DE29617513U1

DE29617513U1 - Durchlaufofen

Info

Publication number: DE29617513U1
Application number: DE29617513U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHWARTZ, ROLF, DE
Priority date: 1996-05-02
Filing date: 1996-05-02
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2006-05-03

Description

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Patentanwälte Wenzel & Kalkoff

Postfach 2448 * 58414 Wirten * 02302/914550

Anmeldeunterlagen:

Durchlaufofen

Rolf Schwartz

58285 Gevelsberg

Anwaltsakte:

04697.9

296 17 513.7 (04697.9)

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchlaufofen, der zur Wärmebehandlung von bandförmigem, metallischem Material das Durchziehen des bandförmigen Materials auf einer Kurvenbahn vorsieht.

Bandförmiges Material kann beispielsweise in Form gewalzter Metallbleche in seinen Eigenschaften durch gezieltes Erwärmen auf eine bestimmte Temperatur mit nachfolgendem Abkühlen entscheidend beeinflußt werden. Dieser Vorgang kann in einer besonderen Anlage stattfinden, in die die langen und meist als Coils aufgewickelten Bleche eingeführt und für die eigentliche Wärmebehandlung abgewickelt durch einen Ofen transportiert werden.

Bei bekannten Verfahren zum Wärmebehandeln und Öfen zur Umsetzung der Verfahren hängt das bandförmige Material zwischen 0 Eingang und Ausgang des Ofens frei in Form einer Kurve und wird so durch den Ofen gezogen. Das Einführen des Anfangsteils des bandförmigen Materials in den Ofen stellt hier genauso ein Problem dar wie das Hindurchführen des Endabschnitts durch den Ofen. In beiden Fällen fehlt der zweite Auflagepunkt zum sicheren Halten des Materials im Ofen. Ein Lösungsversuch zu diesem Problem sieht vor, den Anfangsteil des bandförmigen Materials mit einem Draht durch den Ofen zu ziehen. Dann kann beispielsweise nachfolgend jedes Anfangsteil eines neuen Blechbandes mit dem Endteil des vorhergehenden durch Heften o.a. verbunden werden.

Die Befestigung des Drahtes an dem Anfangs teil bzw. das Aneinanderheften aufeinanderfolgender Bänder macht in dieser Vorrichtung einen zusätzlichen Vorbereitungsschritt erforderlich. Damit wird das Verfahren aufwendiger. Ferner zerstört das Verbinden aufeinanderfolgender Materialbänder stets die Oberfläche an dem Anfang wie auch dem Ende eines jeden Bandstük-

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- 2 -kes.

Folgen zwei unterschiedlich zu behandelnde Metallbänder aufeinander, so müssen i. allg. die Parameter in dem Ofen neu angepaßt werden. Diese Parameteränderung kann in einem Ofen aber nicht sprunghaft erfolgen. Damit sinkt die Qualität der Bleche während dieser Übergangszeit, da die Ofenparameter für keines der beteiligten Materialien zutreffend eingeregelt sind. Bei hohen Anforderungen muß aufgrund der Änderung der Parameter in der beschriebenen Vorrichtung mit hohem Ausschuß gerechnet werden. Eine flexible Wärmebehandlung kleiner Bahnlängen mit konstanten Parametern ist mit einem solchen Verfahren aufgrund des hohen Ausschußanteils je Metallband unwirtschaftlich.

Es besteht daher die Aufgabe, einen Durchlaufofen zur Wärmebehandlung von bandförmigem Material unter Vermeidung der genannten Nachteile schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

die Führung des bandförmigen Materials durch den Durchlaufofen auf einer Kurvenbahn erfolgt und
für die Führung des bandförmigen Materials entsprechend angeordnete Rollen vorgesehen sind,

- über die der Anfangsteil des bandförmigen Materials durch den Durchlaufofen schiebbar, und
der Endteil des bandförmigen Materials durch den Durchlaufofen ziehbar ist.

In einem erfindungsgemäßen Durchlaufofen wird das bandförmige Material auf Rollen geführt. Die Rollen sind entsprechend einer Kurvenbahn angeordnet, so daß ein Anfangsteil des bandförmigen Materials von außen in einen Ofeneingang eingeschoben werden kann und nur durch die Rollen im'Ofen auf einer festgelegten Kurvenbahn bis zu einem Ausgang des Ofens geführt wird. Jenseits des Ausganges des Ofens wird das abgekühlte Material von weiteren Fördermitteln erfaßt und weitergezogen.

