DE4243127A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Wärmgut in einem Industrieofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Wärmgut in einem Industrieofen, insbesondere zum Glühen von Glühgut wie z. B. zu einem Coil aufgewickeltes Aluminiumband, durch Anblasung des Glühgutes mit aus Düsen austretenden Heißgasstrahlen. Außerdem betrifft die Erfin­ dung einen Industrieofen zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, Metalle, insbesondere Leichtmetallkörper wie z. B. zu einem Coil aufgewickeltes Aluminiumband zwecks Verbesserung von dessen Ei­ genschaften in einem Glühofen durch Anblasung mit aus Düsen austreten­ den Heißgasstrahlen einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Bei bisher üb­ lichen Glühöfen werden die Stirnflächen der auf Chargiermaschinen gela­ gerten stillstehenden Coils mit Heißgasstrahlen aus im Ofen fest eingebau­ ten Düsen angeblasen, was an den Auftreffstellen der Heißgasstrahlen zu örtlichen Überhitzungen und in den Zwischenbereichen zu verminderter Guterwärmung und damit insgesamt zu einer ungleichmäßigen Coil-Erwär­ mung führen kann. Die unterschiedliche Verteilung von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Heißgasstromquerschnittes hat zwangsläufig einen örtlich ungleichmäßigen Wärmeübergang zur Folge, der sich in einer ungleich mäßigen Temperaturverteilung beim Wärmgut nieder­ schlägt. Zur Vermeidung partieller Übertemperatur in den Bereichen mit dem größten Wärmeübergang darf der Wärmestrom und damit die Aufheiz­ geschwindigkeit nicht zu groß sein. Deshalb darf die Übertemperatur in Abhängigkeit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit des Heißgases einen kritischen Wert nicht überschreiten. Hinzu kommt, daß bei bisher üblichen Glühöfen während der Wärmebehandlung die Coils stirnseitig auf den in­ nerhalb des Ofens befindlichen Chargiermaschinen bzw. Stützen gelagert sind und gelagert bleiben, die in an sich unerwünschter Weise vom Heiß­ gasstrom mit aufgeheizt werden und die eine langsamere Erwärmung der im Windschatten bzw. Wärmeschatten liegenden Bereiche der Coils verur­ sachen. Außerdem kommt es als Folge der einseitigen Gewichtsbelastung der horizontal gelagerten Coils zu Verformungen der Coils, wodurch auch das Abwickeln des Aluminiumbandes wegen des unwuchtigen und unrun­ den Laufs beeinträchtigt werden kann, wenn man bedenkt, daß ein Coil das Gewicht von z. B. 30 t und einen Durchmesser von z. B. 2,8 m haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Wärmebehandlung von Wärmgut, insbesondere von zu einem Coil aufgewickeltem Aluminiumband, ein Verfahren und einen Industrieofen zu schaffen, bei dem bei sehr gutem und gleichmäßigem Wärmeübergang vom Heißgasstrom auf das Gut eine ganz gleichmäßige Temperaturverteilung beim Wärmgut und auch dessen schnelle Erwärmung gewährleistet ist, ohne örtlich partielle Übertemperatu­ ren beim Wärmgut befürchten zu müssen.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Maßnahmen des Anspruchs 6 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren bzw. beim erfindungsgemäßen Indu­ strieofen werden das Glühgut wie z. B. das Coil und die aus Düsen austre­ tenden Heißgasstrahlen relativ zueinander bewegt. Dies geschieht beim Anblasen der beiden Stirnflächen eines Coils mit Heißgasstrahlen z. B. da­ durch, daß das Coil und/oder die Heißgasdüsen um die Coil-Achse gedreht, z. B. hin- und hergedreht werden, oder auch daß das Coil wie ein Pendel hin- und herschwingt. Auf diese Weise wandern die Anblas-Auftreffstellen der Heißgasstrahlen auf der beblasenen Glühgutoberfläche zur Vergleich­ mäßigung des Wärmeübergangs und der Temperaturverteilung im Wärm­ gut. Durch die Relativbewegung verweilen die Heißgasstrahlen nur kurzzei­ tig an den angeblasenen Stellen der Coil-Stirnseiten und sie erfassen alle Stellen gleichmäßig. Dies schließt eine örtliche Überhitzung aus und hat eine gleichmäßige und schnelle Erwärmung des mit Heißgas angeblasenen Coils zur Folge. Der zu übertragende Wärmestrom kann bei vorgegebenem Heißgasstrom durch Erhöhen der Übertemperatur vergrößert und damit die Aufheizzeit des Coils verkürzt werden. Durch das Drehen des Coils um seine Achse während der Wärmebehandlung erleidet das Coil keine uner­ wünschte Verformung. Dadurch, daß nach einem weiteren Merkmal der Er­ findung das Coil während der Glühbehandlung in Lagerböcken außerhalb des Glühofens drehbar gelagert ist, so daß innerhalb des Ofens keine den gleichmäßigen Heißgaszustrom störenden Lagerböcke bzw. Stützgerüste erforderlich sind, wird noch der große Vorteil erreicht, daß auf den ange­ strömten Coil-Stirnflächen Wärmeschattenbildungen vermieden werden, die sonst durch die im Ofen angeordneten Lagerböcke bzw. Stützgerüste des Coils verursacht werden würden, d. h. der erfindungsgemäße Glühofen erlaubt eine wärmeschattenfreie ganz gleichmäßige Wärmebehandlung des Coils.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert:

