DE2928461A1

DE2928461A1 - Verfahren zum abkuehlen eines aluminiumbandes bei einer waermebehandlung

Info

Publication number: DE2928461A1
Application number: DE19792928461
Authority: DE
Inventors: Kenji Kawate; Michitoshi Okumura; Hiromu Yoshimoto
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1978-07-15
Filing date: 1979-07-13
Publication date: 1980-01-31
Also published as: AU4875179A; ES482493A1; AU522523B2; GB2027061B; JPS6039742B2; US4257829A; FR2430979B1; JPS5514837A; FR2430979A1; GB2027061A; CA1110446A; DE2928461C2

Description

Verfahren zum Abkühlen eines Aluminiumbandes bei einer

Wärmebehandlung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen eines Aluminiumbandes, das zum Glühen erwärmt worden ist.

Wenn bislang ein Aluminiumband (mit Aluminiumband ist hier eine dünne, langgestreckte bandartige Aluminiumplatte bezeichnet, die kontinuierlich auf einem Walzwerk gewalzt ist. Die Dicke der Aluminiumplatte ist normalerweise kleiner als drei mm, ihre Breite ist verschieden) einer Wärmebehandlung zum Glühen unterzogen wird,wird es in Form eines Bundes in einen Chargenofen wie einen Glockenofen eingeführt und nach einem bekannten Verfahren geglüht. Da das Band in Bundform aufgewickelt ist, ergibt sich bei diesem Verfahren ein Bereich d. h. der Außenbereich, der von der Wärme beeinflußt wird, und ein anderer Bereich, d. h. der mittlere Bereich,

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der nur sehr schwer von der Wärme beeinflußt wird, so daß die Qualität zwischen diesen Bereichen u

gleichmäßig ist. 2 9 4C O 4 D I

Zur Überwindung des zuvor genannten Nachteils ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, das ein allmähliches Abwickeln des in Bundform befindlichen Aluminiumbandes von einem Ende her umfaßt, wobei das gewickelte Band im schwebenden Zustand durch eine Heizzone geführt wird, um es auf eine in Fig. 9 mit 51 gekennzeichnete Temperatur zu erwärmen, und dann durch eine Kühlzone geführt wird, um es auf die in Fig. 9 mit 52 gekennzeichnete Temperatur abzukühlen. Wenn jedoch das verwendete Aluminiumband dünn ist, hat es eine niedrige Elastizitätsgrenze. Wenn daher ein solches dünnes Band nach dem zuvor genannten Verfahren erwärmt und abgekühlt wird, treten Wärmespannungen in dem Band auf, wie sie in Fig. 10 dargestellt sind_f die die Elastizitätsgrenze überschreiten, wodurch sich Verformungen, nämlich Falten parallel zu der Bewegungsrichtung des Bandes oder mit anderen Worten Längsfalten 53, wie sie in Fig. 11 dargestellt sind, bilden, die zu Schwierigkeiten führen, weil sie die Erzeugnisse dadurch in ihrem Wert mindern.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kühlverfahren zu schaffen, mit dem beim Abkühlen des erwärmten Aluminiumbandes die darin entstehenden Spannungen auf ein Minimum beschränkt werden können.

Dieses Ziel wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte erfindungsgemäß erreicht.

Erfindungsgemäß kann selbst bei einem extrem dünnen Aluminiumband bei dem sonst leicht eine Spannung auftritt, eine rationelle Wärmebehandlung in einem schwebenden Zustand sowie unter kontinuierlichen (leistungsfähigen) Arbeitsbedingungen erfolgen, wobei das Auftreten von Spannungen unterdrückt wird.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in " den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Wärmebehandlungsvorrichtung ,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt der Vorrichtung gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische schaubildliche Darstellung eines abgewickelten und wieder aufgewickelten Aluminiumbandes,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Temperaturänderungen des Aluminiumbandes längs der Bewegungsbahn,

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Zustandes, bei dem eine Wärmespannung in dem Aluminiumband erzeugt wird ,aufgetragen über der Bewegungsstrecke,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Kühltemperatur-Gradienten-und der Faltenhöhe,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit zwischen der Bandtemperatur und der Faltenhöhe,

Fig. 8 eine Längssehnittdarstellung einer anderen Aus™

führungsform und , - .- ■

Fig. 9.bis 11

herkömmliche Ausführungsbeispiele, wobei die Fig.

