DE1808231C3

DE1808231C3 - Paint drying oven for sheet metal strips

Info

Publication number: DE1808231C3
Application number: DE1808231A
Authority: DE
Inventors: Leroy Oliver Cornwell Heights Pa. Swartz (V.St.A.)
Original assignee: Alan Wood Coated Metals Inc Conshohocken Pa (vsta)
Current assignee: Alan Wood Coated Metals Inc Conshohocken Pa (vsta)
Priority date: 1968-09-10
Filing date: 1968-11-11
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE1808231A1; DE1808231B2; SE355760B; FR1604272A; US3561131A; GB1206510A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Lacktrocknungsofen für ein- oder beidseitig mit warmhärlendem Lack überzogene Blechbänder, bei dem das mit dem Lackauftrag versehene Blechband auf senkrechtem Förderweg aufsteigend induktiv erhitzt, das hierbei verdampfte Lacklösungsmittel aus dem weiteren Förderweg des Bandes abgeleitet und das Blechband nach dem Härten des Lackauftrages gekühlt und aufgewikkelt wird.The invention relates to a paint drying oven for one or both sides with a warm-curing Paint-coated sheet metal strips, in which the sheet metal strip provided with the paint application is on a vertical The conveying path is inductively heated in an ascending manner, the paint solvent evaporated in the process from the further conveying path of the strip is diverted and the sheet metal strip is cooled and wound up after the paint application has hardened will.

Es ist bekannt, mit einem Farbauftrag versehene Metallbänder nach dem Aufbringen von Lackfarbe einer Induktionserhitzung zum Trocknen des Lackes zu unterwerfen und das Metallband anschließend zu kühlen. Dabei hat man zur Durchführung der induktiven Erhit-Jung, insbesondere zum Niederschmelzen galvanisch aufgebrachter Zinnschichten, empfohlen, die induktive Beheizung in mehreren, aufeinanderfolgenden Stufen durchzuführen und das erhitzte Metallband nach dem Durchlaufen der letzten Beheizungsstufe durch ein Ablchreckbad zu leiten. Bei Lacktrocknungsofen für Metallbänder war es auch bekannt, den aus der Farbe beim Erhitzen des Metallbandes austretenden Lösungsmitteldampf abzusaugen, um zusätzliche Wärmeaufnahme durch Verbrennen der Lösungsmitteldämpfe zu verhindern und eine Rückgewinnung des in den Dämpfen enthaltenen Lösungsmittels durch Kondensation zu erreichen.It is known, provided with a paint application metal strips after the application of paint a To subject induction heating to dry the paint and then to cool the metal strip. One has to carry out the inductive Erhit-Jung, in particular for melting down galvanically applied tin layers, inductive heating in several successive stages is recommended carry out and the heated metal strip after passing through the last heating stage through a quenching bath to direct. In the case of paint drying ovens for metal strips, it was also known that from paint sucking off the solvent vapor escaping when the metal strip is heated in order to absorb additional heat by burning the solvent vapors to prevent and recovering what is in the vapors To achieve contained solvent by condensation.

Beim Trocknen von Lacküberzügen auf Blechbändern muß mit der Temperaturführung vorsichtig verfahren werden, um Beschädigungen des Stahls und des Lacküberzuges zu vermeiden. Bisher hat man es daher für nötig gehalten, eine entsprechend mäßige Härtelemperatur für längere Dauer einwirken zu lassen, was aber beim Härten eines fortlaufend geförderten Metallstreifens mit dem Nachteil verbunden ist, daß der Trocknungsofen entsprechend lang bemessen und die Fuidergeschwindigkeh des Metallstreifens durch den Ofen vergleichsweise niedrig eingestellt werden muß. Dies hat aber weiterhin zur Folge, daß eine solche Anlage nur mit verhältnismäßig kleiner Lieferleistung arbeitet und L inen großen Raumbedarf hat.When drying lacquer coatings on sheet metal strips, you must be careful with the temperature control to avoid damage to the steel and the paint coating. So far you have it considered necessary to let a correspondingly moderate hardening temperature act for a longer period of time, what but when hardening a continuously conveyed metal strip is associated with the disadvantage that the Make the drying oven long enough and adjust the Fuidergeschwindigkeh of the metal strip through the Oven must be set comparatively low. However, this still has the consequence that such a system only works with a relatively small delivery rate and L inen has a large space requirement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Trocknen von Lacküberzügen auf Blechbändern aus niedrig gekohltem Stahl unter gleichzeitiger Rückgewinnung des Lacklösungsmittels so durchzuführen, daß bei verkürzter Förderstrecke mit erhöhter Härtungstemperatur gearbeitet werden kann. Dabei soll die Beheizung des Metallstreifens im Trocknungsofen mit induktiver Erhitzung erfolgen, die im Bedarfsfalle leicht abschaltbar ist.The invention is based on the object of drying paint coatings on sheet metal strips Carry out low carbon steel with simultaneous recovery of the paint solvent so that it is possible to work with a higher hardening temperature in the case of a shortened conveying distance. The heating should be of the metal strip in the drying oven with inductive heating, which is easy if necessary can be switched off.