Es zeigt

Fig. 1 im Vertikalschnitt einen erfindungsgemäßen Industrie­ ofen zum Glühen von zu einem Coil aufgewickeltem Aluminiumband (Coil und Ventilator nicht geschnitten);

Fig. 2 in Schnittansicht längs der Linie II der Fig. 1 eine hin- und herdrehbare Düsenplatte mit radialen Schlitzdüsen;

Fig. 3 im Längsschnitt, teils in Ansicht, eine Drehvorrichtung zum Drehen des Coils (gestrichelt gezeichnet in ausge­ fahrener Stellung);

Fig. 4 eine Teilansicht auf die Spannvorrichtung in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 3;

Fig. 5 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit parallelen Schlitz­ düsen;

Fig. 6 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit radialen Schlitz­ düsen;

Fig. 7 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit spiraligen Schlitz­ düsen;

Fig. 8 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit zueinander kon­ zentrischen kreisförmigen Schlitzdüsen;

Fig. 9 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit schräg verlaufen­ den Schlitzdüsen;

Fig. 10 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit rückwärts ge­ krümmten Schlitzdüsen;

Fig. 11 die Ansicht auf eine Düsenplatte mit vorwärts ge­ krümmten Schlitzdüsen;

Fig. 12 im Vertikalschnitt einen Glühofen mit jeweils einem Paar gegenüber den Stirnseiten des Coils angeordneten Düsenplatten mit vorgeschalteten Heißgasverteilungs­ platten;

Fig. 13 im linken Bereich einen Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig. 12 und im rechten Bereich einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII der Fig. 12, mit tangentialem Heiß­ gaszustrom in den Düsenkasten;

Fig. 14 die Ansicht auf eine schräg angeordnete Düsenöff­ nung (7v) der um die Coil-Achse drehbaren Düsenvor­ platte (6v) mit teilweise verdeckter (gestrichelt ge­ zeichneter) spiegelbildlich schräger Düsenöffnung (7) in der verdeckten feststehenden Düsenplatte;

Fig. 15 die Ansicht auf eine schräge dreieckförmige Düsenöff­ nung (7v) der um die Coil-Achse drehbaren Düsenvor­ platte (6v) mit teilweise verdeckter (gestrichelt ge­ zeichneter) schräger Düsenöffnung (7) geringerer Nei­ gung in der verdeckten feststehenden Düsenplatte;

Fig. 16 die Ansicht auf eine ringsegmentförmige Düsenöff­ nung (7v) der um die Coil-Achse drehbaren Düsenvor­ platte (6v) mit teilweise verdeckter (gestrichelt ge­ zeichneter) ringsegmentförmiger Düsenöffnung (7) in der verdeckten feststehenden Düsenplatte;

Fig. 17 einen Vertikalschnitt durch den taschenförmigen Dü­ senkasten des erfindungsgemäßen Glühofens mit ver­ stellbarem Eintritts-Leitschaufelgitter (3) [gestrichelt gezeichnet in Reversier-Endstellung] in Ansichtsrich­ tung auf die Düsenplatte;

Fig. 18 einen Teilschnitt längs der Linie XVIII-XVIII der Fig. 17 durch eine Düse (7) mit Düsenstrahl (8) auf die Coil- Stirnfläche (1) und mit Reversier-Düsenstrahl (8r);

Fig. 19 eine Stirnansicht auf das Coil (1), das mit seinen bei­ den Coil-Hülsen (11) pendelnd auf einem Haltedorn gelagert ist, und

Fig. 20 eine Stirnansicht auf das Coil (1), das mit seinen bei­ den Coil-Hülsen (11) auf einer Auflagerschale hin- und herrollend pendelnd gelagert ist.

