EP2722112B1 - Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes Download PDF

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EP2722112B1
EP2722112B1 EP13183368.3A EP13183368A EP2722112B1 EP 2722112 B1 EP2722112 B1 EP 2722112B1 EP 13183368 A EP13183368 A EP 13183368A EP 2722112 B1 EP2722112 B1 EP 2722112B1
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strip
cooling line
position adjustment
adjustment device
section
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    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a device for the continuous treatment of a metal strip, in particular a metal strip of aluminum (or an aluminum alloy) or of non-ferrous metal (or a non-ferrous metal alloy), with at least one tempering, which is designed as a ribbon float furnace through which the metal strip is passed floating and with a strip running control device with which the position of the metal strip in the strip running plane and transverse to the strip running direction is controllable or controllable, wherein the strip float oven has at least one inlet side heating section and an outlet side cooling section.
  • the metal strip preferably has a thickness of 0.1 mm to 6 mm.
  • the tempering device is a ribbon float furnace having a heating section and a cooling section.
  • the heating section usually consists of several heating zones (heating or holding zones) and the cooling section usually consists of several cooling zones.
  • the metal strip is heated to a determined (setpoint) temperature, if appropriate kept at this temperature for a specific time and then cooled again.
  • the passage through the furnace is non-contact, by the band between nozzles (air nozzles), which are acted upon by corresponding air pressure, floated.
  • the cooling in the cooling zones can be done by air, water or a combination of air and water.
  • Such strip-type furnaces with heating section on the one hand and cooling section on the other hand are known (cf. DE 198 04 184 A1 ).
  • the DE 103 26 071 discloses a device for the continuous treatment of a metal strip, with at least one tempering device through which the metal strip is passed floating and with a band position control device with which the position of the metal strip in the strip running plane and transverse to the strip running direction is controlled or regulated, wherein the tempering at least one inlet side Has heating section and an outlet-side cooling section.
  • a device of the type described above for the continuous treatment of a metal strip with a tempering device or with a ribbon float oven it may be, for. B. an annealing line or Kontiglühlinie act, in which the metal strip undergoes a heat treatment for metallurgical reasons, for. B. to achieve certain strength and deformation properties.
  • the device may also be a strip coating line or a strip coating line in which the heat treatment of the metal strip does not take place in the sense of annealing, but for drying a coating of a strip, so that the oven is then designed as a continuous dryer.
  • the metal strip is preferably aluminum or non-ferrous metal strip in a thickness range of 0.1 mm to 6 mm.
  • the metal strip z. B. is heated in annealing lines to temperatures near the melting point, it is usually necessary to adjust within the tempering a relatively low band tension to avoid a band break.
  • the strip tension z. B. degraded on the inlet side in a clamping roller set and the outlet side after cooling again built in a further set of clamping rollers.
  • the specific strip tension is z. B. 0.5 to 1 MPa. Since the tape can "run" in particular with low tape tension in the oven, z. B. due to eventual bandsaw, it is necessary to position the band by means of a belt position control device in a suitable manner, preferably to bring the center of the tape.
  • Such a strip-guiding device generally has at least one control roller and suitable position-measuring devices, for. B. band edge detections on.
  • the strip running control device behind the tempering that is arranged after the cooling section.
  • the control role is usually carried out in practice as so-called PI band center control, ie with a proportional P and an integral I component.
  • the I component acts in the furnace section back and prevents too much bleeding of the tape in the oven.
  • the control roller sits on a movable base frame.
  • a plant of the type described above is z. B. from the DE 103 37 502 B4 known.
  • An oven with heating zones and cooling zones is adjoined by a deflection pulley serving as the center of the belt.
  • a deflection device is arranged, below which there is a water cup as a fluid seal.
  • the deflection can also be used to control the center of the strip, wherein the band position is detected by sensors arranged above and below the band and the movement of the band center control for returning a band extending from the center layer by means of a cylinder.
  • the invention has for its object to provide a device for the continuous treatment of a metal strip of the type described above, which is characterized by an improved band position control and guarantees a perfect tape especially in long kiln lines.
  • the invention teaches in a generic device for the continuous treatment of a metal strip, that the band position control device is disposed within the cooling section.
  • the cooling section is preferably divided into at least one first cooling section section and a subsequent spaced second cooling section section, wherein the band position control device is arranged between the first cooling section section and the second cooling section section.
  • the band position control device is consequently no longer arranged on the output side behind the temperature control device and consequently no longer after the last cooling zone, but rather it is integrated into the cooling path, as it is preferably divided into two cooling path sections.
  • the belt In a first section, the belt is cooled down so far that it can easily pass through the belt control device. Following the first cooling section, therefore, the band position control device is located.
  • the band passes through the second cooling section and thus the second part of the Cooling zones, so that the band is then cooled down to the desired final temperature.
  • a total of a long kiln line and consequently with long heating sections and cooling sections can be used, so that the production capacity is increased, without the free band length must be increased significantly in the range of low strip tension. In this way, an impermissible belt run in the oven is reliably avoided.