Zur Lösung der Aufgabe dient ein Lacktrocknungsofen, der sich dadurch kennzeichnet, daß er als ein mit Kuhlwasser beschickter Kondensator ausgebildet ist. der mit zwei unteren Ableitstutzen eine einzige, zwischen beiden angeordnete Induktionsheizspule beidseitig überdeckt, die das Blechband einstufig auf die Lackhärtetemperatur erhitzt, wobei die Ableitstutzen unten an einen Kondensatsammler angeschlossen sind, der Kondensator gegen den Spulenraum teilweise offen und oben an ein Sauggebläse für den nicht kondensierten Lösungsmitteldampf, dem ein Nachbrenner folgt. angeschlossen ist, und daß das lackierte Blechband hinter dem Kondensator wassergekühlte Führungsrollen durchläuft.To solve the problem, a paint drying oven is used, which is characterized in that it is used as a with Cooling water charged condenser is formed. the one with two lower discharge nozzles, one between two arranged induction heating coil covered on both sides, which the sheet metal strip in one step to the paint curing temperature heated, whereby the discharge stubs are connected at the bottom to a condensate collector, the Condenser against the coil space partially open and on top of a suction fan for the non-condensed Solvent vapor followed by an afterburner. is connected, and that the painted sheet metal strip behind the condenser runs through water-cooled guide rollers.

Um eine unerwünschte Wärmeübertragung auf den Kondensator von der Indkuktionsheizspule zu vermeiden, liegen die oberen Enden der Ableitstutzen des Kondensators in Abstand über der Induktionsheizspule und weisen im Zwischenraum zur Spule Eintrittsöffnungen für die Lösungsmitteldämpfe auf.To avoid unwanted heat transfer to the condenser from the induction heating coil, the upper ends of the condenser discharge stubs are at a distance above the induction heating coil and have inlet openings for the solvent vapors in the space to the coil.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für die Ausführung einer Vorrichtung nach der Erfindung.The drawing shows a schematic representation of an example of the implementation of a device according to the invention.