Fig. 1 zeigt schematisch im Vertikalschnitt einen erfindungsgemäßen Glüh­ ofen zur Wärmebehandlung eines zu einem Coil (1) aufgewickelten Alumi­ niumbandes (oder einer aufgewickelten Folie) mit einem an der Ofendecke oberhalb des Coils angeordneten Ventilators (2) zur Umwälzung eines Heißgasstromes, der von einem Heizaggregat (28) auf ca. 600°C aufge­ heizt wird. Vom Ventilator (2) strömt das Heißgas beidseitig ab in Düsen­ kästen (5) und von dort durch Düsen (7) in den beiden Düsenplatten (6) di­ rekt als Heißgasstrahlen (8) höherer Geschwindigkeit auf die beiden Stirn­ flächen des Glühgutes, das bei allen Beispielen ein zylindrisches Coil (1) ist. Die Ansicht II auf eine Düsenplatte (6) mit Schlitzdüsen (7) ist in Fig. 2 dargestellt. Um hohe Ausblasgeschwindigkeiten - und damit einen guten Wärmeübergang der auftreffenden Heißgasstrahlen (8) - bei vertretbarem Volumenstrom zu erzielen, wird die Zahl der Düsen (7) begrenzt. Dies würde bei bisher üblichen Glühöfen mit feststehendem Coil und fest einge­ bauten Düsen zu ungleichen Erwärmungen des Coils führen: an den Auf­ treffstellen der Heißgasstrahlen zu örtlichen Überhitzungen und in den Zwi­ schenbereichen zu verminderter Erwärmung.

Dieser Nachteil läßt sich erfindungsgemäß dadurch vermeiden, daß das Coil (1) und/oder die Düsenplatte (6) mit ihren Düsen (7) um die Coil-Achse gedreht werden. Bei einer gleichzeitigen Drehung von Düsenplatte und Coil kann sowohl gegenläufig als auch gleichsinnig gedreht werden. Für eine gleichsinnige Drehung von Düsenplatte und Coil mit verschiedenen Dreh­ zahlen ergibt sich gleichfalls eine Relativbewegung zwischen den aus der Düsenplatte ausströmenden Heißgasstrahlen und der Coil-Stirnseite. Drehungen der genannten Art bewirken, daß die Heißgasstrahlen nur kurz­ zeitig an den angeblasenen Stellen der Coil-Stirnseiten verweilen und bei der Bewegung jedoch alle Stellen gleichmäßig erfassen. Dies schließt eine örtliche Überhitzung aus und bedingt somit eine gleichmäßige und schnelle Erwärmung der angeblasenen Oberfläche.

Die Coils werden durch eine nicht dargestellte Beschickungsmaschine in den Ofen eingebracht. Nachdem das Coil (1) bzw. die Coils im Ofenraum positioniert worden sind, werden gemäß Fig. 1 beide Haltedornwellen (13) von außen axial beidseitig in die Coil-Hülse (11) bzw. Coil-Hülsen eingefah­ ren. Die Haltedornwellen (13) sind außerhalb des Ofens gut isoliert gela­ gert, so daß innerhalb des Ofens keine den gleichmäßigen Heißgas-Zustrom störenden Lagergestelle erforderlich werden, die auf der angeströmten Wärmgutoberfläche zu einer Wärmeschattenbildung führen würden.

Der Antrieb der Haltedornwelle (13) für die Dreh- oder Pendelbewegung des Coils (1) und die Fixierung der Haltedornwelle in der Coil-Hülse (11) sind in den Fig. 3 und 4 ausführlich dargestellt.

