DE2363223C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen in einem Turmofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Erhitzen eines Stahlbandes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Öfen dieses Typs werden gewöhnlich bei der Metallbeschichtung verwendet, in denen das Kaltband kontinuierlich geglüht wird, während gleichzeitig die Bandoberfläche für die Aufnahme eines Metallüberzugs vorbereitet wird.

Kontinuierliche Banderhitzungsöfen sind an sich seit langem unter der Bezeichnung Turmöfen bekannt. Bei diesem Ofentyp wird das Band kontinuierlich über Umlenkrollen durch den Ofen gezogen, wobei innerhalb des Ofens verschiedene angetriebene Rollen angeordnet sind. Die US-PS 25 85 277 und 36 22 140 sowie die am 12.07.1956 bekanntgemachte deutsche Patentanmeldung U 32 24 VI/18 c belegen dieses bekannte Konstruktionsprinzip. Aus der US-PS 25 85 277 ist außerdem die weitgehende Abschirmung der Umlenkrollen gegenüber der Erhitzungskammer bekannt.

Beim technischen Betrieb eines Turmofens für die Metallbeschichtung sind jedoch bleibende Spannungsbuckel im erwärmten und beschichteten Stahlband aufgetreten. Bei diesen Spannungsbuckeln handelt es sich um intermittierende oder kontinuierliche Längswellen in dem Band, die in der Regel im Mittelabschnitt auftreten. Der genaue Mechanismus der Spannungsbukkelbildung ist derzeit noch nicht bekannt. Es wurde jedoch gefunden, daß Spannungsbuckel in der Regel in Zusammenhang stehen mit dem Überleiten eines erhitzten Bandes über eine verhältnismäßig kalte Rollenoberfläche. In jedem Falle führt die Bildung von Spannungsbuckeln während der Abkühlung und/oder Erhitzung zu einem unbrauchbaren Endprodukt, d. h. ein solches beschichtetes Band muß weggeworfen bzw. verschrottet werden. Von gleicher Bedeutung ist die Tatsache, daß es durch Bildung von Spannungsbuckeln schwieriger ist das Band durch eine Beshichtungsanlage zu führen und daß häufig ein Bandbruch und als Folge davon ein Ausfall der Beschichtungsanlage auftritt

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Spannungsbuckel in Stahlbändern, die einen Turmofen durchlaufen, zu beseitigen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung nach Ansprach 1.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist durch Anspruch 2 gekennzeichnet

Die beanspruchte Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt Das zu erhitzende Band 10 tritt über die Rollen 14 und 16 in den ersten Abschnitt 12 des Ofens ein. Dieser Abschnitt des Ofens ist die direkt befeuerte, nicht-oxidierende Erhitzungszone. Unter dem Ausdruck »nicht-oxidierend« ist hier zu verstehen, daß der Ofen mit einem etwa 5%igen Oberschuß an Brennstoff betrieben wird. Die Temperatur des Ofens in dieser Zone kann etwa 1260⁰C betragen. Damit soll das an der Oberfläche des Bandes anhaftende öl und dgl. durch Verbrennen entfernt werden. Das in diesen Ofenabschnitt 12 eintretende Band wird bis zu seinem Durchgang durch die Abschirmplatten 18 auf eine Temperatur von 538 bis 760⁰C erhitzt

Das Band wird dann um die Umlenkrollen 20 und 22 herum, durch die öffnung 24 in den Abschirmplatten in den Ofenabschnitt 26 geführt Das Band passiert diesen Abschnitt durch die öffnung 28 in den oberen Abschirmplatten in Aufwärtsrichtung, um die Umlenkrolle 30 herum, dann durch die öffnung 32 in dem Ofenabschnitt 26 in Abwärtsrichtung und tritt durch die öffnung 34 an dem Boden dieses Ofenabschnittes aus. Bei diesem Abschnitt' des Ofens kann es sich vorzugsweise um ein Strahlungsheizrohr handeln und es dient dazu, die Temperatur des Bandes weiter zu erhöhen. Bei der hier betrachteten Ausführungsform wird die maximale Bandtemperatur an dem Punkt

erreicht, an dem das Band die öffnung 34 passiert. Diese Temperatur kann in der Größenordnung von 649 bis 927° C liegen.

Nach dem Verlassen des Ofenabschnittes 26 wird das Band um die Umlenkrollen 36 und 38 herum durch die öffnung 40 in den Rollenabschirmplatten in den Ofenabschnitt 42 eingeführt Innerhalb dieses Abschnittes wird das Band in Aufwärtsrichtung durch die öffnung 40, um die Umlenkrolle 46 herum, in Abwärtsrichtung durch die öffnung 48 und wieder durch den Ofenabschnitt 42 und schließlich durch die öffnung 50 am Boden herausgeführt. Dieser Abschnitt des Ofens kann bei der Metallbeschichtung ein Kühlrohrabschnitt des Ofens sein.
Das Band wird dann um die Umlenkrollen 52 und 54 herum in Aufwärtsrichtung durch die öffnung 56 in den unteren Abschirmplatten in den Ofenabschnitt 58 eingeführt. Auch in diesem Abschnitt des Ofens wird das Band in Aufwärtsrichtung durch die öffnung 60 in den oberen Abschirmplatten um die Umlenkrolle 62 herum

in Abwärtsrichtung durch die öffnung 64 durch den Ofenabschnitt 58 und schließlich durch die öffnung 66 nach außen geführt. Bei diesem Abschnitt des Ofens kann es sich um einen solchen vom Strahlkühlungstyp handeln, der dazu dient, das Band auf eine Temperatur von etwa 454⁰C abzukühlen, falls als Metallüberzug

