NL1002856C2

NL1002856C2 - Verticale gloeioven voor een bandbehandelingsinstallatie.

Info

Publication number: NL1002856C2
Application number: NL1002856A
Authority: NL
Inventors: Leo Antonius Ruiter
Original assignee: Thermtec B V
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-15
Also published as: CN1073166C; DE69702526T2; ES2148956T3; EP0914481B1; EP0914481A1; JP3842824B2; DE69702526D1; ATE194663T1; BR9708635A; JP2000508712A; WO1997039154A1; US6015526A; CN1215435A; AU2309697A

Description

1. Ί

Korte aanduiding: Verticale gloeioven voor een bandbehan- de1ings insta1latie.

Verticale gloeioven voor het continu gloeien van door de oven geleid metalen band, omvattende een verticaal opgestelde muffel met een bandinvoerzijde en een banduitvoer-zijde, alsmede verwarmingsmiddelen voor het van buitenaf 5 verwarmen van de muffel, waarbij de muffel de vrijheid heeft om in langsrichting te expanderen.

Een dergelijke verticale gloeioven is bekend uit Stahl und Eisen Volume 93, nr. 24 van 22 november 1973, blz. 1152-1157. De muffel is hierbij aan een bovenflens vast 10 opgehangen in een frame en kan in langsrichting naar beneden toe vrij expanderen. Het te verhitten band doorloopt de muffel van beneden naar boven. Het punt waar het band in de muffel zijn hoogste temperatuur bereikt bevindt zich derhalve bovenin de muffel. Teneinde het band door de muffel 15 te voeren en het band op een bepaalde spanning te kunnen houden wordt op het band een bepaalde handtrek uitgeoefend. Deze wordt door middel van rollen op het band overgebracht. Stroomafwaarts van de muffel bevindt zich een koelsectie, deze dient direct daarachter te worden geplaatst. De koel-20 sectie bevindt zich daardoor geheel of grotendeels boven de verticaal opgestelde muffel.

Nadelig bij deze bekende verticale gloeioven is dat het heetste punt van het band zich aan de bovenzijde van de muffel bevindt. Dit meest kritische punt van het band wordt 25 daardoor relatief zwaar belast door het eigen gewicht van het zich daaronder bevindende band en door de op het band uitgeoefende handtrek. Dit brengt beperkingen met zich mee voor de maximaal te bouwen hoogte van een dergelijke verticale gloeioven. Bij een te hoge oven zal het band namelijk 30 bezwijken op het zwakste punt, oftewel bij de bovenzijde van de muffel. Dit stelt daardoor beperkingen aan het verhogen van de produktiviteit door het bouwen van een hogere gloeioven.

1002856 - 2 -

Het doel van de onderhavige uitvinding is een verticale gloeioven te verschaffen waarbij dit nadeel wordt ondervangen.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt doordat 5 de muffel zodanig is opgesteld dat de bandinvoerzijde zich aan de bovenzijde en de banduitvoerzijde zich aan de onderzijde bevindt. Bij een dergelijke verticale gloeioven doorloopt het band de muffel van boven naar beneden. Het heetste punt van het band komt daardoor onderin de muffel 10 te liggen, zodat dit meest kritische punt in het band minimaal door eigen gewicht belast wordt. Het is hierdoor met voordeel mogelijk om een hogere verticale gloeioven te bouwen waardoor een hogere produktiecapaciteit kan worden gehaald.

15 In het bijzonder kan de muffel in langsrichting naar boven toe vrij expanderen. Dit is voordelig omdat de koel-sectie dan direct onder de muffel kan worden geplaatst zonder dat er bijzondere maatregelen hoeven te worden getroffen voor het opvangen van de expansie van de muffel 20 in dit voor het gloeiproces kritieke overgangsgebied.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn vastgelegd in conclusies 3-14.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: 25 fig. 1 een schematische weergave is van een bandbehan- delingsinstallatie met een verticale gloeioven volgens de uitvinding; en fig. 2 een aanzicht is in doorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een deel van de bandbehandelingsinstal-30 latie van fig. 1.

