DE3237183C2

DE3237183C2 - Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten, elektromagnetischen Stahlbandes oder - bleches

Info

Publication number: DE3237183C2
Application number: DE3237183A
Authority: DE
Inventors: Katsuaki Kokai; Tadao Kitakyusyu Fukuoka Nozawa; Takeo Ohta; Shoichi Taira
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-04-04
Filing date: 1982-10-07
Publication date: 1985-02-14
Also published as: GB2127857A; FR2534275B1; JPS57164935A; FR2534275A1; DE3237183A1; JPS6311409B2; GB2127857B; JPS581019A; US4500366A; JPS627252B2

Abstract

Es ist ein Verfahren zum Erzeugen eines kornorientierten, elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches geschaffen, bei dem für eine Primärrekristallisation ein kaltgewalztes, elektromagnetisches Stahlband oder -blech mit seiner Enddicke getempert wird und das Band oder Blech einer Sekundärrekristallisation durch Tempern unterzogen wird, indem es so erwärmt wird, daß ein Teil des Bandes oder Bleches entlang seiner Breite oder Länge die Grenze zwischen den Temperaturbereichen für eine Primär- und eine Sekundärrekristallisation mit einem vorbestimmten Temperaturgradienten durchlaufen kann. Hierbei wird die Sekundärrekristallisation durch Tempern dadurch erreicht, daß eine Hauptwärmezufuhr zumindest an einem Ende einer Bandrolle oder eines Stapels aus einer Anzahl Bleche erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten, elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I, insbesondere eines kornorientiertcn, elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches mit einer Kornausrichtung von (100), das ohne weiteres in der Walzrichtung magnetisierbar ist, sowie ein Verfahren zum Erwärmen dieses elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches.

Zur Herstellung eines kornoriemierten Siliciumstahlbleches wird im allgemeinen ein Silicium-Stahlblech in Fcrm einer aufgewickelten Rolle unter Verwendung eines kastenförmigen Temperofens getempert. Ein solcher Ofen, der in der F i g. 1 der Zeichnungen schematisch dargestellt ist, besteht aus einer Bodenplatte 2, auf der sine Rolle 1 aus Siliciumstahlblech, das getempert werden soll, angeordnet ist, einer inneren Hülle 3, welche die Stahlblechrolle 1 umgibt, einer äußeren Hülle 4, welche die innere Hülle 3 umgibt, und einer Anzahl elektrischer Heizeinrichtungen 5,6,7, die so angeordnet sind, daß sie während des Betriebs gleichzeitig der Stahlblechrolle 1 in allen Richtungen Wärme zuführen, um dadurch die gesamte Stahlblechrolle möglichst gleichmäßig zu erwärmen.

In der F i g. 2 der Zeichnungen ist die Temperaturverteilung, die in bestimmten Zeitintervallen zwischen den Stirnseiten der in einem kastenförmigen Temperofen getemperten Stahlblechrolle t festgesetzt wurde, d. h. die Temperaturverteilung entlang der strichpunktierten Linie in der F i g. 1, wiedergegeben. Wie aus der F i g. 2 ersichtlich, entsteht durch das sogenannte Kastenglühen bzw. Kastentempern eine verhältnismäßig gleichförmige Temperaturverteilung zwischen den Stirnseiten der Stahlblerhrolle, d. h. entlang der Breite des Stahlbleches, mit einem verhältnismäßig kleinen, wenn überhaupt, Temperaturgradienlen.

Bei der Überprüfung der magnetischen Eigenschaften eines in einem kastenförmigen Temperofen hergestellten kornorientierten Siliciumstahlbleches, insbesondere der Flußdichte desselben, hat sich gezeigt, daß auch ein Siliciumstahlblech mit seiner bekanntlich hohen Flußdichte einen Bn-Wert von nur 1,92 T hat, der weit unter dem theoretisch möglichen maximalen B₈-WeH von 2,04 für normale Stahlbleche mit 3% Silicium liegt und daher einer grundlegenden Verbesserung bedarf.

In der JP-OS 20 154/1981 (JP-Abstr. 57-1 34 519) ist ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Siliciumstahlbleches mit einer hohen Flußdichte beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein kaltgewalztes Siliciumstahlblech mit seiner Enddicke, das zur Primärrekristallisation getempert worden ist, zur Erzielung einer Endrekristallisation mit einem Temperaturgradienten von mindestens 2⁰C pro cm Breite oder Länge des Stahlbleches in einem Grenztemperaturbereich zwischen den Primär- und Sekundärrekristallisationstemperaturen getempert. Danach ist es somit ratsam, einen bestimmten Temperaturgradienten pro Breiten- oder Längeneinheit eines ganz bestimmten Teils eines Stahlbleches aufrechtzuerhalten, das einen bestimmten Temperaturbereich von beispielsweise 820 bis 1020⁰C durchläuft, wenn es auf die Endtemperatur zur Erzielung einer Sekundärrekristallisation erwärmt wird. Diese ganz spezielle Temperatur in dem vorgenannten, genau festgelegten Temperaturbereich wird auch als spezifische Temperatur bezeichnet.

In der DE-PS 7 63 989 ist ein Verfahren zur Herstellung von kaltgewalzten elektromagnetischen Stahlblechen beschrieben, bei dem die kaltgewalzten Stahlbleche in Band- oder Stapelform eine Schlußglühung in nicht-oxidierender Atmosphäre bei 875 bis 1100⁰C, also eine Rekristallisationsphase, in einem Ofen durchlaufen.

b5 Dabei erfolgt die I lauptwärniezufuhr jeweils am Ende bzw. Anfang der Bandrolle oder des Blechstapels. Gleichzeitig wird das Stahlblech aber auf seiner gesamten Oberfläche erwärmt, so daß es insgesamt zu schnell

erwärmt wird, um ein gutes kornorientiertes elektromagnetisches Stahlblech zu ergeben. Um ein gutes kornoiientiertes elektromagnetisches Stahlblech durch Sekundärrekristallisationstemperung herzustellen, darf nämlich die maximale Erwärmungsgeschwindigkeit 1200° C pro Stunde entsprechend -inem Temperaturgradienten von 20° C pro cm nicht übersteigen, auch im Falle einer schnellen Erwärmung durch elektromagnetische Induktion. Um nun bei djm bekannten Verfahren eine Erwirmungsgeschwindigkeit von 1200°C/h bzw. einen Temperaturgradienten von 20°/cm einzuhalten, müßte das Stahlblech mit einer Geschwindigkeit von 1 cm pro min durch den Ofen wandern, was bei einer Breite des Stahlbleches von 100 cm eine Produktion von nur 1,5 kg pro h zur Folge hätte. Kine solche Produktionsrate ist jedoch kommerziell nicht akzeptabel.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Heizverfahren zur Sekundärrekristallisation für die Herstellung von kornorientiertem, elektromagnetiscnem Stahlband oder -blech anzugeben.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten, elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches, bei dem ein kaltgewalztes Stahlband oder -blech mit seiner Enddikke zur Primärrekristallisation und anschließend zur Sekundärrekristallisation getempert wird, wobei es derart erwärmt wird, daß ein Teil des Stahlbandes oder -bleches entlang seiner Breite oder Länge die'Grenze zwischen den Temperaturbereichen für die Primär- und die Sekundärrekristallisation mit einem vorgegebenen Temperaturgradienten durchläuft, dadurch gelöst werden kann, daß zur Sekundärrekristallisation die Hauptwärme an mindestens einer von einander gegenüberliegenden Stirnseiten einer Bandrolle oder eines Stapels aus einer Vielzahl von Blechen derart zugeführt wird, daß der Temperaturbereich allmählich von einer Stirnseite der Bandrolle oder des Blechstapels zu der anderen oder von den Stirnseiten der Bandrolle oder des Blechstapels zum Zentrum der- bzw. desselben verschoben wird, wobei alle übrigen Teile der Bandrolle oder des.Blechstapels gegenüber der Zufuhr der Hauptwärme isoliert sind.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den vorstehenden Ansprüchen 2 bis 7.