  • the tape position control device itself can be designed in a conventional manner, it can therefore be resorted to conventional solutions. According to the invention, it depends on the particular positioning of the strip running control device within the furnace section or within the cooling section.
  • the band position control device for the band position control z As a conventional, adjustable pulley, z. B. have a 90 ° -Umlenkrolle or be designed as such. However, it is advisable to provide the deflection roller with a suitable (high) temperature-resistant coating, since the belt temperature between the first cooling section and the second cooling section is preferably 100 ° C to 200 ° C, particularly preferably 120 ° C to 150 ° C. As an alternative to a 90 ° control roller can also be on another known type of band center control, z. B. using a multi-role control device, for. B. a three-roller control device or a control driver (eg., As a pair of rollers) are worked.
  • the band position control or band center control is performed in a basically known manner as a PI control.
  • the control roller or the multi-roller assembly thus sits in a basically known manner on a movable base frame. This twists the role or the roles around an imaginary fulcrum, which in turn in the Furnace section is located.
  • the degree of displacement of the roller from the center axis of the furnace section is the proportional component, the extent of the misalignment of the roller the integral component of the belt center control.
  • the band position control device can be designed as a non-contact band position control device.
  • the band center control z. B. done contactlessly via linear motors.
  • recourse can be had here to known arrangements for influencing the metal strip by means of linear motors, which are described, for example, in US Pat DE 197 19 994 A1 to be discribed.
  • the belt treatment plant on the inlet side on a first set of tension rollers, which is arranged in front of the temperature control to reduce the strip tension. Furthermore, it is expedient to provide on the output side and thus behind the tempering a further set of tension rollers, with which the strip tension is increased again, so that can join further process steps, such as. B. straightening, cleaning or edge trimming.
  • a (further) tensioning roller set is arranged between the first cooling section section and the second cooling section section behind the belt position control device in order to increase the belt tension already at this point.
  • This has the advantage that the band can pass through the second part of the cooling zones with a slightly increased strip tension.
  • the division of the cooling section into two cooling sections has the consequence that the two cooling sections are (significantly) shorter than a corresponding uniform cooling section. Compared to conventional systems can be extended in this way, the entire tempering, d. H. Both the heating section can be extended and the entire cooling section.
  • the invention also provides a process for the continuous treatment of a metal strip with a device of the type described, wherein the metal strip for thermal treatment is guided floating through the heating section and the cooling section.
  • This method is characterized in that the position of the metal strip (within the strip running plane and transversely to the strip running direction) is controlled or regulated by means of a strip position control device arranged inside the cooling section.
  • such a band position control device is preferably equipped with suitable measuring devices and a feedback, so that a real regulation of the band position takes place.
  • the invention also covers embodiments in which without measurement and / or without Return is worked so that no regulation of the band position, but only a control is done.
  • the length of the first cooling section is dimensioned such that the metal strip between the first cooling section and the second cooling section and thus in the region of the band position control device a temperature of up to 200 ° C, z. B. 100 ° C to 200 ° C. More preferably, the temperature is up to 150 ° C, z. B. 120 ° C to 150 ° C.
  • the length of the second cooling section can then z. B. be sized so that the tape with a temperature of up to 70 °, preferably up to 60 ° C z. B. 40 ° C to 60 ° C, so that easily further process steps, such. B. straightening, cleaning or edge trimming can follow.
  • the inventive system can, for. B. be designed as annealing line or be part of an annealing line.
  • the tempering device is then designed as an annealing furnace.
  • the system can be designed as a coil coating system or be part of a coil coating plant.
  • the tempering device is then designed as a dryer or dryer oven. In both cases, the ovens / dryers are preferably designed as a ribbon float oven.
  • Fig. 1 shows a known belt treatment apparatus for the continuous treatment of a metal strip, namely a thermal treatment.
  • This device has a tempering 2, which is designed as a ribbon float furnace.
  • the metal strip 1 passes through this strip float furnace 2 without contact by the strip between the upper nozzles and lower nozzles, which are acted upon by corresponding air pressure, is moved without contact. Details are not shown.
  • the strip float furnace 2 has a heating section 3 on the inlet side and a cooling section 4 on the outlet side.
  • the heating section is generally composed of a plurality of heating zones 3 ', while the cooling section is generally composed of a plurality of cooling zones 4', wherein the individual zones are individually or separately controllable.
  • the heating of the metal strip is usually done by means of the air, so that the nozzles, z. B. the lower nozzles in addition to the support function can also take the temperature.
  • the cooling zones the cooling is usually also done by air or by a combination of air and water.
  • the target temperature in the heating zone is z. B. about 550 ° C to 570 ° C.
  • the heating zones thus form heating and holding zones.
  • the system on the inlet side has a tensioning roller set 5, with which the strip tension is reduced, for. B. on a specific strip tension of z. B. 0.5 to 1 MPa.
  • the metal strip 1 is center-controlled by means of a belt position control device 7, ie the position of the metal strip is regulated in the strip running plane and transversely to the strip running direction.
