DE3117303A1

DE3117303A1 - Vorrichtung und verfahren zum abstuetzen eines metallbandes bei statischem gasdruck

Info

Publication number: DE3117303A1
Application number: DE19813117303
Authority: DE
Inventors: Katsuaki Kokai; Kango Kitakyushu Sakai; Yasuo Munakata Shimokawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-02-18
Also published as: FR2484383B1; GB2075455A; US4673447A; AU6990181A; AU529545B2; GB2075455B; CA1174532A; FR2484383A1; DE3117303C2; IT1144207B; BR8102631A; IT8167587A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abstützen eines Metallbandes unter einem statischen Gasdruck, das sich entlang einem vorgegebenen Transportweg bewegt, ohne daß das Metallband in Vibrationen gerät oder verformt wird.

Bei verschiedenen Verfahren, bei denen Metallbänder entlang einem vorgegebenen Transportweg bewegt werden, ist es außerordentlich schwierig, Verformungen und Vibrationen des sich bewegenden Metallbandes zu verhindern. Wenn darüberhinaus das Metallband deformiert worden ist, muß es wieder in seine alte Form versetzt werden, während es sich auf dem Transportweg bewegt.

Beispielsweise wird bei einem kontinuierlichen Heißgalvanisierungsprozeß für Bandstahl nach der heißen Tauchgalvanisation das Stahlband einem Gasabziehverfahren unterworfen, um das Gewicht der erhaltenen Beschichtung zu kontrollieren; das so abgezogene Stahlband muß sich über eine lange Strecke zwischen einem Paar Führungswalzen bewegen, ohne irgendwelehe andere feste Stützglieder zu berühren. Auch bei der Farbbeschichtung von Bandstahl muß das mit Farbe beschichtete Stahlband getrocknet und ausgehärtet werden, während es sich über eine lange Strecke zwischen einem Paar Führungswalzen

bewegt, ohne andere feste Stützglieder zu berühren. 30

In den vorstehenden Fällen wird das Metallband häufig in Vibrationen versetzt und/oder seitlich verzogen, so daß es im Querschnitt ein C-förmiges Profil zeigt. Derartige Deformationen von Metallband werden nachstehend als "C-Verwerfung" bezeichnet. Um das sich auf seinem Transportweg bewegende Metallband ohne feste Stützglieder abzustützen, und

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$117303 dabei unerwünschte Vibrationen und/oder Verformungen des Metallbandes zu verhindern, ist versucht worden, eine Fluid-Pufferung vorzunehmen, die man dadurch erhält, daß ein dynamischer oder ein statischer Gasdruck auf beide Oberflächen des Metallbandes einwirkt. Bei einer derartigen Stützmethode ist es wesentlich, daß der AbstützVorgang an Änderungen der Transportgeschwindigkeit und der Breite des Metallbandes angepaßt werden kann. Die bisher übliche Fluid-Pufferung kann jedoch nur bei Metallbändern mit vorgegebener Breite und auch nur dann angewendet werden, wenn das Metallband mit relativ geringer Geschwindigkeit bewegt wird, die nur in einem schmalen Bereich variiert wird.

So beschreibt die JP-OS 56025/77 eine Vorrichtung zum Abstützen eines Metallbandes, das durch ein Heißgalvanisierungsbad geführt und dann aus diesem Bad entnommen worden ist und schließlich nach oben entlang einem vertikalen Transportweg bewegt wird, ohne dabei das Metallband zu berühren.

Die JP-AS 3381/73 beschreibt eine Vorrichtung zum berührungsfreien Transportieren eines Metallbande3 in Horizontalrichtung.

Bei der in der JP-OS 56035/77 beschriebenen Vorrichtung sind mehrere Gasdruckkissen in einer seitlichen Richtung zur Längsachse der Transport strecke des Metallstreifens beweglich angeordnet, so daß sie voneinander und zum Transportweg einen Abstand aufweisen. Beim Abstützen werden alle oder einige der Gasdruckkissen in Abhängigkeit von der Deformation, insbesondere der C-Verwerfung des Metallbandes bewegt, um dieses wieder in die ursprüngliche Form zu bringen. Da sich jedoch das Metallband mit hoher Geschwindigkeit bewegt und die Formänderungen des Metallbandes unregelmäßig sind, ist es außerordentlich schwierig, die Bewegung der Gasdruckkissen in Abhängigkeit von Änderungen der Geschwindigkeit und der Form des Metallbandes zu steuern. Ferner ist es prak-

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tisch unmöglich, den Abstand zu ermitteln, in dem die Gasdruckkissen von der Oberfläche des Metallbandes in Abhängigkeit von der Größe der C-Verwerfung zurückweichen sollten.

Bei der Fördervorrichtung gemäß- der JP-AS 33²*8l/73 ist die Breite des Unterteils der Vorricntung zum Abstützen des Metallbandes größer als die Breite des abzustützenden Metallbandes, und der von unten kommende Gasstrom ist zu groß. Wenn daher ein relativ schmales Metallband mit einer derartigen Vorrichtung gehaltert wird, laufen die Gasströme, die von den außerhalb der Seitenränder des Metallbandes angeordneten Gasdruckkissen ausgehen und zueinander weisen, ineinander und verursachen häufig Turbulenzen. Wenn insbesondere der Druck der von den auf einer Seite des Metallbandes angeordneten Gasdruckkissen ausgehenden Gasströme verschieden ist von dem Druck auf der gegenüberliegenden Seite des Metallbandes, .werden auf der einen Seite des Metallbandes große Turbulenzen erzeugt, die eine stabile Bewegung des Metallbandes verhindern.

Ferner sind die vorstehend erläuterten, bekannten Vorrich-

die Arbeitsbreite

tungen nicht geeignet, /in Abhängigkeit von einer Breitenänderung des abzustützenden Metallbandes zu ändern.

Wenn Gasdruckkissen zum beruhrungs freien Abstützen des Metallbandes verwendet werden, führen Vibrationen des Metallbandes häufig dazu, daß dieses aus dem vorgegebenen Transportweggerät oder um die Längsachse des Transportweges geneigt wird. Ferner führen die üblichen Gasdruckkissen auch zu C-Verwerfungen des Metallbandes. Daher ist es schwierig, die Gasdruckkissen an Stellen in der Nähe des zu halternden Metallbandes anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung

sowie ein Verfahren zum berührungsfreien Abstützen eines Metallbandes anzugeben, während dieses sich mit hoher Ge-

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schwindigkeit bewegen kann.

Ferner soll es möglich sein, die Arbeitsbreite in Abhängigkeit von Breitenänderungen des Metallbandes rasch zu ändern.

Ferner soll es möglich sein, ein Metallband auf seinen Transportweg zurückzubringen, das sich aufgrund von Vibrationen oder dergleichen au3 dem vorgegebenen Transportweg herausbewegt hat. Ferner soll die Möglichkeit bestehen, das in Metallband in seine ursprüngliche Form zu versetzen, das um seine Längsachse aufgrund von Vibrationen verdreht worden ist. In ähnlicher Weise soll es möglich sein, einem Metallband mit C-Verwerfung seine ursprüngliche Form wieder zu verleihen. Erfindungsgemäß wird ein unerwünschtes lokales Aufheizen oder Abkühlen des Metallbandes verhindert, und außerdem wird vorzugsweise eine möglichst geringe Gasmenge mit möglichst geringem statischen Gasdruck verwendet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abstützen von Metallband unter statischem Gasdruck weist ein Paar Gasdruckkissen auf, die zueinander weisen und um einen vorgegebenen Transportweg des Metallbandes symmetrisch angeordnet sind; jedes Gasdruckkissen weist eine Öffnung auf, durch die das Gas zum Transportweg de3 Metallbandes hin heraustritt. Ferner sind Einrichtungen zum Zuführen von unter Druck stehendem Gas zu jedem der Gasdruckkissen vorgesehen, wobei erfindungsgemäß jede Öffnung in Form eines geschlossenen Kanals ausgebildet ist, der aus einem Paar seitlicher Schlitze besteht, die sich jeweils in seitlicher Richtung des Transportweges für das Metallband erstrecken; ferner sind mindestens zwei Paare von Längsschlitzen vorgesehen, die sich jeweils in Längsrichtung des Transportweges erstrecken und dadurch jeweils die seitlichen Schlitze miteinander verbinden; die Öffnung ist zu einer Längsmittellinie der Vorderseite des Gasdruckkissens symmetrisch, wobei die Längsmittellinie parallel zur Längs-

achse des Transportweges verläuft.