Die Vorrichtung 10 dient zur Behandlung eines Blechstreifens 12, der von einer Rolle 14 abläuft, die in einer Abwickelvorrichtung 16 von üblicher Ausführung gelagert ist. Der Blechstreifen 12 läuft über eine Führungsrolle und anschließend durch zwei Förderrollen 18, hinter denen er zunächst mehrere Vorbehandlungsvorrichtungen durchläuft, ehe er mit einem Lackanstrich versehen wird. Dabei kommt er in eine Reinigungskammer 20, in der er von oben und unten aus Düsen 22 mit einer Alkalilösung besprüht und anschließend zwischen Bürstenwalzen 24 und 26 beidseitig intensiv gereinigt wird. Förderwalzen 28 leiten ihn dann in eine Spülkammer 30, in der er aus Spüldüsen 32 mit Spülflüssigkeit berieselt und zwischen Schleifwalzenpaaren 34, 36 geglättet wird. Ein anschließendes Förderwalzenpaar 38 bringt den Blechstreifen 12 in eine Vorbehandlungskammer 40, in der er mittels Walzensätzen 42 beidseitig mit einem chemischen Belag versehen wird, der ein besseres Haften des später aufzubringenden Lacküberzuges sichert. Der Steifen 12 durchläuft dann eine weitere Spülkammer 44, Trocknungskammern 46 und 48 und eine Glättvorrichtung 50. Von einer Umlenkrolle 52 wird er dann nach oben geleitet, wobei er durch vor und hinter der Umlenkrolle angeordnete Farbwerke 54 und 56 beidseitig mit einem Lacküberzug versehen wird. Alle diese Vorrichtungen sind an sich bekannt und bilden keine Merkmale derThe device 10 is used to treat a sheet metal strip 12, which runs off a roller 14, which in an unwinding device 16 of conventional design is mounted. The sheet metal strip 12 runs over a guide roller and then by two conveyor rollers 18, behind which it first passes through several pretreatment devices before it is coated with a paint is provided. He comes into a cleaning chamber 20, in which he from above and below Nozzles 22 sprayed with an alkali solution and then intensely on both sides between brush rollers 24 and 26 is cleaned. Conveyor rollers 28 then guide it into a rinsing chamber 30 in which it is made up of rinsing nozzles 32 Rinsing liquid is sprinkled and smoothed between pairs of grinding rollers 34, 36. A subsequent pair of conveyor rollers 38 brings the sheet metal strip 12 into a pretreatment chamber 40, in which it by means of roller sets 42 is provided on both sides with a chemical coating, which ensures better adhesion of the later to be applied The lacquer coating secures. The strip 12 then passes through a further rinsing chamber 44, drying chambers 46 and 48 and a smoothing device 50. From a deflection roller 52 it is then guided upwards, whereby it is arranged in front of and behind the deflection roller Inking units 54 and 56 are provided with a lacquer coating on both sides. All of these devices are known per se and do not constitute features of the

vorliegenden Erfindung. Sie könnten auch durch sonstige Vorrichtungen ergänzt oder ersetzt sein.present invention. You could also go through other Devices to be supplemented or replaced.

Nach dem beidseitigen Auftragen des Lacküberzuges durchläuft der Blechstreifen eine Induktionsheizspule 58, die von einer nicht dargestellten elektrischen Energieo.uelle mit elektrischen Hochfrequenzschwingungen gespeist wird, um ein den Blechstreifen umschließendes Kraftfeld zu erzeugen und hierdurch wärmeerzeugende Wirbelströme im Blechstreifen iu induzieren. Der Hochfrequenzstromkreis enthält eine Steuervorrichtung 60, mit der sich der hochfrequente Strom und damit auch die Temperatur nach Bedarf regeln lassen. Der Stromkreis enthält auch ein Aufzeichnungsgerät 62, mit den· die Temperatur in Abhängigkeit von einer Meßvorrichtung 63, z. B. einem Thermostaten, in jedem gewünschten Augenblick aufgezeichnet werden kann.After the two-sided application of the enamel coating, the metal strip passes through an induction heating coil 58, which is fed from an unillustrated electric Energieo.uelle with high-frequency electrical oscillations in order to generate a the metal strip enclosing force field and induce thereby heat generating eddy currents in the sheet metal strip iu. The high-frequency circuit contains a control device 60 with which the high-frequency current and thus also the temperature can be regulated as required. The circuit also contains a recorder 62 with which the temperature is measured in response to a measuring device 63, e.g. B. a thermostat, can be recorded at any desired moment.

Die von der Induktionsheizspule 58 erzeugte Wärme dient nicht nur zum Erhitzen des Blechstreifens auf die gewünschte Härtungstemperatur, sondern verdampft auch das in der Farbe üblich enthaltene Lösungsmittel. Der Lösungsmitteldampf würde sonst in der Bewegungsrichtung des Streifens 12 absirömen und in der umgebenden Luft kondensieren. Bei dieser Kondensation, die ein exothermischer Prozeß ist, würde jedoch die Verdampfungswärme frei werden und an den mit dem Überzug versehenen Blechstreifen abgegeben. Diese zusätzliche Erwärmung würde aber nicht nur die sofortige Abkühlung des mit dem Lackauftrag versehenen Streifens verhindern, sondern könnte die Temperatur so stark ansteigen lassen, daß der Lackauftrag beschädigt wird oder der Blechstreifen sogar schmilzt. Im übrigen würde das Lösungsmittelkondensat nicht nur die umgebende Luft, sondern auch den mit dem Lackauftrag versehenen Blechstreifen verunreinigen, der in diesem Zeitpunkt kein Lösungsmittel aufnehmen soll. Schließlich ist das Lösungsmittel ein verwertbares Erzeugnis, und seine Ableitung durch die Luft wäre unwirtschaftlich. The heat generated by the induction heating coil 58 is not only used to heat the sheet metal strip onto the desired curing temperature, but also evaporates the solvent usually contained in the paint. The solvent vapor would otherwise flow away in the direction of movement of the strip 12 and in the condense surrounding air. However, this condensation, which is an exothermic process, would the heat of evaporation is released and given off to the metal strip provided with the coating. However, this additional heating would not only result in the immediate cooling of the paint application Avoid streaking, but could cause the temperature to rise so much that the paint application is damaged or the metal strip even melts. Incidentally, the solvent condensate would not only contaminate the surrounding air, but also the metal strip provided with the paint application, which is in should not absorb any solvent at this point. After all, the solvent is a recyclable product, and its dissipation through the air would be uneconomical.