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9 und 10 den Fig. 4 und 5 entsprechende graphische Darstellungen sind, während die Fig. 11 einen Zustand des Aluminiumbandes zeigt, in denen Falten in Erscheinung treten.

In Fig. 1 ist eine Wärmebehandlungsvorrichtung 1 dargestellt, die eine Heizvorrichtung 2, eine Langsam-Kühlyorrichtung und eine weitere Kühlvorrichtung bzw. Schnellerkühlvorrichtung 21 umfaßt. Zunächst soll die Heizvorrichtung 2 beschrieben werden. Diese Heizvorrichtung ist in Fig. in einem Schnitt quer zur Bandbev/egungsri cn tung dargestellt. Eine Ofenwand 3 bildet in bekannter Weise eine Wärmeabschirmung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum. Die Ofenwand 3 ist teilweise mit einer Eingangsöffnung 4 und einer Weitergabe- bzw. Empfangsöffnung 5 versehen. Durch die Eingangsöffnung 4 und die Empfangsöffnung 5 wird ein Aluminiumband 6 in der dargestellten Weise geführt. In einem Raum innerhalb der Ofenwand 3 sind Luftkammern 7, 7 vorgesehen. Die Luftkammern 7, 7 sind einander mit Abstand gegenüberliegend in einer derartigen Lage angeordnet, daß das Aluminiumband zwischen ihnai hindurchgeführt werden kann. Auf den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Luftkammern 7,7 ist eine Vielzahl von Gas-Blasdüsen in bekannter Weise angeordnet. An der Ofenwand 3 ist ein Umwälzgebläse angebracht. Eine Leitung 9 ist mit ihrem einen Ende mit dem Umwälzgebläse 8 verbunden, während das andere Ende mit der Luftkammer 7 bzw. den Luftkammern 7 verbunden ist. Weiterhin ist innerhalb der Ofenwand 3 ein Brenner 10 angeordnet,

Nunmehr soll die Langsam-Kühlvorrichtung 12 beschrieben werden. Wie die Heizvorrichtung 2 weist auch die Langsam-Kühlvorrichtung eine Ofenwand 13, eine Empfangsöffnung 14, Luftkainmern 15,15, ein υ.^:Γ.ν;ϋ1ζ<τουΙα£θ 16, eine Leitung 17 und dergleichen auf. Ein Zuführungsrohr 18 für heißes Gas ist an einem Ende mit einer Aiiaau<jöffnui.g des üinwülz-

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ORIGiNALINSPECTED

gebläses 16 verbunden. Das Zuführungsrohr 18 für heißes Gas ist an seinem anderen Ende mit dem Raum innerhalb der Ofenwand 3 der Heizvorrichtung 2 verbunden, so daß heißes Gas (Verbrennungs-Abgas von dem Brenner 10)., das sich innerhalb der Ofenwand 3 befindet, dem Umwälzgebläse 16 zugeführt v/erden kann. In der Mitte des Zuführungsrohres 18 für das heiße Gas ist eine Strömungs-Steuerklappe 19 angeordnet.

/Weitere
Nunmehr soll die Kühlvorrichtung 21 beschrieben werden. Die Kühlvorrichtung 21 ist aus Luftkammern 22, 22, einem Gebläse 23, einer Leitung 24 und dergleichen, entsprechend der zuvor erläuterten Heizvorrichtung 2 gebildet, wobei jedoch die der Wärmeabschirmung dienende Ofenwand, der Brenner und dergleichen, wie sie bei der Heizvorrichtung vorgesehen sind, entfallen. Am Ende des Raumes zwischen den Luftkammern 22, 22 ist eine Austragsöffnung 25 für das Band vorgesehen.

Nachfolgend soll nun die Arbeitsweise erläutert werden. Ein um einen Abwickelhaspel gewickeltes Aluminiumband 6a, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wird in der durch den Pfeil 30 gekennzeichneten Richtung in bekannter Weise abgewickelt. Das dabei abgewickelte Aluminiumband 6 gelangt durch verschiedene bekannte Vorrichtungen und wird anschließend in die Wärmebehandlungsvorrichtung 1 eingeführt. Das die Wärmebehandlungsvorrichtung 1 verlassende Alumihiumband 6 wird dann durch verschiedene bekannte Vorrichtungen geführt und dann um den Aufwickelhaspel gewikkelt, wie dies bei 6b dargestellt ist.

