DE2844898A1

DE2844898A1 - Regelung der bandtemperatur in einem durchlaufofen

Info

Publication number: DE2844898A1
Application number: DE19782844898
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iida; Yasuo Takeda; Ikuo Umehara
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1977-10-20
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1979-04-26
Also published as: JPS5458608A; AU519480B2; GB2007389B; BE871365A; CA1126506A; AU4092578A; IT7828795A0; FR2406667B1; IT1192278B; GB2007389A; SE7810899L; DE2844898C2; BR7806940A; JPS5924166B2; FR2406667A1; US4239483A

Description

Patentanwälte

Dr. W. HrP-ler

Dipl.-Chim. Γ. Schrumpf Lüdenscheid, 13. Oktober 1978 - 8

Posifach 17 04 ^ yg ^ ^g

5880 Lödftnscheid

Anmelderin: Firma Nippon Steel Corporation

6-3, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

Regelung der Bandtemperatur in einem Durchlaufofen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Regelung der Bandtemperatur in einem Durchlaufofen mit einer Vorheizzone und einer Schnellheizzone, wobei durch Zusammenschweißen von Bandabschnitten unterschiedlicher Dicke ein Band mit wechselnder Dicke kontinuierlich durchläuft und die Bandtemperatur in der Schnellheizzone unabhängig von der jeweiligen Banddicke einen gleichen Sollwert erreichen soll.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Regelung der Bandtemperatur von Stahlband in einem Durchlaufofen, durch den Bänder unterschiedlicher Dicke laufen, die jedoch auf die gleiche Temperatur erhitzt werden sollen. Die einzelnen Bandabschnitte werden vor dem Eintritt in den Ofen mitein-

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ander verschweißt und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit kontinuierlich durchgeführt. Es erfolgt eine Erhitzung auf eine vorgegebene Temperatur am Austritt des Durchlaufofens, die jeweils unabhängig von der Banddicke sein soll.

Ein solcher Durchlaufofen wird normalerweise zum kontinuierlichen Glühen von Stahlbändern eingesetzt. Damit das Band eine gewünschte Formbarkeit erhält, werden spezielle Erhitzungskurven gefahren. Jede Erhitzungskurve erreicht die gewünschte Endtemperatür, auf die das Band aufgeheizt werden soll oder mit der das Band den Austritt des Durchlaufofens verläßt. Diese Temperatur soll von der Banddicke unabhängig sein.

Solche Durchlaufofen sind entweder elektrisch beheizt, entweder für direkte Beheizung oder für induktive Beheizung, oder es erfolgt eine Beheizung durch Verbrennung von Heizgas Die gasbefeuerten Öfen lassen sich unterteilen in Öfen der Strahlungsrohrbauart und direkt befeuerte Öfen nichtoxydierender Atmosphäre.

Im Hinblick auf den Energiewirkungsgrad, die Betriebskosten, die Investitionskosten und andere Betriebsgrößen sind gasbefeuerte Öfen elektrisch beheizten Öfen vorzuziehen. Wenn Bänder unterschiedlicher Dicke kontinuierlich wärmebehandelt werden sollen, schweißt man normalerweise die Bandabschnitte mit einem Schweißgerät vor dem Eintritt in den Durchlaufofen zusammen. Wenn sich dann die Banddicke entsprechend ändert, soll doch die Bandtemperatur am Aus- · tritt aus dem Durchlaufofen unverändert bleiben. Normalerweise wird die Austrittstemperatur bei der Behandlung von Band mit unterschiedlicher Dicke durch Einstellung der Temperatur des Durchlaufofens geregelt, also durch Einstellung der Temperatur der Ofenatmosphäre.

In einem Ofen der Strahlungsrohrbauart beträgt die Erhitzungsgeschwindigkeit normalerweise 15° C/sec, und die Austrittstemperatur des Bandes mit veränderlicher Dicke läßt sich in befriedigender Weise durch Regelung der Ofentemperatur bestimmen. Da keine übermäßigen Änderungen der

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Ofentemperatur erforderlich sind, treten nur innerhalb eines begrenzten Längenabschnitts Abweichungen von der Austritts-Solltemperatur auf, so daß die Ausbringung nicht beeinträchtigt wird.

Neuerdings kommen jedoch Verfahren in Gebrauch, bei denen das Band mit einer hohen Erhitzungsgeschwindigkeit von 100° C/sec oder mehr im Rahmen eines Durchlaufglühverfahr ens erhitzt wird, damit man ein Kaltband mit hervorragender Formbarkeit erhält. Bei dieser Betriebsweise kann die Ofentemperatur nicht so schnell wie erforderlich verstellt werden, so daß der Bandabschnitt mit von dem Sollwert abweichender Temperatur anwächst und Schwierigkeiten in der Ausbringung auftreten.

Dieses Problem der Verringerung der Ausbringung soll an einem Beispiel verdeutlicht werden. Es sei angenommen, daß das Band über einen vorgegebenen Bereich z.B. von etwa 400° C auf etwa 700° C in einem Durchlaufofen gegebener Länge z.B. 20 m erhitzt wird und mit einer festen Geschwindigkeit von 400 m/min durch den Ofen läuft. Innerhalb des genannten Erhitzungsbereiches wird das Band mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 100° C/sec erhitzt, damit es konstant eine Austrittstemperatur von 700° C am Austritt des Ofens hat. Wenn sich die Banddicke von 0,6 mm auf 0,4- mm ändert, lassen sich die genannten Arbeitsbedingungen erst dann wieder einhalten, wenn die eingestellte Ofentemperatur um 100° C geändert ist. Infolge dieser Temperatureinstellung in Verbindung mit der Änderung der Banddicke können etwa 20 m des Bandes von der Solltemperatur abweichen. Das Hinterende eines Bandabschnitts und das Vorderende des nächsten Bandabschnitts, die miteinander verschweißt sind, können jeweils zu beiden Seiten der Schweißnaht einen Abschnitt mit abweichender Temperatur von etwa 10m Länge aufweisen. Diese Länge mit abweichender Temperatur entspricht der Gesamtlänge der abweichenden Abschnitte auf beiden Seiten der Schweißnaht. Damit die Länge mit abweichender Temperatur innerhalb dieses Bereichs bleibt

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muß die 100° C-Verstellung der Ofentemperatur innerhalb von 3 see abgeschlossen sein. Dieses läßt sich jedoch mit den vorhandenen technischen Möglichkeiten nicht durchführen. Denn ein Durchlaufofen mit einer üblichen Regelung für die 5 Ofentemperatur benötigt 5 bis 10 min für eine 100° C-Verstellung der Ofentemperatur. Demzufolge weicht das Band über eine Länge von etwa 2000 m bis 4000 m von der Solltemperatur ab. Dieses bedeutet, daß eine erhebliche Bandlänge als Schrott ausgeschieden werden muß, obgleich die Banddicke innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.

Auch wenn das geschweißte Band keine Dickenabweichungen aufweist, muß selbstverständlich der Teil mit Temperaturabweichung ausgeschieden werden. Die Länge des Abschnitts mit Dickenabweichung hängt von der Genauigkeit der automatischen Regelung der Kaltbandstraße ab.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Regelung, die eine Regelung der Bandtemperatur innerhalb eines Durchlaufofens auch bei Dickenänderung des Bandes ermöglicht. Die Regelung nach der Erfindung soll eine kontinuierliche Banderhitzung mit viel höherer Erhitzungsgeschwindigkeit als üblich möglich machen. Die Erfindung soll außerdem einen minimalen Energieverbrauch unabhängig von der Banddicke sicherstellen. Die Erfindung soll eine Verringerung der Länge der Erhitzungsstrecke und eine Erhöhung der Erhitzungsgeschwindigkeit möglich machen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst '·

a) eine Anzahl von Vorheizgruppen zum Anblasen des Bandes mit Heizgas werden in Bandlaufrichtung hintereinander unabhängig und einzeln regelbar angeordnet;

b) die Einschaltlänge (Anzahl der jeweils eingeschalteten Vorheizgruppen) der Vorheizzone wird unabhängig von der Banddicke eingestellt;

c) die Temperatur der Schnellheizzone wird in Abhängigkeit von der Banddicke vorgegeben, damit das Band aus Austritt der Schnellheizzone in konstanter Form die Solltemperatur erreicht;

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d) im Normalbetrieb beim Durchlauf eines gleichförmig dicken Bandes wird das Band in der Vorheizzone mit voreingestellter Einschaltlänge vorerhitzt und dann innerhalb der auf der vorgegebenen Temperatur befindlichen Schnellheizzone schnell erhitzt, damit die Band-Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone erreicht wird;

e) die Einstelltemperatur der Schnellheizzone wird beim Durchlauf von Band mit sich ändernder Dicke von einem dem vorausgehenden Bandabschnitt entsprechender Optimalwert auf einen dem nachfolgenden Bandabschnitt entsprechenden Optimalwert geändert, und gleichzeitig wird die Einschaltlänge der Vorheizzone während der Übergangsperiode, in der sich die Isttemperatur innerhalb der Schnellheizzone auf den zweiten Einstellwert ändert, so eingestellt, daß die Band-Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone erreicht wird.

Die Regelung nach der Erfindung stellt die Herstellung von Kaltband mit guten Qualitätseigenschaften sicher und setzt die Länge der Abschnitte mit Temperaturabweichung von dem Sollwert herab.

Die Regelung nach der Erfindung eignet sich besonders gut für eine kontinuierliche Erhitzung des Bandes mit hoher Erhitzungsgeschwindigkeit innerhalb einer Anlage, in der Band mit veränderlicher Dicke mit Erhitzungsgeschwindigkeiten von 100° C/sec oder mehr erhitzt wird. Beim kontinuierlichen Glühen ist es z.B. im Hinblick auf die Bandqualität wünschenswert, daß das Band mit möglichst hoher Erhitzungsgeschwindigkeit über einen bestimmten Temperaturbereich etwa zwischen 400° C und 700° C erhitzt wird. Innerhalb dieses Temperaturbereichs erlaubt die Regelung nach der Erfindung eine kontinuierliche Erhitzung von Band mit unterschiedlicher Dicke auf eine Solltemperatur bei einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 100° C/sec oder mehr. Die Ausbringung wird nicht herabgesetzt. Die Regelung nach der Erfindung stellt eine hohe Wirtschaftlichkeit sicher.