Damit ist auch der Transport des Endteils sichergestellt. Das bandförmige Material wird aus dem Ausgang des Ofens herausgezogen und dabei im Innenraum des Ofens durch die Rollen geführt .
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So kann ein metallisches, bandförmiges Material beliebiger Länge ohne Verzögerung durch aufwendige Vorbereitungsschritte einer exakten Wärmebehandlung in einem Durchlaufofen unterzogen werden, wobei für jeden beliebigen Abschnitt des bandförmigen Materials die Verweilzeit in dem genau temperierten Ofen vorbestimmt und eingehalten werden kann. Es ergibt sich so eine gleichbleibende Materialqualität über die gesamte Länge des Metallbandes.

Die Vorbereitung des bandförmigen Materials besteht meist nur aus dem Abwickeln des Blech-Coils und dem definierten Ausüben einer Schubkraft für die Fortbewegung des bandförmigen Materials in den Ofen hinein. Ein im Verfahren begründeter Ausschuß am Anfangs- oder Endteil fällt in einem erfindungsgemäßen Durchlaufofen nicht mehr an, da auf jede Form der Befestigung an Drähte oder andere Metallbahnen verzichtet werden kann. Das Ein- und Durchführen des Materials erfolgt nunmehr automatisch.

Gegenüber einer geradlinigen Führung des bandförmigen Materials durch den Ofen bewirkt die kurvenförmige Führung eine effektive Verkürzung des Ofens bei gleicher beheizter Länge, des bandförmigen Materials. So nimmt ein erfindungsgemäßer Durchlaufofen weniger Raum ein und spart zudem noch Heizenergie ein.

Bei erwärmten Metallbahnen hoher Oberflächengüte sowie bei hochtemperierten Metallbahnen können bereits kleine Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Rollen zu Einbußen bei der Oberflächenqualität führen. Das trifft besonders für die Rollen im Bereich des Ofenausganges zu, da hier das Metall am höchsten temperiert ist und so Unregelmäßigkeiten leicht' in

- 4 die
Oberfläche eingeprägt werden können.

In der Praxis ist beobachtet worden, daß auch auf keramischen Rollen bei extremen Temperaturen pickeiförmige Materialansammlungen aufwachsen. Diese Pickel drücken sich in das stark erwärmte Material ein und mindern dadurch die Oberflächenqualität.

Die große Bedeutung der Rollenführung in einer bestimmten Kurvenform wird in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Durchlaufofens für Wärmebehandlungen bandförmiger Materialien mit hoher Oberflächengüte deutlich, und zwar besonders bei Erwärmungstemperaturen dieser Metallbahnen ab ca. 500⁰C. Bei dem Durchlauf des Mittelstückes wird beidseitig des Ofens eine Zugkraft in dem bandförmigen Material innerhalb des Ofens derart ausgeübt, daß das Material vom Eingangsbereich des Ofens bis in einen Bereich jenseits des Ausgangs frei hängt. Damit hat das Material im sog. eingefädelten Zustand besonders in seinem hochtemperierten Bereich keinen Rollenkontakt. Die Rollenführung des bandförmigen Materials durch den Ofen kann dann auf den Anfangs- und den Endteil einer Bahn beschränkt benutzt werden.

Durch die Ausbildung eines in Form einer Hängelinie ohne Oberflächenkontakt und vorzugsweise über die Ofenlänge durchgehend, aber mindestens im Bereich des temperierten Materials am Ofenausgang, frei hängenden Bogenstückes wird die Beibehaltung einer hohen Oberflächenqualität ohne Einbußen erreicht.

Bisher werden durch Pickelbildung schadhafte Rollen ausgewechselt, wodurch die Anlage selber außer Betrieb genommen werden muß. Ein erfindungsgemäßer Durchlaufofen beschränkt den Kontakt zwischen den Rollen und dem bandförmigen Material über einen Arbeitszyklus hin gesehen eng auf das Ein- und Ausfädeln einer Bahn. Die Rollen stehen so nicht im steten Kontakt mit dem Material, was die Standzeiten der Rollen erhöht und folglich die durch Aus- oder Umbau der Anlage verursachten Aus-

- 5 fallzeiten
minimiert.

Für ein sicheres Erreichen des kontaktfreien Zustandes bei geringen inneren Kräften sind die Rollen innerhalb des Ofens vorteilhafterweise in der Form einer Seil-Hängelinie bzw. Kettenlinie angeordnet, die sich bei einer geringeren von außen aufgebrachten Kraft als Kurve des frei hängendes Materials ergeben würde. So kann die innerhalb des Ofens berührungsfrei verlaufende Hängelinie des bandförmigen Materials sofort nach dem Durchlauf des Anfangsteils durch Aufbringen einer vorbestimmbaren Zugkraft erreicht werden.