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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß ein Gas von einem Paar Gasdruckkissen abgegeben wird, die zueinander weisen und symmetrisch um einen vorgegebenen Transportweg des Metallbandes auf beiden Seiten des Metallbandes angeordnet sind, das sich entlang dem Transportweg bewegt; dieses Gas wird durch ein Paar Gaaauslaßöffnungen abgegeben, die jeweils in der Vorderseite jedes Gasdruckkissens angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß die Gasabgabe durch eine geschlossene, kanalförmige Öffnung erfolgt, die aus einem Paar seitlicher Schlitze besteht, die sich jeweils in seitlicher Richtung des Bandtransportweges erstrekken; ferner sind mindestens zwei Paar Längsschlitze vorgesehen, die sich jeweils in Längsrichtung des Bandtransportweges erstrecken und dadurch jeweils die seitlichen Schlitze · miteinander verbinden; die geschlossene, kanalförmige Öffnung ist symmetrisch zu der parallel zur Längsrichtung des Bandtransportweges gezogenen Längsmittellinie der Vorderseite des Gasdruckkissens. Dadurch werden mindestens drei statische Druckbereiche, die jeweils von einem geschlossenen, vorhangförmigen Gasstrom umgeben sind, in jedem der Zwischenräume zwischen den Oberflächen des Metallbandes und der Gasdruckkissen erzeugt. Die statische Gasdruckverteilung der statischen Gasdruckbereiche ist dabei symmetrisch zur Längsachse des Bandtransportwegs.

.Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer kontinuierlich ar-

beitenden Warmtauch-Galvanisiervorrichtung für Metallbänder mit einem Paar Gasdruckkissen und einem Paar Gasabstreifdüsen,
Fig. 2A eine Vorderansicht eines bekannten Gasdruckkissens mit mehreren Gasaustrittsöffnungen,

Fig. 2B eine Querschnittsansicht eines Gasdruckkissens gemäß Fig. 2A,

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Γ - 11 - " Π

Fig. ?C eine Querschnittsansicht eines anderen Gasdruckkissens mit Gasauslaßöffnungen gemäß Fig. 2A,

Fig. 3A eine Vorderansicht einer Frontplatte eines erfindungsgemäßen Gasdruckkissens,

Fig. 3B einen Längsschnitt der Frontplatte gemäß Fig. 3A, Fig. 3C eine Seitenschnittan3icht der Frontplatte gemäß Fig.

3A,

Fig. 4a einen Längsschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasdruckkissens,
Fig. 4b einen Querschnitt von der Seite des Gasdruckkissens gemäß Fig. 4A,

Fig. 5 eine Seitenschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasdruckkissens, Fig. 6 eine Seitenschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasdruckkissens,

Fig. 7 eine seitliche Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bandstützvorrichtung, Fig'. 8 eine Seitenschnittansicht eines oberen Gasdruckkissens in der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung mit einer Darstellung der Stärke der erhaltenen statischen Drucke,

Fig. 9 eine Seitenschnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei das Metallband aus dem vorgegebenen Transportweg herausläuft, Fig. 10 eine Seitenschnittansicht eines oberen Gasdruckkissens der Vorrichtung gemäß Fig. 9 mit der Beziehung zwischen der Breite des zu haltenden Metallbandes und der Arbeitsbreite des Kissens,

Fig. UA eine Vorderansicht eines bekannten Gasdruckkissens, Fig. HB eine Seitenschnittansicht einer bekannten Bandstütz .-vorrichtung mit dem Gasdruckkissen gemüß Fig. 11A, wobei das Metallband aus seiner ursprünglichen Position geneigt ist,

Fig. HC eine Seitenschnittansicht einer bekannten Bandstützvorrichtung mit einem Gasdruckkissen gemäß Fig. HA, wobei das Metallband eine C-Verwerfung aufweist,

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Fig.	13
Fig.	U
Fig.	15A
Fig.	15B
Fig.	15C

12Α eine Vorderansicht eines erf indungs gemäß einsetzbaren Gasdruckkissens,

Fig. 12B eine Seitenschnittansicht einer erfindungsgemäßen Bandstutζvorrichtung mit dem Gasdruckkissen gemäß Fig. 12A, wobei das Metallband gegenüber seiner ur

sprünglichen Position geneigt ist,

Fig. 12C eine Seitenschnittansicht der gleichen Vorrichtung wie in Fig. 12B, jedoch weist das Metallband eine C-Verwerfung auf,

Fig. 13 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß einsetzbaren Gasdruckkissens, eine Vorderansicht einer weiteren Aus führungsform eines erfindungsgemäß einsetzbaren Gasdruckkissens, eine Vorderansicht einer weiteren Aus führungsform einer Frontplatte eines erfindungsgemäß verwend

baren Gasdruckkissens,

einen Längsschnitt der Frontplatte gemäß Fig. 15A, einen Seitenschnitt der Frontplatte gemäß Fig. 15A, · '

Fig. 16 einen Längsschnitt einer Heißgalvanisierungsvorrichtung mit einem Paar Abstreifdüsen und einem Paar erfindungsgemäßen Gasdruckkissen,

Fig. 17 einen Längsschnitt eines oberhalb einer nicht dargestellten Gasabstreifdüse angeordneten Gasdruckkissens mit einer graphischen Darstellung der Ver

teilung des zwischen dem Metallband und dem Gasdruckkissen erzeugten,statischen Gasdrucks,

Fig. 18 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Bandstützkraft und dem Abstand L zwischen dem

Gasdruckkissen und der Gas ab streif düse,

Fig. 19 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Bandstützkraft und der Strömungsgeschwindigkeit eines Einschlußgases,

Fig. 2OA bis 2OD graphische Darstellungen der Beziehung zwi-

sehen der Vibration eines Metallbandes und der

Lage eines Paars von Gasdruckkissen und

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Γ - 13 -

Pig. 21 eine Heißgalvanisierungsvorrichtung mit einem Ofen und einem Paar Gasdruckkissen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine spezielle Form der auf der Vorderseite des Gasdruckkissens ausgebildeten Gasauslaßöffnung aus. Insbesondere weist die Gasauslaßöffnung mindestens zwei Paar Längsschlitze auf, die sich jeweils in Längsrichtung der Bandtransportstrecke erstrecken, so daß sie mit jedem Paar seitlicher Schlitze verbunden sind.

Die zwei oder mehr Paare von L ihgsschlitzen erzeugen in vorteilhafter Weise drei oder mehr statische Gasdruckbereiche, die voneinander unabhängig entlang einer Linie seitlich neben der Bandtransportstrecke angeordnet sind, und zwar in den Zwischenräumen zwischen der Oberfläche des Gasdruckkissens und den Oberflächen des Metallbandes. Die statischen Gasdruckbereiche sind in besonderer Weise dazu geeignet, die Nachteile üblicher Stützvorrichtungen und Verfahren zu vermeiden, und insbesondere Metallbänder mit C-Verwerfungen sowie verdrehte Metallbänder in ihre ursprüngliche Form zu bringen.

Wie vorstehend ausgeführt, können die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise bei der kontinuierlichen Heißgalvanisierung von Metallbändern angewendet werden.