In einem Zustand, in dem das Aluminiumband 6 in der zuvor dargelegten Weise durch die Wäirmebehandlungsvorrichtung hindurchgeführt wird, werden der Brenner 10 sowie die Gebläse 8, 16 und 23 betrieben. Das Aluminiumband 6 wird in

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gleichmäßigem Zustand schwebend zwischen den Luftkammern 7, 7, zwischen den Luftkammern 15, 15 und zwischen den Luftkammern 22, 22 durch die heißen Gase gehalten (in der Kammer 22 durch normale, nicht erwärmte Luft), die durch die Düsen in diesen Kammern geblasen werden.

Dabei ist festzustellen, daß die Gebläse, Kammern und dergleichen in der Heizvorrichtung 2, der Langsam-Kühlvorrichtung 12 und der Kühlvorrichtung 21 so gestaltet sind, daß sie die vorangehend beschriebenen Funktionen ausführen und in nachfolgend noch zu beschreibender Weise einen Anstieg und einen Abfall der Temperatur des Aluminiumbandes 6 bewirken. Das Aluminiumband 6, das schwebend durch die Wärmebehandlungsvorrichtung 1 geführt wird, wird durch die Heizvorrichtung 2 erwärmt •und dann durch die Langsam-Kühlvorrichtung 12 und die Kühlvorrichtung 21 abgekühlt. In Fig. 1 sind eine Heizzone, eine Langsamkühlzone und eine Kühlzone mit den Bezugszeichen 26, 27 bzw. 28 gekennzeichnet. In der vorliegenden Beschreibung wird der Abschnitt, der sich aus der Langsamkühlzone und der Kühlzone zusammensetzt, als Kühlabschnitt bezeichnet.

Die Temperatur des in der zuvor beschriebenen Weise einer Wärmebehandlung ausgesetzten Aluminiumbandes 6 ändert sich beispielsweise so, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das Aluminiumband ist z. B. 0,3 mm dick und 2 m breit,die Temperatur des aus der Luftkammer 7 der Heizvorrichtung 2 ausgeblasenen Gases beträgt 500° C, während die Temperatur des Gases in der Langsamkühlvorrichtung 12 220° C ist und Luft mit 20° C aus der Ltiftkammer 22 der Kühlvorrichtung 21 ausgeblasen wird. Weiterhin beträgt die Länge

»das

von einem Abdichtungswalzenpaai/vor der Eingangsöffnung angeordnet ist, bis zur Eingangsöffnung 4 zwei Meter, die Länge der Heizzone 2,2 Meter, die Länge der Langsamkühlzone

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1,2 Meter, die Länge der Kühlzone 2,2 Meter und die
Länge von der Austragsöffnung 25 bis zu einem Dichtungswalzenpaar, welches am rückwärtigen Ende der Austragsöf fnung angeordnet ist, zwei Meter.

Die Wärmespannung (die Wärmespannung in der Breite des Bandes), die in der Mitte der Breite des Aluminiumban— des 6 während des Verfahrens erzeugt wird, bei dem das Aluminiumband 6 in der zuvor beschriebenen Weise erwärmt, langsam gekühlt und gekühlt wird, nimmt einen geringen Wert an, wie dies die Fig. 5 zeigt. Das Aluminiumband erfährt daher keinerlei merkliche Spannungen.

Die Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Kühltemperaturgradienten in der Langsamkühlzone und die Höhe der in dem Aluminiumband erzeugten Spannung, bzw. die Höhe der Falten, die bei der Abkühlung des Aluminiumbandes von 500° C in der Langsamkühlzone auftreten. Die Fig. macht deutlich, daß bei einem niedrigeren Band temperaturgradienten als 110 C/m die Falten eine so geringe Höhe haben, daß sich gute Erzeugnisse ergeben, und daß bei einem Gradienten, der kleiner als^; 70 C/m ist, keine Falte erzeugt wird. -_ _"

Die Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur des Bandes zu Beginn des Kühlvorganges und der durch eine solche Kühlung erzeugten Falten, die dann auftreten, wenn das Band mit einem Kühltemperaturgradienten von 200 C/m in der Kühlzone abgekühlt wird. Die Fig. 7 läßt deutlich v/erden, daß bei einer Temperatur des Streifens unter
250 C die Falten eine geringe Höhe haben, so daß sich gute Erzeugnisse ergeben.