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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert: Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer kontinuierlichen Glühanlage mit einer Regelung nach der Erfindung.

Fig. 2 ist ein mehr ins Einzelne gehendes Schaltbild der Vorheizzone und der Schnellheizzone der Anlage nach Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Plan für die optimale Temperatureinstellung der Schnellheizzone für unterschiedliche Banddicken.

Fig. 4 zeigt schematisch die Temperaturregelung für Band unterschiedlicher Dicke im Rahmen

der Erfindung,

Fig. 4A für Band mit abnehmender Dicke und Fig. 4b für Band mit zunehmender Dicke. Fig. 5 erläutert im Einzelnen die Temperaturregelung nach der Erfindung, wobei der

zeitliche Verlauf in Abhängigkeit von der Bewegung des Dickensprungpunktes dargestellt ist.

Fig. ♦ 6 gibt Temperaturverteilungen vor und hinter dem Dickensprungpunkt, dem Punkt, in dem zwei Bänder mit unterschiedlicher Dicke . miteinander verschweißt sind, jeweils für den Austritt der Schnellheizzone im Rahmen der Regelung nach der Erfindung. Fig. 6A und 6B erläutern den Fall, bei dem die Einschaltlänge der Vorheizzone momentan umgestellt wird, wenn der Dickensprungpunkt den Eintritt der Vorheizzone erreicht .
Fig. 6C und 6D erläutern den Fall, in dem die

Einschaltlänge der Vorheizzone momentan umgestellt wird, wenn der Dickensprung-

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punkt den Austritt der Vorhei^zone erreicht.

Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild für eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, wonach der zeitliche Schaltverlauf von der

Bewegung des Dickensprunkpunktes abhängt und wobei die Banddicke abnimmt. Fig. 8 ist der Fig. 7 ähnlich, jedoch nimmt hier

die Banddicke im Dickensprungpunkt zu. Fig.. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit dem Zeitplan für die Bewegung des Dickensprungpunktes.
Fig. 10 ist ein Ablaufρlan für die Bestimmung der Abschaltzeit der Vorheizgruppe Nr. 1 der Vorheizzone für die Ausführungsform nach

Fig. 7.
Fig. 11 zeigt die Temperaturänderung in der

Schnellheizzone.

Fig. 12 zeigt den Anstieg der Bandtemperatur, wenn die Temperatur der Schnellheizzone konstan'

gehalten wird.
Fig. 13 zeigt die Temperaturänderung des Bandes beim Durchlauf durch die Schnellheizζone, wenn sich die Temperatur derselben zeitlieh ändert.

Fig. 14 ist ein Programmablaufplan zur Bestimmung der Zeit für die Vergrößerung der Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 in Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung der Temperatur der Schnellheizζone für die

Ausführungsform der Fig. 7.

Die Regelung der Bandtemperatur in einem Durchlaufofen wird nunmehr in Einzelheiten erläutert. Damit die Regelung nach der Erfindung verwirklicht werden kann, müssen die nachstehenden Voraussetzungen erfüllt sein;

1) Ein Durchlaufofen hat eine Vorheizzone und eine Schnellheizzone. Es kann sich dabei um zwei oder mehrere vonein-

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ander unabhängige Öfen handeln, die in Reihenanordnung betrieben werden, oder um einen einzigen Ofen mit entsprechender Unterteilung.

2) Die Vorheizzone umfaßt eine Vielzahl von gaseinblasenden Vorheizgruppen, die nach Belieben einzeln eingeschaltet und ausgeschaltet werden können. Durch Einschalten und Ausschalten der gasblasenden Vorheizgruppen läßt sich die wirksame Länge der Vorheizzone (im Folgenden Einschaltlänge genannt), die zur Erhöhung der Bandtemperatur beiträgt, nach den Erfordernissen einstellen. Zum Beispiel kann eine Vorheizzone mit einer Gesamtlänge von 42 m in einzelne Vorheizgruppen einer Länge von 2 bis 3 m unterteilt werden. Damit eine genaue Regelung der Bandtemperatur erfolgen kann, wird die Vorheizzone zweckmäßigerweise in möglichst viele Gruppen unterteilt. Jede Gruppe hat eine gleiche Heizleistung. Die Temperatur des eingeblasenen Gases ist niedrig und liegt etwa bei 400° C bis 500° C. Das Niedertemperaturgas kann mit einem einfachen Ein-Aus-Schaltglied gesteuert werden. Der wichtigste Vorteil dieser Anordnung liegt in der Ausschaltung einer Ansprechverzögerung bei der Regelung der Bandtemperatur am Austritt der Vorheizzone, die von der in dem Ofen gespeicherten Wärme herrühren könnte. Das Gasblas-Vorheizverfahren stellt einen hochgradigen Wärmeaustausch mit dem Niedertemperaturgas sicher, was unter dem Gesichtspunkt der Ofenauslegung, der Betriebsweise und der Regelung der Bandtemperatur vorteilhaft ist.

3) Die Schnellheizzone besitzt eine übliche Regelung für die Ofentemperatur. Zur Verbesserung der Regelbarkeit der Temperatur ist es vorzuziehen, daß die Schnellheizzone in einzelne Zonen unterteilt ist, deren Temperatur einzeln regelbar ist.

4) Im Normalbetrieb wird Band gleichbleibender Dicke mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt, abgesehen von Abschnitten im Bereich der Schweißnähte, wo sich die Dicke ändern kann. In der Schnellheizzone wird das Band mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 100° C/sec oder mehr z.B. von 400° C auf 700° C aufgeheizt, damit das Band am Austritt

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des Ofens die Bandsolltemperatur von z.B. 700° C erreicht. Dieser Betrieb mit vergleichsweise hoher zeitlicher Konstanz wird im wesentlichen durch Regelung der Ofentemperatur der Schnellheizzone geregelt. Wenn ein Band mit veränderlicher Dicke oder der genannte Abschnitt veränderlicher Dicke in dei Nähe der Schweißnaht oder wenn im Notfall eine unregelmäßige Betriebsweise auftritt, muß das Band mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 100° C/sec oder mehr auf die Solltemperatur von z.B. 700° C mit sehr kurzer Ansprechzeit aufgeheizt werden. Diese Betriebsweise mit vergleichsweise kleiner Zeitkonstanten wird hauptsächlich durch Einstellung der Anzahl der wirksamen Vorheizgruppen geregelt.

Diese Maßnahmen werden nunmehr genau erläutert.

a) Im Normalbetrieb läuft das Band gleichförmiger Dicke mit konstanter Geschwindigkeit durch den Ofen. Die Einschaltlänge der Vorheizzone ist unabhängig von der Banddicke auf einen im wesentlichen gleichen Wert von etwa 80 % oder mehr der Gesamtlänge der nutzbaren Heizzone festgelegt. Wenn ein größerer Temperaturregelbereich erforderlich ist, kann die Einschaltlänge auf z.B. 50 % der Gesamtlänge herabgesetzt werden. Diese Einschaltlänge wird auch als voreingestellte Einschaltlänge bezeichnet.

b) Das Band wird in der Vorheizzone innerhalb der voreingestellten EinschaItlänge vorgeheizt. Dann läuft es mit gleicher Geschwindigkeit durch die Schnellheizzone, in der es mit einer Aufheizgeschwindigkeit von z.B. 100° c/sec aufgeheizt wird, so daß es am Austritt die Solltemperatur erreicht. Die optimale Ofentemperatur der Schnellheizzone wird zuvor für die jeweiligen Banddicken ermittelt.

Das Ziel der Ermittlung der Ofentemperatur der Schnellheizzone für die jeweilige Banddicke ist die Einsparung des Energieverbrauchs. Wenn eine Ofentemperatur der Schnellheizzone für das Band maximaler Dicke eingestellt ist, so daß dasselbe die Solltemperatur bei der betreffenden Laufgeschwindigkeit erhält, können dünnere Bänder die gleiche Solltemperatur durch Verringerung der Einschaltlänge der Vorheizzone erreichen. Jedoch erfordert die Aufrechter-

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haltung der hohen Temperatur für die maximale Banddicke auch "beim Durchlauf dünnerer Bänder einen höheren Brennstoffverbrauch, als tatsächlich notwendig. Dieses führt zu erheblichen Energieverlusten.

c) Im gleichmäßigen Betrieb wird das Band in der Vorheizzone mit voreingestellter Einschaltlänge vorerhitzt und dann innerhalb der Schnellheizzone bei einer der Dicke entsprechenden Ofentemperatur schnell erhitzt, so daß die Band-Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone erreicht ist.

Im ungleichmäßigen Betrieb beim Durchlauf des Dickensprungpunktes des Bandes oder bei ähnlichen Änderungen wird die optimale Ofentemperatur der Schnellheizzone von dem Wert für den vorauslaufenden Bandabschnitt auf die optimale Temperatur für den nachfolgenden Bandabschnitt geändert.

Während dieser Übergangsperiode ändert sich die Ofentemperatur der Schnellheizzone allmählich auf die zweite optimale Temperatur. Dabei wird auch die Einschaltlänge der Vorheizzone durch Einstellung der Anzahl der im Betrieb befindlichen Vorheizgruppen geändert, damit die Bandtemperatur am Austritt der Vorheizzone entsprechend geregelt wird.

Durch diese Maßnahme kann das Band am Austritt der Schnellheizzone die Solltemperatur auch während der Übergangsperiode erreichen, während der die Ofentemperatur sich ändert.