geschmolzenes Zink aufgebracht wird. Schließlich wird as Band um die Umlenkrollen 68 und 70 in Abwärtsrichtung durch den Durchgang 72 in das nicht

dargestellte Bad des geschmolzenen Beschichtungsmetalls eingeführt

Die großtechnische Verwendung eines Turmofens der beschnebenen Art hat zu einem Banddefekt geführt, der als Spannungsbuckelbildung oder Spanr-ungsfaltenbildung bezeichnet werden kann. Bei diesen Spannungsbuckeln handelt es sich um ungleichmäßige Langswellen. Im allgemeinen entstehen sie im Mittelabschnitt des Dandes und sie können sich intermittierend oder kontinuierlich bilden. Ein Band, das Spannungsbuckel aufweist, muß weggeworfen bzw. verschrottet werden, wodurch Produktionszeit verlorengeht Außerdem ist es, was ebenfalls sehr wichtig ist, extrem schwierig, ein Spannungsbuckel aufweisendes Band durch eine Beschichtungsanlage zu fuhren und es besteht die große Gefahr eines Bandrisses.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die Gefahr des Auftretens von Spannungsbuckeln beträchtlich zunimmt, wenn die Banddicke abnimmt Außerdem hängt die Neigung zur Bildung von Spannungsbuck?ln von der Bandspannung (Banddehnung) in dem Ofen ab. Beim Durchführen eines Materials einer geringen Dicke durch einen Ofen des oben beschriebenen Typs bestand vor der vorliegenden Erfindung beispielsweise nur die Möglichkeit, die Gefahr der Spannungsbuckelbildung dadurch minimal zu halten, daß man eine minimale Bandspannung bzw. Banddehnung anwendete und die maximale Bandtemperatur auf weniger als 704° C begrenzte. D.h. mit anderen Worten, es war früher umöglich, den vorstehend beschriebenen Turmofen zur Durchführung des Glühcyclus mit hoher Ausziehqualität, bei dem Temperaturen in der Größenordnung von 816 bis 927° C auftreten, mit einem Band einer geringen Stärke anzuwenden.

Wie weiter oben angegeben, besteht einer der Hauptvorteile des anmeldungsgemäßen Turmofens darin, daß die Umlenkrollen nicht in der Niedrig- oder Hochtemperaturatmosphäre angeordnet zu werden brauchen. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, daß jede der vorstehend beschriebenen Umlenkrollen mit einem Abschirmblech versehen oder anderweitig in wirksamer Weise in einer Roilenkammer angeordnet ist, die sich je nachdem, ob es sich um Heiz- oder Kühlabschnitte handelt, außerhalb der Hoch- oder Tieftemperaturofenatmosphäre befindet Es ist ferner War, daß bei der kontinuierlichen Ofenbehandlung des Stahlbandes die Bandtemperatur in der Regel von der Temperatur der Heiz- und Kühlofenabschnitte, durch welche es geführt wird, stark verschieden ist Erfindungsgemäß wird nun eine von der Banderhitzungsquelle unabhängige Erhitzungseinrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe es möglich ist, die Oberflächentemperatur jeder der Umlenkwalzen zu steuern. Zu diesem Zweck sind Strahlungsrohre 74 oder andere Heizeinrichtungen in der Nähe der Oberfläche jeder der Umlenkrollen in den Rollenkammern angeordnet Es ist auch eine geeignete Kontrolleinrichtung vorgesehen, um die Temperatur der Oberfläche der Umlenkrolle bei etwa der Temperatur des darum herumgeführten Bandes zu halten. Ein solches Kontrollsystem ist an sich weitgehend bekannt Es umfaßt eine Einrichtung zur Messung der Temperatur des Bandes, wenn es sich der Rolle nähert die mit der Ziffer 76 schematisch angedeutet ist eine Einrichtung zur Messung der Temperatur der Rollenkammer, die mit der Ziffer 78 schematisch angedeuteten Zonenthermoelemente sowie eine Einrichtung zur Inbetriebsetzung der Strahlungsröhren zur Steuerung der Temperatur der Rollenkammer und zur gleichzeitigen Einstellung der Temperatur der Rollenoberfläche auf etwa die Temperatur des darum herumgeführten Bandes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verhinderung von Spannungsbuckeln während der kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Stahlbandes in einem Turmofen mit mindestens einem vertikal ausgerichteten Heizabschnitt mit darin angeordneten primären Heizeinrichtungen, durch den das Stahlband hindurchgeführt wird, mindestens einem vertikal ausgerichteten Kühlabschnitt mit darin angeordneten primären Kühleinrichtungen, durch den das Stahlband hindurchgeführt wird, und mit Umlenkroiien an den unteren und oberen Enden der Heiz- und Kühlabschnitte, um die das Stahlband unter Längsspannung herumgeführt wird, sowie mit Einrichtungen zum Isolieren der Rollen gegenüber den primären Heiz- und Kühleinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzliche Heizeinrichtungen (74), die von den primären Heizeinrichtungen (12,26) und den primären Kühleinrichtungen (42, 58) unabhängig und in der Nähe der Oberfläche jeder der Rollen (20, 22, 30, 36, 38, 46, 52, 54, 62, 68) angeordnet sind, sowie Einrichtungen (76, 78) zur Steuerung dieser unanhängigen Heizeinrichtungen (74) zur Einstellung der Temperatur der Rollenoberfläche auf etwa Bandtemperatur aufweist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als zusätzliche Heizeinrichtungen (74) jeweils ein Strahlungsrohr in der Nähe jeder Rollenoberfläche aufweist