Um dies alles zu vermeiden, ist über der Induktionsheizspule 58 ein Kondensator 64 angeordnet, der einen Schlitz zum Durchlaß des Blechstreifens aufweist. Der Kondensator weist weiter zwei nach unten ragende Ableitstutzen 65 auf, die dicht über der Induktionsheizspule 58 mit Durchlässen 66 versehen sind und je eine Kühlschlange 67 enthalten, die an eine Kühlwasserzuleitung 68 und an eine Abflußleituug 70 angeschlossen sind. Der Kondensator 64 umgreift die Induktionsheizspule 58 in solcher Weise, daß die aus dem Lackauftrag frei werdenden Lösungsmitteldämpfe durch die Öffnungen 66 in den Kondensator strömen und hier kondensiert werden, wobei überschüssiger Lösungsmitteldampf von einem Sauggebläse 71 abgezogen wird, während das an den Kühlschlangen 67 niedertropfende Kondensat durch Leitungen 72 in eine Kondensatsammler 74 gelangt. Der vom Sauggebläse 71 geförderte, nicht kondensierte Lösungsmitteldampf strömt durch eine Auslaßleitung 76 zu einem Nachbrenner 78 und wird verbrannt, um :>eine Vermischung mit der Luft zu vermeiden.In order to avoid all of this, a capacitor 64 is arranged over the induction heating coil 58, the one Has slot for the passage of the sheet metal strip. The capacitor also has two protruding downwards Discharge stubs 65, which are provided with passages 66 just above the induction heating coil 58 and one each Cooling coil 67 included, which is connected to a cooling water supply line 68 and to a discharge line 70 are. The capacitor 64 surrounds the induction heating coil 58 in such a way that the paint application released solvent vapors flow through the openings 66 in the condenser and condensed here with excess solvent vapor being drawn off by a suction fan 71, while the condensate dripping down on the cooling coils 67 through lines 72 into a condensate collector 74 reached. The uncondensed solvent vapor conveyed by the suction fan 71 flows through an exhaust line 76 to an afterburner 78 and is burned to:> Mix with the air to avoid.

Der Metallstreifen 12 läuft dicht über dem Kondensator 64 über zwei wassergekühlte Führungsrollen 80 und 82 und von der letzteren nach unten zu einer weite ren wassergekühlten Führungsrolle 84. Alle drei Führungsrollen 80, 82 und 84 werden von einer Wasserlei tung 86 über eine Verteilleitung 88 mit Kühlwasser beschickt, das durch zugeordnete Abflußleitungen 90, 92 und 94 abströmt. Der beidseitig mit dem Lackauftrag versehene Blechstreifen 12 läuft dann weiter über Führungsrollen % zu einer Aufwickelrolle 98, die in einer üblichen Aufwickelvorrichtung i00 angeordnet ist. Die Aufwickelvorrichtung 100 ist zum Antrieb der Aufwikkelrolle 98 mit einem nicht dargestellten Elektromotor versehen, der den Blechstreifen von der Vorratsrolle 14 in gleichmäßigem Zug abwickelt.The metal strip 12 runs just above the condenser 64 over two water-cooled guide rollers 80 and 82 and from the latter down to a further water-cooled guide roller 84. All three guide rollers 80, 82 and 84 are from a water line 86 via a distribution line 88 with cooling water charged, which flows out through associated drain lines 90, 92 and 94. The sheet metal strip 12 provided on both sides with the application of lacquer then runs further over guide rollers% to a winding roller 98 which is arranged in a conventional winding device 100. The winding device 100 is provided with an electric motor (not shown) for driving the winding roll 98, which unwinds the sheet metal strip from the supply roll 14 in a uniform tension.