Das Coil (1) wird durch die (nicht dargestellte) Beschickungsmaschine ab­ gesenkt, bis die Enden der Coil-Hülsen (11) jeweils oben auf dem eingefah­ renen Haltedorn (12) aufliegen. Danach kann die leere Beschickungsma­ schine aus dem Ofen wieder ausgefahren werden. Das aufgelegte Coil (1) wird mit zwei schräg nach unten ausgefahrenen Spannpratzen (14) auf der Innenwand der Coil-Hülse (11) fixiert. Der in Fig. 4 dargestellte Halte­ dorn (12) ist ein Kreiszylinder, dessen Exzentrizität zur Haltedornwelle (13) gerade der Radiendifferenz zwischen Coil-Hülsen-Innenradius und Halte­ dorn-Außenradius entspricht. Dann werden die beiden Spannpratzen (14) durch eine oder mehrere spiralförmige bzw. drehnockenartige Kurvenscheiben (15) - nachfolgend "Spannscheiben" genannt - beim Drehen der Spannwelle (16) in der Drehrichtung (15s) gegen die Coil-Hülsen-Innen­ wand gedrückt (vgl. Fig. 4). Das Kurvengetriebe ist selbsthemmend, so daß ein Zurückdrücken der Pratzen (14) unter Last nicht möglich ist. Die Spannpratzen (14) lassen sich dadurch lösen, daß die Spannwelle (16) mit den Spannscheiben (15) in die Gegenrichtung (15l) (gestrichelter Pfeil) ge­ dreht wird. Der Spannantrieb (21) der Spannwelle (16) erfolgt in Fig. 3 z. B. mit einem Getriebe-Druckluftmotor über einen Kettentrieb (25). Der Kraftfluß läßt sich mit einer elektromagnetischen oder pneumatischen Kupplung (22) unterbrechen, sobald die Spannpratzen (14) ausgefahren und mit der Innenwand der Coil-Hülsen verspannt sind.

Eine - nicht dargestellte - Variante zur Verspannung mit den Spannprat­ zen (14) läßt sich auch über Kniehebel verwirklichen, die durch axiales Verschieben einer zentrisch zum Coil angeordneten Stange betätigt wer­ den.

Die Betätigung der Spannpratzen (14) erfolgt hierbei stets - unabhängig von der Betätigungsart - mit nach unten gedrehten Spannpratzen, so daß eine belastungsfreie Verschiebung der Spannpratzen möglich ist.

Der Drehantrieb (23) der Haltedornwelle (13) erfolgt mit einem Getriebe- Elektromotor über einen Kettentrieb (25). Die Haltedornwelle (13) ist mit den Lagern (24), z. B. Federrollenlagern, in einem in der Drehvorrichtung axial verschiebbar gelagerten Verschiebegehäuse (18) gelagert, an dem auch die Haltegestelle für den Drehantrieb (23) und den Spannantrieb (21) befestigt sind. Das Verschiebegehäuse (18) kann auf Führungsrollen (19) mittels des Ein- und Ausfahr-Linearantriebs (20), z. B. Pneumatikzylinder, zum Ein- und Ausfahren des Haltedornes (12) axial bewegt werden (Ausfahrstellung gestrichelt angedeutet). Wird als Linearantrieb ein Pneu­ matikzylinder verwendet, so bleibt dieser während des Ofenbetriebes drucklos, um eine kräftefreie Wärmedehnung der Drehvorrichtung zu ge­ währleisten.

Zusätzlich zur Verspannung mit den Spannpratzen (14) an der Coil-Hülsen- Innenwand werden sicherheitshalber die Haltedornwelle (13) und die Spannwelle (16) an dem Wellenende außerhalb des Ofens nach dem Span­ nen mit einer Fixier-Kupplung (17), die elektromagnetisch, pneumatisch, pneumatisch-mechanisch oder hydraulisch betätigt werden kann, fest an­ einander gekoppelt.

Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Spannvorrichtung muß zwar die Exzentri­ zität des zylindrischen Haltedornes (12) auf den Innendurchmesser der Coil- Hülse (11) abgestimmt werden. Doch läßt sich durch entsprechende kon­ struktive Ausführung, z. B. durch einstellbare Exzentrizität, die erfindungs­ gemäße Spannvorrichtung auch zum Spannen von Hülsen mit verschie­ denen Innendurchmessern verwenden.

Die Fig. 5 bis 11 zeigen Beispiele von in den Düsenkästen (5) gegenüber der Stirnfläche des Coils (1) koaxial eingesetzten Düsenplatten (6) mit ver­ schieden ausgeführten Schlitzdüsen-Formen (7): Parallel-Schlitze (Fig. 5), Radial-Schlitze (Fig. 6), Spiral-Schlitze (Fig. 7) und Kreisring-Schlitze (Fig. 8). Hierbei sind die Spiral- und Kreisring-Schlitze mit radialen (nicht gezeichneten) Stegen zu stabilisieren. Die schräg verlaufenden Düsen­ schlitze (7) der Fig. 9 beginnen im Zentrum der Düsenplatte (6) mit kleinem Winkel zur Umfangsrichtung (kleinstmöglicher Winkel: tangential mit 0°) und sie erstrecken sich geradlinig nach außen mit größer werdendem Win­ kel zur Umfangsrichtung. Die Düsenschlitze (7) der Fig. 10 erstrecken sich nach außen rückwärts gekrümmt, wobei die Rückwärtskrümmung auch so groß sein kann, daß der Winkel zur Umfangsrichtung konstant bleibt. Die Düsenschlitze (7) der Fig. 11 erstrecken sich nach außen vorwärts ge­ krümmt. Durch diese Ausführungsformen wird eine noch günstigere Ab­ strömung der Heißgasstrahlen (8) von der Düsenplatte (6) und damit eine noch gleichmäßigere Verteilung des Heißgases auf den angeströmten Coil­ stirnflächen erreicht.