Darüberhinaus verwendet eine Ausführungsform der Erfindung 1. einen direkt befeuerten Ofen mit nichtoxydierender Atmosphäre als Schnellheizzone, der durch Einstellung des Luft-Brennstoff-Behältnisses die nichtoxydierende Atmosphäre erzeugt, und 2. eine Ausnutzung der Feuergase aus der Schnellheizζone als Niedertemperaturgas, das in die Vorheizzone eingeblasen wird, um dadurch den Energieverbrauch zu verringern. Eine zusätzliche Energieeinsparung wird dadurch erreicht, daß im Normalbetrieb 80 % oder mehr der Gesamtlänge der Vorheizzone ausgenutzt werden.

Es wird nunmehr ein Durchlaufofen erläutert, der mit einer Regelung nach der Erfindung ausgestattet ist.

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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer kontinuierlichen Glühanlage mit einer Regelung der Bandtemperatur im Rahmen der Erfindung. Von einer nichtdargestellten Einführungseinrichtung mit Abwickelvorrichtung, Schweißvorrichtung und Einlauf-Schiingenspeicher wird das Band durch die Vorheizzone Nr. 1 1, die Vorheizzone Nr. 2 2, die Schnellheizzone 3, die Ausgleichszone 4, die primäre Kühlzone 5, die Alterungszone 6 und die nichtdargestellte sekundäre Kühlzone in die nichtdargestellte Auslaufeinrichtung geführt, die einen Austritts-Schlingenspeicher und Spannrollen umfaßt.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Vorheizzone Nr. 1 1, der Vorheizzone Nr. 2 2 und der Schnellheizzone 3. In Verfolgung des.Heizgasflusses wird zunächst die Schnellheizzone 3 beschrieben. Zur Erhöhung der Regelbarkeit umfaßt die Schnellheizzone 3 eine Zone Nr. 1 3a, eine Zone Nr. 2 3b und eine Zone Nr. 3 3c , die miteinander in Reihe angeordnet sind. Wie noch im einzelnen erläutert wird, kann die Temperatur einer jeden Zone unabhängig geregelt werden. In diesen Zonen 3a, 3b und 3c wird das Band S durch das von dem Brenner 31 eingeblasene Verbrennungsgas erhitzt.

Nach der Erhitzung des Bandes S wird das Verbrennungsgas der Schnellheizzone 3 in einer Feuergassammeikammer gesammelt, in der die Temperatur durch Beimischung von Luft mittels eines Gebläses 34 auf den gewünschten Wert eingestellt wird. Dieses Feuergas wird dann der Vorheizzone Nr. 2 2 zugeführt, in der das Band S von etwa 250° C auf etwa 400° C erhitzt wird, indem der unverbrannte Brennstoff und die Eigenwärme des Feuergases aus der Schnellheizζone ausgenutzt werden.

Nach Fig. 2 ist die Vorheizzone Nr. 1 1 in 28 bis 42 Vorheizgruppen Zi unterteilt. Jede Vorheizgruppe Zi besitzt Düsen 11, die Heizgas hoher Geschwindigkeit senkrecht gegen das Band S blasen. Die Düsen 11 sind an ein Ein-Aus-Regelventil Vi angeschlossen, das durch einen Regelrechner 51 gesteuert wird. Entsprechend kann jede Vorheizgruppe Zi

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nach Belieben und unabhängig ein- und ausgeschaltet werden. Aufgrund der Einblasung von Heizgas ergibt sich innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 ein hoher Wärmeübergang auch mit dem Niedertemperaturgas. Bei dieser Ausführungsform wird das Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 2 2 als Heizgas benutzt. Das den Austritt der Vorheizzone Nr. 2 2 verlassende Feuergas gelangt durch einen Rekuperator 15 und ein Warmgebläse 16 in die Vorheizzone Nr. 1 1. Das Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 11 wird zunächst in einer Feuergassammelkammer 17 gesammelt. Beim Durchtritt durch ein Durchflußregelventil 18 wird ein Teil des Gases mit dem Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 2 2 gemischt. Ein Teil des verbleibenden Gases wird durch ein Durchflußregelventil 20 und über einen Schornstein 24 in die Atmosphäre abgelassen.

Der Restteil strömt durch ein Durchflußregelventil 22 und wird mit dem Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 2 2 gemischt. Die Temperatur des Heizgases in der Vorheizzone Nr. 1 1 wird geregelt, indem die Menge des über das Regelventil 20 in die Atmosphäre abgegebenen Feuergases und die Menge des mit dem Feuergas der Vorheizzone Nr. 3 2 gemischten Feuergases durch die Regelventile 18 und 22 geregelt werden. Im Betrieb hat jede Vorheizgruppe Zi eine im wesentlichen gleiche Heizleistung. Kaltluft eines Kaltgebläses 25 wird in dem Rekuperator 15 aufgeheizt und dem Brenner 31 der Schnellheizzone 3 zugeführt.

Im Normalbetrieb, wenn Band gleichförmiger Dicke mit konstanter Geschwindigkeit durchläuft, abgesehen von Abschnitten in der Nachbarschaft der Schweißnaht, wo sich die Banddicke ändern kann, sind 80 % oder mehr der Vorheizgruppe|a innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 in Betrieb. Infolgedessen werden 80 % oder mehr der Gesamtlänge der Vorheizzone Nr. 1 als wirksame Vorheizzone oder als Einschaltlänge derselben zur Vorerhitzung des Bandes ausgenutzt.

Danach sind die Vorheizzonen Nr. 1 und 2 im Hinblick auf die Einsparung des Energieverbrauchs ausgelegt und nutzen

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wirksam die Eigenwärme der Feuergase der Schnellheizzone 3 aus.

Innerhalb der Einlaufeinrichtung wird das vorausgehende Band, das in dem Schiingenspeicher gespeichert ist, kontinuierlich abgegeben. Das Hinterende des vorausgehenden Bandes und das Vorderende des nachfolgenden Bandes werden in der Schweißeinrichtung miteinander verschweißt, so daß ein kontinuierlicher Durchlauf möglich ist. Die vorausgehenden und nachfolgenden Bandabschnitte, die miteinander verschweißt sind, haben Dicken im Bereich zwischen 0,3 und 1,2nuji. Normalerweise wird ein Betriebsplan aufgestellt, um den Dickenunterschied zwischen den Bandabschnitten möglichst klein zu halten. In bestimmten unregelmäßigen Betriebsphasen treten jedoch große Unterschiede auf.

Am Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 hat das Band eine feste Temperatur z.b. 20° C, unabhängig von seiner Dicke. Die Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 ist ebenfalls auf einen festen Wert vorgegeben, z.B. auf 700° C, jeweils unabhängig von der Banddicke.

Das Band wird mit einer Geschwindigkeit von z.B. 400m/min unabhängig von der Banddicke durchgeführt, so daß das Band mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 100° C/sec oder mehr aufgeheizt werden muß, wobei die Ofentemperatur entsprechend der jeweiligen Banddicke eingestellt ist. Die Durchlaufgeschwindigkeit ist vorgegeben und entsprechend als eingestellte Laufgeschwindigkeit bezeichnet.

Fig. 3 zeigt optimale Temperaturpläne für die Schnellheizzone 3, die zur Anwendung kommen, wenn 80 % oder mehr der Gruppen der Vorheizzone Nr. 1 1 in Betrieb sind. Mit diesen Temperaturplänen können Bänder mit einer Dicke von 0,4, 0,6 und 1,2 mm mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 100° C/sec oder mehr mindestens von 400° C auf 700° C aufgeheizt werden. Die Laufgeschwindigkeit und die Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone sind dann jeweils unabhängig von der Banddicke festgelegt. Der Optimalwert ist hier im Hinblick auf eine Energieeinsparung bestimmt.

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Die Regelung der Bandtemperatur wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. In den Fig. 4A und 4B sind die Länge der Vorheizzone Nr. 2 2 und die Länge der Schnellheizzone 3 in Richtung der x-Achse und die Ofentemperatur sowie die Bandtemperatur der y-Achse aufgetragen.

Das Hauptziel der Erfindung ist die Regelung der Temperatur von Band veränderlicher Dicke. Der Regelvorgang hängt davon ab, ob 80 % oder mehr der Vorheizzone Nr. 1 1 oder 50 % derselben in Betrieb sind.
Zunächst wird der Fall einer Einschaltlänge von 80 % der Vorheizzone erläutert. Diese Betriebsweise läßt sich in zwei Fälle unterteilen:

1) einem Band großer Dicke folgt ein Band kleiner Dicke und

2) einem Band kleiner Dicke folgt ein Band großer Dicke. Zwischen diesen beiden Fällen treten einige Unterschiede der Betriebsweise auf.

Beispiel 1

Zunächst wird der Fall erläutert, wonach einem Band großer Dicke ein Band kleiner Dicke folgt, wobei auf Fig. 4A Bezug genommen ist. Dort gibt h die optimale vorgewählte Ofentemperatur der Schnellheizzone 3 und die Temperatur der Vorheizzone Nr. 2 2 für ein 0,6 mm dickes Band an, das mit der voreingestellten Geschwindigkeit durch den Ofen läuft. Gq g gibt eine Aufheizkurve für das 0,6 mm dicke Band innerhalb der Vorheizzone Nr. 2 2 und der Schnellheizzone 3 an, nachdem eine Vorerhitzung innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 mit der voreingestellten Einsehaltlänge erfolgt ist. ti ist die Temperatur des 0,6 mm dicken Bandes am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 (oder am Eintritt der Vorheizzone Nr.2 2\ to ist die Solltemperatur des 0,6 mm dicken Bandes am Austritt der Schnellheizzone 3. Die Heizgeschwindigkeit beträgt —j^— = 100° C/sec.

