also cause the temperature to rise so much that the coating is damaged or the metal strip even melts. In addition, the solvent condensate would not only contaminate the surrounding air, but also the metal strip provided with the paint, which should not absorb any solvent at this point in time. After all, the solvent is a recyclable product and it would be uneconomical to remove it through the air.

Um sie zu vermeiden, ist über der Induktionsspule 58 ein Aufnehmer 64 angeordnet, der mit einem Schlitz zum Durchlaß des Metallstreifens versehen ist. Der Aufnehmer weist zwei nach unten ragende Schenkel ^5 auf, die dicht über der Induktionsspule 5Ö mit Durchlässen 56 versehen sind und Je eine Kühlschlange 67 ent-To avoid them, there is a 58 above the induction coil Arranged pickup 64 with a slot for the passage of the Metal strip is provided. The pickup points two down protruding legs ^ 5, which are just above the induction coil 5Ö are provided with passages 56 and each have a cooling coil 67

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halten, die an eine Kühlwasserzuleitung ob und an eine Abflußleitung 70 angeschlossen sind. Der Aufnenmer ö4 umgreift die Induktionsspule 58 in solcher Weise, daß die aus dem Farbaufstrich freiwerdenden Lösungsmitteldämpfe durcn die Offnungen ob in den Aufnehmer/strömen und hier kondensiert werden, we bei überschüssiger Lösungsmitteldampf von einem Geblase 71 abgezogen wird, während das an den Kühlschlangen 67 niedertropfende Kondensat durch Leitungen ?2 in einen Sammelbehälter 7¹J- gelangt, üer vom Gebläse 71 geförderte, nicht kondensierte Lösungsmitteldampf strömt durch eine Auslaßleitung ?6 zu einem Nachbrenner 7ö und wird verbrannt, um seine Vermischung mit der Luft zu vermeiden.hold that are connected to a cooling water supply line and to a drain line 70. The absorber ö4 encompasses the induction coil 58 in such a way that the solvent vapors released from the paint coat flow through the openings into the absorber / and are condensed here, such as when excess solvent vapor is drawn off by a blower 71, while that dripping from the cooling coils 67 Condensate passes through lines? 2 into a collecting ^{tank 7 1} J-; uncondensed solvent vapor conveyed by the fan 71 flows through an outlet line? 6 to an afterburner 7? And is burned to avoid mixing with the air.

Der Metallstreifen 12 läuft dicht über dem Aufnehmer 64 über zwei wassergekühlte Führungsrollen öO und b2 und von der letzteren nach unten zu einer weiteren wassergekühlten Führungsrolle b4. Alle drei Führungsrollen bö, b2 und b4 werden von einer Wasserleitung Ö6 über eine Verteilerleitung öti mit Kühlwasser Deschickt, das durch zugeordnete Abflußleitungen 90,92 und 94 abströmt. Der beidseitig mit dem Farbauftrag versehene Metallstreifen 12 läuft dann weiter über Führungsrollen 96 zu einer Aufwickelrolle 90, die in einer üblichen Aufwickelvorrichtung 100 angeordnet ist. Die Aufwickelvorrichtung 100 ist zum Antrieb der Aufwickelrolle 98 mit einem nicht dargestellten Elektromotor ver-The metal strip 12 runs just above the receiver 64 over two water-cooled guide rollers ÖO and b2 and from the latter down to a further water-cooled guide roller b4. All three guide rollers bö, b2 and b4 are sent from a water pipe Ö6 via a distribution pipe öti with cooling water, which flows off through associated drainage pipes 90, 92 and 94. The metal strip 12 provided on both sides with the application of paint then runs on via guide rollers 96 to a winding roller 90 which is arranged in a conventional winding device 100. The take-up device 100 is equipped with an electric motor (not shown) to drive the take-up roll 98.

sehen, der den Metallstrelfen von der Vorratsrolle 14 in gleichmäßigem Zug abwickelt.see the metal strelfen from the supply roll 14 in uniform Train unwinds.

Die Benutzung der wassergekühlten Führungsrollen 80,02 und b4 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung wichtig, weil diese Führungsrollen den mit dem Farbauftrag versehenen Metallstreifen :The use of the water-cooled guide rollers 80, 02 and b4 is important in the context of the present invention because these guide rollers are the metal strips provided with the paint:

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Im Härtungsstadiuni so kühlen, daß eine Beschädigung des Farbauftrages unterbleibt und ein Schmelzen des Metalls verhindert wird, wobei aber die Abkühlung nicht so rasch vor sich geht, daß Risse und innere Spannungen im Metallstreifen auftreten. Dies wird durch die Anordnung des Aufnehmers unterstützt, der verhindert, daß ein wesentlicher Teil der von der Induktionsspule 5^Ö erzeugten Hitze über den mit dem Farbauftrag versehenen Metallstrelfen in den Bereich der Kühlzone kommt.In the hardening stage, cool so that the paint is not damaged and the metal is prevented from melting, but the cooling does not proceed so quickly that cracks and internal stresses occur in the metal strip. This is supported by the arrangement of the receiver, which prevents a substantial portion of the heat from the induction coil 5 ^Ö generated comes on the provided with the ink application Metallstrelfen in the region of the cooling zone.

Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten der hier besohrie- | benen und dargestellten Anordnung beschränkt. Die Kühlwasserabflüsse der Führungsrollen öO,b«i und ö4 können an einen Wärmetauscher angeschlossen sein. Die Wasserkühlung kann natürlich aucn durch eine LuftKühlung oder ein sonstiges Kühlsystem ersetzt werden. Der Metallstreifen 12 kann aus jedem geeigneten Metall bestehen. Der mit einem Lösungsmittel angesetzte Farbüberzug kann unterschiedliche organische Zusammensetzungen aufweisen. Nach diesen unterschiedlichen Zusammensetzungen und nach der Stärke des Metallstreifens und seines Faroüberzuges richten sich auch dieThe invention is not limited to the details of the description here limited and illustrated arrangement. The cooling water drains the guide roles öO, b «i and ö4 can be attached to a heat exchanger be connected. The water cooling can of course also be replaced by air cooling or another cooling system will. The metal strip 12 can be made from any suitable metal exist. The paint coating prepared with a solvent can have different organic compositions. To These different compositions and the thickness of the metal strip and its Faro coating also depend on the

Behandlungstemperatüren. Sie liegen bei üblichen Standardfarben etwa zwischen I73 - 520° C. Auch die Abrollgesohwindigkeit des Metallstreifens, seine Stärke und die Stärke seines Farbauftrages sowie die Anzahl von mit Kühlmitteln Descnickten Führungsrollen und deren Lage können den jeweiligen Verhältnissen angepaßt sein.Treatment temperatures. They are in the usual standard colors between I73 and 520 ° C. The rolling speed of the Metal strip, its thickness and the strength of its paint application as well as the number of guide rollers descended with coolants and their position can be adapted to the respective conditions.

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Claims

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Claims ^.

1. Process for coating a thin flexible metal, Strip, in particular a sheet metal strip, with a color coating to be applied on one or both sides, in which the metal strip After the application of the covering, subjected to a heat treatment to harden the metal strip and to dry the paint coating is, characterized in that the metal strelfen after the application the paint application of a heating by electro-raagnetisohe ' Is subjected to induction and cooled close behind the induction heater as it moves on.

2. The method according to claim 1, characterized in that <

the metal strip when applied with a liquid solvent The paint application produced is passed through a sensor (64 ·) which intercepts the solvent vapor just behind the induction heating (5Ö).

3. The method according to claim 2, characterized in that the solvent evaporated in the region of the induction heating (5Ö) is condensed and discharged in the transducer (t> 4).

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, 2 or J, characterized in that the device behind the equipment center of the metal strip (12) with the paint application Electro-magnetic induction heating (58) and in the further conveying path of the metal strip at least one close behind the induction heating arranged, charged with a coolant guide roller for cooling the metal strip and its paint application.

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• 5 · Device according to claim 4, characterized in that the device is located directly above the induction heating (58) arranged on a vertical conveying path of the strip (12) - au * <# «** wwt £ fh * fYti ** <& edk * £ J

a receiver used to withdraw the solvent vapor

(64) through which the metal strip passes.

6. Apparatus according to claim 5 »characterized in that the sensor (64) with cooling devices (67) for condensing the solvent vapor released from the paint application and. a device (? 1> 78) for diverting the non-condensation Has coming solvent vapors.

7 * Device according to claim 6, characterized in that the receiver (64) for forwarding the solvent vapors not coming to condensation with a fan (71) and a Afterburner (78) switched into the exhaust line of the fan is provided.

8. Device naoh one of the preceding claims, characterized in that the device for cooling from the Induction heating (58) running metal strip (12) in its further conveying path a plurality of charged with coolant Has guide rollers (80,02,84).

9. Device naoh one of the preceding claims, characterized in that the Induktionsaeizung '(58) with devices (60,62,63) is equipped to measure, display and control the induction heat.

• .10. Device according to one of the preceding claims, that

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- ·ιο -- · ιο -

characterized in that one or more of the behind the induction heating (58) in the conveying path of the metal strip (12) arranged, charged with coolant guide rollers (80,82,04) can be adjusted to different positions.

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