In den Fig. 12 und 13 ist ein Ausführungsbeispiel mit Doppeldüsenplatten schematisch dargestellt, das eine gewünschte Steuerung der einzelnen Dü­ senstrahlen (8) zuläßt. Hierbei ist jeweils in den gezeigten Beispielen die coilseitige Düsenplatte (6) fest eingebaut. Unmittelbar davor auf der Seite der Düsenplatte (6), die dem Coil (1) abgewandt ist, ist eine koaxial dreh­ bare zweite Düsenplatte - im Folgenden jeweils "Düsenvorplatte" (6v) ge­ nannt - jeweils vorgesetzt. Bei einem Düsenplatten-Paar mit fester und drehbarer Platte kann auch (bei den gezeigten Beispielen nicht dargestellt) die coilseitige Platte drehbar und die feste Platte coilabgewandt sein.

In Fig. 13 ist im rechten Teilschnittbereich XIII-XIII eine Ansicht auf die ko­ axial drehbare Düsenvorplatte (6v) mit schrägen, kurzen Schlitzdüsen (7v) zu sehen. Die verdeckte feste Düsenplatte (6) hat gleiche, spiegelbildlich angeordnete Schlitzdüsen (7), wie im unteren Teil der Düsenplatte gestri­ chelt angedeutet ist. Die Schlitzdüsen der festen Düsenplatte (6) und dreh­ baren Düsenvorplatte (6v) überschneiden sich somit, so daß Teile der Schlitzdüsen-Öffnungen verdeckt werden und nur Teile der Schlitzdüsen (7) für die Düsenströmung (8) geöffnet bleiben. Diese wirksamen Düsenöff­ nungen (7) wandern beim Drehen der Düsenvorplatte (6v), so daß die Dü­ senströmung (8) sich in Radial- und Umfangsrichtung verschiebt und auf diese Weise die Stirnwand des Coils (1) überdeckend vom Anblasstrahl gleichmäßig bestrichen wird.

Zur Verdeutlichung ist in Fig. 14 eine Teilansicht eines einzelnen spiegel­ bildlichen Schlitzdüsen-Paares dargestellt mit der schrägen, kurzen Schlitz­ düse (7v) in der Düsenvorplatte (6v), die von der Düsenplatte (6) dahinter nur die wirksame Düsenöffnung (7) für die Düsenströmung (8) frei läßt. Als Variante zeigt Fig. 15 ein Schlitzdüsen-Paar mit verschiedener Schlitznei­ gung, wobei der dreieckförmige Schlitz (7v) in der Düsenvorplatte (6v) bei deren Drehung verschieden große wirksame Düsenöffnungen (7) mit radi­ aler Verschiebung ergibt. Bei dem in Fig. 16 dargestellten Schlitzdüsen- Paar mit ringsegmentförmigen Düsenschlitzen (7v, 7) läßt sich beim ko­ axialen Drehen der Düsenvorplatte (6v) die wirksame Düsenöffnung (7) je nach Erfordernis vergrößern oder verkleinern. Entsprechende Verschiebun­ gen der wirksamen Düsenöffnungen ermöglicht auch ein Düsenplatten-Paar mit parallelen Schlitzdüsen gemäß Fig. 5 oder mit spiegelbildlichen spirali­ gen Schlitzdüsen gemäß Fig. 7. Grundsätzlich läßt sich mit solchen erfin­ dungsgemäßen Düsenplatten-Paaren mit entsprechenden Düsen-Kombina­ tionen - insbesondere Schlitzdüsen-Kombinationen - je nach Erfordernis eine Vielfalt gewünschter Verläufe und Positionsänderungen der wirksamen Düsenöffnungen (7) verwirklichen.