Gemäß Fig. 1 wird ein Metallband S nach unten in ein heißes Galvanlsierungsbad 1 eingeführt, in dem sich geschmolzenes Metall 2 befindet, und dann nach oben unter Herumführen um eine untere Walze 3 abgezogen, die sich unter der Oberfläche des geschmolzenen Metalls befindet. Das galvanisierte Metallband ¹I wird von der Oberfläche des geschmolzenen Metalls 2 zu einer oberen Walze 5 geführt. Ein Paar Gasabstreifdüsen 6 sind oberhalb der Oberfläche des geschmolzenen Metalls 2

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angeordnet. Um die Menge (Gewicht) der Beschichtung aus geschmolzenem Metall einzustellen, die auf die Oberflächen des Metallbandes bis zu einem gewünschten Wert aufgalvanisiert worden ist, werden Stickstoffgasstrahlen unter hohem Druck auf die Oberflächen des galvanisierten Metallbandes durch die Gasabs t reif düsen 6 abgegeben. Dabei bewegt sich das Metallband 4 mit hoher Geschwindigkeit. Dieses unter hohem Druck stehende Abstreifgas verursacht Vibrationen des Metallbandes, das sich zwischen der unteren Walze 3 und der oberen Walze 5 bewegt. Diese Vibrationen verursachen auf dem Metallband Spannungen, die zu C-Verwerfungen führen. Ferner verursachen die Vibrationen ein Herauslaufen des Metallbandes aus der Soll-Transportstrecke oder ein Verdrehen um deren Längsachse. Die Vibrationen, die C-Verwerfungen und die Verdrehungen des Metallbandes bewirken häufig, daß die Metallbandoberflächen in Berührung mit den Gasabstreifdüsen 6 kommen, so daß die galvanisierte Oberfläche des Metallbandes beschädigt wird. Die Vibrationen, die C-Verwerfungen und das Verdrehen des Metallbandes bewirken ferner die Ausbildung einer ungleichmäßigen galvanisierten Metallschicht auf den Metallbandoberflächen. Daher müssen die Vibrationen, die C-Verwerfungen und Verdrehungen des Metallbandes verhindert werden. Zu diesem Zweck sind ein Paar Gasdruckkissen 7 neben der Transportstrecke des Metallbandes 4 angeordnet. Im allgemeinen ist die Menge (Gewicht) der Metallbeschichtung variabel, und zwar in Abhängigkeit von dem Ab streifgas druck und dem Abstand zwischen der Gasabstreifdüse und dem Metallband. Ferner führt eine Änderung des Abstandes zwischen der Gasabstreifdüse und dem Metallband zu einer Vibration, zu C-Verwerfung und/oder Verdrehung des Metallbandes. Um daher eine gleichförmige Metallbeschichtung zu erhalten, muß der Abstand zwischen der Gasabstreifdüse und dem Metallband konstant gehalten werden.

Bei einer bekannten Bandstützvorrichtung wird ein Paar statischer Gasdruckkissen gemäß den Fig. 2A bis C verwendet.

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Derartige Gasdruckkissen sind in der JP-AS 17508/78 beschrieben.

Gemäß Fig. 2A ist ein statisches Gasdruckkissen 11 so angeordnet, daß eine ihrer Vorderseiten zu einer Oberfläche des Metallbandes 12 weist. Die Vorderseite des Kissens 11 hat zwei oder mehr rechteckige, kanalförmige Öffnungen 13a, 13b, 13c .«., die konzentrisch angeordnet sind.

Gemäß Fig. 2B ist das statische Gasdruckkissen 11 unterhalb des Metallbandes 12 angeordnet, das si.ch horizontal bewegt, so daß die Vorderseite 11a des statischen Gasdruckkissens 11 zur Unterseite des Metallbandes 12 weist. Das Kissen 11 weist eine Gasdruckkammer l4 auf, die mit einer nicht dargestellten Druckgasquelle über eine Leitung 15 mit den Schlitzen 13a, 13b und 13c verbunden ist. Dies bedeutet, daß das von den Öffnungen 13a bis 13c abgegebene Gas in allen Öffnungen unter dem gleichen Druck steht.

Gemäß Fig. 2C i3t das statische Gasdruckkissen 11 mit Gasdruckkammern I¹Ia bis I¹Ic versehen, die voneinander "getrennt sind und jeweils getrennt mit nicht dargestellten Druckgasquellen über Leitungen 15a bis 15c verbunden sind. Die Kammern l4a bis I¹Ic sind jeweils mit den Öffnungen 13a, 13b bzw. 13c verbunden.

In dem Gasdruckkissen gemäß Fig. 2C können die Drucke des durch die Schlitze 13a bis 13c abgegebenen Gases untereinander gleich oder voneinander verschieden sein. 30

Wenn das durch die Schlitze 13a bis c des Kissens 11 gemäß den Fig. 2A, 2B oder 2C Gas abgegeben wird, so werden drei rechteckige Strahlen in dem Gas zwischen der Stahlbandoberfläche und der Vorderseite des Kissens gebildet. Diese drei

rechteckigen Gasstrahlen sind zueinander konzentrisch und

erzeugen drei statische Gasdruekbereiche, die von dem in dem L 130067/0786 j

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Zwischenraum gebildeten Strahlen umgeben sind. Die so gebildeten statischen Gasdruckbereiche sind jedoch nicht dazu geeignet, ein Metallband mit C-Verwerfungen wieder in seine ursprüngliche Form oder ursprüngliche Lage zu bringen.

Ein erfindungsgemäßes Gasdruckkissen ist in den Fig. 3A bis C dargestellt. Gemäß Fig. 3A weist eine Frontplätte 20 des Gasdruckkissens eine Gasauslaßöffnung 21 auf, die aus einem Paar seitlicher Schlitze 21a und 21b und drei Paaren von Längsschlitzen 21c und 21d, 21e und 21f sowie 21g und 21h besteht, wobei die Schlitze insgesamt einen geschlossenen Kanal bilden. Ferner definiert die öffnung 21 einen mittleren rechteckigen Bereich R^ zwischen den Längsschlitzen 21g und 21h, ein Paar äußerer, rechteckiger Bereiche R- und R, zwisehen den Längs sch litzen 21c und 21e sowie 21f und 21d und ein Paar rechteckiger Zwischenbereiche R₁, und R₁- zwischen den Längsschlitzen 21e und 21g sowie 21h und 21f.

Die Fig. 3B zeigt einen Längsschnitt der Frontplatte 20 entlang der Linie A-A in Fig. 3A. In Fig. 3B sind die Schlitze 21a und 21b im Abstand voneinander angeordnet und zur seitlichen Mittellinie Y (Fig. 3A) und einem Winkel -θ gegenüber der Oberfläche der Platte 20 geneigt. Die Schlitze 21a und 21b haben eine Dicke t.

Die Fig. 3C zeigt einen Seitenschnitt der Frontplatte 20 entlang der Linie B-B gemäß Fig. 3A. Die Abstände zwischen den Längsschlitzen 21g und 21h, 21e und 21f sowie 21c und 21d sind mit b, c bzw. d bezeichnet. Jeder Längsschlitz hat eine Dicke t und ist zur Längsmitte!linie X unter einem Winkel Θ gegeüber der Oberfläche der Platte 20 geneigt. Die Werte von a, b, c und d werden im Hinblick auf den Einsatzzweck der Vorrichtung, der Abmessung des Metallbandes sowie der Eigenschaften des Metallbandes bezüglich der C-Verwerfung bestimmt. Ferner werden die Werte t und Θ in Abhängigkeit vom Wert des gewünschten statischen Gasdrucks bestimmt.

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Die Breite des Metallbandes ergibt sich aus dessen Verwendungszweck und den Abmessungen der Vorrichtung, in der es verarbeitet werden soll. Die Werte der Abstände b, c und d hängen ab von der kleinsten und größten Breite der von der Stützvorrichtung zu halternden Metallbänder. Beispielsweise können die Abstände b (kleinster Wert) und d (größter Wert) in den nachstehenden Bereichen gewählt werden:

50 mm = b = 200 mm
50 mm = d ^ 300 mm

Der Abstand c kann so festgelegt werden, daß er zwischen b und d liegt.

Die Abstände JF₁, f^, f, und f^ (Fig. 3A) zwischen den Längsschlitzen 21c und 21e, 21e und 21g, 21h und 21f bzw. 21f und 21d, können entsprechend den Eigenschaften des Metallbandes hinsichtlich einer C-Verwerfung und der Verdrehung bestimmt werden, wobei insbesondere f* = fu und f~ = f, ist. Dies bedeutet, daß die Öffnung 21 zur Längsmittellinie X und zur seitlichen Mittellinie Y symmetrisch ist.