Die Benutzung der wassergekühlten Führungsrollen 80, 82 und 84 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung wichtig, weil diese Führungsrollen den mit dem Farbauftrag versehenen Blechstreifen im Härtungsstadium so kühlen, daß eine Beschädigung des Farbauftrages unterbleibt und ein Schmelzen des Blechs verhindert wird, wobei aber die Abkühlung nicht so rasch vor sich geht, daß Risse und innere Spannungen im Blechstreifen auftreten. Dies wird durch die Anordnung des Kondensators unterstützt, der verhindert, daß ein wesentlicher Teil der von der Induktionsheizspule 58 erzeugten Hitze über den mit dem Farbauftrag versehenen Blechstreifen in den Bereich der Kühlzone kommt.The use of the water-cooled guide rollers 80, 82 and 84 is within the scope of the present invention important because these guide rollers hold the sheet metal strip provided with the paint in the hardening stage cool so that the paint is not damaged and the sheet metal does not melt is, but the cooling does not proceed so quickly that cracks and internal stresses in the sheet metal strip appear. This is aided by the arrangement of the capacitor, which prevents a substantial Part of the heat generated by the induction heating coil 58 above that provided with the paint application Metal strip comes into the area of the cooling zone.

Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten der hier beschriebenen und dargestellten Anordnung beschränkt. Die Kühlwasserabflüsse der Führungsrollen 80, 82 und 84 können an einen Wärmetauscher angeschlossen sein. Die Wasserkühlung kann natürlich auch durch eine Luftkühlung oder ein sonstiges Kühlsystem ersetzt werden. Der Blechstreifen 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 Blechstreifens und seines Farbüberzuges richten sich auch die Behandlungstemperaturen. Sie liegen bei üblichen Standardfarben etwa zwischen 175 bis 520°C. Auch die Abrollgeschwindigkeit des Blechstreifens, seine Stärke und die Stärke seines Farbauftrages sowie die Anzahl von mit Kühlmitteln beschickten Führungsrollen und deren Lage können den jeweiligen Verhältnissen angepaßt sein.The invention is not restricted to the details of the arrangement described and illustrated here. The cooling water drains of the guide rollers 80, 82 and 84 can be connected to a heat exchanger be. The water cooling can of course also be replaced by air cooling or another cooling system will. The sheet metal strip 12 can consist of any suitable metal. The prepared with a solvent Color coating can have different organic compositions. After these different Composition and depend on the thickness of the sheet metal strip and its color coating the treatment temperatures. With the usual standard colors, they are between 175 and 520 ° C. Also the unwinding speed of the sheet metal strip, its strength and the strength of its paint application as well the number of guide rollers charged with coolants and their position can vary according to the respective conditions be adjusted.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Lacquer drying oven for one, n or both sides ■ sheet metal strips coated with thermosetting lacquer, fcei that the sheet metal strip provided with the paint application on a vertical conveying path ascending inductively heated, the vaporized paint solvent is diverted from the further conveying path of the belt and the sheet metal strip is cooled and wound up after the paint application has hardened, d a through characterized in that the paint drying oven as an indirectly cooled by cooling water Capacitor (64) is formed, which with iwei lower discharge stubs (65) a single one between two arranged induction heating coil (58) covered on both sides, which the sheet metal strip on in one stage the paint hardening temperature is heated, whereby the discharge nozzle (65) at the bottom of a condensate collector (74) are connected, the capacitor (64) partially open to the coil space and at the top to a suction fan (71) for the uncondensed solvent vapor, which is followed by an afterburner (78) is, and that the painted sheet metal strip behind the condenser (64) water-cooled guide rollers (80,82,84) passes through.

2. paint drying oven according to claim 1, characterized in that the upper ends of the discharge nozzle (65) of the capacitor (64) are at a distance above the induction heating coil (58) and in the space have inlet openings (66) for the solvent vapors to the coil.