Nachstehend wird die Erfindung iinhanci bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt im einzelnen

Fig. 1 eine schematische vertikale Schnittansicht eines bekannten kastenförmigen Ofens, der für die Endtemperung eines Silizium-Stahlbandes verwendet wird;

F i g. 2 eine Kurvendarstellung, in welcher eine Temperaturverteilung entlang der Breile des Bandes wiedergegeben ist, welches in dem in 1·"ig. 1 dargestellten Ofen getempert worden ist;

F i g. 3 eine Darstellung des grundlegenden Konzepts der Erfindung;

F i g. 4 eine Kurvendarstellung, in welcher die zeitliche Beziehung einer Temperaturverteilung entlang der Breite eines Stahlbandes wiedergegeben ist, das in Form einer Bandrolle durch Anlegen von Wärme an eine Stirnseite der Bandrolle geheizt worden ist;

Fig. 5 eine Kurve, in welcher ein Temperaturgradient für die Breite des Bandes bei einer ganz bestimmten, spezifischen Temperatur und einer Heizrate dargestellt ist, die aus den Temperaturveileilungskurven der F i g. 1 abgeleitet worden sind;

Fig.6 eine Kurvendarstellung, in welcher Änderungen in der Temperaturverteilung für einen konstanten Temperaturgradienten entlang der ganzen Bandbreite bei einer ganz bestimmten, spezifischen Temperatur wiedergegeben ist;

F i g. 7 eine Darstellung einer Heizkurve, welche verwendet werden kann, um eine Stirnseite der Bandrolle zu heizen, um die in F i g. 6 dargestellte Temperaturverteilung zu erreichen;

F i g. 8 eine Darstellung einer Heizkurve für die andere Stirnseite der Bandrolle, um die Temperaturverteilung zu erreichen, die in F i g. 6 an einer vertikalen Linie A dargestellt ist;

Fig.9 eine Kurvendarstellung von Änderungen in

der Temperaturverteilung entlang der Bandbreite, wenn eine niedrigere Temperatur verwendet wird, um mit dem Heizen an einer Stirnseite der Bandrolle zu beginnen;

Fig. 10 eine Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

F i g. 11 eine Darstellung einer abgewandelten Form der in Fi g. 10 wiedergegebenen Einrichtung:

Fig. 12 eine Kurvendarstellung der Temperaturverteilung entlang der Breite eines Bandes, das in einer einzigen Richtung gemäß dem in F ig. 10 dargestellten Verfahren geheizt worden ist;

F i g. 13 eine Ansicht, anhand welcher das Heizen der Innen- und Außenseite der Bandrolle gemäß dem in F i g. 10 wiedergegebenen Verfahren dargestellt ist;

Fi g. 14 eine Kurvendarstellung, in welcher die Temperaturverteilung entlang der Bandbreite während des Heizens der Innen- und Außenseiten der Bandrollen wiedergegeben ist;

Fig. 15 eine Kurve, anhand welcher die Wirkung erläutert wird, die durch Kühlen der Bodenplatte der in F i g. 11 dargestellten Einrichtung erhalten worden ist;
F i g. 16 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 17 eine Darstellung einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 18 eine Darstellung der abgesenkten Stellung eines ringförmigen Teils und eines zylindrischen Teils in der in F i g. 17 wiedergegebenen Einrichtung;

Fig. 19 eine Kurvendarstellung der Temperaturverteilung, die entlang der Bandbreite in der Einrichtung der F i g. 17 erhalten worden ist;

Fig.20 eine Darstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 21(a) und 21(b) eine fünfte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 22 eine Darstellung eines Stapels Stahlbleche, der zwischen einem Paar Querflußinduktoren angeordnet ist;

F i g. 23 eine Anordnung, in welcher paarweise Gruppen von kleinen Querflußinduktoren in wechselseitig enger Beziehung entlang des Innen- und Außenumfangs einer Bandrolle angeordnet sind;

F i g. 24 eine Anordnung, in welcher paarweise Gruppen von kleinen Querflußinduktoren in wechselseitiger Beziehung in einem bestimmten Abstand voneinander an dem Innen- und Außenumfang einer Bandrolle angeordnet sind;

F i g. 25 eine Draufsicht auf die in Fig. 24 dargestellte Anordnung;

^F i g. 26 eine Darstellung einer Anwendung der Erfindung für eine Wärmebehandlung bzw. Vergütung in eib5 nem Dreh- oder Trommelofen, und

F i g. 27 eine Darstellung einer Anwendung der Erfindung bei der Wärmebehandlung oder Vergütung eines Slahlblechstapels.

Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen anhand von mehreren Anwendungsbeispielen beschrieben, die sich auf eine Stahlbandrolle beziehen, obwohl sie genauso gut auch bei einem Stahlblechstapel anwendbar ist. Der Grundgedanke der Erfindung wird anhand der F i g. 3 beschrieben, welche im Schnitt ein Teil einer perspektivischen Darstellung eines Kastentemperofens ist. Der Ofen weist ein Paar wärmeisolierender oder -dämmender Teile 31 aus sogenannter Keramikwolle u. ä., welche die inneren und äußeren Umfangsflächen einer Stahlbandrolle 32 bedecken, eine innere Hülle 34, eine Bodenplatte 36, ein Heizelement 33, das über der inneren Hülle 34 angeordnet ist, und eine äußere Hülle 35 auf. Kein Isolier- oder Dämm-Material ist für das obere oder untere Ende der Bandrolle 32 vorgesehen. Wenn die Rolle 32 an ihrem oberen Ende durch das Heizelement 33 geheizt wird, erhält sie entlang ihrer Höhe oder entlang der Breite des Bandes eine Temperaturverteilung, welche sich im Verlauf der Zeit ändert, wie in F i g. 4 dargestellt ist. Eine Temperaturdifferenz entlang der Wandungsdicke der Rolle ist vernachlässigbar, wenn deren innere und äußere Umfangsflächen ausreichend isoliert sind.

In F i g. 5 ist eine aus F i g. 4 abgeleitete Kurve dargestellt, und ein Temperaturgradient sowie eine Heizrate entlang der Höhe der Rolle bei einer ganz, bestimmten, spezifischen Temperatur wiedergegeben. Aus F i g. 5 folgt, daß, wenn ein ganz bestimmter Temperaturgradient einen unteren Grenzwert hat, der mit einem Pfeil A bezeichnet ist, während eine ganz bestimmte, spezifisehe Heizrate einen unteren Grenzwert hat, der mit einem Pfeil B bezeichnet ist, eine Fläche, die durch einen Pfeil C und schräge Linien bezeichnet ist, eine Grenze für die Rollenhöhe oder die Bandbreite festlegt, welche sowohl den spezifischen Bereichen des Temperaturgradienten als auch der Heizrate genügt.