Fig. *tA ist ein Längsschnitt eines Metallbandes 12 und eines Gasdruckkissens 22 mit einer Frontplatte 20 gemäß den Fig. 3A bis 3C Das Gasdruckkissen 22 weist eine Gas druckkammer 23 auf, die mit einer nicht dargestellten Druckgasquelle über eine Leitung 2¹I verbunden ist.

Die Fig. HB zeigt einen ..^-Seitenschnitt des Metallbandes 12 und des Gasdruckkissens 22 gemäß Fig, MA.

Wenn das Gas unter Druck durch die Öffnung gemäß den Fig. 3A, 3B, MA und 4b abgegeben wird, werden fünf statische Gasdruckbereiche in dem Zwischenraum zwischen dem Metallband 12 und dem Gasdruckkissen 20 erzeugt, wobei die Gasdruckbereiche jeweils von einem vorhangförmigen Gasstrom umgeben sind. Die

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Gasdruckbereiche entsprechen den rechteckigen Bereichen R₁ bis R₁- gemäß Fig. 3A und haben statische Gasdrucke P. bis P₁-gemäß Pig. 4B.

Der in einem statischen Gasdruckbereich erzeugte statische Gasdruck P wird entsprechend der nachstehenden Gleichung berechnet:

P D - u

P = D - u² £ (1 + cos Θ)

wobei h = Abstand zwischen der Vorderfläche des Kissens und der Oberfläche des Metallbandes 21 ρ = Gasdichte

u = Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Öffnung t = Schlitzbreite

θ = Winkel zwischen der Vorderfläche des Kissens und der

Gasausströmrichtung des Schlitzes. Vorzugsweise werden die folgenden Werte verwendet: t = 10 mm oder weniger, vorzugsweise 2 bis 5 mm; θ = 30 bis 90°.

Die Werte t und θ der Schlitze können untereinander gleich oder voneinander verschieden sein. Im letzteren Fall ist es erforderlich, daß θ und t jeweils symmetrisch zur Längsmittellinie der Vorderseite des Kissens sind.

Die Frontplatte 20 mit dem Gasauslaßschlitz kann von dem Gasdruckkissen abgenommen werden.

Gemäß den Fig. 4A und ¹IB hat das durch die Längs schlitze ohne die seitlichen Schlitze strömende Gas den gleichen Druck in allen Schlitzen. In diesem Fall sind die statischen Drucke P. bis P^ alle gleich.

Gemäß Fig. 5 hat das Kissen 22 mit Öffnungen gemäß Fig. 3A fünf Gasdruckkammern 23a, 23b, 23c, 23d und 23e, die voneinander durch Trennwände 26a, 26b, 26c und 26d getrennt sind. Die Kammern 23a bis e sind jeweils mit nicht darge-

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Γ - 19 - '- ■ "Ί

stellten Gas druck quellen über Leitung 24a, 2¹Ib, 24c, 24d bzw. 24e verbunden. Wenn in diesem Fall die Drucke des den Kammern 23a bis e zugeführten Gases voneinander verschieden sind, zeigen die erhaltenen statischen Gasdruckbereiche die statischen Drucke P.,. P₀. P,. P₁, bzw. P_CJ die voneinander verschieden sind. Dies bedeutet, daß jeder der Drucke P. bis Pjunabhängig voneinander auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, in_dem der Druck des jeder Gasdruckkammer zugeführten Gases gesteuert wird.

Das Gasdruckkissen kann drei Gasdruckkammern aufweisen, die gemäß Fig. 6 unterteilt sind. Wenn in diesem Fall der Druck des in Kammer 23a durch die Leitung 24a eingeleiteten Gases geringer ist als der Druck des Gases, das der Kammer 23f über die Leitung 24f und der Kammer 23g über die Leitung 24g zugeführt wird, und wenn der Gasdruck in der Kammer 23f gleich dem in der Kammer 23g ist, so zeigen die erhaltenen statischen Drucke P₁ bis P,- die nachstehende Beziehung:

P₁ < P₄ < P₂

P < P < P
^rl ^r5 3

P = P
2 ^r3

^P4 ^{= P}5

Somit ist die Druckverteilung im Zwischenraum zwischen dem Metallband 21 und dem Gasdruckkissen 22 symmetrisch zur Längsmittellinie X gemäß Fig. 3A.

Gemäß Fig. 7 weist ein Paar Gasdruckkissen 22a und b, die über eine Transportstrecke 28 eines Metallbandes zueinander weisen, Gasdruckkammern T₁ bis r_1Q auf, die alle mit einer Druckgasquelle 29 verbunden sind, beispielsweise mit einem Gebläse 29 über eine Leitung 30. Die Drucke in den Kammern T₁ bis r₁₀ können unabhängig voneinander durch Ventile V. bis V₁₀ jeweils gesteuert werden.

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Wenn gemäß Fig. 8 die Drucke in den Kammern r^ bis T_n- alle gleich sind, so haben die erhaltenen statischen Drucke P. bis P₁- die folgende Beziehung:

Ps P — P • P — P

32 " ^l " 5

Ferner folgen die Stabilitäten S. bis S der statischen Gasdruckbereiche entsprechend den Drucken P. bis P,- der nachstehenden Beziehung:

S <S₂ = S,<S = S 10

Diese Phänomene ergeben sich aus der Einschließwirkung der Gasströme, die jeden statischen Gasdruckbereich umgeben.

Die vorstehenden Beziehungen können dadurch erhalten werden, daß man alle Schlitzsegmente mit einer einzigen Gasdruckkammer verbindet.

Eine Vergrößerung des statischen Gasdruckbereichs mit dem größten Druck P, und der höchsten Stabilität S, kann dadurch erreicht werden, daß man die Abstände f_± bis f^ gemäß Fig.

3A klein macht. Ferner können die Drucke P. bis P^ unabhängig voneinander auf bestimmte Werte eingestellt werden, indem die Ventile V bis V- in entsprechender Weise gesteuert werden.

Gemäß Fig. 9 läuft das Band 12 aus der vorgegebenen Transport strecke 28 heraus, d.h. das Band 12 nähert sich stärker der Vorderseite des unteren Gasdruckkissens 22b als der Vorderseite des oberen Gasdruckkissens 22a. 30

Wenn die Strömungsgeschwindigkeiten und die Drucke der durch alle Schlitze der öffnung abgegebenen Gasstrahlen im wesentlichen untereinander gleich sind, so sind die statischen Gasdrucke P^ bis Ρ_ς in den statischen Gasdruckbereichen, die in dem oberen Zwischenraum zwischen dem oberen Gasdruckkissen 22a und dem Metallband erzeugt werden, jeweils kleiner

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^Γ - 21 - ^Π

als die statischen Gasdrucke Pg bis P₁₀ in den statischen Gasdruckbereichen, die in dem unteren Zwischenraum zwischen dem unteren Gasdruckkissen 22b und dem Metallband 12 erzeugt werden. Dies bedeutet:

P₆>P_lf P₇>P₂, P₈>P₃, P₉>Pj, und P₁^P₃.

Dies ergibt sich daraus, daß der zwischen dem Gasdruckkissen und dem Metallband erzeugte statische Druck umgekehrt proportional zum Abstand zwischen diesen ist. Die Druckunterschiede zwischen dem oberen Zwischenraum und dem unteren Zwischenraum erzeugen eine Rückstellkraft in der durch einen dicken Pfeil in Fig. 9 angedeuteten Richtung. Diese Rückstellkraft drückt das Metallband 12 nach oben zu der vorgegebenen Transportstrecke 28, wo die auf die Oberseite des Bandes 12 einwirkende obere Kraft mit der auf die untere Oberfläche des Metallbandes 12 einwirkende untere Kraft so ausgeglichen ist, um Vibrationen des Metallbandes wirksam zu verhindern.

Selbst wenn die in Pig. 9 dargestellten Gasdruckkissen so modifiziert sind, daß in jedem Kissen alle Längsschlitze und seitlichen Schlitze mit einer einzigen gemeinsamen Gasdruckkammer verbunden sind, erzeugen die durch die Schlitze abgegebenen Gasströme Schubkräfte auf das Metallband in der vorstehenden Weise, und Vibrationen des Metallbandee werden verhindert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei Metallbändern mit verschiedenen Breiten eingesetzt werden.