  • the strip tensioner with an outlet side pulley set 6 back to the usual line level of z. B. specifically increased 10 to 20 MPa. Because of the low specific strip tension within the strip float furnace, it is necessary to bring the metal strip 1 to the center of the strip by means of the strip position control device 7.
  • the band position control device 7 is no longer located behind the temperature control 2 and therefore no longer behind the cooling section 4, but within the cooling section 4 itself.
  • the Fig. 2 and 3 again show a strip processing apparatus with a temperature control device 2, which has an inlet-side heating section 3 and a downstream cooling section 4.
  • a tensioning roller set 5 is provided and on the outlet side, in turn, a further tensioning roller set 6 can be provided, which is only in Fig. 3 but not in Fig. 2 is shown.
  • the heating section 3 is in turn composed of several heating zones 3 ', while the cooling section 4 is composed of a plurality of cooling zones 4'.
  • the cooling section 4 is divided into two cooling section sections, namely a first cooling section 4a and a subsequent second cooling section 4b.
  • the belt positioner device 7 is now arranged according to the invention between the first cooling section 4a and the second cooling section 4b.
  • the metal strip is heated in the heating section 3 with the heating and holding zones 3 'in a basically known manner to the desired temperature and the temperature can be maintained for a desired time. Consequently, apart from an extension, the heating section 3 does not have to be modified compared with the prior art.
  • the heating section 3 is then followed by the first cooling section 3a, with which the metal strip is cooled down in a first stage, preferably to a temperature of 100 ° C to 200 ° C, z. B 120 ° C to 150 ° C.
  • the strip center is controlled by means of the strip center control device 7.
  • this has a 90 ° control roller 8.
  • this is followed in the exemplary embodiment Fig. 2 another tension roller set 9 to increase the tape tension.
  • the band passes through the second cooling section 4b, so that it reaches the desired final temperature of z. B. 40 ° C to 60 ° C is cooled down. In this way, it is possible to increase the production capacity without appreciably prolonging the free tape length, so that an impermissible belt run in the furnace is avoided.
  • the second cooling section 4b may be followed by another band position control device and / or another set of tensioning rollers. This is in Fig. 2 not shown.
  • Fig. 3 shows a modified embodiment of the invention, in which the strip center control device 7 is designed as a three-roller belt center control with three rollers 10. Furthermore, in Fig. 3 indicated that behind the second cooling section 4b, a further strip center control device 11 and a further set of tension rollers 6 may be arranged.
  • the additional midband control 11 behind the second cooling section 4b is therefore useful because in this embodiment between the cooling sections 4a, 4b no tensioning roller set is arranged and therefore also in the second section 4b is operated with a lower strip tension.
  • the furnace zones 3 ', 4' in the embodiment according to the invention overall have a length which is greater than the length in the known embodiment according to Fig. 1 , Nevertheless, the free tape length is not greater, since the mid-band control 7 is already connected to the first cooling section 4a. This allows both the heating section 3 and the cooling section 4 over the prior art significantly extend. However, due to the division of the cooling section 4, cooling section sections 4a, 4b are formed which are each (significantly) shorter than the heating section 3.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes, insbesondere eines Metallbandes aus Aluminium (oder einer Aluminiumlegierung) oder aus Buntmetall (oder einer Buntmetalllegierung), mit zumindest einer Temperiervorrichtung, welche als Bandschwebeofen ausgebildet ist, durch den das Metallband schwebend hindurchgeführt wird und mit einer Bandlaufregeleinrichtung, mit der die Lage des Metallbandes in der Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei der Bandschwebeofen zumindest eine einlaufseitige Heizstrecke und eine auslaufseitige Kühlstrecke aufweist. Das Metallband weist bevorzugt eine Dicke von 0,1 mm bis 6 mm auf.
  • Bei der Temperiervorrichtung handelt es sich um einen Bandschwebeofen, der eine Heizstrecke und eine Kühlstrecke aufweist. Die Heizstrecke besteht in der Regel aus mehreren Heizzonen (Aufheiz- bzw. Haltezonen) und die Kühlstrecke besteht in der Regel aus mehreren Kühlzonen. Das Metallband wird in einer solchen Temperiervorrichtung auf eine bestimmt (Soll-)Temperatur erwärmt, ggf. eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten und danach wieder abgekühlt. Der Durchlauf durch den Ofen erfolgt berührungslos, indem das Band zwischen Düsen (Luftdüsen), die mit entsprechendem Luftdruck beaufschlagt werden, geschwebt wird. Die Kühlung in den Kühlzonen kann durch Luft, Wasser oder eine Kombination von Luft und Wasser erfolgen. Solche Bandschwebeöfen mit Heizstrecke einerseits und Kühlstrecke andererseits sind bekannt (vgl. z. B. DE 198 04 184 A1 ).
  • Die DE 103 26 071 offenbart eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes, mit zumindest einer Temperiervorrichtung, durch welche das Metallband schwebend hindurchgeführt wird und mit einer Bandlageregeleinrichtung, mit der die Lage des Metallbandes in der Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei die Temperiervorrichtung zumindest eine einlaufseitige Heizstrecke und eine auslaufseitige Kühlstrecke aufweist.