Ein hoher Genauigkeitsgrad kann erreicht werden, wenn das Verfahren so, wie nachstehend beschrieben, durchgeführt wird. Wenn die Temperatur des Endes der Rolle 32, an welchem sie in dem Ofen der F i g. 3 erhitzt wird, in einer ganz bestimmten Form angestiegen ist, kann sichergestellt werden, daß irgendein Teil der Rolle entlang deren Höhe eine ganz bestimmte, spezifische Temperatur durchläuft, während ein im wesentlichen konstanter Temperaturgradient und eine im wesentlichen konstante Heizrate unabhängig von dem Abstand von diesem Ende der Rolle erhalten bleibt, wie in F i g. 6 dargestellt ist. In F i g. 6 sind im Verlauf der Zeit Änderungen in der Temperaturverteilung entlang der Höhe einer Rolle wiedergegeben, die aus einem Band mit einer großer. Breite gebildet ist, wenn sie an einem Ende gemäß einem ganz bestimmten, in F i g. 7 dargestellten Heizschema geheizt wird, und wobei dies noch von den physikalischen Eigenschaften der Rolle abhängt

Wenn das Band eine geringere Breite, beispielsweise eine Breite von 230 mm hat, wie durch eine vertikale Linie in Fig.6 angezeigt ist, und wenn die Rolle an einem Ende entsprechend dem Heizschema der F i g. 7 geheizt wird, gibt die vertikale Linie A die verschiedenen Temperaturen an, auf welche das andere Ende der Rolle im Verlaufe der Zeit geheizt wird. Diese Temperaturänderung am anderen Ende der Rolle ist durch eine Kurve in F i g. 8 wiedergegeben. Folglich kann sichergestellt werden, daß ein Band mit einer Breite von 230 mm über dessen ganzen Breite eine ganz bestimmte, spezifisehe Temperatur mit einem konstanten Temperaturgradienten und einem konstanten Temperaturanstieg genau durchläuft, wie es bei einem breiteren Band der Fall ist, wenn dessen Rolle an einem Ende entsprechend dem Kurvenverlauf in Fig.7 geheizt wird und so geheizt oder gekühlt wird, daß das andere Ende der Rolle entsprechend dem Verlauf in F i g. 8 geheizt werden kann.

In F i g. 9 sind Änderungen dargestellt, welche sich bei der Temperaturverieilung entlang der Höhe einer Rolle im Verlauf der Zeil in dem Fall ergeben, daß eine niedrigere Temperatur verwendet wird, um mit dem Heizen der Rolle an einem Ende zu beginnen. Obwohl die Rolle unter den gleichen Bedingungen wie in F i g. 6 gezeigt wird, hat sie einen geringeren Temperaturanstieg. Somit kann die Temperaturanstiegsrate in einer Rolle durch Ändern der Temperatur gesteuert werden, bei welcher das Heizen der Rolle begonnen wird. Diese Steuerung ist bei jedem Heizschema vorhanden, das zum Heizen der Rolle an einem linde angewendet wird.

In Fig. 10 ist eine Ausführungsform einer Einrichtung dargestellt, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Die Einrichtung weist hierbei folgende Teile auf: ein Paar wärmeisolierender oder -dämmender Teile 112 aus sogenannter KeramikwoUe u. ä., welche die inneren und äußeren Flächen einer Stahlbandrolle 111 bedecken, eine innere Hülle 113, ein Ofengehäuse 114, ein oberes Heizelement 115, beispielsweise eine elektrische Widerstandsspirale, eine bodenplatte 123 mit einer hohen spezifischen Leitfähigkeit, ein Kühlrohr 116, das unter der Bodenplatte 123 vorgesehen ist, Temperaturfühler 117a, 117c/, 117Z? und 117c, die vorgesehen sind, um die Temperatur der Rolle 113 an deren beiden Enden und an Zwischenstellen entlang ihrer Höhe zu messen, ein Rollentemperatur-Steuersystem 118, eine Einrichtung 119 zum Steuern der Energiezufuhr zu dem Heizelement 115, eine Einrichtung 120 zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeit eines Kühlfluids, ein unteres Heizelement 121, beispielsweise eine elektrische Widerstandsspirale, die unter dem Kühlrohr 116 vorgesehen ist, und eine Einrichtung 122 zum Steuern der Energiezufuhr zu dem Heizelement 121.

Die Rolle 111 wird hauptsächlich durch das obere Heizelement 115 geheizt, welches das obere Ende der Rolle 111 heizt. Die Temperatur der Rolle 111 an ihrem oberen Ende wird mit dem Temperaturfühler 117a gemessen, und die Energiezufuhr zu dem Heizelement 113 wird durch die Einrichtung 119 gesteuert, so daß die Temperatur der Rolle an deren oberen Ende entsprechend dem in F i g. 7 dargestellten Verlauf ansteigen kann. Die Temperatur der Rolle an deren unteren Ende wird mit dem Temperaturfühler 117c/ gemessen, und deren Steuerung wird durchgeführt, indem die Energiezufuhr zu dem unteren Heizelement 121 mittels der Einrichtung 122 gesteuert wird oder indem die Zufuhr eines Kühlfluids in das Kühlrohr 116 mittels der Einrichtung 120 gesteuert wird, so daß es dem in F i g. 8 dargestellten Kurvenverlauf folgen kann. Die Temperatur der Rolle 111 an den Zwischenstellen entlang deren Höhe wird mit den Temperaturfühlern 1176 und 117c gemessen und sie werden dazu verwendet, die Heiztemperaturverläufe an den oberen und unteren Enden der Rolle 111 zu korrigieren, so daß sie mit den in Fig. 7 bzw. 8 dargestellten Kurvenverläufen übereinstimmen, um dadurch eine richtige Wärmebehandlung der Rolle 111 zu ermöglichen.

Diese Steuervorgänge können alle entsprechend bekannter Verfahren mit Hilfe des Steuersystems 118 durchgeführt werden, welches aus Steuerrechnern gebildet ist

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren

wird das elektromagnetische Stahlband oder -blech, das fertig bzw. endgültig zu tempern ist, in der Weise, daß ein breit- oder längsseitiger Teil des Bandes oder Bleches im Grenzbereich zwischen den Temperaturbereichen für deren Primär- und Sekundärrekristallisation bei einem vorbestimmten Temperaturgradienten durchlaufen kann, wobei das Kornwachsen bei der Sekundärrekristallisation die Erzeugung eines kornorientierten, elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches mit einer hohen Flußdichte ermöglicht. Jedoch gibt es eine bestimmte Grenze bezüglich der Breite des Bandes oder Bleches, das mit diesem Verfahren behandelt werden kann, da Wärme hauptsächlich an einer Stirnseite einer Bandrolle oder eines Blechstapels zugeführt wird. Wenn die Breite des Bandes oder Bleches einen bestimmten Wert überschreitet, wird es schwierig, im wesentlichen gleichförmige magnetische Eigenschaften entlang der ganzen Breite oder Länge des Bandes oder Bleches zu erhalten.

Diese Schwierigkeit wurde durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gelöst. Entsprechend dieser Maßnahme wird zusätzliche Wärme den inneren und äußeren Flächen einer Bandrolle oder den oberen und unteren Flächen eines Blechstapels zugeführt, so daß Wärme in einem größeren Bereich zugeführt werden kann, der sich von einer Stirnseite der Rolle oder des Stapels, an welchem die Hauptwärmezufuhr erfolgt, bis zu der anderen Stirnseite erstreckt. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung wird nunmehr im einzelnen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Beispiel t

In F i g. 11 ist eine Rolle 221 aus elektromagnetischem Stahlband auf einer Grundplatte 222 angeordnet, und ein zylindrisches Teil 226 aus wärmeisolierendem Material ist in die Rolle 221 eingeführt, während ein ringförmiges Teil 225 aus wärmeisolierendem Material um die Rolle 221 herum angeordnet ist. Dieses zylindrische, wärmeisolierende Teil 226 hat einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Rolle, so daß es axial zu der Rolle verschiebbar ist. Das ringförmige, wärmeisolierende Teil 225 hat einen Innendurchmesser, der etwas größer ist als der Außendurchmesser der Rolle, so daß es ebenfalls axial zu der Rolle verschiebbar ist. Das untere Ende des wärmeisolierenden Teils 226 ist über eine Verbindungsstange 229 mit einer Antriebseinheit 230, beispielsweise einem hydraulischen Kolben, verbunden. Das untere Ende des wärmeisolierenden Teils 225 ist über Verbindungsstangeii 227 mit Antriebseinheiten 228, wie hydraulischen Kolben, verbunden. Die Antriebseinheiten 228 und 230 ermöglichen die vertikale Bewegung bzw. Verschiebung der wärmeisolierenden Teile 225 bzw. 226 entlang der Achse der Rolle. Die Einrichtung der F i g. 11 weist ferner eine innere Hülle 223, eine äußere Hülle 224, einen elektrischen Heizer oder Brenner 231, der unter der Decke der äußeren Hülle 224 vorgesehen ist, einen elektrischen Heizer oder Brenner 232, der an der Seitenwand der äußeren Hülie 224 vorgesehen ist, und eine Kühleinrichtung 233 auf.