Wenn gemäß Fig. 10 das Metallband 12 eine Breite W₁ aufweist, werden die Ventile V₁, V₃, V₁₁ und V₅ geschlossen, und lediglich das Ventil V, bleibt offen, um Gas in die Kammer r, einzuleiten und Gas durch mit dieser Kammer r, verbundene Schlitze abzugeben. Daher wird lediglich ein statischer Gasdruckbereich mit einem statischen Druck P, erzeugt. Wenn das Metallband 21 eine andere Breite W„ in Fig. 10 aufweist, so

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werden die Ventile V und V geschlossen, während die Ventile Vp, V, und V₁. geöffnet werden, um statische Gasdruckbereiche mit statischen Drucken P₂, P-, und P₁₊ zu bilden. In diesem Fall kann das Ventil V, gegebenenfalls geschlossen werden, um einen einzigen statischen Gasdruckbereich auf der Oberseite des Metallbandes 12 zu bilden.

Wenn das Metallband 12 eine Breite W_ gemäß Fig. 10 aufweist, so werden alle Ventile geöffnet, um fünf statische Gasdruckbereiche mit statischen Drucken P₁ bis Pc- zu erzeugen. In diesem Fall können gegebenenfalls einige der Ventile geschlossen we rden.

Wie vorstehend ausgeführt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die Strömungsgeschwindigkeiten und die Drucke der durch die Längsschlitze unabhängig voneinander abgegebenen Gasstrahlen steuern, und daher ist diese Vorrichtung bei Metallbändern mit verschiedenen Breiten einsetzbar. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit die Arbeitsbreite entsprechend der Breite des. von der Vorrichtung abzustützenden Metallbandes rasch geändert werden. Auch dann, wenn die Breite des Metallbandes gering ist, ist es möglich, die erfindungs gemäße Vorrichtung zu betreiben, ohne unnötige Gasströme abzugeben, so daß dieser Betrieb außerordentlich wirtschaftlich ist. Mit der erfindungs gemäßen Vorrichtung kann ferner verhindert werden, daß die Gasströme über die Seitenränder des Metallstreifens fließen, da diese Ströme miteinander wechselwirken und Turbulenzen bilden würden, so

daß die Bewegung des Metallbandes instabil wird. 30

Ein wesentliches Merkmal der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, ein verdrehtes Metallband in seine ursprüngliche Position zurückzubringen und ein Metallband mit C-Verwerfungen wieder in seine ursprüngliche

Form zu bringen. Diese Merkmale werden erfindungsgemäß erstmals erreicht.

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Gemäß den Pig. HA und HB weist jedes obere und untere Gasdruckkissen Ha und Hb zwei rechteckige, kanalförmige, zueinander konzentrische öffnungen 13a und 13b auf. Wenn das unabhängig voneinander aus den Gasdruckkammern r. und r, durch die rechteckige, kanalförmige öffnung 13a und aus der Gas druckkammer r₂ durch die öffnung 13b abgegeben wird, wird lediglich ein statischer Gasdruckbereich in einer Form entsprechend dem schraffierten Teil in FIe;. HA in den Zwischenraum zwischen dem Kissen und dem Metallband erzeugt. Somit sind in Fig. HA der rechte Teil Q₁ und der linke Teil Q, des statischen Gasdruckbereichs miteinander durch ein Paar obere und untere Abschnitte Q₂' ind Q₂ des Bereichs miteinander verbunden. Daher sind die Drucke der Bereichsabschnitte sehr gleichmäßig.

Wenn gemäß Fig. HB das Metallband 12 verdreht ist, so ist der auf die Oberseite des Metallbandes 12 einwirkende statische Gasdruck sehr gleichmäßig. Ferner ist der auf die Unterseite des Metallbandes einwirkende statische Gasdruck sehr gleichmäßig. Daher wird keine Rückstellkraft auf dem Metallband 12 erzeugt.

Somit hat die in den Fig. HA und B dargestellte bekannte Vorrichtung keine Rückstellfähigkeit für verdrehte Metallbänder in ihre Ausgangslage. Selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeiten und/oder der Druck der Gasströme, die von dem oberen Gasdruckkissen Ha abgegeben werden, größer sind als die von dem unteren Gasdruckkissen Hb, bewegt sich das Metallband 12 zum unteren Gasdruckkissen Hb und beh at dabei seine verdrehte Form bei. Daher ist es unmöglich, das verdrehte Metallband in seine ursprüngliche Lage zurückzubringen.

Wenn gemäß Flg. HC das Metallband 12 eine C-Verwerfung aufweist, so wird ebenfalls auf dem Metallband 12 keine die ursprüngliche Form wieder herstellende Kraft erzeugt, da die

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oberen statischen Drucke P , P„ (P ' , P₂") ^{und P}v ^{die auf} die Oberseite des Metallbandes 12 einwirken, sowie die unteren statischen Drucke P,., Ρ_ (P ' , PJ' ) und P^, die auf die Unterseite des Metallbandes 12 einwirken, alle gleichmäßig sind. Wenn der obere statische Druck größer ist als der untere statische Druck, bewirkt der Unterschied zwischen diesen Drucken ein Herabdrücken des Metallbandes in Richtung des Pfeils in Pig. HC.

Daher kann mit der in den Fig. HA bis C dargestellten, bekannten Vorrichtung, ein Metallband mit C-Verwerfungen nicht in seine ursprüngliche unverworfene Form umgeformt werden.

Gemäß den Fig. 12A und B besteht bei jedem Gasdruckkissen 22a .und b die geschlossene, kanalförmige Öffnung 21 aus einem Paar seitlichen Schlitzen 21a und b und zwei Paaren von Längsschlitzen 21c und 21d sowie 21e und 21f. Wenn ein Gas durch die Öffnung 21 abgegeben wird, so werden drei getrennte statische Gasdruckbereiche in dem Zwischenraum zwischen jedem Kissen und dem Metallband 12 erzeugt. So entspricht ein rechter statischer Gasdruckbereich mit einem statischen Druck P₁ der Fläche Q₁ gemäß Fig. 12A. Ein linker statischer Gasdruckbereich mit einem statischen Druck P, entspricht der Fläche Q, gemäß Fig. 12A. Ein mittlerer statischer Gasdruckbereich mit einem statischen Druck Pp entspricht der Fläche Q₂ gemäß Fig. 12A. Der rechte und der linke statische Gasdruckbereich sind voneinander durch den mittleren Gasdruckbereich getrennt, so daß die statischen Drucke P^ und P, unabhängig voneinander veränderbar sind.

Wenn gemäß Fig. 12B das Metallband 12 verdreht ist, ist es einfach, die statischen Drucke P^, P,, P₁₁ und Pg so" getrennt zu steuern, um das verdrehte Metallband in seine ursprüng-

liehe Lage zurückzustellen. Wenn ferner das Gas durch alle Schlitze unter im wesentlichen dem gleichen Druck und der

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gleichen Strömungsgeschwindigkeit abgegeben wird, erhält man zwangsläufig eine Rückstellkraft gernä^ den dicken Pfeilen in Fig. 12B, um das verdrehte oder geneigte Metallband in seine ursprüngliche Lage zurückzustellen, da der statische Druck im statischen Gasdruckbereich umgekehrt proportional ist zum Abstand zwischen dem Gasdruckkissen und dem Metallband.