  • Bei einer solchen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes mit einer Temperiervorrichtung bzw. mit einem Bandschwebeofen kann es sich z. B. um eine Glühlinie bzw. Kontiglühlinie handeln, in welcher das Metallband eine Wärmebehandlung aus metallurgischen Gründen erfährt, z. B. um bestimmte Festigkeits- und Verformungseigenschaften zu erzielen. Alternativ kann es sich bei der Vorrichtung aber auch um eine Bandbeschichtungsanlage bzw. eine Bandbeschichtungslinie handeln, in welcher die Wärmebehandlung des Metallbandes nicht im Sinne eines Glühens, sondern zur Trocknung einer Beschichtung eines Bandes erfolgt, so dass der Ofen dann als Durchlauftrockner ausgebildet ist.
  • Bei dem Metallband handelt es sich bevorzugt um Aluminium- oder Buntmetallband in einem Dickenbereich von 0,1 mm bis 6 mm.
  • Da das Metallband z. B. in Glühlinien auf Temperaturen nahe des Schmelzpunktes erhitzt wird, ist es in der Regel erforderlich, innerhalb der Temperiervorrichtung einen verhältnismäßig geringen Bandzug einzustellen, um einen Bandriss zu vermeiden. Dazu wird der Bandzug z. B. einlaufseitig in einem Spannrollensatz abgebaut und auslaufseitig nach dem Abkühlen wieder in einem weiteren Spannrollensatz aufgebaut. In der Temperiervorrichtung (Bandschwebeofen) beträgt der spezifische Bandzug z. B. 0,5 bis 1 MPa. Da das Band insbesondere bei geringem Bandzug im Ofen "verlaufen" kann, z. B. aufgrund von etwaigem Bandsäbel, ist es erforderlich, das Band mithilfe einer Bandlageregeleinrichtung in geeigneter Weise zu positionieren, vorzugsweise auf Bandmitte zu bringen. Die Positionierung erfolgt folglich in der Bandlaufebene quer zur Bandlaufrichtung. Eine solche Bandlaufregeleinrichtung weist in der Regel zumindest eine Steuerrolle sowie geeignete Positionsmesseinrichtungen, z. B. Bandkantenerfassungen auf. Bei den aus der Praxis bekannten Anlagen ist die Bandlaufregeleinrichtung hinter der Temperiervorrichtung, d. h. nach der Kühlstrecke angeordnet. Die Steuerrolle ist in der Praxis üblicherweise als sogenannte PI-Bandmittenregelung ausgeführt, d. h. mit einem proportionalen P- und einem integralen I-Anteil. Der I-Anteil wirkt in die Ofensektion zurück und verhindert ein zu starkes Verlaufen des Bandes im Ofen. In der Regel sitzt die Steuerrolle auf einem beweglichen Grundrahmen. Dieser verdreht die Rolle um einen imaginären Drehpunkt bzw. um eine imaginäre Drehachse, die in der Ofensektion liegt und senkrecht auf die Bandlaufebene steht. Das Maß der Verschiebung der Rolle aus der Mittelachse der Ofensektion ist der proportionale Anteil, das Maß der Schiefstellung der Rolle der integrale Anteil der Bandmittenregelung. Bei einer schiefstehenden Rolle wandert das Band durch den sogenannten Wickeleffekt wieder in Richtung zur Bandmitte. Solche aus der Praxis bekannten Anlagen haben sich grundsätzlich bewährt.
  • Eine Anlage der eingangs beschriebenen Art ist z. B. aus der DE 103 37 502 B4 bekannt. An einen Ofen mit Heizzonen und Kühlzonen schließt sich eine der Bandmittensteuerung dienende Umlenkrolle an.
  • Im Übrigen ist aus der DE 103 26 071 A1 eine Anlage bekannt, bei der auslaufseitig hinter einem Bandschwebeofen eine Umlenkvorrichtung angeordnet ist, unterhalb derer sich als Fluidverschluss eine Wassertasse befindet. Die Umlenkung kann gleichzeitig auch zur Bandmittensteuerung dienen, wobei die Bandposition durch oberhalb und unterhalb des Bandes angeordnete Sensoren erfasst wird und die Bewegung der Bandmittensteuerung zur Rückführung eines aus der Mittellage verlaufenden Bandes mittels eines Zylinders erfolgt.