Das obere Ende der Bandrolle 221 ist bündig mit den oberen Enden der wärmeisolierenden Teile 225 und 226, wie in F i g. 11 dargestellt, oder die oberen Enden der Teile 225 und 226 sind so angeordnet, daß sie über das obere Ende der Rolle 221 vorstehen. Eine erste Wärmezufuhr Q₁ erfolgt am oberen Ende der Rolle 221 durch den an der Decke vorgesehenen Heizer 231. Durch das Vorhandensein der wärmeisolierenden Teile 225 und 226 ist sichergestellt, daß nur eine sehr geringe oder vernachlässigbare Wärmemenge entlang der Wandungsdicke der Rolle 221, d. h. in F i g. 11 in einer horizontalen Richtung übertragen wird. Die Wärme Qi wird folglich der Rolle 221 nur an deren oberer Stirnseite zugeführt und strömt in einer einzigen Richtung von der oberen zur unteren Stirnseite der Rolle. Diese Heizperiode wird als die in einer Richtung erfolgende Heizperiode bezeichnet. Wenn die in einer Richtung erfolgende Heizperiode beginnt, braucht die Rolle 221 nicht auf normaler Raumtemperatur gehalten zu sein, sondern die Rolle kann auf eine Temperatur vorgeheizt sein,

!5 welche niedriger als ein bestimmter Temperaturbereich ist.

Während der in einer Richtung erfolgenden Heizperiode wird der obere Endteil der Rolle 221 durch die Wärme <?i schneller geheizt als deren übriger Teil, und folglich entwickelt sich ein Wärmegradient entlang der Höhe der Rolle 221 oder entlang der Breite des Bandes. Wenn das Heizen der Rolle andauert, bewegt sich der spezifische Temperaturbereich nach unten in Richtung auf die untere Stirnseite der Rolle, und die Temperatur der Rolle als Ganzes steigt allmählich an. Dies ist in Fig. 12 durch eine Anzahl Kurven dargestellt, welche die Änderungen wiedergeben, welche bei der Temperaturverteüung entlang der Höhe der Rolle im Verlauf der Zeit auftreten. Wie aus F i g. 12 zu ersehen ist, hat die Rolle einen Temperaturgradienten während der in einer Richtung erfolgenden Heizperiode. Es gibt jedoch eine Grenze bezüglich der Temperatur der oberen Stirnseite der Rolle, da eine Verschlechterung des Giasfilms oder -Überzugs an den Stahlband oder -blechoberflächen vermieden werden muß. Es muß daher eine obere Temperaturgrenze θι eingestellt werden, über welche hinaus die obere Stirnseite der Rolle nicht erhitzt werden sollte. Wenn die in einer Richtung erfolgende Heizung der Rolle andauert, nachdem die obere Temperaturgrenze & erreicht worden ist, hat die Rolle beispielsweise eine Temperaturverteüung entlang ihrer Höhe, wie sie durch die Kurve 60Λ in F i g. 12 dargestellt ist, welche die Temperaturverteüung nach einem Heizen von 60Λ wiedergibt. Der Temperaturgradient (άθάχΐ) an der Stelle Xi, an welcher die Kurve 60Λ die spezifische Temperatur θο durchläuft, ist bei weitem kleiner als der Temperaturgradient (dßldx)\ an der Stelle ΛΊ, bei welcher eine Kurve 50Λ, welches eine Kurve für die Temperaturverteüung ist, die erhalten worden ist, wenn das obere Ende der Rolle noch auf einer Temperatur unter der oberen Tcrr.peraturgrenze Θ2 liegt, die spezifische Temperatur 6>₀ durchläuft Dies ist ein Temperaturgradient, welcher die Realisierung von irgendwelchen geforderten magnetischen Eigenschaften unterbindet Folglich müssen die wärmeisolierenden Teile 225 und 226 abgesenkt werden, um die inneren und äußeren Flächen der Rolle 221 in der Nähe ihrer oberen Stirnseite bloßzulegen, wie in Fig. 13 dargestellt ist, bevor die Rolle eine Temperaturverteüung zeigt, wie sie durch die Kurve 60Λ wiedergegeben ist Außer der Wärme Q] erfolgt eine zweite Wärmezufuhr Q₂ und Q₂- an den freigelegten inneren und äußeren Flächenteilen der Rolle 221, wie in F i g. 13 dargestellt ist Die Temperatur dieser Teile steigt dann schnell an und diese Teile zeigen eine Temperaturverteüung, wie sie durch eine Kurve B in F i g. 14 wiedergegeben ist, während eine Kurve B eine TemperaturverteUung zeigt, die bei Andauern einer nur in einer Richtung erfolgenden Heizung erhalten worden

ist. Der Temperaturgradient (dßldx)B, der durch die Kurve B festgelegt ist, die durch die spezifische Temperatur θο hindurchgeht, ist größer als der Gradient (d Θ/ dx)e; der durch die Kurve B'festgelegt ist, und ist offensichtlich verwendbar, um die magnetischen Eigenschaften des Stahls zu verbessern.

Im Verlauf der Zeit werden die wärmeisolierenden Teile 225 und 266 weiter abgesenkt, um die freigelegten inneren und äußeren Flächenteile der Rolle zu vergrößern, an welchen die zweite Wärmezufuhr erfolgt, so daß die Temperatur dieser Teile schnell aufsteigen kann. Wenn die 225 und 226 abgesenkt werden, hat die Rolle entlang ihrer Höhe eine Temperaturverteilung, wie durch eine Kurve C, D oder £ dargestellt ist, welche in ihrer Form der Kurve B entsprechen. Wenn an diesen Teilen die zweite Temperaturzufuhr nicht größer wird, hat die Rolle eine Temperaturverteilungskurve Coder D', welche einen kleineren Temperaturgradienten an einer Stelle festlegt, an welcher sie die spezifische Temperatur θο durchläuft, während die Kurve C, D oder E einen großen Temperaturgradienten festlegt. Die Periode, während welcher die zweite Wärmezufuhr erfolgt, wie in Fig. 13 dargestellt ist, wird nachstehend als die Seitenheizperiode bezeichnet.

Während der Seitenheizperiode kann unabhängig von dem Zeitverlauf entlang der ganzen Höhe der Rolle eine Temperaturverteilungskurve mit einer ganz bestimmten Form erhalten werden, die der Kurve B₁ C, D oder fin Fig. 14 entspricht. Folglich kann ein im wesentlichen gleichförmiger Temperaturgradient bei der spezifischen Temperatur θο erhalten werden; folglich können die geforderten magnetischen Eigenschaften entlang der ganzen Höhe der Rolle erhalten werden.

Mit Hilfe der Kühleinrichtung 233 kann ein gewünschter Temperaturgradient wirksamer eingehalten werden. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise ein Rohr aufweisen, in welches N₂-GaS geleitet wird. Wenn keine solche Kühlung durchgeführt wird, sondern die Bodenplatte gegen Wärme isoliert ist, ergibt sich theoretisch ein Temperaturgradient d θ/dx von 0, wie durch eine Kurve Λ in Fig. 15 dargestellt ist Dies kann den Verlust der Wirkung zur Folge haben, der von der Erfindung erwartet wird. Andererseits führt das Kühlen der Grundplatte 222 zu einem Temperaturgradienten, wie er durch eine Kurve B in F i g. 15 dargestellt ist, folglich ist eine bessere Anwendbarkeit gewährleistet.