Die Fortbewegung des bandförmigen Materials wird nach einer Weiterbildung der Erfindung besonders dadurch gefördert, daß innerhalb des Ofens alle Rollen sehr leichtgängig sind. Die hierzu erforderlichen Lagerungen werden außerhalb des Ofenraumes angeordnet, so daß die Lagerungen nicht den hohen Temperaturen ausgesetzt werden müssen. Vorzugsweise werden die Rollen außerhalb des Durchlaufofens nicht nur gelagert, sondern auch angetrieben. Die fortschreitende Erwärmung des bandförmigen Materials bewirkt in dem Durchlaufofen eine Materialausdehnung und damit eine vom jeweiligen Ort abhängige Materialfortbewegungsgeschwindigkeit. Dieser ortabhängigen Geschwindigkeit wird durch eine der jeweiligen Rolle angepaßte Umfangsgeschwindigkeit Rechnung getragen. Dieser Antrieb unterstützt den Einfädel- bzw. AusfädelVorgang des bandförmigen Materials vorteilhaft und verhindert eine Beschädigung der Oberfläche des Metalls, da im Berührungspunkt zwischen einer Rolle und der Bahn keine Differenzbewegung auftritt und die Metallbahn 0 so nicht ins Rutschen oder Gleiten übergehen kann.

Das Einführen bzw. Einfädeln des bandförmigen Materials in den Ofen wird durch den Einsatz einer oder auch mehrerer Oberrollen im Eingangsbereich erleichtert. Diese Oberrollen fördem das Material sicher weiter und zwingen es dabei gleich auf die innerhalb des Ofens vorgegebene Kurvenbahn.

Claims

- 11 - (04697.9) Ansprüche 5

1. Durchlaufofen, der zur Wärmebehandlung von bandförmigem, metallischem Material (2) das Durchziehen des bandförmigen Materials (2) auf einer Kurvenbahn vorsieht,
dadurch gekennzeichnet, daß

- die Führung des bandförmigen Materials (2) durch den Durchlaufofen (1) auf einer Kurvenbahn erfolgt und
für die Führung des bandförmigen Materials (2) entsprechend angeordnete Rollen (5) vorgesehen sind,
über die der Anfangsteil des bandförmigen Materials

(2) durch den Durchlaufofen (1) schiebbar, und

der Endteil des bandförmigen Materials (2) durch den Durchlaufofen (1) ziehbar ist.

2. Durchlaufofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß

der temperierte Bereich des bandförmigen Materials (2) nach dem Durchführen des Anfangsteils und vor dem Hindurchziehen des bandförmigen Materials (2)

innerhalb des Durchlaufofens (I)
- durch eine Zugkraft von den Rollen (5) abhebt und

auf einer bogenförmigen Bahn

berührungslos durch den Durchlaufofen (1) bewegbar ist.

3. Durchlaufofen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (5) innerhalb des Durchlaufofens (1) entsprechend einer Seil-Hängelinie (Kettenlinie) angeordnet sind.

4. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (5) angetrieben ist, vorzugsweise entsprechend der Momentan-

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geschwindigkeit des bandförmigen Materials (2) an der Stelle einer jeden Rolle (5).

5. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material (2) am Ofeneingang (4) durch eine oder mehrere Oberrollen (6) ablenkbar und insbesondere auf die vorbestimmte Kurvenbahn (B) lenkbar ist.

6. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material (2) entlang der Kurvenbahn durch mehrere Oberrollen (S) ablenkbar und insbesondere auf einer vorbestimmten Kurvenbahn (B) führbar ist.

7. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Rollen (5) mindestens teilweise Oberrollen (6) zum Ablenken des bandförmigen Materials (2) angeordnet sind, wobei die Oberrollen (6) vorzugsweise antreibbar sind.

8. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rollen (5) und/oder den Oberrollen (6) Einführungshilfen

(12) angeordnet sind.

9. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr in dem Durchlaufofen (1) durch eine Jet-Heating Einrichtung 0 (9b) erfolgt.

10. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr in dem Durchlaufofen (1) durch eine Heizeinrichtung (8) aus Heizstäben (9a) erfolgt.

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11. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Zugkraft zum Halten des bandförmigen Materials (2) innerhalb von Toleranzgrenzen des Abstandes (D) von den Rollen (5) auf einer vorgegebenen Kurvenbahn (B) durch eine kapazitive Regeleinrichtung (10) durch eine kapazitive Regeleinrichtung (10) erfolgt.

12. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Zugkraft durch eine kapazitive Regeleinrichtung (10) durch eine optische Regeleinrichtung (10) erfolgt.

. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (5) in dem Durchlaufofen (1) aus Metall bestehen, oder mindestens eine metallische Oberfläche aufweisen.

14. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung am Ausgang (7) des Durchlaufofens (1) aus gekühlten polierten Metallrollen (12) besteht.

15. Durchlaufofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrollen

(12) am Ausgang des Durchlaufofens (1) wassergekühlt sind.