Gemäß Fig. 12C weist das Metallband 21 C-Verwerfungen auf. Da die Gasdruckkissen 22a und b die statischen Drucke P₁ bis Pg unabhängig voneinander steuern können, ist es einfach, die durch die Pfeile in Fig. 12C angedeuteten Rückformkräfte zu erzeugen, in—dem die statischen Drucke P₁ bis Pg gesteuert werden. Selbst wenn das Gas unter im wesentlichen dem gleichen Druck und mit im wesentlichen der gleichen Strömungsgeschwindigkeit durch alle Schlitze der Gasdruckkissen 22a und 22b abgegeben wird, sind die erhaltenen statischen Drucke, die in den Zwischenräumen zwischen dem Kissen und dem Metallband erzeugt werden, umgekehrt proportional zu den Abständen zwischen dem Kissen und dem Metallband, d.h. die Beziehung h^h^ führt zu der Beziehung P₁<P_ij (vgl. Fig. 12C). Somit erzeugt der Unterschied zwischen P₁ und Pp eine Kraft, die gemäß dem Pfeil in Fig. 12C den rechten Seitenrand des Metallbandes 12 nach oben drückt. Ferner führt die Beziehung hXhr zu der Beziehung Pp>P_c-. Der Unterschied zwischen P₂ und P₁- erzeugt eine Kraft, die den Mittelteil des Metallbandes 12 nach unten drückt. Schließlich bewirkt die Beziehung h,>hg die Beziehung P-xPg, Der Unterschied zwischen P-, und Pg erzeugt eine Kraft, die den linken Seitenrand des Metallbandes 12 nach oben drückt. Daher können die insgesamt erzeugten Kräfte das Metallband mit den C-Verwerfungen wieder in seine verwerfungsfreie Form umformen.

Jedes Gasdruckkissen gemäß den Fig. 12A bis C weist drei oder mehr getrennte Gasdruckkammern auf. Jedoch kann jedes Gasdruckkissen erfindungsgemäß eine einzige Gasdruckkammer aufweisen.

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Bei der vorstehend erläuterten, erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Längsschlitze in einem Gasdruckkissen parallel zueinander sowie zur Längsachse der Transportstrecke des Metallbandes. Jedoch können die Längsschlitze auch zueinander nicht parallel sein, soweit sie sich nur im wesentlichen in Längsrichtung der Transportstrecke des Metallbandes erstrekken.

Gemäß Fig. 13 weist das Gasdruckkissen 30 eine geschlossene, kanalförmige öffnung 31 auf, die aus einem Paar seitlichen Schlitzen 31a, 31b und zwei Paaren von Längsschlitzen 31c und 31d sowie 31e und 31f besteht. Jeder Längsschlitz hat die Form einer einfach gewendeten Linie, d.h. ist V- oder L-förmig. Die Längsschlitze können zweifach oder mehrfach gewendet sein. Ferner können die Längsschlitze kurvenförmig ausgebildet sein. Auch kann jeder seitliche Schlitz einmal oder mehrere Male gewendet oder gekrümmt sein.

Gemäß Fia;. 14 weist ein erfindungsgemäß einsetzbares Gasdruckkissen 40 eine geschlossene, kanalförmige öffnung 41 auf, die aus einem Paar seitlichen Schlitzen 4la und ¹IIb sowie zwei Paaren von Längsschlitzen 41c und 4ld sowie 4le und 4lf besteht. Die Schlitze ²IIa bis d bilden zusammen einen trapezförmigen Kanal. Die Schlitze ¹Ue und 4lf können parallel zu den Schlitzen 4lc bzw. 4ld oder auch nicht parallel zu diesen sein, solange nur die öffnung 41 insgesamt symmetrisch zur Längsmittellinie der Vorderfläche des Kissens 40 ist.

Die Gasauslaßöffnungen gemäß Fig. 13 und 14 ermöglichen eine Verringerung der Ausbildung von lokalen Fehlern auf dem Metallband, die durch lokale Berührung des Metallbandes mit dem abgegebenen Gasstrom auftreten können.

Wenn der Längsschlitz parallel zur Längsachse der Transportstrecke des Metallbandes und die Länge des LängsSchlitzes

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Γ - 27 - - ■ Ί

gleich dem 200-fachen der Dicke des seitlichen Schlitzes ist, wird ein bestimmter Teil des Metallbandes, der zum Längsschlitz weist, kontinuierlich dem abgegebenen Gasstrom ausgesetzt, und zwar für einen Zeitraum, der lOOmal so lang ist wie der Zeitraum, während dessen der andere Abschnitt lediglich dem Gasstrom ausgesetzt ist, der durch ein Paar seitlicher Schlitze abgegeben wird. Daher wird im Vergleich zu einem anderen Teil dieser bestimmte Abschnitt, der zum Längsschlitz weist, unterkühlt oder überhitzt, wenn das abgegebene Gas eine geringe Temperatur bzw. eine erhöhte Temperatur aufweist. Diese lokale Unterkühlung oder überhitzung verursacht Fehler in dem erhaltenen Metallband.

Die in den Fig. 13 und 14 dargestellten Gasauslaßöffnungen können die lokale Unterkühlung oder überhitzung des Metallbandes reduzieren, da die Längsschlitze nicht parallel zur Längsachse der Bandtransportstrecke sind.

Nachstehend wird die Beziehung zwischen der Länge des Längs-Schlitzes und dem erhaltenen statischen Druck n'iher erläutert.

Wenn gemäß den Fig. 15A bis C die Abmessungen folgendermaßen sind:

t = 3 mm, h = 15 mm, θ = 45

b = 1200 mm und f. = 250 mm

erhält man die in der Tabelle I aufgeführte Beziehung zwischen der Länge der Längsschlitze und der Gebläsemotorleistung zur Erzeugung eines statischen Drucks im Bereich von 30 bis 75 mmAq, der für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausreichend hoch ist.

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- 28 Tabelle I

	acher	Druc ■	I	.2	45 mtnSq	60 mmPa	75 niitinSg
-—3-tati l	m		k 30	.7	—	6.7	8.0
0.2	m			.2	5.6	7.6	9.3
0.4	m			6.2	8.6	10.5
0.6	m			6.9	9.5	11.6
0.8
	4otorgebläseleis.tung (ktf)
Γ

4
4
5

Vorzugsweise liegt die Länge 1 des Längsschlitzes im Bereich von 0,2 bis 0,8 m, der statische Druck im Bereich von 30 bis 80 mm mmAq und die Gebläsemotorleistung 8 kW oder weniger.

Ferner beträgt die Beziehung zwischen der Länge des Längsschlitzes und der Strömungsgeschwindigkeit des abgegebenen Gasss durch den Schlitz, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Bereich von 29,6 bis 46,9 m/sec, der Abgabedruck des Gases im Bereich von 0,418 bis 0,585 mAq und der Druckverlust in der Rohrleitung im Bereich von 87,6 bis 210 mmAq liegt, bei den Werten gemäß Tabelle II.

Tabelle II

	0.2 0.4	Ströniungsgasg abgegebenen G	45	eschwindigkeit des ases, Nm->/min	75
Statischer Druck (mmAq)	0.6	30	36.3	60	46.9
Strömungsgeschwin digkeit (m/sec)	0.8	29.6	0.452	41.9	0.585
Abgabedruck (-mAq)	0.418	107.4	0.536	210.0.
Drtfckverlust (mmAq) ι	87.6	20.9	175.6	23.6 27.0
Länge des Längsschlit zes, (1)	17.0	23.5	21.1 24.1	30.4
On)	19.2	26.1	27.2	33.8
	21.3	30.2

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Γ' _ I

Die Dicke t der Längsschlitze und der seitlichen Schlitze beträgt vorzugsweise von 2 bis 5 mm.

Wenn beim Heißgalvanisieran eines Metallbandes dieses erfindungsgemäß abgestützt wird, sind vorzugsweise die Gasdruckkissen im Abstand bis zu 1000 mm gegenüber den Gasabstreifdüsen angeordnet.

Gemäß Pig. 16 wird ein Metallband mit einem geschmolzenen Me- ^ tall 2 heißgalvanisiert und aus diesem nach oben herausgezogen. Die Oberflächen des Metallbandes 12 werden mit Gasstrahlen abgestreift, die aus einem Paar Gasabstreifdüsen austreten. Die auf die Oberflächen des Metallbandes 12 geblasenen Gasstrahlen bilden einen nach oben und einen nach unten gerichteten Gasstrom 51 bzw. 52 entlang den Oberflächen des Metallbandes 12. Ein Paar Gasdruckkissen 22a und b sind an einer Stelle im Abstand L oberhalb der Gasabstreifdüsen angeordnet. Wenn Gas durch ein Paar Gasauslaßöffnungen 5 3a und b zu den Oberflächen des Metallbandes 12 abgegeben wird,

bilden die erhaltenen Gasstrahlen die gewünschten statischen Druckbereiche und strömen zur Außenseite der Zwischenräume zwischen der Vorderseite der Kissen 22a und b und den Oberflächen des Metallbandes 12. In diesem Fall kommt der nach unten gerichtete Gasstrom 5^ aus den Öffnungen 53a und b in

Berührung mit dem nach oben gerichteten Gasstrom 51 von den Gasabstreifdüsen 6. Diese beiden Gasströme 54 und 51 bilden zusammen Turbulenzen an den unteren Endabschnitten der Zwischenräume zwischen den Vorderseiten der Kissen und den Bandoberflächen .
30

Gemäß Fig. 17 dient eine Turbulenz 55 zur Abdichtung des unteren Endabschnitts des Zwischenraums zwischen der Kissenoberfläche und der Metallbandoberfläche und zum Begrenzen oder Einschließen eines Teils des abgegebenen Gases in den

Zwischenraum. Die Verteilung des Gasdrucks in dem Zwischenraum und am unteren Endabschnitt ist in Fig. 17 dargestellt.