In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm van een bandbehandelingsinstallatie met een verticale gloeioven zijn in hoofdzaak vier secties te onderscheiden, namelijk een bandtoevoersectie 1, een verwarmingssectie 2, een 35 koelsectie 3 en een bandafvoersectie 4. In de bandtoevoersectie wordt metalen band 10 toegevoerd waarop desgewenst nog een aantal bewerkingen kunnen worden uitgevoerd, zoals bijvoorbeeld lassen of ontvetten. Vervolgens komt het band 1002856 -ΒΙΟ terecht in de verwarmingssectie 2 waar het band bij voorkeur oxydatievrij gegloeid wordt. Oxydatie van het band tijdens de gloeibehandeling zou anders verkleuring en kwaliteitsverlies geven, en kan worden voorkomen door het 5 gloeien van het band plaats te doen vinden in een met schermgas gevulde ruimte. De verwarmingssectie 2 omvat op bekende wijze een zogenaamde muffeloven. Deze muffeloven is voorzien van een lange cilindrische muffel 16 die omhuld wordt door een huls 17. In deze huls 17 zijn verwarmings-10 middelen opgenomen die de muffel 16 van buitenaf verwarmen. De muffel 16 verwarmt op zijn beurt het band 10 dat daardoorheen wordt geleid. Deze indirecte verhitting van het band 10 is karakteristiek voor een muffeloven. Met voordeel is ten minste de muffel 16 gevuld met schermgas. Nadat het 15 band 10 gegloeid is in de muffeloven is het noodzakelijk dat het zeer snel wordt af gekoeld tot een vantevoren bepaalde lage temperatuur. Dit vindt plaats in de koelsectie 3. Tot slot komt het band 10 terecht in de bandatvoersectie 4, alwaar het bijvoorbeeld kan worden nabehandeld, gecon-20 troleerd en opgewikkeld.

Volgens de uitvinding is de muffeloven zodanig opgesteld dat het te gloeien band 10 aan de bovenzijde van de muffel 16 wordt ingevoerd en aan de onderzijde van de muffel 16 wordt uitgevoerd. Het heetste en derhalve meest 25 kritische punt van het band komt daardoor onderin de muffel 16 te liggen. Dit heeft als groot voordeel dat het heetste punt van het band 10 relatief weinig door eigen gewicht wordt belast, waardoor de eigensterkte op dit meest kritische punt van het band 10 minder snel zal worden overschre-30 den. De muffeloven kan daardoor hoger worden uitgevoerd en de banddoorvoersnelheid kan worden verhoogd, waardoor het mogelijk is een hogere produktie te bereiken.

Doordat de muffel zeer hoge temperaturen bereikt zal deze in langsrichting sterk expanderen. Deze expansie dient 35 hetzij aan de bovenzijde, hetzij aan de onderzijde van de muffel te worden opgevangen met daartoe geschikte flexibele middelen.

Bij de in fig. l getoonde uitvoeringsvorm van de 1 0 0 2856 - 4 - muffeloven is de muffel 16 met een bovenflens vast opgehangen en kan vrij naar beneden expanderen. Hiertoe bevindt zich bij voorkeur een (niet getoonde) flexibele verbinding tussen de onderzijde van de muffel 16 en de bovenzijde van 5 de koelsectie 3, die dan eveneens vast kan worden opgehangen.

Bij de in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm van de muffeloven is de muffel 20 zodanig vrij beweegbaar binnenin een huls 21 opgehangen dat de expansie naar boven toe kan 10 plaatsvinden. De muffel 20 is hiertoe aan de bovenzijde verbonden met een flexibele balgconstructie 23. Met voordeel is de balgconstructie 23 vervaardigd van een weefsel-compensator, die in het bijzonder bestaat uit bijvoorbeeld teflon-gecoate gasdichte doeken. Deze balgconstructie 23 is 15 zodanig flexibel dat zij zonder grote krachten in elkaar kan worden gedrukt als de muffel 20 naar boven toe expandeert. Zoals gesteld vindt het gloeien bij voorkeur plaats in een schermgas, dat bijvoorbeeld grotendeels bestaat uit waterstof. Het verbruik van dit schermgas dient in verband 20 met de kosten zo laag mogelijk te worden gehouden. Bovendien is het zeer gevaarlijk indien grote hoeveelheden schermgas in een keer zouden kunnen ontsnappen. Hiertoe is de van zichzelf gasdichte balgconstructie 23 als extra beveiliging opgenomen in een stalen kast 24 die in een 25 vloeistofslot afdicht.

Met voordeel is de muffel 20 aan de bovenzijde verbonden met steunmiddelen 25 die een naar boven toe gerichte steunkracht F op de muffel 20 uitoefenen. De muffel 20 kan daardoor zodanig gebalanceerd worden dat de onderzijde van 30 de muffel 20 min of meer "zwevend" ondersteund kan worden. De naar boven toe gerichte steunkracht F kan bijvoorbeeld worden uitgeoefend door middel van met de bovenzijde van de muffel 20 verbonden contragewichten. Door deze contragewichten lichter of zwaarder te maken kan de belasting van 35 de muffel 20 beïnvloed worden. Het voordeel van contragewichten is dat zij nagenoeg storings- en onderhoudsvrij kunnen functioneren.

In een andere uitvoeringsvorm is de muffel 20 met de 1002856 - 5 - bovenzijde opgehangen in een frame dat in verticale richting verplaatsbaar is. Door nu de muf fel 20 aan de onderzijde te verbinden met een krachtopnemer 30 kan de door de muffel 20 uitgeoefende neerwaartse kracht worden gemeten.