Beispiel 2

In Fig. 16 ist ein Ofen dargestellt, welcher eine Bodenplatte 342, auf welcher die Stahlbandrolle 341 angeordnet ist, eine innere Hülle 343, eine äuGere Hülle 344, und einen Heizer 345, beispielsweise einen elektrischen Heizer oder einen mit Brennstoff geheizten Brenner aufweist, der unter der Decke der äußeren Hülle 344 vorgesehen ist Die innere Hülle 343 ist nur in einem geringen Abstand von der äußeren Umfangsfläche der Rolle 341 angeordnet Eine Gruppe von seitlich angebrachten Heizern 346-1 bis 346-4 sind in dem Zwischenraum zwischen den Seitenwandungen der inneren und äußeren Hüllen 343 und 344 und durch wärmeisolierende Zwischenwände 347 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet. Die seitlichen Heizer liegen der äußeren Umfangsfläche der Rolle 341 entlang deren gesamten Höhe gegenüber. Es kann eine beliebige Anzahl derartiger Außenflächen verwendet werden, wenn nur mindestens zwei vorgesehen sind. Eine Anzahl von Innenflächenheizern 350-1 bis 350-4 sind in dem mittleren Hohlraum der Rolle vorgesehen und durch wärmeisolierende Wandungen 351 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet. Es kann auch eine andere Anzahl solcher Innenflächenheizer verwendet werden, wenn nur mindestens zwei vorgesehen sind.

Thermoelemente 348-1 bis 348-4 sind jeweils für die Außenflächenheizer vorgesehen, um deren Temperatur festzustellen und um die entsprechenden Temperatiirsignale an ein Temperatursteuersystem zu übertragen, welches die Temperaturen der Heizer steuert. Thermoelemente 349-1 bis 349-4 sind an der Rolle 341 vorgesehen und in horizontaler Richtung bezüglich der Thermoelemente 348-1 bis 348-4 für die Außenflächenheizer ausgerichtet. Es braucht kein derartiges Thermoelement für die Rolle 341 vorgesehen zu werden, wenn gesonderte Einrichtungen vorgesehen sind, wenn die Rollentemperatur beispielsweise mit Hilfe zahlreicher numerischer Operationen vorherbestimmt wird, wobei ein elektronischer Rechner verwendet wird. Die tatsächlich festgestellte Rollentemperatur und die vorher bestimmte Rollentemperatur werden beide als die Rollentemperatur bezeichnet.

Eine erste Wärmezufuhr erfolgt von dem an der Dekke angebrachten Heizer 345 auf die obere Stirnseite der Rolle 341. Der mittlere Hohlraum der Rolle 341 ist durch eine wärmeisolierende Platte 352 verschlossen, und nur ein schmaler Spalt trennt die äußere Umfangsfläche der Rolle 341 von den Seitenwandungen der inneren und äußeren Hüllen 343 und 344. Folglich wird nur ein geringer Anteil der Wärme, die von dem Heizer 345 zugeführt wird, entlang der Wandungsdicke der Rolle 341 übertragen, und die Rolle wird in einer Richtung geheizt, wie in Fig. 12 dargestellt ist. Wenn während der Periode einer solchen, in einer Richtung erfolgenden Heizung die Rollen- und Heizertemperaturen gesteuert werden, um dadurch eine Temperaturdifferenz zwischen der Rolle und dem Heizer zu beseitigen, wird die Wärmeübertragung an der Wandung der Rolle noch weiter herabgeset/i, und eine in einer Richtung erfolgende Heizung wird bei einem sich ergebenden Gradienten der Temperaturverteilung entlang der Höhe der Rolle größer. Wenn das Thermoelement 349-1 eine Rollentemperatur angezeigt hat, die über der spezifischen Temperatur θο liegt, werden die Temperaturen der ent-

sprechenden Heizer 346-1 und 350-1 so gesteuert, daß sie über die Rollentemperatur hinausgehen, die mittels des Thermoelements 349-1 festgestellt worden ist. Dann folgt eine zweite Wärmezufuhr mittels der Heizer 346-1 und 350-1 an den Rollenteil, der dem Thermoelement 349-1 entspricht. Dies ist dann die Seitenflächenheizung, wie bereits beim Beispiel 1 beschrieben worden ist. Diese Seiienheizung führt zu einem deutlichen Temperaturanstieg am Thermoelement 349-1, während an den Elementen 349-2 bis 349-4 nur ein geringer Temperaturanstieg stattfinden, da die Temperatur der entsprechenden Heizer so gesteuert wird, daß sie gleich der Rollentemperatur ist. Folglich ergibt sich eine Differenz in der Temperaturanstiegsrate zwischen den oberen und unteren Stirnseiten der Rolle, und es wird ein Temperaturgradient entlang der Rollenhöhe erzeugt Die entsprechende Temperaturverteilung ist durch die Kurve B in F i g. 14 wiedergegeben.

Die Temperaturverteilung, die erhalten wird, wenn keine solche Seitenheizung durchgeführt wird, ist durch die Kurve ß'in F i g. 14 dargestellt Der Temperaturgradient (deidx)& der bei der spezifischen Temperatur θο erhalten worden ist, wenn eine Seitenheizung durchgeführt wird, ist größer als der Temperaturgradient (d ΘΙ

dx)e; der erreicht worden ist, wenn keine Seitenheizung durchgeführt wird, und folglich sind die magnetischen Eigenschaften des Bandes verbessert.

Wenn dann die Rollentemperatur, die beim Thermoelement 349-2 festgestellt worden ist, die spezifische Temperatur θα erreicht hat, wird die Temperatur der Heizer 346-2 und 350-2 erhöht, um die Rollenoberflächen bei dem Thermoelement 349-2 zu erwärmen. Durch diese seitlich geheizten Teile steigt die Temperatur schnell an, und es wird ein großer Temperaturgradient von dem unteren Teil der Rolle aus festgelegt. Wenn die Seitenheizung der Rolle allmählich zu deren unterer Stirnseite hin weitergeht, weist die Rolle eine Temperaturverteilung entlang ihrer Höhe auf, wie sie

zer 474 und den unten angebrachten Heizer 475 geheizt. Hierdurch ergeben sich keine Schwierigkeiten, da die Rolle 461 auf eine Temperatur unter der spezifischen Temperatur 6Ό aufgeheizt wird, und da das Fehlen eines

Temperaturgradienten entlang der Höhe der Rolle keinen Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften des Stahls hat. Durch das gleichzeitige Heizen der gesamten Spule kann die Heizzeit verkürzt werden. Wenn die ringförmigen und zylindrischen Einheiten

to angehoben werden und wenn deren oberes Ende mit dem Ende der Rolle 461 fluchtet, wird die Rolle 461 wie in dem Beispiel 1 nur an ihrer oberen Stirnseite in einer Richtung geheizt. Wenn nur die obere Stirnseite der Rolle 461 geheizt wird, bildet sich ein Temperaturgra-

durch die Kurven C. D oder Ein F i g. 14 dargestellt ist. 15 dient entlang der Höhe der Rolle aus. Thermoelemente Wie es bei dem Beispiel 1 der Fall gewesen ist, kann oder ähnliche Temperaturfühler 477-1 bis 477-5 sind folglich ein konstanter Temperaturgradient bei der spe- wechselseitig in einem vorbestimmten Abstand voneinzifischen Temperatur O₀ entlang der gesamten Höhe der ander entlang der Höhe der Rolle 461 vorgesehen, um Rolle erreicht werden, und dadurch können die ge- die Temperatur der Rolle 461 gegenüber den Kühlkamwünschten magnetischen Eigenschalten für die gesamte 20 mern 464 und 469 festzustellen. Solche Fühler oder DeRolle erhalten werden. tektoren sind nicht erforderlich, wenn eine solche Rollentemperatur vorherbestimmt werden kann, indem

