DE468825C

DE468825C - Device for heating metal bands or the like.

Info

Publication number: DE468825C
Application number: DEH107678D
Authority: DE
Original assignee: Kupfer und Messingwerke A G
Current assignee: Kupfer und Messingwerke A G
Priority date: 1926-08-20
Filing date: 1926-08-20
Publication date: 1928-11-23

Description

AUSGEGEBEN AM
23. NOVEMBER 1928ISSUED ON
November 23, 1928

Es ist bereits bekannt, Metallbänder o. dgl. dadurch zu erwärmen, daß man sie durch elektromagnetische Wechselfelder hindurchzieht, die durch einen oder mehrere Magnetkerne erzeugt werden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens zeigt es sich jedoch, daß 'das Band ungleichmäßig erhitzt wird. weil der durch die Änderung des Kraftilusses erzeugte Strom hauptsächlich in denIt is already known to heat metal strips or the like by having them through alternating electromagnetic fields that pull through one or more magnetic cores be generated. However, when performing this procedure, it turns out that that 'the tape is heated unevenly. because of the change in the power flow generated electricity mainly in the

ίο äußeren Ringquerschnitten des Bleches fließt und diese stärker erwärmt als die Mitte des Bandes. Dazu kommt noch die Wirkung des sogenannten Hauteffektes (Skinefrektes ι, durch welchen der Strom nach außen gedrängt wird. Um nun eine gleichmäßige Erwärmung des Bandes über die ganze Breite herbeizuführen, sind gemäß der Erfindung Magnetkerne derartig gegeneinander versetzt angeordnet, daß die sich teilweise überdecken-ίο outer ring cross-sections of the sheet metal flows and this heats up more than the middle of the belt. In addition there is the effect of the so-called skin effect (Skinefrektes ι, through which the current is forced outwards. To get even heating To bring about the tape over the entire width, magnetic cores are offset against each other according to the invention arranged that the partially overlap

ao den Erwärmungszonen eine gleichmäßige Erhitzung des Bandes über die ganze Breite bewirken. Die Anzahl der Magnetkerne ist beliebig; sie wird sich nach der Breite des zu erwärmenden Bandes richten. Zweckmäßig ist es, die Anzahl möglichst groß zu machen. Man kann die Magnetkerne in mehrere Gruppen unterteilen, die teilweise zum Vorwärmen und teilweise zum Nachwärmen dienen, wobei die letzteren zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit des erwärmten Bleches für die Wirbelströme eine erhöhte Frequenz des Wechselfeldes erhalten. Zwischen die zum Vorwärmen und zum Nachwärmen dienenden Kerne wird dann vorzugsweise eine wärmeisolierende Hülle, die gegebenenfalls auch geheizt sein kann, eingeschaltet, um die Wärmeabgabe nach außen zu verhindern.ao the heating zones a uniform heating of the strip over the entire width cause. The number of magnetic cores is arbitrary; it will vary according to the width of the straighten the band to be heated. It is useful to make the number as large as possible. The magnetic cores can be divided into several groups, some of which are used for preheating and partially serve for reheating, the latter to increase the capacity of the heated sheet for the eddy currents receive an increased frequency of the alternating field. Between the for Preheating and post-heating cores are then preferably heat-insulating Sheath, which can optionally also be heated, switched on in order to dissipate heat to prevent the outside world.

Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und zwar zeigtThe drawing shows two exemplary embodiments of the invention, namely shows

Abb. ι bis 3 die Art der Erwärmung eines Bandes im Wechselfeld bei der bisher üblichen Anordnung der Magnetkerne, wobei Abb. 1 einen Aufriß, Abb. 2 und 3 Grundrisse darstellen.Fig. Ι to 3 the type of heating of a strip in the alternating field with the previously usual Arrangement of the magnetic cores, Fig. 1 being an elevation, Figs. 2 and 3 being outlines.

Abb. 4 zeigt eine Ausführung der Einrichtung gemäß der Erfindung im Aufriß, während Fig. 4 shows an embodiment of the device according to the invention in elevation, during

Abb. 5 und 6 je einen Grundriß bei verschiedener Gestaltung der Magnetkerne darstellen. Fig. 5 and 6 each show a plan with different designs of the magnetic cores.