5 In het bijzonder kunnen regelmiddelen worden voorzien voor het in afhankelijkheid van een door de krachtopnemer 30 gemeten waarde p instellen van de door de steunmiddelen 25 uitgeoefende steunkracht F. Indien bijvoorbeeld p een bepaalde minimum- of maximumwaarde overschrijdt kan het 10 frame in verticale richting belast worden net zolang totdat p weer binnen de gestelde grenzen komt te liggen. Ook kan worden gedacht aan het in afhankelijkheid van p bijstellen van de contragewichten, hetgeen met de hand als ook automatisch kan plaatsvinden. Zowel met het in hoogte verstelbare 15 frame als met de contragewichten kan aldus een meest optimale belastingtoestand voor de muffel 20 worden gehandhaafd.

Een mengvorm van steunmiddelen is ook zeer goed mogelijk. Gedacht kan worden aan een stationaire belasting met 20 contragewichten waarop een regelbare belasting middels een in hoogte verstelbaar frame gesuperponeerd is.

In een niet getoonde variant bestaat de muffel uit twee of meer afzonderlijke delen. Deze delen zijn dan onder elkaar geplaatst en hebben elk een eigen expansiesectie. In 25 het geval van twee delen is het bijvoorbeeld voordelig het bovenste deel naar boven toe en het onderste deel naar onderen toe vrij te laten expanderen. In een dergelijke variant wordt de maximaal te bouwen hoogte van de muffel-oven met voordeel niet meer beperkt door de muffel. Indien 30 de muffel uit één deel bestaat, zal de muffel immers als gevolg van het eigen gewicht bij een geringere bouwhoogte bezwijken dan wanneer de muffel uit meerdere delen bestaat die elk afzonderlijk ondersteund worden.

Doordat het band 22 de muffel 20 van boven naar bene-35 den doorloopt is het voordelig om de temperaturen tot welke de verwarmingsmiddelen de muffel 20 verhitten voor het bovenste deel van de muffel lager te kiezen dan die voor het onderste deel van de muffel 20. Het bovenste deel van 1002856 - 6 - de muffel 20 moet namelijk vrijwel het volledige eigen gewicht van de muffel 20 dragen. Door de temperatuur daar lager te kiezen kan de muffel 20 met zijn bovenste deel een hoger eigen gewicht dragen, waardoor het wederom mogelijk 5 is de muffeloven hoger uit te voeren en zodoende een hogere produktiecapaciteit te halen. Meestal zal de wanddikte van de muffel 20 naar boven toe toenemen. Door het verlagen van de temperatuur in het bovenste deel van de muffel 20 kan het bovenste deel dunner worden uitgevoerd en toch een 10 hoger eigen gewicht dragen.

Het is mogelijk het band 22 voor te verwarmen teneinde energie te besparen c.q. een verdere produktiestijging te verwezenlijken. Hiervoor kan bijvoorbeeld de restwarmte uit de muffeloven worden benut. In fig. 2 is hiertoe een voor-15 verwarmsectie 35 voorzien in het opgaande deel van het band 22. Tussen de voorverwarmsectie 35 en de balgconstructie 23 bevindt zich een bovenkamer 37 met twee toprollen voor het geleiden van het band 22.

Teneinde de muffel 20 te kunnen repareren, onderhouden 20 of vervangen, is het van belang dat deze snel en eenvoudig uit de huls 21 kan worden verwijderd. De huls 21 is hiertoe hetzij aan de bovenzijde, hetzij aan de zijkant voorzien van een demontabele dekselplaat. Doordat de koelsectie 36 zich volgens de uitvinding aan de onderzijde van de muffel 25 20 bevindt, kan deze met voordeel op zijn plaats blijven zitten. Bij de stand van de techniek, waar de koelsectie zich aan de bovenzijde van de muffel bevindt, moet de koelsectie eerst worden gedemonteerd alvorens de muffel naar boven toe uit de huls kan worden verwijderd. Het 30 vervangen van de muffel 20 bij de in fig. 2 weergegeven verticale gloeioven kan nu als volgt plaatsvinden. Door de bovenkamer 37 met de twee toprollen op een verrijdbaar frame te plaatsen kan deze zijdelings worden verreden. Vervolgens kan de balgconstructie 23 tesamen met de stalen 35 kast 24 met behulp van takelmiddelen worden opgetakeld, zodat het bovendeksel van de huls 21 vrij komt. Het deksel wordt gedemonteerd en de muffel 20 kan eveneens met behulp van takelmiddelen uit de huls 21 worden verwijderd.