Beispiel 3 beispielsweise ein elektronischer Rechner verwendet

wird. Die Strömungsgeschwindigkeit eines Kühlfluids,

In F i g. 17 ist eine Stahlbandrolle 461, eine Bodenplat- 25 wie N₂-GaS in den Kühlkammern 464 und 469 wird ent- ~ ■ sprechend gesteuert, um deren Kühlleistung so zu erhöhen, daß die Rollentemperatur in diesem Bereich nicht

te 462 und eine äußere Hülle oder Abdeckung 463 dargestellt. Eine ringförmige Kühlkammer 464 ist in radialer Richtung in geringem Abstand von der äußeren Umfangsfläche der Rolle 461 angeordnet, und ein ringför-

die spezifische Temperatur θ₀ erreichen kann. Folglich entsteht eine große Temperaturdifferenz zwischen der

miges Teil 465 aus wärmeisolierendem Material ist an 30 oberen Stirnseite der Rolle 461 und der unteren Stirn-

- "■ seite, und es wird ein großer Temperaturgradient fest

gestellt, wenn die untere Stirnseite der Rolle 461 die spezifische Temperatur durchläuft. Die Temperaturverteilung, die auf diese Weise entlang der Höhe der Rolle

der Kühlkammer 464 vorgesehen. Die Kühlkammer 464 und das Teil 465 aus wärmeisolierendem Material sind fest miteinander verbunden und bilden eine ringförmige Einheit, welche die äußere Umfangsfläche der Rolle 461

vollständig umgibt und von einer Lage 466 aus wärme- 35 erreicht worden ist, ist durch eine Kurve B in Fig. 19 isolierendem Material umgeben ist. Die ringförmige dargestellt. Wenn keine Kühlkammer 464 oder 469 vor-

' " handen wäre, würde übermäßig viel Wärme an den gesamten Bereich übertragen, dessen Temperatur etwas unter dem spezifischen Temperaturbereich gehalten

Einheit ist über Verbindungsstangen 464 mit Antriebseinheiten 468, wie beispielsweise hydraulischen Kolben,

verbunden und ist axial zu der Rolle 461 in vertikaler . .

Richtung verschiebbar. Eine zylindrische Kühlkammer 40 worden ist, was dann insgesamt einen übermäßigen 469 ist in dem mittleren Hohlraum der Rolle 461 in Temperaturanstieg der Rolle und eine Temperaturver-

teilungskurvc C entlang der Höhe der Rolle zur Folge hat, wie in Fig. 19 dargestellt ist. Wie aus Fig. 19 zu

ersehen, ist ein Temperaturgradient, der durch eine

radialer Richtung mit einem geringen Abstand von der
inneren Umfangsfläche der Rolle angeordnet und entlang der Achse der Rolle in vertikaler Richtung ver- .

schiebbar Ein zylindrisches Teil 470 aus wärmeisolie- 45 Kurve B bei der spezifischen Temperatur <9„ festgelegt rendem Material ist auf der Kühlkummer 469 vorgese- worden ist, größer als der, welcher durch die Kurve C hen und bildet mit dieser eine zylindrische Einheit. Diese festgelegt ist. ,._,.,. ,..,_.

zylindrische Einheit ist über eine Verbindungsstange Die ringförmigen und zylindrischen Einheiten werden

471 mit einer Antriebseinheit 472, wie beispielsweise dann abgesenkt, um die obere Stirnseite der Rolle 461 einem hydraulischen Koiben, verbunden und ist entlang 50 freizulegen, und es erfolgt eine zweite Wärmezufuhr der Achse der Rolle in vertikaler Richtung verschiebbar. seitlich an die inneren und äußeren Umfangsflächen des wie in F i g. 18 dargestellt ist. Ein Heizer 463, beispielsweise ein elektrischer Heizer oder ein mit Brennstoff
betriebener Brenner, ist unter der Decke der oberen
Hülle oder Abdeckung 463 vorgesehen, und in ähnlicher 55 Teil der Rolle 461 kühlen, so daß er die spezifische Tem-Weise ist ein Heizer 474 an deren Seitenwand vorgese- peratur θο nicht erreichen kann. Folglich wird ein Temhen und liegt der äußeren Umfangsfläche der Rolle 461
gegenüber. Ein weiterer Heizer 475 ist unter der Bodenplatte 462 vorgesehen, und unter dem Heizer 475 ist

freigelegten Rollen teils wie in dem Beispiel 1. Folglich steigt die Temperatur dieses Teils der Rolle schnell an, während die Kühlkammern 464 und 469 den unteren

peraturgradient zwischen der oberen Stirnseite der Rolle und der unteren Stirnseite erzeugt Dann werden die ringförmigen und zylindrischen Einheiten allmählich

eine Kühleinrichtung 476^ beispielsweise ein Kühlrohr, 60 weiter abgesenkt, wodurch nach und nach ein größerer angeordnet ^Te'l der ^R°l'^{e 4}^* abgesenkt wird, bis das untere Ende

der Rolle die spezifische Temperatur θο durchläuft während ein großer Temperaturgradient entlang der Höhe der Rolle erhalten wird. Die Kühleinrichtung

Die Rolle 461 wird von normaler Raumtemperatur

zuerst auf einen unter der spezifischen Temperatur θο

JE? liegenden Wert aufgeheizt Die ringförmigen und zylin-

(I drischen Einheiten werden durch die Antriebseinheiten 65 wird verwendet um die untere Stirnseite der Rolle zu

I] 468 und 472 abgesenkt um die ganze Rolle 461 bloßzu- kühlen, so daß deren Temperatur nicht die spezifische

ili legen, wie in F i g. 18 dargestellt ist. Die ganze Rolle 461 Temperatur übersteigen kann, solange die Rolle seitlich

^ wird durch den oberen Heizer 463, den Seitenwandhei- geheizt wird. Diese Arbeitsweise wird jedoch unterbro-

chen, wenn die untere Stirnseite der Rolle seitlich geheizt wird.

Beispiel 4

In F i g. 20 sind eine Rolle 578 aus Stahlband und eine Bodenplatte 579 dargestellt die durch Verbindungsstangen 478 mit Antriebseinheiten 583, wie hydraulischen Kolben, verbunden ist Ein zylindrisches Teil 581 aus wärmeisolierendem Material ist in dem mittleren Hohlraum der Rolle 578 angeordnet und hat einen Außendurchmesser, welcher etwas größer ist als der Innendurchmesser der Rolle. Ein ringförmiges Teil 580 aus wärmeisolierendem Material umgibt die Rolle und hat einen Innendurchmesser, welcher etwas größer ist als der Außendurchmesser der Rolle. Die Rolle 578 ist somit durch die Antriebseinheit 583 entlang der wärmeisolierenden Teile 580 und 581 in vertikaler Richtung verschiebbar. Eine innere Hülle oder Abdeckung 586 legt eine Heizkammer 584 über den wärmeisolierenden Teilen 580 und 581 fest Heizer 585, wie elektrische Heizer oder mit Brennstoff betriebene Brenner sind für die Heizkammer 584 vorgesehen.

Wenn mit dem Heizen der Rolle 578 begonnen wird, wird deren obere Stirnseite mit den oberen Enden der wärmeisolierenden Teile 480 und 481 bündig gehalten, und die Hetzkammer 584 wird durch den Heizer 585 geheizt Die Rolle 578 wird dann an ihrer oberen Stirnseite allmählich in einer Richtung aufgeheizt und erhält einen Temperaturgradienten entlang ihrer Höhe wie in dem Beispiel 1. Wenn die obere Stirnseite der Rolle die spezifische Temperatur erreicht hat wird die Rolle durch die Antriebseinheiten 583 in die Heizkammer 584 hochgehoben, so daß ihre inneren und äußeren Umfangsflächen geheizt werden können. Bei dem Rollenteil, welcher der Heizkammer 584 ausgesetzt ist, steigt die Temperatur schnell an, und infolge der großen, von dem unteren Teil der Rolle ausgehenden Temperaturdifferenz wird ein großer Temperaturgradient an einer Stelle erzeugt an welcher sie die spezifische Temperatur durchläuft Die Rolle 578 wird dann nach und nach weiter angehoben. Diese Wirkungsweise unterscheidet sich von der in dem Beispiel 1, bei welchem die wärmeisolierenden Teile allmählich abgesenkt werden, um die Rolle seitlich zu heizen; vom Standpunkt der Rollenheizung ist es jedoch das gleiche. Somit schafft das entsprechend diesem Beispiel ablaufende Verfahren einen großen Temperaturgradienten für den Rollenteil, der die spezifische Temperatur durchläuft; dadurch wird insgesamt eine Rolle mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften erzeugt.