Wenn ohne Änderung der Betriebsbedingungen der Zonen 1, und 3 und der Laufgeschwindigkeit ein 0,4 mm dickes Band durchläuft, verläßt dasselbe die Vorheizzone Nr. 1 1 mit einer Temperatur t'i, die größer als ti ist. In der Vor-

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heizzone Nr. 2 2 steigt die Bandtemperatur längs der Kurve θ_π f- an. Dann verläßt das Band die Schnellheizzone 3 mit

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einer Temperatur, die etwa 175 C oberhalb der Solltemperatur to liegt. Wenn Bandabschnitte unterschiedlicher Dicke zusammengeschweißt sind und kontinuierlich ohne Änderung der Laufgeschwindigkeit durchlaufen, kann man unmöglich solche Temperaturdifferenzen in der Größe von 175° C durch Nachstellung der Temperatur der Schnellheizzone 3 kompensieren.

Auch wenn das Regelsystem für die Ofentemperatur die Temperatur der Schnellheizzone 3 momentan von dem Einstellwert für 0,6 mm Dicke auf den Einstellwert von 0,4 mm Dicke umschaltet, kann sich die tatsächliche Ofentemperatur nicht so schnell ändern. Während der Übergangsperiode weicht die Bandtemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 von der eingestellten Solltemperatur ab. Je schneller die Durchlaufgeschwindigkeit ist, um so größer ist die Länge der Abweichung und damit die Verringerung der Ausbringung.

Nach der Erfindung wird die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 momentan verkürzt, wenn der 0,4 mm dicke Bandabschnitt z.B. den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht, indem die Anzahl der eingeschalteten Vorheizgruppen entsprechend eingestellt wird. Dadurch wird die Bandtemperatur am Eintritt der Vorheizzone Nr. 2 2 oder am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 auf den Wert t"i gemäß Fig. 4A verkürzt, um dadurch die Temperaturdifferenz von ' 175° C zu kompensieren. Infolgedessen wird die gewünschte Solltemperatur to am Austritt der Schnellheizzone 3 erreicht, auch wenn die Temperatur der Vorheizzone Nr. 2 2 und der Schnellheizζone 3 auf dem Optimalwert entsprechend der Voreinstellung für das 0,6 mm dicke Band verbleibt.

Wenn das 0,4 mm dicke Band normal durch die Zonen 1, 2 und 3 läuft, schaltet die Temperaturregelung, die Voreinstelltemperatur der Schnellheizzone 3 von dem Wert für 0,6 mm Dicke auf den Wert für 0,4 mm Dicke um.

Im Anschluß an dieses Umschalten fällt die Temperatur der Schnellheizzone 3 allmählich auf die optimale Vorein-

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Stelltemperatur für das 0,4 mm dicke Band ab. Damit das während dieser Übergangsperiode durchlaufende 0,4 mm dicke Band auch am Austritt der Schnellheizzone 3 die Solltemperatur hat, wird die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr 1 durch entsprechende Einstellung der Anzahl der im Betrieb befindlichen Vorheiζgruppen vergrößert. Dadurch wird die Bandtemperatur am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 oder am Eintritt der Vorheizzone Nr. 2 2 geregelt. Schließlich hat die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 den anfängliehen Wert der Einsehaltlänge. Infolgedessen wird das 0,4 mm dicke Band jetzt in der Vorheizzone Nr. 1 1 mit der voreingestellten Einschaltlänge vorerhitzt und dann in der Schnellheizzone 3 schnell erhitzt, deren Temperatur die optimale Voreinstelltemperatur hat, so daß das Band die Solltemperatur am Austritt aus der Schnellheizzone 3 erreicht.

Das Verfahren der Temperaturregelung wird in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 5 erläutert.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild zur Darstellung der Bewegung des Dickensprungpunktes des Bandes S, das kontinuierlich in Pfeilrichtung durch die Vorheizzone Nr. 1 1, die Vorheizzone Nr. 2 2 und die Schnellheizζone 3 läuft, die nach Fig. 2 in Reihe angeordnet sind. In Fig. 5 ist S₁ ein Bandabschnitt mit der Dicke tu , S₂ ein weiterer Bandabschnitt mit der Dicke hg, dessen Vorderende an das Hinterende des Bandabschnitts S₁ angeschweißt ist (mit h* = 0,6 mm und h₉ = 0,4 mm). C, _o ist die Schweißstelle zwischen den Bandabschnitten S₁ und Sp, an der sich die Banddicke ändert. Der Bandabschnitt Sp läuft jeweils nach dem Bandabschnitt S₁ in jede Zone ein, so daß der Bandabschnitt S₁ der voranlaufende und der Bandabschnitt Sp der nachfolgende Bandabschnitt sind. Das Band S läuft mit der voreingestellten Laufgeschwindigkeit Vc durch.

Verfahrensschritt 1 (Zeitpunkt t₁):

Der Bandabschnitt S₁ mit der Dicke h,j läuft mit der Geschwindigkeit Vc durch die Zonen 1, 2 und 3. Dies ist eine

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stationäre Betriebsbedingung. In diesem Zeitpunkt sind 80 % oder mehr der Gesamtlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 in Betrieb und tragen zur Vorerhitzung des Bandes S₁ bei. Die Regelung für die Ofentemperatur regelt die Isttemperatur der Schnellheizzone 3 auf den optimalen Wert, der für das Band S₁ voreingestellt ist. Infolgedessen erreicht das Band S₁ am Austritt der Schnellheizzone 3 die Solltemperatur. Verfahrensstufe 2 (Zeitpunkt t₂):
Sobald der Dickensprungpunkt C_{1 2} den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht, wird die Einschaltlänge derselben momentan kürzer als die voreingestellte Einschaltlänge gemacht. Die Einschaltlänge wird so weit verkürzt, daß der auf den Dickensprungpunkt C_{1 2} folgende Bandabschnitt S₂ auf eine Temperatur am Austritt der Vorheizzone erhitzt wird, die sicherstellt, daß die Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 erreicht wird, auch wenn die voreingestellten Temperaturen der Schnellheizzone 3 noch auf dem Optimalwert für den Bandabschnitt S₁ verbleiben.

Im einzelnen werden die Temperaturen des Bandabschnitts S₂ am Eintritt der Vorheizzone Nr. 2 2 und der Schnellheizzone 3 so eingestellt, daß der Bandabschnitt S₂ mit der Dicke h₂ in der Schnellheizzone 3 erhitzt wird, deren Temperatur auf den Optimalwert für den Bandabschnitt S₁ mit der Dicke h* eingeregelt ist, und die Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 erreicht. Dementsprechend wird die erforderliche Einschaltlänge für die Vorheizzone■ Nr. 1 1 bestimmt, damit diese Bandtemperatur "erreicht wird. Die Verringerung der Einschaltlänge wird aus der erforderlichen Länge und der voreingestellten Länge ermittelt.

Im Zeitpunkt t., nach Fig. 5 erreicht der Punkt des voranlaufenden Bandabschnitts S₁, der dem Dickensprungpunkt C_{1 2} um die Länge L der Vorheizzone Nr. 1 1 vorangeht, den Austritt der Schnellheizzone 3.

Der voranlaufende Bandabschnitt S₁, der die Schnellheizzone 3 zwischen den Seiten t₂ und t, verläßt, erreicht die Solltemperatur.

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Im Zeitpunkt t, nach Fig. 5 erreicht der Dickensprungpunkt C, ρ ^^en Austritt der Schnellheizzone 3. In diesem Zeitpunkt tj- nach dem Zeitpunkt ti verläßt der nachfolgende Bandabschnitt Sp hinter dem Dickensprungpunkt CL g die Schnellheizζone 3 mit der Solltemperatur, auch wenn die tatsächliche Temperatur auf dem Optimalwert für den vorangehenden Bandstreifen S₁ verbleibt.

Verfahrensstufe 3 (nach dem Zeitpunkt t.):

Wenn der nachfolgende Bandabschnitt Sp alle Zonen 1 , 2, 3 belegt, schaltet die Temperaturregelung die voreingestellte! Temperatur der Schnellheizzone 3 vom Optimalwert für den Bandabschnitt. S^ mit der Dicke tu auf den Optimalwert für den Bandabschnitt Sp mit der Dicke hg in einem geeigneten Zeitpunkt um. Außerdem setzt die Schaltung zur Vergrößerung der Einsehaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 ein.

Auch wenn die Regelung die voreingestellte Temperatur auf den Optimalwert für den Bandabschnitt Sp umschaltet, ändert sich die tatsächliche Temperatur der Zonen nicht momentan. Infolgedessen werden der Übergang der Temperatur in der Schnellheizzone 3 und der Vorheizzone Nr. 2 2, die Temperatur des Bandabschnitts Sp am Austritt der Schnellheizzone 3 während dieser Übergangsperiode und die Temperatur des Bandabschnitts Sp aus Austritt der Vorheizzone Nr. 1 zur Erzielung der Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 während des Übergangs abgeschätzt. Aufgrund der Ergebnisse dieser Abschätzung wird die Einschaltlänge der · Vorheizzone Nr. 1 1 vergrößert. Gleichzeitig -wird die Temperatur des Bandabschnitts S₂ am Austritt der Schnellheizzone 3 und/oder am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 gemessen und auf die Vorheizzone Nr. 1 1 als Information zur Regelung der Einschaltlänge zurückgeführt. Die Änderung der Ofenisttemperatur aufgrund der voreingestellten Temperaturumschaltung wird durch Einstellung der Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 unter Berücksichtigung dieser Abschätzung und Rückführung kompensiert. Deshalb kann der nachfolgende Bandabschnitt Sp, der die Schnellheizzone 3

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während der Übergangsperiode verläßt, während der sich die Ofentemperatur von dem voreingestellten Wert für den Bandabschnitt Sg mit der Dicke· hp ändert, die Solltemperatur erreichen.