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Dort gibt die Linie a die Höhe des statischen Drucks wieder, der in dem Zwischenraum lediglich durch die abgegebenen Gasstrahlen erzeugt wird; die Linie b gibt die Höhe des statiscnen Drucks an, der die Summe der statischen Drucke, die durch den Einschlußgasstrom erzeugt werden, und dem statischen Druck darstellt, der durch die abgegebenen Gasströme erzeugt wird.

Die Fig. 17 zeigt die Begrenzungswirkung der Turbulenzen, die eine Erhöhung des statischen Drucks in dem Zwischenraum und eine Vergrößerung der Gesamtfläche der statischen Gasdruckbereiche bewirkt. Daher ist die vorstehende Anordnung der Gasdruckkissen zur Verhinderung von Vibrationen des Metallbandes geeignet. Um die Fläche des statischen Druckbereiches zu vergrößern, ist es vorteilhaft, den Endabschnitt 5o des Gasdruckkissens 22a lang auszubilden.

Durch Einsatz der Einschlußgasströme wird es möglich, einen höheren oder den gleichen statischen Gasdruck als lediglich mit abgegebenen Gas strömen zu erzeugen, und zwar mit einer geringeren Menge an abgegebenem Gas.

Die Fig. l8 zeigt die Beziehung zwischen dem Abstand L zwischen dem Gasdruckkissen und den Gasabstreifdüsen einerseits und der Stützkraft für das Metallband, die durch den statischen Gasdruck in dem Zwischenraum erzeugt wird, andererseits. In Fig. 18 gibt die Linie a¹ die Höhe der Bandstützkraft an, die durch den statischen Druck des abgegebenen Gasstroms alleine erzeugt wird, während die Linie b' die Größe

der Bandstützkraft angibt, die durch die Kombination der abgegebenen Gasströme und der Einschlußgasströme erzeugt wird.

Wenn L höchstens 1000 mm beträgt, liegt die Linie b' oberhalb der Linie a¹, d.h. die Einschlußgasströme erzeugen einen

statischen Druck, der zum statischen Gasdruck der abgegebenen Gasströme hinzuaddiert werden muß. Ferner zeigt sich in Fig.l8,

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^Γ - 31 - Π

daS für L ein Bereich von 20 bis 85Ο mm bevorzugt ist, wobei 100 bis 500 mm besonders bevorzugt sind..

Die Fig. 19 zeigt die Beziehung zwischen der Bandstützkraft und der Strömungsgeschwindigkeit des Einschlußgasstroms, der entlang der Oberfläche des Metallbandes zu dem Zwischenraum zwischen dem Ga3druckkissen und dem Metallband strömt. In Fig. 19 gibt die Linie a" die Größe der Bandstützkraft an, die lediglich durch die von dem Gasdruckkissen abgegebenen Gasströme erzeugt wird, und die Linie b" gibt die Größe der Bandstützkraft an, die durch die Kombination der abgegebenen Gasströme und des Einschlußgasstromes erzeugt wird.

Gemäß Fig. I9 nimmt die Bandstützkraft mit der Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des Einschlußgasstroms von 0 bis etwa 35 m/sec zu und erreicht einen konstanten Wert bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 35 m/sec. Daher beträgt die Strömungsgeschwindigkeit de3 Einschlußgasstroms

vorzugsweise 10 m/sec oder mehr.
20

Die Einschlußgasströme ergeben sich nicht nur beim Gas ab-Streifvorgang beim Heißgalvanisieren sondern auch aus den Heizgas strömen, die entlang der Oberfläche des Metallbandes strömen und in einem vertikal arbeitenden, kontinuierlichen Glühofen durch die Zugwirkung des Heizgases erzeugt werden. Die Heizgasströme können als Einschlußgasströme verwendet werden.

Die Einschlußgasströme werden an sich dadurch erzeugt, daß ein Gas entlang der Oberfläche des abzustützenden Metallbandes zum Zwischenraum zwischen dem Metallband und dem Gasdruckkissen geblasen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Bandstützvorrichtung können die

Vibrationen des Metallbandes verhindert werden, indem ein Paar Gasdruckkissen an einer Stelle angeordnet werden, bei

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der das Metallband die größte Vibrations amplitude zeigt. Um ferner Vibrationen des Met al Ib an des an einer bestimmten Stelle zu verhindern, muß dort oder in der Nähe ein Paar Gasdruckkissen angeordnet werden.
5

Die Fig. 2OA zeigt eine Heißgalvanisierungsvorrichtung für ein Metallband. Das Metallband 12 wird he iß galvanisiert und dann von der Bodenwalze 3 zur oberen Walze 5 bewegt. In diesem Fall sei eine Quelle für Vibrationen des Metallbandes an der Stelle 6l vorgesehen, so daß das Metallband 12 eine maximale Vibrationsamplitude an der Stelle 62 zeigt. Um Vibrationen gemäß Fig. 2OA zu verhindern, werden vorzugsweise ein Paar Gasdruckkissen 7 an der Stelle 62 gemäß Fig. 20B angeordnet. Falls Vibrationen des Metallbandes 12 an einer bestimmten Stelle 63 verhindert werden sollen, wird vorzugsweise das Paar Gasdruckkissen 7 an der bestimmten Stelle gemäß Fig. 2OC angeordnet oder in der Nähe der Stelle 63 (vgl. Fig. 20D).

Wenn gemäß Fig. 21 bei einer Heißgalvanisierungsvorrichtung ein Ofen 60, beispielsweise ein Kühlofen, zwischen der Bodenwalze 3 und der oberen Walze 5 angeordnet ist, gerät das Metallband 12 häufig in Schwingungen und in Berührung mit der 3andfläche des Ofens. Um diese Vibrationen zu verhindern, wird vorzugsweise ein Paar erfindungsgemäßer Gasdruckkissen im Mittelbereich des Ofens 60 gemäß Fig. 21 angeordnet.

Die erfindungsgemäße Bandstützvorrichtung mit den speziell ausgebildeten Gas abgabeöffnungen ermöglicht die Bewegung des Metallbandes mit hoher Geschwindigkeit unter Verhinderung von Vibrationen des Metallbandes. Bei der erfindungsgemäßen Bandstützvorrichtung kann die Arbeitsbreite bei Änderung der Metallbandbreite leicht verändert werden; ferner kann ein verdrehtes Metallband in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht werden, und ein Metallband mit C-Verwerfung kann wieder in seine ursprüngliche verwerfungsfreie Form

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umgeformt werden.

Die Gasauslaßöffnungen der erfindungs gemäßen Bandstütz vorrichtung haben eine bestimmte Form, so daß eine lokale überhitzung oder Unterkühlung des Metallbandes während des Stützvorgangs wirksam verhindert wird, so daß das erhaltene Metallband ausgezeichnete Oberflächen aufweist.

Mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung können die Einschlußgasströme, die zum Zwischenraum zwischen dem Metallband und den Gasdruckkissen entlang den Metallbandoberflächen strömen, ausgenutzt werden. Diese Einschlußgasströme erhöhen die Bandstützkraft der Vorrichtung oder ermöglichen eine Verminderung der von den Gasdruckkissen abgegebenen Gasmenge.