Beispiel 5

In Fig. 21(a) und 21(b) sind eine Bandrolle 690, eine Bodenplatte 691 und eine zylindrisches Teil 692 aus wärmeisolierendem Material dargestellt die in dem zentralen Hohlraum der Rolle angeordnet sind. Eine wärmeisolierende Wandung 693 enthält eine innere Abdekkung 701 und hat einen Innendurchmesser, welcher etwas größer ist als der Außendurchmesser der Rolle 690. Durch ein Ofengehäuse oder eine äußere Abdeckung 6% ist in deren Inneren eine Heizkammer 694 festgelegt, für welche ein Heizer 695 vorgesehen ist. Die Wandung 693 und der Heizer 695 sind an einer Stirnwand an der Seitenwand des Ofengehäuses 6% miteinander verbunden. Das Ofengehäuse 696 ist mittels eines Seils 698, das über eine Reihe von Rillenscheiben 697, die an einem Bogen- oder Portalkran 700 gelaltert sind, zwischen der Oberseite des Ofengehäuses und einer Winde 699 verläuft in vertikaler Richtung bewegbar.
Wenn mit dem Heizen der Rolle begonnen wird, wird deren obere Stirnseite mit dem oberen Ende der Wandung 693 bündig gehalten, und die Rolle 690 wird wie in den Beispielen 1 und 4 nur an ihrer oberen Stirnseite in einer Richtung geheizt da die wärmeisolierende Wandung 693 sehr nahe bei der äußeren Umfangsfläche der Rolle angeordnet ist Wenn die obere Stirnseite der Rolle die spezifische Temperatur erreicht hat wird das Ofengehäuse 696 allmählich abgesenkt, wie in F i g. 21(b) dargestellt ist Die äußeren Flächen der Rolle werden dadurch der Heizkammer 694 ausgesetzt und so geheizt daß ein großer Temperaturgradient entlang der Höhe der Rolle wie in den Beispielen 1 und 4 erzeugt werden kann, wodurch eine Rolle mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften erzeugt werden kann.

Bei den verschiedenen, vorstehend beschriebenen Beispielen gemäß der Erfindung ermöglicht die Verknüpfung einer in einer Richtung erfolgenden Heizung, einer Seitenheizung und einer Kühlung für die endgültige Temperung einer Rolle aus elektromagnetischem Stahlband in kurzer Zeit die Ausbildung eines großen Temperaturgredienten entlang der Breite des Bandes, wenn ein Teil der Rolle eine spezifische Temperatur durchläuft und dadurch kann ein kornorientiertes, elektromagnetisches Stahlband oder -blech mit stark verbesserten magnetischen Eigenschaften erzeugt werden.

Obwohl die Erfindung bisher in Verbindung mit dem Heizen einer Stahlbandrolle beschrieben worden ist, ist sie genauso gut bei einem Stahlblechstapel anwendbar. Entsprechend den ersten und zweiten Maßnahmen bei der Erfindung wird Wärme einer Stahlbandrolle oder einem Stahlblechstapel durch (Wärme-)Übertragung von einer Wärmequelle aus zugeführt. Dieses Verfahren ist jedoch hinsichtlich des Leistungsvermögens nicht immer vorteilhaft da seine Leistungsfähigkeit von dem Wirkungsgrad bei der Wärmeübertragung anhängt.

Diese Schwierigkeit ist daher durch eine dritte Ausgestaltung der Erfindung gelöst, welche eine wesentlich verbesserte Leistungsfähigkeit sicherstellt. Gemäß der dritten Maßnahme werden zumindest ein Paar Querflußinduktoren verwendet um durch Induktion die inneren und äußeren Umfangsflachen einer Stahlbandrolle oder die vorderen und hinteren Flächen eines Stahlblechstapels zu heizen; hierbei wird eine an der Rolle oder dem Stapel geschaffene Heizzone bewegt, damit ein Teil der Rolle oder des Stapels entlang deren Breite oder dessen Länge mit einem vorbestimmten Temperaturgradienten einen Grenzbereich zwischen den Temperaturbereichen für eine Primär- und Sekundär-Rekristallisation durchlaufen kann.

Diese Maßnahme wird nunmehr anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In F i g. 22 ist ein Paar Querflußinduktoren 801a und 801 b dargestellt, die gegenüber den Vorder- bzw. Rückseiten eines Stahlblechstapels 802 angeordnet sind, jeder der Induktoren 801a und 801 b weist eine Wicklung 803 auf, die auf den mittleren Schenkel 805 eines Eisenkerns 804 gewickelt ist. Die Induktoren 801a und 801 b erzeugen einen Magnetfluß in einer zu der Dicke des Stapels 802 senkrechten Richtung mit einer Geschwindigkeit, welche von der Frequenz einer F.rregungsenergiequclle abhängt. FoIglieh wird ein Wirbelstrom in dem Stapel 802 indu/.icrt; dieser wird durch Joulesche Wärme gchci/.t.

Es kann auc^li nur ein Induktor verwendet werden, um dem Stapel 802 nur auf einer Seite zu heizen, wenn

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dessen Dicke gering ist Wenn eine Wirbelstromerwärmung bzw. eine Induktionsheizung verwendet wird, wird jcuoch der ganze Stapel 802 nicht gleichförmig geheizt, da die intensivste Wärme um den Magnetfluß erzeugt wird. Diese Wirkung ir? noch stärker, wenn ein größerer Induktor verwendet wird, um einen dickeren Blechstapel wirksam zu heizen. Um diese Schwierigkeil zu überwinden, sind gemäß der Erfindung paarweise Gruppen von kleinen Induktoren 901a und 9016 (die nicht dargestellt sind) verwendet, die wechselseitig nahe beieinander an den äußeren und inneren Flächen einer Stahlbandrolle 902 angeordnet sind, um auf die Rolle entlang deren inneren und äußeren UmfangsRächen gleichförmig Wärme aufzubringen, wie in F i g. 23 dargestellt ist.

Eine wirksamere Methode ist jedoch in F i g. 24 dargestellt Paarweise Gruppen von kleinen Induktoren 903a und 903b (die nicht dargestellt sind) sind wechselseitig in einem bestimmten Abstand voneinander an den Außen- bzw. Innenflächen einer Stahlbandrolle 904 angeordnet. Die Induktoren und die Rolle sind entlang des Umfangs der Rolle relativ zueinander beweglich. Beispielsweise ist die Rolle 904 festgelegt und die Induktoren 903a und 903b sind in Richtung eines PfeilsA bewegbar, um so die Rolle entlang ihrer Umfläche gleichförmig zu heizen.

Bei dem gleichförmigen Heizen der Rolle an deren Umfangsfläche wird ein Temperaturgradient zwischen d,em geheizten Teil der Rolle und deren übrigen Teil erzeugt, wodurch die Voraussetzungen geschaffen werden, die für eine Rekristallisation erforderlich sind. Mit dem Fortschreiten der Sekundärrckristallisation können die Induktoren entlang der Breite des Bandes in der Richtung von Pfeilen B in F i g. 23 oder 24 bewegt werden, um die Wärmebehandlung bzw. Temperung der Rolle entlang deren gesamten Höhe zu erreichen.