Verfahrensstufe 4 (Zeitpunkt tg):

Sobald eine normale Betriebsperiode im Zeitpunkt t^- erreicht ist, in der der Bandabschnitt Sp mit der Dicke hg kontinuierlich durch alle Zonen läuft, , stellt

sich die Isttemperatur der Schnellheizzone 3 auf den opti-

ein malen Wert für den Bandabschnitt S₂/und die Einsehaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 kehrt auf den Voreinstellwert von 80 % oder mehr der Gesamtlänge der Zone zurück.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 4B die Betriebsweise beschrieben, bei der ein dünner Bandabschnitt von einem dicken Bandabschnitt gefolgt wird. In dieser Figur gibt h den optimalen Voreinstellwert und die Isttemperatur der Schnellheizzone 3 für ein 0,4 mm dickes Band an. θ₀ , ist die Aufheizkurve für das 0,4 mm dicke Band, das in der Vorheizzone Nr. 1 mit der voreingestellten Einschaltlänge vorgeheizt ist und dann in die Vorheizzone Nr. 2und die Schnellheizzone 3 mit einer Temperatur ti eintritt, to ist die Solltemperatur und die Temperatur des 0,4 mm dicken Bandabschnitts am Austritt der Schnellheizzone 3. Wenn der 0,6 mm dicke Bandabschnitt in der Vorheizzone Nr. 1 1 mit der voreingestellten Einschaltlänge vorerhitzt ist, tritt er in die Vorheizzone Nr. 2 2 und die Schnell- · heizzone 3 mit der Temperatur ti ein, die kleiner als ti ist. Dann erhöht sich die Temperatur des Bandabschnitts längs der Kurve 9_Q g, die unterhalb der Kurve Qq ^ liegt.

Das Band verläßt die Schnellheizzone 3 mit einer Temperatur t'o, die kleiner als die Solltemperatur to ist. Die Temperatur t'o kann auf den Wert to erhöht werden, indem die Temperatur des 0,6 mm dicken Bandes am Austritt der Vorheizzone 1 1 auf den Wert t"i erhöht wird, so daß die Temperatursteigerung der Kurve 6_Q g folgt. Doch die Bandtemperatur am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 kann nicht

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durch Vergrößerung der Einschaltlänge erhöht werden, da die voreingestellte Einschaltlänge im wesentlichen kritisch ist. Deshalb schaltet die Regelung für die Ofentemperatur für die voreingestellte Temperatur von dem Wert für das 0,4 mm dicke Band/den Wert für das 0,6 mm dicke Band um, so lange noch der 0,4 mm dicke Streifen durch die Zonen 1, 2 und 3 läuft. Im Anschluß an diese Umschaltung stellt sich eine Übergangsperiode ein, während der die Isttemperatur in der Schnellheizzone 3 allmählich auf den Voreinstellwert für das 0,6 mm dicke Band ansteigt. Damit der 0,4 mm dicke Streifen am Austritt der Schnellheizzone 3 während dieser Übergangsperiode die Solltemperatur erreicht, wird die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 verkürzt, indem die Anzahl der eingeschalteten Vorheizgruppen eingestellt wird. Dadurch wird die Bandtemperatur am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 oder am Eintritt der Vorheizzone Nr. 2 geregelt. Die Isttemperatur der Schnellheizzone 3 steigert sich auf den optimalen Voreinstellwert für das 0,6 mm dicke Band, bevor dasselbe den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht. Dann kehrt die verkürzte Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 momentan auf die voreingestellte Einschaltlänge zurück, sobald das 0,6 mm dicke Band z.B. den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht. Entsprechend wird das 0,6 mm dicke Band nunmehr in der Vorheizzone Nr. 1 1 in der voreingestellten Einschaltlänge vorerhitzt und dann in der Schnellheizzone 3 schnell erhitzt, deren Isttemperatur auf· dem Optimalwert gehalten wird, damit erreicht"das Band am Austritt der Schnellheizzone 3 die Solltemperatur. Die Arbeitsweise für diese Temperaturregelung wird wiederum in Verbindung mit Fig. 5 erläutert. S, ist der Bandabschnitt mit einer Dicke h,, dessen Vorderende an das Hinterende des Bandabschnitts S_g mit der Dicke h₂ angeschweißt ist (mit h₂ = 0,4 mm und h, = 0,6 mm). C₂ , ist die Schweißstelle zwischen den Bandabschnitten S₂ und S, oder der Dickensprungpunkt. Der Bandabschnitt S, erreicht jede Zone im Anschluß an den Bandabschnitt S₂, so daß der

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a*

Bandabschnitt S₂ der voranlaufende und der Bandabschnitt S- der nachfolgende Bandabschnitt genannt werden.

Verfahrens stufe 1 (Zeitpunkt t/) ·

Der Bandabbchnitt Sp mit der Dicke hp läuft mit der Geschwindigkeit Vc durch die Zonen 1, 2 und 3. In diesem Zeitpunkt sind 80 % oder mehr der tatsächlichen Länge der Vorheizzone Nr. 1 1 in Betrieb. Die tatsächliche Temperatur der Schnellheizzone 3 wird auf den voreingestellten Optimalwert für den Bandabschnitt S₂ mit der Dicke h₂ geregelt. Infolgedessen erreicht der Bandabschnitt S₂ am Austritt der Schnellheizzone 3 die Solltemperatur.

Verfahrensstufe 2 (Zeitpunkt t_?) :

Sobald derjenige Punkt des voranlaufenden Bandabschnitts S₂, der um eine vorgegebene Länge 1 vor dem Dickensprungpunkt C₂ , liegt, den Eintritt der Vorheizzone Nr. Λ 1 erreicht, schaltet die Regelung der Ofentemperatur/voreingestellte Temperatur der Schnellheizzone 3 von dem Voreinstellwert für den vorangehenden Bandabschnitt S₂ mit der Dicke h₂ auch den voreingestellten Wert für den nachfolgenden Bandabschnitt S, mit der Dicke h- um. In diesem Zeitpunkt setzt auch die Umschaltung der Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 ein.

Die Änderung der Isttemperatur des Ofens aufgrund der Umschaltung der Voreinstelltemperatur wird durch die Einstellung der Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 aufgrund der genannten Abschätzung und Rückführung kompensiert. In-· folgedessen verläßt der voranlaufende Bandabschnitt S₂ mit der Dicke hr> die Schnellheizzone 3 während der Übergangsperiode, in der sich die Isttemperatur der Schnellheizzone von dem Voreinstellwert für den Bandabschnitt Sp mit der Dicke h₂ auf den Voreinstellwert für den Bandabschnitt S, mit der Dicke h~ ändert, mit der Solltemperatur, die erreicht werden kann.

Verfahrensstufe 3 (Zeitpunkt tg):

Sobald der Dickensprungpunkt C₀ , den Eintritt der Vor-

heizzone Nr. 1 1 erreicht, kehrt die verkürzte Einschalt-

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-Vt-

länge momentan auf den größeren Voreinstellwert zurück. In diesem Zeitpunkt befindet sich die Schnellheizzone 3 im Normalbetrieb, nachdem die Isttemperatur den Voreinstellwert für den nachfolgenden Bandabschnitt S, mit der Dicke h, erreicht hat. Infolgedessen erreicht der nachfolgende Bandabschnitt S, im Anschluß an den Dickensprungpunkt Cp ·* den Sollwert am Austritt der Schnellheizζone 3.

Die vorgegebene Länge 1 wird aus der Übergangsperiode

cLxG bestimmt, während der Isttemperatur der/Schnellheizzone sich allmählich von dem Optimalwert für den voranlaufenden Bandabschnitt mit der Dicke h₂ auf den Optimalwert für den nachfolgenden Bandabschnitt mit der Dicke h, ändert, wobei die Laufgeschwindigkeit gleich bleibt.

Zwischen dem Zeitpunkt tg und tg, in dem der genannte Punkt des voranlaufenden Bandabschnitts Sp₁ der dem Dickensprungpunkt Cp - um die Länge L der Vorheizzone Nr. 1 1 vorangeht, den Austritt der Schnellheizzone 3 erreicht, verläßt der Bandabschnitt Sp die Schnellheizzone 3 mit der Solltemperatur, auch wenn die Isttemperatur der Schnellheizzone den Optimalwert für den nachfolgenden Bandabschnitt S, hat.

Im Zeitpunkt t,, ₀ erreicht der Dickensprungpunkt Cp , den Austritt der Schnellheizzone 3. Der nachfolgende Bandabschnitt S^, der die Schnellheizzone 3 nach diesem Zeitpunkt t^Q verläßt, erreicht die Solltemperatur und wird in der Vorheizzone Nr. 1 1 mit der voreingestellten Einschaltlänge vorerhitzt und anschließend in der Vorheizzone Nr. 2 2 und der Schnellheizzone 3 erhitzt, deren Ofentemperatur den Optimalwert für den Bandabschnitt mit der Dicke h, hat.

Im Zeitpunkt t^p läuft der Bandabschnitt S, mit der Dicke h, konstant durch die Zonen 1, 2 und 3.

Die Fig. 6A und 6B zeigen die Temperaturverteilungen vor und hinter dem Dickensprungpunkt bzw. der Schweißstelle am Austritt der Schnellheizzone 3. Diese Temperaturverteilung ergibt sich durch Einstellung der Einsehaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1. t'o gibt den Istwert der Band-

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temperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 an und to ist der Sollwert der Bandtemperatur an dieser Stelle. Danach stimmt das Maximum der Länge mit abweichender Bandtemperatur mit der Länge L der Vorheizzone Nr. 1 1 überein. Zusammenfassend wird die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 gegenüber der voreingestellten Länge verkürzt, wenn einem dickeren Bandabschnitt ein dünnerer Bandabschnitt folgt und umgekehrt. Nach diesem Ausführungsbeispiel erfolgt diese Einstellung, wenn der Dickensprungpunkt den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht. Die maximale Bandlänge mit abweichender Endtemperatur kann entsprechend innerhalb der Gesamtlänge L der Vorheizzone Nr. 1 1 eingeschränkt werden, indem die Einstellung erfolgt, wenn der Dickensprungpunkt den Austritt oder einen anderen ausgewählten Punkt innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht.

Die Fig. 6C und 6D zeigen die Verteilung der Bandtemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3, die erhalten werden, indem die Einstellung der Einschaltlänge erfolgt, wenn der Dickensprungpunkt den Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht.