Beispiel

Ein Paar Gasdruckkissen gemäß den Fig. 3A bis C sowie 7 und 8 werden eingesetzt. Jedes Kissen weist eine Gasauslaßöffnung mit den folgenden Abmessungen auf:

1 = 500 mm, b = 500 mm, c = 800 mm, d = 1100 mm, t = 2 mm, θ = i»5°, f₁ - f₂ = f, = fjj = 150 mm.
25

Der Abstand 2h zwischen den Vorderseiten der Kissen beträgt 30 mm.

Das Paar Gasdruckkissen wird in einer Heißgalvanisierungsvorrichtung gemäß Fig. 1 angeordnet. Die Gasdruckkissen befinden sich 500 mm oberhalb der Gasabstreifdüse.

Ein Metallband (Breite 1250 mm, Dicke 0,32 mm) wird mit 120 m/min Geschwindigkeit bei einer Zugspannung von 1,2 kg/

Oc ?

mm zwischen der unteren und der oberen Walze bewegt.

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Wird kein Gasdruckkissen verwendet, so schwingt das Metallband mit einer Frequenz von 3 bis 4 Hz und einer Amplitude von 4 bis 5 mm, und die Tiefe der C-Verwerfung beträgt 10 mm.

Mit Hilfe eines Gebläses wird in das Gasdruckkissen Druckluft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 Nnr/min bei einem Blas druck von 400 mm Aq eingeleitet und auf die Oberflächen des Metallbandes durch die Gasauslaßöffnungen jeweils mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 15 m^/min abgegeben. Gemäß Fig. 7 sind die Strömungsgeschwindigkeiten der Luft in die Kammern r. bis r\_Q jeweils gleich. Gemäß Fig. 8 erhält man die nachstehenden statischen Drucke:

P₁ = P₅ = 30 mmAq

P₂ = P₄ = 35 mmAq

P, = 40 mmAq.

Während des Stützvorgangs zeigt das Metallband eine geringe C-Verwerfung mit einer Tiefe von etwa 3 nun sowie eine Schwingung bei einer Frequenz von 3 bis 4 Hz und mit einer Amplitude von 1 mm oder weniger.

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Claims

3Ί17303 VOSSIUS · VOSSIUS ■ TA UCHNER -HEUNHMANN -RAUH PATENTAN WALTE SlEBEFiTSTRASSE A- ■ 8OOO MÜNCHEN ΒΘ · PHONE: (OB9) 47 4O70 CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN- TELEX 5-29 453 VOPAT D u.Z.: R 147 Case: NSC-2938-DE NIPPON STEEL CORPORATION Tokyo / Japan " Vorrichtung und Verfahren zum Abstützen eines Metallbandes bei statischem Gasdruck " Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Abstützen eines Metallbandes bei statischem Gasdruck, mit

a) einem Paar zueinander weisenden Gasdruckkissen, die symmetrisch zu einer vorgegebenen Transportstrecke des Metallbandes angeordnet sind und jeweils eine öffnung aufweisen, durch die ein Gas zur Bandtransportstrecke hin abgegeben wird, und mit
b) einer Einrichtung zum Zuführen von unter Druck stehendem Gas zu jedem der Gasdruckkissen,

dadurch gekennzeichnet, daß c) jede Gasauslaßöffnung in Form eines geschlossenen Kanals ausgebildet ist, der aus einem Paar seitlichen Schlitzen, die sich jeweils in seitlicher Richtung der Bandtransportstrecke erstrecken, sowie aus mindestens zwei Paaren von Längs schlitzen besteht, die sich jeweils in Längsrichtung der Bandtransportstrecke erstrecken und dadurch mit jedem seitlichen Schlitz verbunden ist, und

d) daß die öffnung symmetrisch zu einer parallel zur Längsachse der Bandtransportstrecke gezogenen Längsmittellinie

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der Vorderseite des Gasdruckkissens ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Gasaus tritts richtung der Längsschlitze zur Längsmittellinie der Vorderseite des Gasdruckkissens geneigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsrichtung der Längsschlitze gegenüber der Vorderseite des Gasdruckkissens um 30 bis 90 geneigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustritts richtung der seitlichen Schlitze zu einer zur Längsachse der Bandtransportstrecke senkrechten, seitlichen Mittellinie der Vorderseite des Gasdruckkissens geneigt ist.

5. Vorrrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung symmetrisch zu einer zur Längsachse der Bandtransportstrecke senkrechten, seitlichen Mittellinie der Vorderseite des Gasdruckkissens ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas aus tritts richtung der seitlichen Schlitze und der Längs schlitze gegenüber der Vorderseite des Gasdruckkissens um 30 bis 90° geneigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gasdruckkissen eine einzige Gasdruckkammer aufweist, die mit der Gaszufuhreinrichtung und mit der öffnung verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdruckkammer in mindestens drei

Teilkammern unterteilt ist, die jeweils mit einer Gasversorgungsquelle über ein Ventil zum Steuern des Gasdrucks und

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jeweils mit mindestens einem Längsschlitz und Teilen beider seitlicher Schlitze verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Längsschlitz geradlinig erstreckt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längsschlitz einfach oder mehrfach abgebogen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der seitlichen Schlitze und

der Längsschlitze von 2 bis 5 nun beträgt. 15

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Längsschlitze von 0,2 bis 0,8 mm beträgt.

13. Verfahren zum Abstützen eines Metallbandes bei statischem Gasdruck, durch

a) Abgeben eines Gases von einem Paar zueinander weisender Gasdruckkissen, die symmetrisch zu einer vorgegebenen Transportstrecke des Metallbandes angeordnet sind, zu den beiden Oberflächen des Metallbandes, das sich entlang der Transportstrecke bewegt, wobei das Gas durch ein Paar Gasauslaßöffnungen abgegeben wird, die jeweils in der Vorderseite jedes Gasdruckkissens angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

b) daß der Gas aus laß durch eine geschlossene, kanalförmige

Öffnung erfolgt, die aus einem Paar seitlicher Schlitze, die sich jeweils in seitlicher Richtung der Bandtransportstrecke erstrecken, und aus mindestens zwei Paaren von Längsschlitzen besteht, die sich in Längsrichtung der

Bandtransportstrecke erstrecken und dadurch jeweils mit jedem seitlichen Schlitz verbunden sind,

L 130067/0786 __,

c) daS die Gas auslassöffnung symmetrisch zur zu der Längsrichtung der Bandtransportstrecke parallelen Längsmittellinie der Vorderseite des Gasdruckkissens angeordnet ist,

d) daß mindestens drei statische Gasdruckbereiche, die jeweils von einem geschlossenen, vornangförmigen Gasstrom umgeben sind, in jedem der Zwischenräume zwischen den Oberflächen des Metallbandes und den Gasdruckkissen erzeugt werden, und

e) daß die statische Gasdruckverteilung in den statischen Gasdruckbereichen symmetrisch zur Längsachse der Bandtransportstrecke ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Richtung des durch jeden Längsschlitz abgegebenen

Gasstroms zur Längsachse der Bandtransportstrecke geneigt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Gasdruckverteilung in den statischen

Gasdruckbereichen symmetrisch zur seitlichen Mittellinie zwischen den seitlichen Schlitzen ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch

gekennzeichnet, daß der statische Gasdruck der statischen 25

Gasdruckbereiehe untereinander gleich ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der durch jedes Paar Längs-

schlitze der Öffnung abgegebenen Paare von Gasströmen unter-30

einander gleich ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucke der durch die Paare der Längsschlitze der Öffnung abgegebenen Gasstrompaare untereinander gleich sind.

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19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck jedes Gasstrompaars, das durch Jedes Paar Längsschlitze der Öffnung abgegeben wird, verschieden ist von dem Druck eines anderen Gasstrompaars, das durch ein an-

deres Paar von Längsschlitzen der Öffnung abgegeben wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Gasdruck der statischen Gasdruckbereiche von 30 bis 80 mmAq beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschlußgasstrom zu dem Gas zwischen dem Gasdruckkissen und dem Metallband entlang dessen Oberfläche geblasen wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschlußgasstrom von einer Gasabstreifdüse erzeugt wird, die höchstens 1000 mm vom nächsten Ende des Gasdruckkissens entfernt ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Einschlußgasstroms mindestens 10 m/sec beträgt.

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