  • In der Praxis besteht aufgrund der rasch wachsenden Nachfrage nach Karosseriebändern aus Aluminium der Bedarf, immer leistungsfähigere Kontiglühlinien zu errichten. Um höhere Produktionskapazitäten zu erreichen, durchläuft das Band die Behandlungssektion mit höherer Geschwindigkeit. Da jedoch pro Ofenzone nur ein begrenzter Wärmeeintrag ins Band gebracht werden kann, folgt daraus, dass die Temperiervorrichtung für eine höhere Produktionskapazität länger ausgelegt werden müsste. Da das Band wegen des geringen Bandzugs in der Ofensektion leichter verläuft, besteht bei großen Ofenlängen das Risiko, dass die bekannten Bandlageregeleinrichtungen nicht mehr ausreichen, um den Bandlauf im Ofen stabil zu halten, so dass die Gefahr besteht, dass das Band seitlich verläuft bzw. an der Ofenkonstruktion anläuft. Dieses kann zu unerwünschten Bandbeschädigungen oder einem Bandriss führen, so dass sich Anlagen mit erhöhter Produktionskapazität auf diese Weise nicht ohne Weiteres realisieren lassen. - Hier setzt die Erfindung ein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sich durch eine verbesserte Bandlageregelung auszeichnet und die insbesondere auch in langen Ofenstrecken einen einwandfreien Bandlauf garantiert.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes, dass die Bandlageregeleinrichtung innerhalb der Kühlstrecke angeordnet ist. Die Kühlstrecke ist dazu bevorzugt in zumindest einen ersten Kühlstreckenabschnitt und einen nachfolgenden beabstandeten zweiten Kühlstreckenabschnitt aufgeteilt, wobei die Bandlageregeleinrichtung zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Bandlageregeleinrichtung folglich nicht mehr ausgangsseitig hinter der Temperiervorrichtung und folglich nicht mehr nach der letzten Kühlzone angeordnet, sondern sie wird gleichsam in die Kühlstrecke integriert, indem diese bevorzugt in zwei Kühlstreckenabschnitte aufgeteilt wird. In einem ersten Abschnitt wird das Band soweit heruntergekühlt, dass es problemlos die Bandlageregeleinrichtung passieren kann. Im Anschluss an den ersten Kühlstreckenabschnitt befindet sich folglich die Bandlageregeleinrichtung. Anschließend durchläuft das Band den zweiten Kühlstreckenabschnitt und folglich den zweiten Teil der Kühlzonen, so dass das Band anschließend auf die gewünschte Endtemperatur heruntergekühlt wird. Auf diese Weise kann insgesamt mit einer langen Ofenstrecke und folglich mit langen Heizstrecken und Kühlstrecken gearbeitet werden, so dass die Produktionskapazität erhöht wird, ohne dass die freie Bandlänge im Bereich niedrigen Bandzuges nennenswert erhöht werden muss. Auf diese Weise wird ein unzulässiger Bandverlauf im Ofen zuverlässig vermieden.
  • Die Bandlageregeleinrichtung selbst kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein, es kann folglich auf herkömmliche Lösungen zurückgegriffen werden. Erfindungsgemäß kommt es auf die besondere Positionierung der Bandlaufregelvorrichtung innerhalb der Ofensektion bzw. der innerhalb der Kühlstrecke an.
  • So kann die Bandlageregeleinrichtung für die Bandlageregelung z. B. eine herkömmliche, verstellbare Umlenkrolle, z. B. eine 90°-Umlenkrolle aufweisen bzw. als solche ausgebildet sein. Es empfiehlt sich jedoch, die Umlenkrolle mit einer geeigneten (hoch-)temperaturbeständigen Beschichtung zu versehen, da die Bandtemperatur zwischen der ersten Kühlstrecke und der zweiten Kühlstrecke bevorzugt 100 °C bis 200 °C, besonders bevorzugt 120 °C bis 150 °C beträgt. Alternativ zu einer 90°-Steuerrolle kann auch auf eine andere bekannte Art der Bandmittenregelung, z. B. mithilfe einer Mehrrollensteuereinrichtung, z. B. einer Drei-Rollen-Regeleinrichtung oder eines Steuertreibers (z. B. als Rollenpaar) gearbeitet werden. Auch in diesem Fall werden bevorzugt geeignete Beschichtungen vorgesehen. Vorzugsweise wird die Bandlageregelung bzw. Bandmittenregelung in grundsätzlich bekannter Weise als PI-Regelung ausgeführt. Die Steuerrolle bzw. die Mehrrollenanordnung sitzt folglich in grundsätzlich bekannter Weise auf einen beweglichen Grundrahmen. Dieser verdreht die Rolle bzw. die Rollen um einen imaginären Drehpunkt, der wiederum in der Ofensektion liegt. Das Maß der Verschiebung der Rolle aus der Mittelachse der Ofensektion ist der proportionale Anteil, das Maß der Schiefstellung der Rolle der integrale Anteil der Bandmittenregelung.
  • Alternativ kann die Bandlageregeleinrichtung als berührungslos arbeitende Bandlageregeleinrichtung ausgebildet sein. Dazu kann die Bandmittenregelung z. B. berührungslos über Linearmotoren erfolgen. Hier kann grundsätzlich auf bekannte Anordnungen zur Beeinflussung des Metallbandes mithilfe von Linearmotoren zurückgegriffen werden, die beispielsweise in der DE 197 19 994 A1 beschrieben werden.
  • Bevorzugt weist die Bandbehandlungsanlage einlaufseitig einen ersten Spannrollensatz auf, der vor der Temperiervorrichtung angeordnet ist, um den Bandzug herabzusetzen. Ferner ist es zweckmäßig, ausgangsseitig und folglich hinter der Temperiervorrichtung einen weiteren Spannrollensatz vorzusehen, mit dem der Bandzug wieder erhöht wird, so dass sich weitere Prozessschritte anschließen können, wie z. B. das Streckrichten, Reinigen oder Kantenbesäumen.