Die Hin- und Herdrehung der Düsenplatte (6) bzw. Düsenvorplatte (6v) kann z. B. über eine (nicht dargestellte) Verstellstange erfolgen, die im Be­ reich des Plattenaußendurchmessers angelenkt ist und in Umfangsrichtung nach außen aus dem Ofen herausgeführt wird. Dort kann über die Verstell­ stange mit einem Linearantrieb die Drehbewegung der Düsenvorplatte bzw. einer einzelnen Düsenplatte eingeleitet werden. Der Verschiebungsweg des Linearantriebes ist hierbei entsprechend der Teilung der Düsenanordnung zu wählen.

Die in axialer Richtung einstellbaren Verteilungsplatten (9) der Fig. 12 die­ nen zur Verwirklichung einer gewünschten radialen Verteilung des Heiß­ gaszustromes zur Düsenvorplatte (6v). Die im Düsenkasten (5) angeordne­ ten Verteilungsplatten (9) weisen zur Coil-Achse konzentrische zentrale Kreisöffnungen auf, deren Durchmesser bei den Verteilungsplatten zur Dü­ senvorplatte (6v) hin größer werden. Hierbei entspricht der Öffnungs­ durchmesser der Verteilungsplatte unmittelbar vor der Düsenvorplatte un­ gefähr (mit Tendenz zu etwas größerem Durchmesser) dem größten Durchmesser des Coils (1). Die Öffnungsdurchmesser der folgenden Ver­ teilungsplatten sind entsprechend der gewünschten Heißgaszuströmstelle abgestuft. Zwischen zwei Platten ergibt sich jeweils ein radialer Ringraum, der von einer "Senken-Strömung" oder - bei vorhandenem Drall - von einer "Wirbelsenken-Strömung" radial nach innen durchströmt wird. Je nach Ab­ stand zwischen zwei Platten ergeben sich mehr oder weniger große Rei­ bungswiderstände für die Strömung. Ein enger Plattenabstand bedingt einen größeren Reibungswiderstand als ein weiterer Plattenabstand. Da die Volumenströme sich bei Parallelanordnung von Widerständen ungefähr um­ gekehrt proportional wie die Wurzel aus dem Widerstandsverhältnis verhal­ ten, strömt zwischen den engen Strömungskanälen mit großem Widerstand relativ weniger Heißgas als zwischen den breiteren Strömungskanälen mit geringerem Widerstand. Somit ergibt sich eine gewünschte Verteilung der Volumenströme in den radialen Ringräumen - und nach Umlenkung der Strömung in die axiale Richtung auch die gewünschte radiale Verteilung des Heißgaszustromes zur Düsenvorplatte (6v) - bei Einstellung einer ent­ sprechenden Verteilung der Abstände zwischen den Verteilungsplatten (9) bzw. der Düsenvorplatte (6v). Die Einstellung der Verteilungsplatten (9) kann von außen über Verstellstangen (10) erfolgen. Zur besseren Umlen­ kung der radialen Strömung zwischen den Verteilungsplatten (9) in eine axiale, auf die Düsenvorplatte (6v) gerichtete Strömung können die zentra­ len Kreisöffnungen der Verteilungsplatten (9) auch düsenartig ausgebildet sein.

In Fig. 13 ist der Heißgaszuströmkanal zum Düsenkasten (5) tangential an­ geordnet, so daß im Düsenkasten eine Drallströmung entsteht mit einer Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung. Vor dem Düsenkasten befinden sich Leitschaufeln (3), die auch verstellbar ausgeführt sein kön­ nen. In der Leitschaufel-Stellung (3) erfolgt der Heißgaszustrom (4) zum Düsenkasten (5) mit einer größeren Drallkomponente als in der - gestrichelt gezeichneten - mehr in die radiale Richtung gedrehten Leitschaufel-Stel­ lung (3r), wie der hiermit bewirkte Düsenkasten-Zustrom (4r) (gestrichelt gezeichnet) erkennen läßt.