In Abb. ι bis 3 ist E ein in der üblichen Weise aus Lamellen gebildeter Transformatorkörper mit 2wei Primärspulen A und B, die hintereinandergeschaltet sind. Die Zuführungsleitungen C und D sind an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Zwischen den beiden Primärwicklungen besitzt der Transformatorkörper einen Schlitz oder Luftspalt S, in den das zu erwärmende Metallblech F eingebracht wird. Hat das Metallblech die aus Abb. 1 und 2 ersichtliche Form, so kann man beobachten, daß die äußeren Teile des Bleches, die in Abb. 2 schraffiert sand, bedeutend stärker erwärmt werden als der mittlere, nicht schraffierte Teil O des Bleches. Verwendet man an Stelle eines Metallbleches ein Metallband Z. uA.bb.-3j, welches fortlau-In Fig. 1 to 3, E is a transformer body formed in the usual way from lamellas with two primary coils A and B, which are connected in series. The feed lines C and D are connected to an AC power source. Between the two primary windings, the transformer body has a slot or air gap S into which the sheet metal F to be heated is introduced. If the metal sheet has the shape shown in Fig. 1 and 2, it can be observed that the outer parts of the sheet, which are hatched in Fig. 2, are heated significantly more than the central, non-hatched part O of the sheet. If you use a metal band Z. uA.bb.-3j instead of a metal sheet, which continues

fond in der Richtung des Pfeiles H durch den Spalt hindurchgezogen wird, so ergibt sich, da jeweils ein um den Transformatorkern herumgelegter Kreisring am meisten erhitzt wird, dali der äußere, weit schraffierte Teil/C des Bandes weniger warm wird als der mittlere, eng schraffierte Teil/, da letzterer zweimal durch die Zone der größten Erwärmung hindurchgeht. Es ergibt sich also eine ungleichmäßige Erwärmung.fond is pulled through the gap in the direction of arrow H , it follows that, since a circular ring placed around the transformer core is heated the most, the outer, widely hatched part / C of the strip becomes less warm than the middle, tightly hatched Part /, since the latter passes twice through the zone of greatest warming. So there is uneven heating.