  • Optional liegt es im Rahmen der Erfindung, dass zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt hinter der Bandlageregeleinrichtung ein (weiterer) Spannrollensatz angeordnet ist, um den Bandzug bereits an dieser Stelle zu erhöhen. Dieses hat den Vorteil, dass das Band den zweiten Teil der Kühlzonen mit einem etwas erhöhten Bandzug durchlaufen kann. Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, die Rollen eines solchen Rollensatzes mit entsprechenden temperaturbeständigen Beschichtungen zu versehen. Erfindungsgemäß kommt es darauf an, dass zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt eine Bandlageregelung erfolgt. Optional kann es zweckmäßig sein, hinter dem zweiten Kühlstreckenabschnitt eine weitere Bandlageregelung vorzusehen. Dieses kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt kein zusätzlicher Spannrollensatz vorgesehen ist und folglich auch im zweiten Kühlstreckenabschnitt mit niedrigerem Bandzug gearbeitet wird. Sofern zwischen den beiden Kühlstreckenabschnitten ein Spannrollensatz vorgesehen ist und folglich der Bandzug bereits an dieser Stelle erhöht wird, kann hinter dem zweiten Kühlstreckenabschnitt eventuell auf eine zweite Bandlageregelung verzichtet werden.
  • Die Aufteilung der Kühlstrecke in zwei Kühlstreckenabschnitte hat zur Folge, dass die beiden Kühlstreckenabschnitte (deutlich) kürzer sind als ein entsprechender einheitlicher Kühlstreckenabschnitt. Gegenüber herkömmlichen Anlagen kann auf diese Weise die gesamte Temperiervorrichtung verlängert werden, d. h. sowohl die Heizstrecke kann verlängert werden als auch die gesamte Kühlstrecke.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art, wobei das Metallband zur thermischen Behandlung schwebend durch die Heizstrecke und die Kühlstrecke geführt wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Metallbandes (innerhalb der Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung) mit einer innerhalb der Kühlstrecke angeordneten Bandlageregeleinrichtung gesteuert oder geregelt wird.
  • Wie bereits beschrieben ist eine solche Bandlageregeleinrichtung bevorzugt mit geeigneten Messeinrichtungen und einer Rückführung ausgestattet, so dass eine echte Regelung der Bandlage erfolgt. Grundsätzlich sind von der Erfindung aber auch Ausführungsformen erfasst, bei denen ohne Messung und/oder ohne Rückführung gearbeitet wird, so dass keine Regelung der Bandlage, sondern lediglich eine Steuerung erfolgt.
  • Bevorzugt wird die Länge des ersten Kühlstreckenabschnittes so bemessen, dass das Metallband zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt und folglich im Bereich der Bandlageregeleinrichtung eine Temperatur von bis zum 200 °C, z. B. 100 °C bis 200 °C aufweist. Besonders bevorzugt beträgt die Temperatur bis zu 150 °C, z. B. 120 °C bis 150 °C. Die Länge des zweiten Kühlstreckenabschnittes kann dann z. B. so bemessen sein, dass das Band mit einer Temperatur von bis zu 70°, vorzugsweise bis zu 60° C z. B. 40 °C bis 60 °C ausläuft, so dass problemlos weitere Prozessschritte, wie z. B. Streckrichten, Reinigen oder Kantenbesäumen folgen können.
  • Die erfindungsgemäße Anlage kann z. B. als Glühlinie ausgebildet sein oder Bestandteil einer Glühlinie sein. Die Temperiervorrichtung ist dann als Glühofen ausgebildet. Alternativ kann die Anlage als Bandbeschichtungsanlage ausgebildet sein oder Bestandteil einer Bandbeschichtungsanlage sein. Die Temperiervorrichtung ist dann als Trockner bzw. Trocknerofen ausgebildet. In beiden Fällen sind die Öfen/Trockner bevorzugt als Bandschwebeofen ausgebildet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsbeispielen darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine bekannte Bandbehandlungsvorrichtung nach dem Stand der Technik in einer vereinfachten schematischen Darstellung,
    Fig. 2
    eine erfindungsgemäße Bandbehandlungsvorrichtung in einer vereinfachten schematischen Darstellung und
    Fig. 3
    eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 2.