Durch Änderung der Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 in dem Moment, wo der Dickensprungpunkt des Bandes den Eintritt oder den Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 oder einen anderen vorher ausgewählten Punkt innerhalb derselben erreicht, kann die Bandlänge, die von der Solltemperatur abweicht, auf die Länge L der Vorheizzone Nr. 1 begrenzt werden.

Beispiel II
In diesem Beispiel ist die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 auf 50 % der Gesamtlänge derselben voreingestellt.

Sobald der Dickensprungpunkt den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht, wird die voreingestellte Einschaltlänge vergrößert oder verringert, indem die Anzahl der eingeschalteten Vorheizgruppen eingestellt wird. Dann wird die Austrittstemperatur der Vorheizzone Nr. 1 1 so ge-

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steuert, daß der nachfolgende Streifenabschnitt am Austritt der Schnellheizzone 3 die Solltemperatur erreicht, auch wenn die Ofentemperatur auf dem Optimalwert für den voranlaufenden Bandabschnitt verbleibt.

Danach schaltet die Regelung in einem geeigneten Zeitpunkt, wenn der nachfolgende Bandabschnitt konstant durch die Zonen 1,2,3 läuft, die voreingestellte Temperatur der Schnellheizzone 3 von dem Voreinstellwert für den vorauslaufenden Bandabschnitt auf den Einstellwert des nachfolgenden Bandabschnitts um. In diesem Zeitpunkt wird die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 zur Regelung der Bandtemperatur am Austrittsende derselben eingestellt. Dadurch kann der nachfolgende Bandabschnitt die Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone 3 erreichen, auch während der Übergangsperiode, während der die Ofentemperatur sich allmählich auf den Einstellwert für den nachfolgenden Bandabschnitt ändert.

Mit diesem Verfahren kann man die Bandlänge, die von der Solltemperatur abweicht, auf etwa 50 % der Gesamtlänge L der Vorheizzone Nr. 1 1 ändern.

Die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 kann vergrößert oder herabgesetzt werden, wenn der Dickensprungpunkt das Austrittsende oder eine andere ausgewählte Stelle innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht. Dann wird die Bandlänge, über die eine Abweichung von der Solltemperatur ai innerhalb der tatsächlichen Länge L der Vorheizzone Nr. 1 gehalten.

Beispiel III Im Rahmen des Beispiels wird die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 in Abhängigkeit von oder durch Abtastung der Stellung des Dickensprungpunktes C_{1 2} "bzw. C₂ , eingestellt. Dementsprechend ist die Bandlänge mit einer Abweichung von der Solltemperatur gleich der Länge einer Vorheizgruppe.

Anhand der Fig. 7 wird die Arbeitsweise für eine Abnahme ■ der Banddicke vom Wert h^ auf den Wert h₂ beschrieben. In

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dieser Figur bezeichnet η die Nummer der Vorheizgruppe innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 und G₁ sowie G₂ sind die Temperaturen der Schnellheizzone 3 entsprechend der Voreinstellung für die Dicken h₁ bzw. h^. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Vorheizzone Nr. 2 2 ausgelassen. Damit ein Spielraum verbleibt, ist die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 die durch Verwendung aller η Vorheizgruppen erhältlich ist, auf 80 % der Gesamtlänge eingestellt.

Fig. 7(a) zeigt eine Normalbetriebsbedingung, während der der Bandabschnitt S₁ mit der Dicke l·^ durch die Vorheizzone Nr. 1 1 und die Schnellheizζone 3 läuft. Fig. 7(b) zeigt eine Bedingung, während der der Dickensprungpunkt C₁ 2 gerade vor dem Eintritt in die Vorheizzone Nr. 1 1 lieg i ist die Nummer der Vorheizgruppe, die eingestellt wird, um die Aufheizung des Bandes S₂ mit der Dicke h₂ auf die Solltemperatur mit der Ofentemperatur G₁ zu erreichen. Gemäß Fig. 7(c) wird die (i-1)-te Vorheizgruppe abgeschaltet, wenn der Dickensprungpunkt C_{1 2} ^die i-te Vorheizgruppe erreicht. Entsprechend wird eine Vorheizgruppe nach der anderen abgeschaltet in dem Maße, wie der Dickensprungpunkt C₁ 2 vorrückt. Nach Fig. 7(d) liegt der Dickensprungpunkt C_{1 2} unmittelbar vor der η-ten Vorheizgruppe. Nach Fig. 7(e) hat der Dickensprungpunkt C_{1 2} gerade die Vorheizzone Nr. 1 1 verlassen,und (n-i) Vorheiζgruppen sind abgeschaltet. Dementsprechend verläßt das vorauslaufende Band S₁ die Schnellheizzone 3 mit der Solltemperatur, sobald ein Punkt vor dem Dickensprungpunkt C_{1 2} ^Om die Länge einer Vorheizgruppe liegt. Der Bandabschnitt S₂ hinter dem Dickensprungpunkt C_{1 2} verläßt die Schnellheizzone 3 ebenfalls mit der Solltemperatur.

Nach Fig. 7(f) läuft der Bandabschnitt S₂ konstant durch die Vorheizzone Nr. 1 1, in der i Vorheizgruppen eingeschaltet sind und durch die Schnellheizzone 3, deren Temperatur auf den Wert G₁ eingestellt ist. Dann wird nach Fig. 7(g) die Voreinstelltemperatur von G₁ auf G₂ geändert,

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worauf die Isttemperatur innerhalb der Schnellheizzone 3 allmählich absinkt. Die Anzahl der eingeschalteten Vorheizgruppen wird allmählich von i entsprechend der Änderung der Temperatur der Schnellheizzone 3 vergrößert. Nach Fig. 7(h) erfolgt eine solche Regelung, daß η Vorheizgruppen im Betrieb sind, wenn die Schnellheizζone eine Temperatur von Op hat.

Nach Fig. 8 wird nunmehr die Arbeitsweise für den Fall beschrieben, .daß die Banddicke von hp auf h- zunimmt. Fig.

8(a) zeigt eine reguläre Betriebsbedingung, während der ein Bandabschnitt Sp mit der Dicke h₉ konstant durch die Vorheizzone Nr. 1 1 und die Schnellheizzone 3 hindurchläuft. Unter dieser regeulären Betriebsbedingung wird die Voreinstelltemperatur der Schnellheizzone 3 vom Wert Op auf den Wert θ~ geändert, bevor der Dickensprungpunkt Cg ■?

die Vorheizzone Nr. 1 1 gemäß Fig. 8(b) erreicht. Als Folge steigt die Ofentemperatur der Schnellheizzone 3 allmählich an. Diese voreingestellte Temperaturumschaltung soll in einem solchen Zeitpunkt erfolgen, daß der Dickensprungpunkt den Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 erreicht oder geringfügig davor liegt, gerade wenn die Ofentemperatur der Schnellheizzone 3 den Wert Θ, erreicht. Der Dickensprungpunkt C₂ -z soll vor diesem Augenblick in die Vorheizzone Nr. 1 1 eintreten. Gleichzeitig werden die eingeschalteten Vorheizgruppen in der Stellung η und darüberhinaus eine nach der anderen entsprechend dem Anstieg der Temperatur · der Schnellheizzone abgeschaltet.

Nach Fig. 8(c) sind i Vorheizgruppen innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 in Betrieb, wenn die Schnellheizzone die Temperatur 0, erreicht. Nach Fig. 8(d) erreicht der Dickensprungpunkt C₉ , den Eintritt der Vorheizzone Nr. 11. Wenn

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der Dickensprungpunkt C₂ ~ sich unmittelbar vor der (i-1)-ten Vorheizgruppe befindet, wird diese Gruppe gemäß Fig. 8(e) eingeschaltet. Nach den Fig. 8(f) und (g) werden die nachfolgenden Vorheizgruppen entsprechend eingeschaltet,

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wenn sich der Dickensprungpunkt C₉ ., vorwärtsbewegt. Demzufolge verläßt der voranlaufende Bandabschnitt S₂ die Schnellheizzone 3 mit der Solltemperatur soweit eine Stelle vor dem Dickensprungpunkt C₂ , um die Länge einer Vorheizgruppe befindet. Der Bandabschnitt S., hinter dem Dickensprungpunkt C₂ , verläßt ebenfalls die Schnellheizzone 3 mit der Solltemperatur. Fig. 8(h) zeigt eine reguläre Betriebsbedingung, in der der Bandabschnitt S, mit der Dicke tu konstant durch die Vorheizzone Nr. 1 1 und die Schnellheizzone 3 läuft.

Beispiel IV

Wie im Beispiel III wird die Einsehaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 in Abhängigkeit von oder durch Abtasten der Stellung des Dickensprungpunktes eingestellt. Die Einschaltlänge ist jedoch auf 50 % der Gesamtlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 im Normalfall eingeschränkt. Dieses Beispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 erläutert.

Als erstes soll die Banddicke von h<. auf tu, abnehmen. Fig. 9(a) zeigt eine Normalbedingung, in der der Bandabschnitt S₁ mit der Dicke h,, konstant durch die Vorheizzone Nr. 1 1 läuft, in der 50 % der Vorheizgruppen eingeschaltet sind und ferner durch die Schnellheizzone 3, deren Temperatur auf den Voreinstellwert Θ,. für die Banddicke h^ gehalten ist. In Fig. 9(b) wird der Bandabscnnitt S₂ innerhalb der Schnellheizzone 3 erhitzt, deren Temperatur auf Q^ gehalten wird. Damit der Bandabscnnitt S₂ in diesem Fall die Solltemperatur erreicht, muß die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 von 50 % auf 1-% der Gesamtlänge herabgesetzt werden. Nach Fig. 9(c) werden die Vorneizgruppen zwischen der i-%-Stellung und der 50-96-Stellung eine nach der anderen abgeschaltet in dem Maße, wie der Dickensprungpunkt C₉ „ vorrückt. Wenn das Band S₉ in die Schnellheizzone 3 eintritt, wird die Voreinstelltemperatur derselben vom Wert Θ,. auf den Wert O₂ umgeschaltet. Es müssen dann mehr Vorheizzonen eingeschaltet werden, wenn sich die Ofentemperatur innerhalb der Schnellheizzone 3 ändert, wie dies in Fig. 9(d) gezeigt ist.