Die Heizrate kann hauptsächlich durch den Temperaturanstieg gesteuert werden, der zum Heizen der Rolle erforderlich ist, und deren Temperaturgradient kann hauptsächlich durch die durch die Induktoren geschaffene Heizzone gesteuert werden. Wenn beispielsweise eine Rolle, die auf 800⁰C vorgeheizt ist, auf 1000°C aufgeheizt wird und wenn sie einen mittleren Durchmesser von 1000 mm und eine Wandstärke von 100 mm hat, während die Induktoren mit einer Geschwindigkeit von 600 mm/h verschiebbar sind, reicht es aus, der Rolle eine wirksame Wärme von etwa 250 MJ/h zuzuführen. Wenn die Induktoren eine Heizzone mit einer Breite von 100 mm erzeugen, wird die Rolle bei einer Heizrate von 1200°G'h mit einem mittleren Temperaturgradienten von 20⁰C pro Zentimeter geheizt.

In der Anordnung der F i g. 24 wirkt eine elektromagnetische Kraft zwische.i der Rolle und den Induktoren, wenn die Rolle magnetisch ist. Wenn die Rolle und die Induktoren relativ zueinander nur in einer Richtung bewegt werden, wird die Rolle in nachteiliger Weise zusammengezogen oder gelockert. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es zweckmäßig, die Richtung der Relativbewegung der Induktoren 903a und 903b entsprechend zu ändern, wie durch Pfeile C in F i g. 25 dargestellt ist. Die elektromagnetische Kraft, die zwischen der Rolle in den Induktoren wirkt, ändert sich dann entsprechend deren Abstand. Dieser Abstand steht auch in Beziehung zu dem Wirkungsgrad einer Induktions- oder Wirbclstromerwärmung. Folglich ist es für eine stetige, gleichbleibende Arbeitsweise wichtig, den Abstand auf einem genauen Wert zu halten. In der Praxis ist es daher richtig, basierend auf den Flächen der Rolle einen Träger für die Induktoren auszuwählen und einen konstanten Abstand zwischen der Rolle und den Induktoren entgegen einer dazwischen wirkenden elektromagnetischen Kraft aufrechtzuerhalten.

5 Obwohl eine Induktions- oder Wirbelstromerwärmung natürlich verwendet werden kann, um eine Rolle oder einen Stapel von der normalen Raumtemperatur aus zu erwärmen, ist es ratsam, diese Erwärmung nur zum Heizen der Rolle oder des Stapels in einem Temperaturbereich zu verwenden, der die Rekristallisatioiistemperaturen einschließt beispielsweise von 800⁰C bis 100O⁰C, während Gas oder andere Mittel verwendet werden, um die Rolle oder den Stapel auf diesen Temperaturbereich aufzuheizen. Dieses Verfahren ist in der Praxis im Hinblick nicht nur auf die Heizkosten, sondern auch im Hinblick auf einen wirksamen Einsatz der Einrichtung zweckmäßig.

In Fig.26 ist die Anwendung der Erfindung bei der Wärmebehandlung bzw. Temperung mittels eines Dreh- oder Trommelofens dargestellt Eine Stahlbandrolle 906 wird über eine Einführungsöffnung 905 in den Ofen eingebracht und in Richtung eines Pfeils D bewegt so daß er an einer Stelle PH vorgeheizt wird, an einer Stelle IS einer Primärdurchwärmung und an einer Stelle !Heiner Primärheizung unterzogen wird. Die Rolle, die auf diese Weise auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist wird gemäß der Erfindung für eine Sekundärrekristallisation durch Tempern in eine Zone 907 bewegt Die Rolle durchläuft dann eine sekundäre Durchwärmzone 2S, eine primäre Kühlzone 1C und eine sekundäre Kühlzone 2Cund wird über einen Ausgang 906 ausgetragen. Die Verwendung der Erfindung bei der Wärmebehandlung bzw. Temperung der Rolle in einem ganz bestimmten, spezifischen Temperaturbereich ist für eine wirksame Ausnutzung der gesamten Anlage sehr vorteilhaft Das gleiche Konzept ist genauso auch bei der Temperung von Stahlblechen anwendbar.

In F i g. 27 ist beispielsweise die Anwendung der Erfindung bei der Wärmebehandlung oder Ternperung eines Stahlblechstapels dargestellt. Der Stapel 909 wird in Längsrichtung in Richtung eines Pfeils E mit einer Geschwindigkeit bewegt, die von dem Kristallwachsen abhängt. Ein Paar Induktoren 908a und 2086 werden in einer Richtung, die zu der Bewegungsrichtung des Stapels 909 senkrecht ist, mit einer Geschwindigkeit hin- und herbewegt, welche sicherstellt, daß nur eine vernachlässigbare Temperaturdifferenz entlang der Breite des Stapels 909 auftritt. Natürlich ist andererseits auch möglich, eine Anzahl feststehender Induktoren wechselseitig in enger Beziehung entlang der Breite des Stapels 909 anzuordnen.

Mit der Erfindung kann eine Geschwindigkeit bei einer Wärmebehandlung bzw. Temperung erreicht werden, die etwa lOmal größer ist als die, welche bisher zur Verfügung stand. Mit den herkömmlichen Verfahren war nur eine Geschwindigkeit von etwa 25 mm/h bei der vorbestimmten Wärmebehandlung oder Tempe-' rung eines Stahlbandes oder -bleches entlang dessen gesamter Breite in dem Fall möglich, daß von einer äußeren Wärmequelle aus in einer Richtung geheizt wurde, und es war nur eine Geschwindigkeit von etwa 50 mm/h für den Fall möglich, wenn in zwei Richtungen geheizt wurde. Mit der Erfindung kann dagegen eine Geschwindigkeit von 1 cm/min oder 600 mm/h erreicht werden. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit der Einrichtung ist die Verbesserung bei der Geschwindigkeit der Temperung in der Praxis von großer Bedeutung.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten, elektromagnetischen Stahlbandes oder -bleches, bei dem ein kaltgewalztes Stahlband oder -blech mit seiner Enddicke zur Primärrekristallisation und anschließend zur Sekundärrekristallisation getempert wird, wobei es derart erwärmt wird, daß ein Teil des Stahlbandes oder -bleches entlang seiner Breite oder Länge die Grenze zwischen den Temperaturbereichen für die Primär- und die Sekundsn-ekristallisation mit einem vorgegebenen Temperaturgradienten durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sekundärrekristallisation die Hauptwärme an mindestens einer von einander gegenüberliegenden Stirnseiten einer Bandrolle oder eines Stapels aus einer Vielzahl von Blechen derart zugeführt wird, daß der Temperaturbereich allmählich von einer Stirnseite der Bandrolle oder des Blechstapels zu der anderen oder von den Stirnseiten der Bandrolle oder des Blechstapels zum Zentrum der- bzw. desselben verschoben wird, wobei alle übrigen Teile der Bandrolle oder des Blechstapels gegenüber der Zufuhr der Hauptwärme isoliert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Wärmezufuhr an die inneren oder äußeren Umfangsflächen der Bandrolle oder an die Vorder- und Rückseiten des Blechstapels allmählich erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wärmezufuhr durch mehrere Heizelemente erfolgt, die gegenüber den Innen- und Außenflächen der Bandrolle oder den Vorder- und Rückseiten des Blechstapels und dabei durch eine Anzahl wärmeisolierender Elemente in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwärme mittels mindestens zweier Querflußinduktoren erzeugt und zugeführt wird, die den Innen- bzw. Außenflächen einer Bandrolle oder den Vorder- bzw. Rückseiten eines Blechstapels gegenüberliegen, wobei die durch die Induktoren gebildete Heizzone entlang der Bandrolle oder des Blechstapels bewegbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren und die Bandrolle bzw. der Blechstapel entlang des Umfangs der Blechrolle bzw. in der Längsrichtung des Blechstapels gegeneinander bewegbar sind.

6. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktoren und die Bandrolle entlang ihrer Höhe gegeneinander bewegbar sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Gegeneinander-Relativbewegung periodisch umgekehrt wird.