  • Um den Erfindungsgedanken zu verdeutlichen, ist es zweckmäßig, zunächst nochmals den Stand der Technik gemäß Fig. 1 zu betrachten. Fig. 1 zeigt eine bekannte Bandbehandlungsvorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes, nämlich einer thermischen Behandlung. Diese Vorrichtung weist eine Temperiervorrichtung 2 auf, die als Bandschwebeofen ausgebildet ist. Das Metallband 1 durchläuft diesen Bandschwebeofen 2 berührungslos, indem das Band zwischen oberen Düsen und unteren Düsen, die mit entsprechendem Luftdruck beaufschlagt werden, berührungslos geschwebt wird. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Der Bandschwebeofen 2 weist einlaufseitig eine Heizstrecke 3 und auslaufseitig eine Kühlstrecke 4 auf. Die Heizstrecke setzt sich in der Regel aus mehreren Heizzonen 3' zusammen, während sich die Kühlstrecke in der Regel aus mehreren Kühlzonen 4' zusammensetzt, wobei die einzelnen Zonen einzeln bzw. separat steuerbar sind. In den Heizzonen erfolgt das Heizen des Metallbandes in der Regel mithilfe der Luft, so dass die Düsen, z. B. die unteren Düsen neben der Tragfunktion auch die Temperierung übernehmen können. In den Kühlzonen erfolgt die Kühlung in der Regel ebenfalls durch Luft oder durch eine Kombination von Luft und Wasser. Im Falle einer Glühlinie für Aluminiumbänder für Automobil-Karosseriezwecke beträgt die Soll-Temperatur in der Heizzone z. B. ca. 550 °C bis 570 °C. Die Heizzonen bilden folglich Aufheiz- und Haltezonen. Es ist erkennbar, dass die Anlage einlaufseitig einen Spannrollensatz 5 aufweist, mit dem der Bandzug reduziert wird, z. B. auf einen spezifischen Bandzug von z. B. 0,5 bis 1 MPa. Nach dem Bandschwebeofen 2 bzw. nach der letzten Kühlzone wird das Metallband 1 mithilfe einer Bandlageregeleinrichtung 7 mittengeregelt, d. h. die Lage des Metallbandes wird in der Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung geregelt. Anschließend wird der Bandzug mit einem auslaufseitigen Spannrollensatz 6 wieder auf das übliche Linienniveau von z. B. spezifisch 10 bis 20 MPa erhöht. Wegen des geringen spezifischen Bandzuges innerhalb des Bandschwebeofens ist es erforderlich, das Metallband 1 mithilfe der Bandlageregelvorrichtung 7 auf Bandmitte zu bringen.
  • Will man die Produktionskapazität einer solchen in Fig. 1 dargestellten Anlage erhöhen, ist es grundsätzlich erforderlich, den Bandschwebeofen zu verlängern. Mit der in Fig. 1 dargestellten Anlage nach dem Stand der Technik besteht ab einer gewissen Länge des Bandschwebeofens das Risiko, dass die Bandlageregeleinrichtung 7, z. B. die Steuerrolle 8, nicht mehr ausreicht, so dass der Bandlauf im Ofen instabil werden kann, das Band also seitlich verläuft, bzw. an der Ofenkonstruktion anläuft. Dieses könnte zu unerwünschten Bandbeschädigungen oder einem Bandriss führen, so dass eine einfache Verlängerung des Bandschwebeofens nicht ohne weitere Maßnahmen zweckmäßig ist.
  • Erfindungsgemäß wird daher die Bandlageregeleinrichtung 7 nicht mehr hinter der Temperiervorrichtung 2 und folglich nicht mehr hinter der Kühlstrecke 4 angeordnet, sondern innerhalb der Kühlstrecke 4 selbst. Dieses wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert, welche erfindungsgemäße Ausführungsformen zeigen. Die Fig. 2 und 3 zeigen wiederum eine Bandbehandlungsvorrichtung mit einer Temperiervorrichtung 2, die eine einlaufseitige Heizstrecke 3 und eine auslaufseitige Kühlstrecke 4 aufweist. Einlaufseitig ist wiederum ein Spannrollensatz 5 vorgesehen und auslaufseitig kann wiederum ein weiterer Spannrollensatz 6 vorgesehen sein, der lediglich in Fig. 3, nicht jedoch in Fig. 2 dargestellt ist. Die Heizstrecke 3 setzt sich wiederum aus mehreren Heizzonen 3' zusammen, während sich die Kühlstrecke 4 aus mehreren Kühlzonen 4' zusammensetzt. Erfindungsgemäß ist die Kühlstrecke 4 in zwei Kühlstreckenabschnitte, nämlich einen ersten Kühlstreckenabschnitt 4a und einen nachfolgenden zweiten Kühlstreckenabschnitt 4b aufgeteilt. Die Bandlageregeleinrichtung 7 ist nun erfindungsgemäß zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt 4a und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt 4b angeordnet. Das Metallband wird in der Heizstrecke 3 mit den Aufheiz- und Haltezonen 3' in grundsätzlich bekannter Weise auf die gewünschte Temperatur erwärmt und die Temperatur kann über eine gewünschte Zeit gehalten werden. Die Heizstrecke 3 muss folglich - abgesehen von einer Verlängerung - gegenüber dem Stand der Technik nicht modifiziert werden. An die Heizstrecke 3 schließt sich dann der erste Kühlstreckenabschnitt 3a an, mit dem das Metallband in einer ersten Stufe heruntergekühlt wird, bevorzugt auf eine Temperatur von 100 °C bis 200 °C, z. B 120 °C bis 150 °C. Nach dem Auslaufen aus dem ersten Kühlstreckenabschnitt 4a erfolgt die Bandmittenregelung mithilfe der Bandmittenregeleinrichtung 7. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist diese eine 90°-Steuerrolle 8 auf. Daran schließt sich im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein weiterer Spannrollensatz 9 an, um den Bandzug zu erhöhen. Danach durchläuft das Band den zweiten Kühlstreckenabschnitt 4b, so dass es auf die gewünschte Endtemperatur von z. B. 40 °C bis 60 °C heruntergekühlt wird. Auf diese Weise gelingt es die Produktionskapazität zu erhöhen, ohne die freie Bandlänge nennenswert zu verlängern, so dass ein unzulässiger Bandverlauf im Ofen vermieden wird. An den zweiten Kühlstreckenabschnitt 4b können sich eine weitere Bandlageregeleinrichtung und/oder ein weiterer Spannrollensatz anschließen. Dieses ist in Fig. 2 nicht dargestellt.
  • Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Bandmittenregeleinrichtung 7 als Drei-Rollen-Bandmittenregelung mit drei Rollen 10 ausgebildet ist. Ferner ist in Fig. 3 angedeutet, dass hinter dem zweiten Kühlstreckenabschnitt 4b eine weitere Bandmittenregeleinrichtung 11 sowie ein weiterer Spannrollensatz 6 angeordnet sein können. Die zusätzliche Bandmittenregelung 11 hinter dem zweiten Kühlstreckenabschnitt 4b ist deshalb sinnvoll, weil bei dieser Ausführungsform zwischen den Kühlstrecken 4a, 4b kein Spannrollensatz angeordnet ist und daher auch im zweiten Abschnitt 4b mit niedrigerem Bandzug gearbeitet wird.
  • Vergleicht man z. B. die Fig. 1 und 2, so erkennt man, dass die Ofenzonen 3', 4' bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform insgesamt eine Länge aufweisen, die größer ist als die Länge bei der bekannten Ausführungsform nach Fig. 1. Dennoch ist die freie Bandlänge nicht größer, da die Bandmittenregelung 7 sich bereits an den ersten Kühlstreckenabschnitt 4a anschließt. Damit lassen sich sowohl die Heizstrecke 3 als auch die Kühlstrecke 4 gegenüber dem Stand der Technik deutlich verlängern. Durch die Aufteilung der Kühlstrecke 4 entstehen jedoch Kühlstreckenabschnitte 4a, 4b, die jeweils (deutlich) kürzer sind als die Heizstrecke 3.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes (1), insbesondere eines Metallbandes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Buntmetall oder einer Buntmetalllegierung,
    mit zumindest einer Temperiervorrichtung, welche als Bandschwebeofen (2) ausgebildet ist, durch den das Metallband (1) schwebend hindurchgeführt wird
    und mit einer Bandlageregeleinrichtung (7), mit der die Lage des Metallbandes (1) in der Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung steuerbar oder regelbar ist,
    wobei der Bandschwebeofen (2) zumindest eine einlaufseitige Heizstrecke (3) und eine auslaufseitige Kühlstrecke (4) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bandlageregeleinrichtung (7) innerhalb der Kühlstrecke (4) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstrecke (4) in zumindest einen ersten Kühlstreckenabschnitt (4a) und einen nachfolgenden zweiten Kühlstreckenabschnitt (4b) aufgeteilt ist, wobei die Bandlageregeleinrichtung (7) zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt (4a) und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt (4b) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem zweiten Kühlstreckenabschnitt eine weitere Bandlageregeleinrichtung (11) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung (7, 11) für die Bandlageregelung eine verstellbare Umlenkrolle (8), z. B. eine 90°-Umlenkrolle aufweist bzw. als solche ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung (7, 11) als Mehrrolleneinrichtung, z. B Drei-Rollen-Regeleinrichtung ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung (7, 11) als berührungslos arbeitende Vorrichtung ausgebildet ist, z. B. mit Linearmotoren.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt (4a) und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt (4b) ein der Bandlageregeleinrichtung (7) nachgeordneter Spannrollensatz (11) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (8, 9) der Bandlageregeleinrichtung (7) und/oder des Spannrollensatzes (11) mit einer temperaturbeständigen Beschichtung versehen sind.
  9. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Metallband zur thermischen Behandlung schwebend durch die Heizstrecke und die Kühlstrecke geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Metallbandes mit einer innerhalb der Kühlstrecke angeordneten Bandlageregeleinrichtung gesteuert oder geregelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung zwischen einem ersten Kühlstreckenabschnitt und einem zweiten Kühlstreckenabschnitt angeordnet ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlage mit einer PI-Regelung mit einem proportionalen P-Anteil und einem integralen I-Anteil geregelt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung in einem Bereich der Kühlstrecke, z. B. zwischen dem ersten Kühlstreckenabschnitt und dem zweiten Kühlstreckenabschnitt angeordnet ist, in welchem die Temperatur des Metallbandes bis zu 200 °C, z. B. 100 °C bis 200 °C, vorzugsweise bis zu 150 °C, z. B 120 °C bis 150 °C beträgt.
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