Noch ausgeprägtere Änderungen der Drallkomponenten des Heißgaszu­ stromes ergeben sich bei einem taschenförmigen Düsenkasten mit vorge­ schaltetem verstellbaren Leitschaufelgitter gemäß Fig. 17. Bei dieser Aus­ führung läßt sich von der Leitschaufel-Stellung (3) mit einer Drallströ­ mung (4) im Gegenuhrzeigersinn kontinuierlich auf eine Leitschaufel-Stel­ lung (3r) (gestrichelt) mit einer Drallströmung (4r) im Uhrzeigersinn um­ schalten. Wie der Teilschnitt XVIII-XVIII durch eine Düsenplatte (6) in Fig. 18 zeigt, schwenkt bei Dralländerung die aus den Lochdüsen (7) aus­ tretende Düsenströmung (8) in Umfangsrichtung nach (8r) und bestreicht dabei die angeströmte Stirnfläche des Coils (1). Hierbei wird auch bei höhe­ ren Anblasgeschwindigkeiten mit örtlich gutem Wärmeübergang wegen der ständig veränderten Auftreffstelle eine örtliche Überhitzung der Coil-Stirn­ fläche vermieden. Da bei dieser Ausführung die Strömungskomponente in Umfangsrichtung durch den Drall aus dem Leitschaufelgitter bestimmt ist, sollte eine zusätzliche Strömungsführung in Umfangsrichtung an den Düsen der Düsenplatte (6) unterbleiben. Blendenartige Düsenöffnungen, die auch die oben beschriebenen Querschnitts- und Schlitzformen - auch in Düsen­ doppelplatten - aufweisen können, erweisen sich in diesem Fall als ausrei­ chend, so daß besonders ausgebildete Düsenformen nicht erforderlich sind.

Die in Fig. 17 dargestellte Ausführungsform kommt ohne Heißgas-Vertei­ lungsplatten aus. Dafür sind die Heizaggregate (28) weit in den Düsenka­ sten (5) hereingeführt.

Grundsätzlich sind auch Kombinationen der beschriebenen Coil-Anblasver­ fahren mit wandernden Anblas-Auftreffstellen der Heißgasstrahlen möglich, z. B.: koaxial drehbare Düsenvorplatte (6v) mit radial bewegter wirksamer Düsenöffnung kombiniert mit Coildrehung oder Drall im Düsenkasten (5) zur Bewegung der Anblas-Auftreffstelle in Umfangsrichtung. Aber auch die Kombination Coildrehung und Heißgasdrall kann sinnvoll sein, wenn eine gezielte Abstimmung erfolgt. So erhöht sich bei Gegendrall zur Coildrehung die Umfangskomponente der relativen Coilanströmung, d. h.: die Relativan­ strömung des Coils wird flacher. Bei einem Mitdrall zur Coildrehung wird hingegen die Umfangskomponente der relativen Coilanströmung kleiner, so daß die Relativanströmung das Coil steiler anströmt. Für den Sonderfall, daß die örtliche Heißgas-Drallkomponente die gleiche Größe und Richtung wie die örtliche Umfangsgeschwindigkeit des Coils hat, ist die Umfangs­ komponente der Relativanströmung null, d. h.: Die Relativanströmung trifft rechtwinklig auf der Coil-Stirnfläche auf, wobei sich jedoch die Anblas-Auf­ treffstelle ständig ändert.

Neben den aufgezeigten Möglichkeiten, mit entsprechenden Antrieben die Drehbewegungen von Coil (1) und/oder Düsenplatte (6) bzw. Düsenvor­ platte (6v) direkt zu bewirken, können Coil und/oder Düsenplatte auch in ein Pendelschwingungssystem mit geringer Eigenfrequenz integriert wer­ den, das zu Pendelschwingungen in der Eigenfrequenz angeregt wird. Hierzu kann das Coil und/oder die Düsenplatte an entsprechend ausgelegte Drehfeder-Systeme bzw. Pendelsysteme angeschlossen werden.

Möglichkeiten für pendelnde Drehbewegungen bzw. Pendelschwingungen, z. B. des Coils (1), zeigen Fig. 19 und 20. In Fig. 19 ist die obere Innen­ wand der Coil-Hülse (11) auf beidseitige Haltedorne (12) pendelfähig auf­ gelegt. Werden die beiden Haltedorne horizontal quer zur Coil-Achse syn­ chron schwingend (strichpunktierter Doppelpfeil) bewegt, so wird eine pendelnde Schwingung des Coils (1) angeregt und das "Coil-Pendel" schwingt mit seiner Eigenfrequenz. Auch bei dieser Ausführung verschie­ ben sich ständig die Auftreffstellen der Heißgas-Anblasstrahlen auf der pendelnden Coil-Stirnfläche.

Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei einer Auflage der Coil-Hülse (11) auf Auflagerschalen (26) gemäß Fig. 20. Auf solchen Auflagerschalen, de­ ren Krümmungsradius ausreichend größer als der Außenradius der Coil- Hülse ist, lassen sich gleichfalls hin- und herpendelnde Abrollbewegungen des Coils (1) anfachen. Die hierzu erforderliche Auslenkung können z. B. an den Hülsen-Enden in Höhe der Coil-Achse quer dazu angreifende Verschie­ bungsstempel (27) bewirken, die horizontal ausfahren und sich entspre­ chend der Coil-Bewegung mitbewegen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Wärmgut in einem Industrie­ ofen, insbesondere zum Glühen von Glühgut wie z. B. zu einem Coil (1) aufgewickeltes Aluminiumband, durch Anblasung des Glüh­ gutes mit aus Düsen (7 bzw. 7v) austretenden Heißgasstrahlen (8), dadurch gekennzeichnet, daß das Glühgut (1) und die Heißgasstrah­ len (8) relativ zueinander bewegt werden, so daß die Anblas-Auftreff­ stellen der Heißgasstrahlen auf der beblasenen Glühgutoberfläche wandern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Heißgasstrahlen (8) beide Stirnflächen des Coils (1) angeblasen wer­ den.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Coil (1) und/oder die Heißgasdüsen (7 bzw. 7v) um die Coil- Achse gedreht, z. B. hin- und hergedreht werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Coil (1) einer Pendelschwingbewegung quer zur Coil-Achse unterworfen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß den Heißgasstrahlen (8) ein Drall und/oder eine von der Senkrechten zur Anblasfläche des Coils (1) abweichende Strömungs­ richtungskomponente auferlegt wird.

6. Industrieofen zur Wärmebehandlung von Wärmgut, insbesondere zum Glühen von Glühgut wie z. B. zu einem Coil (1) aufgewickeltes Alumi­ niumband durch Anblasung des Glühgutes mit aus Düsen (7 bzw. 7v) austretenden Heißgasstrahlen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiß­ gasdüsen (7 bzw. 7v) jeweils in wenigstens einer kreisförmigen Dü­ senplatte (6 bzw. 6v) zusammengefaßt sind, die mit Abstand von den Stirnflächen des Coils (1) angeordnet ist bzw. sind, und daß das Coil (1) und/oder die coilstirnseitig wenigstens eine Düsenplatte (6 bzw. 6v) um die Coil-Achse drehbar gelagert bzw. in einem Pendel­ schwingungssystem gelagert sind.

7. Industrieofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Coil (1) während der Glühbehandlung in Lagerböcken (18) außerhalb des Industrieofens drehbar gelagert ist.

8. Industrieofen nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Drehen des Coils (1) in dessen zentrische Hülsen (11) je eine mit einer Spannvorrichtung (15) versehene Haltedornwelle (13) eingefahren ist, an deren außerhalb des Ofens liegenden Ende ein Drehantrieb (23, 25) angreift.

9. Industrieofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die La­ gerböcke (18) am Ofen außen angeordnete axial verschiebbare Ver­ schiebegehäuse sind, an denen jeweils ein Linearantrieb (20) angreift und in denen jeweils die Haltedornwelle (13) drehbar gelagert ist.

10. Industrieofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Abstand von den Coil-Stirnflächen angeordneten Düsenplatten jeweils aus einem Paar von mit Heißgasdüsen (7 bzw. 7v) versehenen und zueinander parallel angeordneten Düsenplatten (6 bzw. 6v) bestehen, von denen die eine Düsenplatte feststeht und die andere Düsenplatte drehbeweglich gelagert ist, so daß die Heißgasdüsen (7 bzw. 7v) beim Drehen der drehbeweglichen Düsenplatte mehr oder weniger weit teilweise überdeckbar sind und die Auftreffstellen der Heißgas-An­ blasstrahlen auf den Coil-Stirnflächen verschieben.

11. Industrieofen nach den Ansprüchen 6 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß im Düsenkasten (5) in der Heißgaszuströmung zu den Dü­ senplatten (6 bzw. 6v) ein verstellbares Leitschaufelgitter (3, 3r) an­ geordnet ist.

12. Industrieofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß im Düsenkasten (5) in der Heißgaszuströ­ mung vor den Düsenplatten (6 bzw. 6v) verstellbare Heißgas-Vertei­ lungsplatten (9) mit koaxialen zentralen kreisförmigen Öffnungen an­ geordnet sind.

13. Industrieofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heißgasdüsen (7 bzw. 7v) die Form von Parallelschlitzen, Spiralschlitzen, Ringschlitzen, geraden bzw. schrägen bzw. gekrümmten Radialschlitzen, Runddüsen etc. aufwei­ sen.