1002856 - 7 -

Doelmatig beperkt het toepassen en derhalve toevoeren van (duur) schermgas met een hoog waterstofgehalte zich tot het eigenlijke gloeiproces, d.w.z. tot de ruimte binnenin de muffel en koelsectie. Ter vermindering van schermgasver-5 liezen en verbetering van de procescondities zijn nabij de bandinvoerzijde van de muffel en aan de banduitvoerzijde van de koelsectie speciale afdichtingen voorzien. In het opgaande deel van de verwarmingssectie kan dan desgewenst goedkoop schermgas met een laag waterstofgehalte worden 10 toegevoerd. Dit schermgas bestaat bijvoorbeeld in hoofdzaak uit stikstof en dient ertoe om eventueel met het band binnentredende verontreinigingen weg te spoelen alvorens het band in het eigenlijke gloeiproces belandt. Hiermee is een verdeling van schermgassoorten bereikt die op verschil-15 lende punten aan de verwarmingssectie dienen te worden toegevoerd.

Aldus is volgens de uitvinding een verticale gloeioven verkregen waarin tegen lage kosten een hoge produktiesnel-heid kan worden verkregen doordat de muffeloven langer kan 20 worden uitgevoerd dan bij de stand van de techniek. Bovendien is een zeer voordelige constructie verschaft voor het opvangen van de muffelexpansie in de langsrichting, alsmede een verbetering van de schermgasverdeling.

1002856

Claims

1. Verticale gloeioven voor het continu gloeien van door de oven geleid metalen band, omvattende een verticaal opgestelde muffel met een bandinvoerzijde en een banduitvoer-zijde, alsmede verwarmingsmiddelen voor het van buitenaf 5 verwarmen van de muffel, waarbij de muffel de vrijheid heeft om in langsrichting te expanderen, met het kenmerk, dat de muffel (16; 20) zodanig is opgesteld dat de bandin-voerzijde zich aan de bovenzijde en de banduitvoerzijde zich aan de onderzijde bevindt. 10

2. Verticale gloeioven volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de muffel (20) in langsrichting naar boven toe vrij kan expanderen.

3. Verticale gloeioven volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de muffel (20) aan de bandinvoerzijde is verbonden met steunmiddelen (25) voor het op de muffel (20) uitoefenen van een naar boven toe gerichte steunkracht (F).

4. Verticale gloeioven volgens conclusie 3, met het ken merk, dat de door de steunmiddelen (25) uitgeoefende steunkracht (F) instelbaar is.

5. Verticale gloeioven volgens conclusie 3 of 4, met het 25 kenmerk, dat de steunkracht (F) het gewicht van de muffel (20) in hoofdzaak compenseert.

6. Verticale gloeioven volgens één van de conclusies 3-5, met het kenmerk, dat de steunmiddelen (25) contragewichten 30 omvatten.

7. Verticale gloeioven volgens één van de conclusies 3-6, met het kenmerk, dat de steunmiddelen (25) een in verticale richting verplaatsbaar frame omvatten waarin de muffel (20) 35 is opgehangen. 1002856 - 9 -

8. Verticale gloeioven volgens één van de conclusies 3-7, nat het kenmerk, dat de muffel (20) aan de banduitvoerzijde is verbonden met een krachtopnemer (3 0) voor het meten van de door de muffel (20) uitgeoefende neerwaartse kracht. 5

9. Verticale gloeioven volgens conclusie 8, net het kenmerk, dat regelmiddelen zijn voorzien voor het in afhankelijkheid van de door de krachtopnemer (30) gemeten waarde (p) instellen van de door de steunmiddelen (25) uitgeoefen- 10 de steunkracht (F).

10. Verticale gloeioven volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de muffel (20) aan de bandinvoerzijde een balgconstructie (23) omvat voor het 15 vormen van een flexibele verbinding met stroomopwaarts daarvan gelegen middelen.

11. Verticale gloeioven volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de muffel uit twee of meer 20 afzonderlijke, onder elkaar geplaatste delen bestaat, welke delen elk een eigen expansiesectie omvatten.

12. Verticale gloeioven volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen 25 zijn ingericht om de temperatuur van de muffel (20) in bedrijf van de bandinvoerzi jde naar de banduitvoerzijde te laten toenemen.

13. Bandbehandelingsinstallatie omvattende een bandtoe-voersectie (1), een verwarmingssectie (2) met een verticale gloeioven volgens één van de conclusies 1-12, een stroomafwaarts daarvan gelegen koelsectie (3) en een bandafvoersectie (4).

14. Werkwijze voor het bedrijven van een bandbehandelingsinstallatie volgens conclusie 13, waarbij het gloeien plaatsvindt in een schermgas, met het kenmerk, dat in het deel van de verwarmingssectie (2) met de muffel (16) en in 1002856 -10- de koelsectie (3) een schermgas met een hoog waterstofgehalte, en in het stroomopwaarts van de muffel (16) liggende deel van de verwarmingssectie (2) een schermgas met een laag waterstofgehalte wordt toegepast. ! 0 0 2 8 5 6