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Als nächstes soll die Dicke des durch die Vorheizzone Nr. 1 1 und die Schnellheizzone 3 laufenden Bandes von h_? auf h, zunehmen, wie dies anhand der Fig. 9(e) und folgende erläutert ist. In Fig. 9(f) wird der Bandabschnitt S, in der Schnellheizzone 3 erhitzt, deren Temperatur auf dem Wert Qp gehalten ist. Damit der Bandabschnitt S, die Solltemperatur erreicht, muß die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 über den 50-%-Wert auf einen j-%-¥ert vergrößert werden. Wenn sich der Dickensprungpunkt C_Q , über die 50-%-Stelle bewegt, werden die nachfolgenden Vorheizgruppen eine nach der anderen eingeschaltet, wie dies in Fig. 9(g) dargestellt ist. Nach Fig. 9(h) wird die Voreinstelltemperatur der Schnellheizzone 3 von θ_? auf Θ, umgeschaltet, wenn der Bandabschnitt S, in die Vorheizzone Nr.

11 und die Schnellheizzone 3 eintritt. Im Anschluß auf diese Umschaltung der Voreinstelltemperatur steigt die Ofentemperatur der Schnellheizzone 3 allmählich an und die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 wird von j-% auf 50 % herabgesetzt.

Diese Arbeitsweise begrenzt die Bandlänge mit vom Sollwert abweichender Temperatur auf die Länge einer Vorheizgruppe innerhalb der Vorheizζone Nr. 1 1 .

Nunmehr wird die Anwendung der Regelung auf eine Anlage unter Bezugnahme auf Fig. 2 in Einzelheiten erläutert.

Nach Fig. 2 wird die Bandtemperatur durch einen Regelrechner 51 gesteuert. Dieser Regelrechner 51 ist ein Uni- ' versalrechner, der mit einem Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-Gerät 52 und einem Daten-Eingabe-Ausgate-Gerät 53 verbunden ist. Über das Daten-Eingabe-Ausgabe-Gerät 53 speichert der Regelrechner 51 die folgenden Größen:

1. Bandgeschwindigkeit Vc (Festwert)

2. Banddickenbezogene optimale Ofentemperatur für die Schnellheizzone 3 (entsprechend dem Temperaturplan der Fig. 3).

3. Bandsolltempertur am Austritt der Schnellheizzone 3

(Festwert).
4. Bandtemperatur ti am Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1

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(Festwert).
5. Banddickenbezogene Heizleistung der Vorheizgruppen innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 bei der Bandgeschwindig keit Vc.

6. Laufnummer i, Dicke hi und Länge Ii jedes eingeführten B andab s chni 11 s.

7. Einstelldauer für die Ofentemperatur innerhalb der Schnellheizzone 3 in Abhängigkeit von der 'stufenweisen Umschaltung von einer Voreinstelltemperatur auf eine andere durch das Regelsystem.

8. Längen der einzelnen Heizzonen 1, 2, 3, Zwischenabstände, Länge der Vorheizgruppen Zi innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 , usw.

Durch das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-Gerät 52 erhält der Regelrechner 51 Daten über die Banddicke von einem Banddickenfühler 13 oder einer Dickensprungstelle oder einem Schweißfühler am Eintritt der Vorheizzone Nr. 1 1 und Temperatürdaten von einem Bandtemperaturfühler 14 am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1, einem Bandtemperaturfühler am Austritt der Schnellheizzone 3, einem Verbrennungsgastemperaturfühler 38 innerhalb der Schnellheizzone 3, einem Feuergastemperaturfühler 39 innerhalb der Feuergassammelkammer 33, einem Bandtemperaturfühler 27 am Austritt der Vorheizzone Nr. 2 2 und einem Feuergastemperaturfühler 29 innerhalb der Feuergassammelkammer 17.

Im Normalbetrieb, wo das Band S mit gleichförmiger Dicke durchläuft, werden die Temperaturen innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1, der Vorheizzone Nr. 2 2 und der Schnellheizzone 3 konstant gehalten. Die Erklärung beginnt in der Schnellheizzone 3 und folgt der Strömung des Heizgases. Wie bereits erwähnt, speichert der Regelrechner 51 banddickenbezogene optimale Voreinstelltemperaturen für die Schnellheizzone 3 und gibt Ausgangssignale entsprechend der Banddicke an das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-Gerät 52 ab. In demselben wird das Digitalsignal in ein Analogsignal umgewandelt, das an einen Regelapparat 43 für ein

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-JtT -

Brennstoff-Durchflußregelventil 42 weitergegeben wird. Das Signal des Regelapparats 43 öffnet das Brennstoff-Durchflußregelventil 42 in dem erforderlichen. Ausmaß, so daß die erforderliche Menge Brennstoff von einem Brennstofftank 41 zu dem Brenner 31 fließt. Ein Durchflußmesser 44 mißt die Durchflußmenge und gibt ein Durchflußmengensignal an den Regelapparat 43, damit eine Regelung des Brennstoffdurchflusses mit Rückmeldung erfolgt. Der Regelapparat 43 gibt über einen Verhältnisgeber 45 auch Signale an einen Regelapparat 47 für ein Luft-Durchflußregelventil 46 ab. Das Signal des Regelapparats 47 öffnet das Luft-Durchflußregelventil 46 in dem erforderlichen Ausmaß. Dann wird die gewünschte Menge der in dem Rekuperator 15 vorerhitzten Verbrennungsluft an den Brenner 31 geliefert. Ein Durchflußmesser 48 mißt die Durchflußmenge und gibt ein Durchflußmengensignal an den Regelapparat 47, damit die Luftdurchflußmenge durch Rückmeldung geregelt werden kann. Die Bandtemperatur wird durch den Temperaturfühler 37 am Austritt der Schnellheizzone 3 gemessen und über das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabegerät 52 zu dem Regelrechner 51 zurückübertragen, so daß eine Rückmeldungsregelung der Temperatur innerhalb der Schnellheizzone 3 erfolgt.

Nachdem die Temperatur innerhalb der Feuergassamme!kammer 33 eingestellt ist, wird das Feuergas aus der Schnellheizzone 3 in die Vorheizzone Nr. 2 2 eingespeist. Diese Temperatureinstellung erfolgt durch Regelung der Durchflußmenge der über ein Luft-Durchflußregelventil 35 von dem Gäiäse 34 in die Feuergassammeikammer 33 eingespeisten Kaltluft. Der Regelrechner 51 gibt ein Voreinstelltemperatursignal an die Vorheizzone Nr. 2 2 über das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-Gerät 52 an einen Regelapparat 36 ab. Aufgrund des Signals von dem Regelapparat 36 läßt das Luftdurchflußregelventil 35 die erforderliche Kaltluftmenge in die Feuergassammeikammer 33 einströmen. Durch Mischung mit dieser Kaltluft wird das Hochtemperaturfeuergas aus der Schnellheizzone 3 auf einen gewünschten Wert abgekühlt. Das

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Feuergas wird durch Rückführung aufgrund von Signalen des Bandtemperaturfühlers 27 am Austritt der Vorheizzone Nr. 2 2 und des Feuergastemperaturfühlers 39 innerhalb der Feuergassammeikammer 33 geregelt.

Die Bandtemperatur am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 wird durch Einstellung der Einschaltlänge der Vorheizgruppen geregelt. Zu diesem Zweck muß jede Vorheizgruppe Zi eine gleiche Heizleistung haben. Das Heizgas wird jeder Vorheizgruppe über e.in Ein-Aus-Regelventil Vi zugeführt. Die Temperatur des Heizgases wird durch Verdünnung des Feuergases aus der Vorheizzone Nr. 2 2 mit dem Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 1 1 eingestellt. Wie zuvor beschrieben, wird das Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 1 1 in der Feuergassammelkammer 17 gesammelt und dann mit dem Feuergas aus der Vorheizzone Nr. 2 2 über ein Gas-Durchflußregelventil geregelt. Ein Teil des Feuergases aus der Feuergassammelkammer 17 wird über einen Schornstein 24 in die Atmosphäre geleitet, und der andere Teil wird dem gemischten Feuergas zugesetzt. Der Regelrechner 51 gibt über das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-Gerät 52 Regelsignale an die Regelapparate 19, 21 und 23 der Feuergas-Durchflußregelventile 18, 20 und 22 ab. Dadurch wird die Durchflußöffnung der Regelventile 18, 20 und 22 eingestellt und die Heizleistung jeder Vorheizgruppe Zi wird auf ein vorgegebenes gleiches Niveau geregelt. Durch Empfang von Signalen des Bandtemperaturfühlers 14 am Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 und des Feuergastemperaturfühlers 29 innerhalb der Feüergassammelkammer 17 regelt der Regelrechner 51 durch Rückführung die Heizleistung und die Einschaltlänge der Vorheizgruppen.

Als nächstes wird eine ungleichmäßige Betriebsweise bei Änderung der Banddicke unter Bezugnahme auf Beispiel III erläutert, wobei die Banddicke abnimmt.