Um dies zu verhindern, ist gemäß der Erfindung die in Abb. 4 und 5 bzw. 6 dargestellte Einrichtung getroffen. Gemäß Abb. 4 und 5 sind sechs geschlitzte Magnetkerne 1 bis 6 vorgesehen, und zwar in zwei Gruppen zu je drei Stück. Die drei Kerne einer jeden Gruppe sind so angeordnet, daß die Erwärmungszonen der einzelnen Kerne sich so überschneiden, daß eine gleichmäßige Erhitzung stattfinden muß. Das zu erhitzende Band 7 wird in der Richtung des Pfeiles 8 durch die Schlitze hindurchgezogen. Die erste Gruppe von Kernen 1 bis 3 dient zum Vorwärmen. Das vorgewärmte Band läuft dann , durch einen wärmedicht abgeschlossenen Raum 9 hindurch, der zweckmäßig durch Brenner 10 und 11 auf einer gleichmäßigen, entsprechend hohen Temperatur gehalten wird, und zwar auf einer Temperatur, die etwa der gewünschten Glühtemperatur entspricht. Die Kerne 4 bis 6 dienen dann zum Nachwärmen. Der Raiim 9 verhindert die Abstrahlung von Wärme aus dem Band in die umgebende Luft, vielmehr kann sich die Wärme innerhalb des Bandes durch metallische Leitung vollkommen ausgleichen. Die etwaige Heizung des Raumes 9 durch die Brenner ϊο und 11 dient nur dazu, die richtige Temperatur innerhalb des Raumes 9 aufrechtzuerhalten, also die Abkühlungsverluste nach außen zu decken. Die Art der Beheizung ist natürlich eine beliebige: es kann sowohl durch Gas als durch flüssige oder feste Brennstoffe als auch elektrisch geheizt werden. Da bekanntlich die Aufnahmefähigkeit eines Metallbleches für Wirbelströme von der Leitfähigkeit des Bleches abhängig ist und diese wiederum sich mit der Temperatur ändert, so wird die Aufnahmefähigkeit des erwärmten Bleches, das zwischen den Kernen 4 bis 6 durchgeht, geringer sein. Um dies zu vermeiden, wird vorzugsweise die Frequenz des Wechselfeldes der Kerne 4 bis 6 erhöht, da ja bekanntEch die Sekundärleitung einer solchen Wirbelstromheizung bei sonst gleichen Bedingungen mit dem Quadrate der Frequenz wächst. Man wird demnach die Kerne 1 bis 3 mit der normalen Frequenz betreiben, dagegen die Kerne 4 bis 6 mit einer erhöhten Frequenz. Zu diesem Zweck werden die Klemmen der Spulen 12 bis 15 an das normale Netz, dagegen die Klemmen der Spulen bis 19 an eine Hochfrequenzquelle ange- _s schlossen werden, vorzugsweise unter Anwendung der bekannten Einrichtungen zur Verbesserung des Leistungsfaktors.To prevent this, the device shown in Fig. 4 and 5 or 6 is made according to the invention. According to Fig. 4 and 5, six slotted magnetic cores 1 to 6 are provided, in two groups of three pieces each. The three cores of each group are arranged in such a way that the heating zones of the individual cores overlap in such a way that uniform heating must take place. The tape 7 to be heated is pulled in the direction of the arrow 8 through the slots. The first group of cores 1 to 3 is used for preheating. The preheated strip then runs through a heat-tight closed space 9, which is expediently kept at a uniform, correspondingly high temperature by burners 10 and 11, namely at a temperature which corresponds approximately to the desired annealing temperature. The cores 4 to 6 are then used for reheating. The Raiim 9 prevents the radiation of heat from the band into the surrounding air, rather the heat within the band can be completely compensated for by metallic conduction. Any heating of the room 9 by the burners ϊο and 11 only serves to maintain the correct temperature within the room 9, so to cover the cooling losses to the outside. The type of heating is of course any type: gas, liquid or solid fuels as well as electrical heating can be used. Since it is known that the capacity of a sheet of metal for eddy currents depends on the conductivity of the sheet and this in turn changes with temperature, the capacity of the heated sheet that passes between the cores 4 to 6 will be lower. In order to avoid this, the frequency of the alternating field of the cores 4 to 6 is preferably increased, since it is known that the secondary line of such an eddy current heater grows with the square of the frequency under otherwise identical conditions. Cores 1 to 3 will therefore be operated at the normal frequency, whereas cores 4 to 6 will be operated at an increased frequency. For this purpose, the terminals of the coils 12 to 15 are reasonable to the normal power, while the terminals of the coil 19 to a high frequency source _s are closed, preferably using the known means for improving the power factor.

In Abb. 6 ist noch eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher die Magnetkerne 20 bis 25 ringförmig angeordnet sind. Diese Ausführung, die in ihrer Wirkung im übrigen der Ausführung gemäß Abb. 4 und 5 entspricht, kommt insbesondere bei der Verwendung von Dreiphasenstrom in Betracht.In Fig. 6 another embodiment is shown in which the magnetic cores 20 to 25 are arranged in a ring. This execution, which in its effect in the rest of the Execution according to Fig. 4 and 5 corresponds, comes especially when using Three-phase current into consideration.

Natürlich läßt sich die Einrichtung im einzelnen baulich auch anders gestalten. Auch läßt sich der elektrische Teil in anderer Weise ausbilden. Man kann die Kerne mit einphasigem als auch mit mehrphasigem Strom betreiben; sie können parallel oder hintereinandergeschaltet sein u. dgl. mehr.Of course, the facility can also be designed differently in detail. Even the electrical part can be designed in a different way. You can use the kernels operate with single-phase as well as multi-phase electricity; they can be connected in parallel or in series and the like.

Claims

Patent claims:

1. Device for heating metal strips or the like by pulling them through of the belt by electromagnetic alternating fields that are generated in several magnetic cores, characterized in that, that the magnetic cores are offset from one another in such a way that the partially overlapping heating zones ensure uniform heating of the Effect tape across the entire width.

2. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the magnetic cores are divided into groups to suit their effect on the sheet metal the progressive warming,

z. B. by increasing the frequency of acting on the warmer belt parts Groups to be able to regulate.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that between the magnetic core groups are turned on to a radiation to prevent and to compensate for any slight differences in temperature of the heated strip.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the heat-insulating Rooms receive a special heating, through which they are kept at the desired glow temperature.

1 sheet of drawings