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Für eine langsame Abkühlung des Bandes in der Langsamkühlzone können die dazu erwünschten Bedingungen von den zuvor genannten Daten abgeleitet werden. D. h., es versteht sich, daß während der Zeit in der die Temperatur des Aluminiumbandes bei einer Kühlung mit einem Kühltemperaturgradienten von unter 110° C/m (Langsam-Kühlung) von 550° C auf 250° C sinkt, es möglich ist, gute Erzeugnisse mit geringen Spannungen zu erzielen.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform bilden eine Luftkammer 7e, eine Luftkammer 15e und eine Luftkammer 22e in einer Heizzone 26e, einer Langsamkühlzone 27e bzw. einer Kühlzone 28e eine Reihe von Kammern, in denen Trennwände 42 vorgesehen sind, um die Heizzone, die Langsamkühlzone und die Kühlzone zu unterteilen.

In der in der beschriebenen Form gestalteten Vorrichtung wird ein Aluminiumband 6e ebenfalls einer Reihe von Wärmebehandlungsschritten unterzogen, die das Erwärmen, das Langsamabkühlen und das Kühlen wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungen umfaßt.

Bei der dargestellten Ausführungsform tragen diejenigen Teile, die in den vorangehenden Zeichnungen eine identische oder übereinstimmende Funktion haben, die gleichen Bezugszeichen mit dem Zusatz "e", so daß deren doppelte Beschreibung nicht erforderlich ist.

Es ist festzustellen, daß in den in der Beschreibung erläuterten Ausführungsformen der Erfindung Luftkammern in einer Heizvorrichtung, einer Langsara-Kühlvorrichtung und einer Kühlvorrichtung verwendet werden.

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Es ist jedoch auch möglich, jeglichen anderen allgemein gebräuchlichen Aufbau zu verwenden, bei dem ein Aluminiumband schwebend Wärmebehandlungen, wie der Erwärmung, dem Abkühlen oder dergleichen, ausgesetzt werden kann, anstelle die zuvor erwähnten Luftkammern zu verwenden.

Für die Heizvorrichtung 2 und/oder für die Langsamkühlvorrichtung 12 und/oder für die weitere Kühlvorrichtung 21 können jeweils, wie in Fig. 2 für die Heizvorrichtung gezeigt» zwei Gebläse 8 vorgesehen sein, wobei jeweils das eine Gebläse die untere Luftkammer und das andere Gebläse die obere Luftkammer versorgt«

Bei der Erfindung wird also das schwebend geführte Aluminiumband für die Glühbehandlung zunächst erhitzt und dann abgekühlt. Beim Abkühlen wird das Aluminiumband zunächst mit einem kleinen Temperaturgradienten auf eine vorbestimmte Tempei-atur abgekühlt und anschließend mit einem größeren Temperaturgradienten auf Raumtemperatur abgekühlt. Während der Abkühlung entstehen keine wesentlichen Wärmespannungen im Band, und das Band wird faltenfrei gekühlt.

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Claims

Daidotokushuko Kabushikikaisha
'■66 aza-Kuridashi, Hoshizaki-cho, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan ja_n d_

Sumitomokeikinzokiikogyo Kabushikikaisha 4-4 1-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku> Tokio/Japan

Verfahren zum Abkühlen eines Aluminiumbandes bei einer

Wärmebehandlung^ "" .

Beanspruchte Priorität: 15. Juli 1978 Japan No. 86558/1978

Ans ρ r ü c h e

T. Verfahren zum Kühlen eines Aluminiumbandes während eines Wärmebehandlungsverfahrens, bei dem ein Aluminiumband schwebend durch eine Erwärmungszone und danach schwebend durch eine Kühlzone geführt wird, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t_f daß das Aluminiumband in der"Kühlzone mit einer Kühlgeschwindigkeit langsam gekühlt wird, bei der der Kühltemperaturgradient kleiner als 110° C/m ist, bis die Teiaparatur des Aluminiurabandes auf 2 5O°C abgesenkt ist«

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V O —
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwebende bewegung des Aluminiumbandes durch die Kühlzone die schwebende Hindurchbewegung durch eine Langsamkühlzone umfaßt, an die sich eine schwebende Hindurchbewegung durch eine Schnellerkühlzone anschließt, wobei das Aluminiumband in der Langsamkühlzone mit einem leichteren Temperaturgradienten abgekühlt und in der Schnellerkühlzone mit einem schärferen Kühltemperaturgradienten abgekühlt wird als in der Langsamkühlzone.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kühlzone Gas gegen das Aluminiuraband geblasen
wird, das es schwebend hält und kühlt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Anblasen von Gas gegen das Aluminiumband dessen
obere Fläche und dessen untere Fläche mit dem gleichen Gas angeblasen werden.

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