Nach Fig. 7(b) erfaßt der Banddickenfühler 13 nach Fig. das Eintreffen des Dickensprungpunktes CL ρ zwischen den Bandabschnitten S. und S₂ am Eintritt der Vorheizzone Nr. 1. Das Meßsignal wird über das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-

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Gerät 52 in den Regelrechner 51 eingegeben. Nacn demTrogrammablaufplan in Fig. 10 berechnet der Regelrechner einen Zeitpunkt zur Abschaltung der (i+i)-ten Vorheizgruppe Z. innerhalb der Vorheizzone Nr. 1 1 und weitere Zeitpunkte für die Vorheizgruppen Z_i+2 ... Z_n. Da die Bandgeschwindigkeit Vc unveränderlich ist, kann der jeweilige Zeitpunkt durch Teilung des Abstandes vom Eintritt in die Vorheizzone Nr. 1 1 bis zu einer jeden Vorheizgruppe Zi durch die Bandgeschwindigkeit Vc bestimmt werden. Entsprechend wird der Zeitpunkt berechnet, an dem der Dickensprungpunkt C, ₂ den Austritt der Schnellheizzone 3 verläßt. Der Regelrechner speichert diesen Zeitpunkt und gibt über das Prozeßwert-Eingabe-Ausgabe-Gerät 52 jeweils dann ein Signal an ein elektromagnetisches Relais 12 (Fig. 2), wenn ein errechneter Zeitpunkt erreicht ist. Das elektromagnetische Relais 12 schließt ein bestimmtes elektromagnetisches Ein-Aus-Regelventil Zj, so daß dadurch die entsprechende Vorheizgruppe von Zi abgesperrt wird.

Wenn der Dickensprungpunkt C^ ₂ ^die Schnellheizzone 3 verläßt (dieser Zeitpunkt kann durch Teilung des Abstandes zwischen dem Eintritt in die Vorheizzone Nr. 1 1 und dem Austritt aus der Schnellheizzone 3 durch die Bandgeschwindigkeit Vc bestimmt werden), wird die Voreinstelltemperatur vom Wert Q₁ auf den Wert Q₂ gemäß Fig. 7(a) umgeschaltet.

Gleichzeitig wird die Einsehaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 allmählich vergrößert. In diesem berechneten Zeitpunkt gibt der Regelrechner 51 über das Prozeßwert-rEingabe-Ausgabe-Gerät 52 ein Voreinstellschaltsignal an den Regelapparat 43 des Brennstoff-Durchflußregelventils 42 ab. Diese; regelt die dem Brenner 31 zugeführten Brennstoff- und Verbrennungsluftmengen, damit die Temperatur der Schnellheizzone 3 sich auf den umgeschalteten Wert ändert.

Infolge ihrer großen Wärmekapazität benötigt die Schnellheizzone 3 eine vergleichsweise lange Zeitdauer z.B. 5 min, um die umgeschaltete Voreinstelltemperatur zu erreichen.

Fig. 11 zeigt eine Temperaturkurve θ - f(t) für die Schnell-

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heizzone 3, die durch Messungen ermittelt worden ist. Wie bereits beschrieben, muß die Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 in dem Maße vergrößert werden, wie die Ofentemperatur innerhalb der Schnellheizzone 3 auf den neuen Einstellwert absinkt. Die Temperatur Gg₀ des Bandabschnitts Sp am Austritt der Schnellheizzone 3 errechnet sich wie folgt:

O/Λ v? — V^ ^mm *^O*1 /e f α \

OU bI \>)

mit Gg₁ als Temperatur des Bandabschnitts Sp am Eintritt der Schnellheizζone 3 (⁰C)

⁼ cp— (²)

mit α als Wärmeübergangskoeffizient (kcal/m h ⁰C)

C als spezifischer Wärme des Bandes (Kcal/kg°C)

ft als spezifisches Gewicht des Bandes (kp/m ) V als Volumen des Bandes innerhalb der Schnell-

heizzone 3 (nr)

S als Bandoberfläche innerhalb der Schnell-

2
heizzone 3 (m )

Fig. 12 zeigt Aufheizkurven GgQ = g(t) des Bandes S (Dicke h = 0,5 mm) bei einer festen Zonentemperatur, die nach Gleichung (1) berechnet sind. Tatsächlich ändert sich jedoch die Temperatur G in Gleichung (1), wie in Fig. 11 dargestellt. Deshalb muß die Bandtemperatur GgQ in Abhängigkeit von der Veränderung der Zonentemperatur G bestimmt werden. Fig. 13 zeigt eine Temperaturkurve G_gQ = h(t) die in Abhängigkeit von der Änderung der Zonentemperatur bestimmt ist. Da die Bandtemperatur Gg₀ mit der Zeit absinkt, wird das Temperaturdekrement AQ durch die Zunahme der Einschaltlänge der Vorheizzone Nr. 1 1 kompensiert.

Das Dekrement AQ wird der Heizleistung (z.B. 5° C) einer Vorheizgruppe Zj gleichgemacht, so daß eine Vorheizgruppe nach der anderen jeweils für ein Temperaturdekrement ^G eingeschaltet wird. In Fig.13 gibt t. einen Zeitpunkt zur Einschaltung einer Vorheizgruppe Zj an. Im Betrieb wird die in dem Regelrechner 51 gespeicherte Temperaturkurve G = f(t) ausgelesen. Dann wird die Bandtemperatur G_qn nach Gleichung

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(1) "berechnet, und der Zeitpunkt t. wird "bestimmt, an dem die Bandtemperatur G₃₀ um das Dekrement /^Q absinkt. Wenn

der Zeitpunkt t. erreicht ist, wird die Vorheizgruppe ZJ J

eingeschaltet, nachdem eine Korrektur für die Zeitverzögerung te infolge des Abstandes zwischen dem Austritt der Vorheizzone Nr. 1 1 und der Schnellheizzone 3 erfolgt ist.Da-

wxrd.

mit die Temperatur des die Vorheizzone Nr. 1 1 verlassenden Bandes durch Rückführung geregelt, und das die Schnellheizzone 3 verlassende Band ist auf die Solltemperatur aufgeheizt.

Die der Änderung der Banddicke folgende Regelung kann auch nach Herabsetzung der Bandgeschwindigkeit, der Ofentemperatur und der Einschaltlänge der Vorheizgruppen durchgeführt werden.

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Claims

Patentanwälte Dr W. Haßler Lüdenscheid, 13. Oktober 1978 - Diol-Chsm. F. Schrumpf fi Posifach 17 04 A 78 156 5880 Lüdenscheid Anmelderin: Firma Nippon Steel Corporation 6-3, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio, Japan Regelung der Bandtemperatur in einem Durchlaufofen Patentansprüche

1. Regelung der Bandtemperatur in einem Durchlaufofen mit einer Vorheizzone und einer Schnellheizzone, wobei durch Zusammenschweißen von Bandabschnitten unterschiedlicher Dicke ein Band mit wechselnder Dicke kontinuierlich durchläuft und die Bandtemperatur in der Schnellheizzone unabhängig von der jeweiligen Banddicke einen gleichen Sollwert erreichen soll, gekennzeichnet durch folgende Merkmale J

b) die Einschaltlänge (Anzahl der jeweils eingeschalteten Vorheizgruppen) der Vorheizzone wird unabhängig von der

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Banddicke eingestellt;

c) die Temperatur der Schnellheizζone wird in Abhängigkeit von der Banddicke vorgegeben, damit das Band am Austritt der Schnellheizzone in konstanter Form die Solltemperatur erreicht;

e) die Einstelltemperatur der Schnellheizzone wird beim Durchlauf von Band mit sich ändernder Dicke von einem dem vorausgehenden Bandabschnitt entsprechenden Optimalwert auf einen dem nachfolgenden Bandabschnitt entsprechenden Optimalwert geändert, und gleichzeitig wird die Einschaltlänge der Vorheizzone während der Übergangsperiode, in der sich die Isttemperatur innerhalb der Schnellheizzone auf den zweiten Einstellwert ändert, so eingestellt, daß die Band-Solltemperatur am Austritt der Schnellheizζone erreicht wird.

2. Regelung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) wenn auf ein Band größerer Dicke ein Band geringerer Dicke folgt, wird die Einschaltlänge der Vorheizzone schnell herabgesetzt, wenn der Dickensprurigpunkt den Eintritt oder den Austritt der Vorheizzone oder einen anderen Punkt erreicht, damit die Band-Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone erreicht wird, und die voreingestellte Temperatur der Schnellheizzone wird umgeschaltet, nachdem der Dickensprungpunkt die Schnellheizzone verlassen hat;
b) wenn ein dünnes Band von einem dicken Band gefolgt wird, wird die voreingestellte Temperatur der Schnellheizzone umgeschaltet, bevor der Dickensprungpunkt den Eintritt

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der Vorheizzone erreicht, und die Einschaltlänge der Vorheizzone wird schnell vergrößert, sobald der Dickensprungpunkt den Eintritt oder den Austritt der Vorheizzone oder einen anderen vorgegebenen Punkt erreicht, damit die Band-Solltemperatur am Austritt aus der Schnellheizzone erreicht wird.

3. Regelung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale s

a) Begrenzung der Einschaltlänge der Vorheizzone auf 50 % der Gesamtlänge, wenn Band gleichförmiger Dicke durchläuft;

b) schnelle Vergrößerung oder Herabsetzung der Einschaltlänge der Vorheizzone, wenn der Dickensprungpunkt den Eintritt oder Austritt der Vorheizzone oder einen anderen vorgegebenen Punkt innerhalb derselben erreicht, damit die Band-Solltemperatur am Austritt der Schnellheizzone eingehalten wird;

c) Umschaltung der voreingestellten Temperatur der Schnellheizzone, sobald der Dickensprungpunkt die Schnellheizzone verläßt.

4. Regelung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schnellansprechende Vergrößerung oder Herabsetzung der Einschaltlänge der Vorheizzone durch Einschaltung oder Ausschaltung einer Vorheizgruppe jeweils dann erfolgt, wenn sich der Dickensprungpunkt unmittelbar vor der betreffenden Vorheizgruppe befindet.

5. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung oder Herabsetzung der Einschaltlänge der Vorheizzone mit der Umschaltung der voreingestellten Temperatur der Schnellheizzone durch Einschaltung oder Ausschaltung der einzelnen Vorheizgruppen jeweils nacheinander in solchen Zeitabständen erfolgt, für die eine Änderung der Bandtemperatur am Austritt der Schnellheizzone um einen Betrag entsprechend der Heizleistung jeder Vorheizgruppe abgeschätzt ist.

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