WO2022248089A1 - Vorrichtung und verfahren zur waermebehandlung eines metallbandes - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur waermebehandlung eines metallbandes Download PDF

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WO2022248089A1
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metal strip
overaging
overaging chamber
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Martin HAMMAN
Jürgen ZIEMENDORFF
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Andritz Technology And Asset Management Gmbh
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Definitions

  • the subject of this invention is one
  • Strip treatment plant for the continuous heat treatment of a metal strip with an annealing furnace and a subsequent heatable overaging chamber.
  • the metal strip is guided in the aging chamber over a plurality of vertically spaced rollers, so that it meanders through the aging chamber.
  • Conventional strip treatment plants consist of several chambers in which the metal strip is first heated to the annealing temperature and kept at this temperature for a certain period of time. It is also possible that a defined temperature curve is followed. Such annealing furnaces are well known. The metal strip is then cooled down according to a specified cooling rate, to a defined one
  • overaging chambers are used to keep a metal strip at a specific temperature for a precisely defined period of time (overaging temperature). These chambers are often also referred to as “holding chambers” or “soaking chambers” or also as “partitioning chambers”.
  • the temperature within the overaging chamber should be as constant as possible and is between 150°C and 500°C, depending on the metal strip alloy.
  • a protective gas atmosphere or a reducing atmosphere for example a hydrogen-nitrogen mixture.
  • the metal strip can then be cooled to room temperature or, for example, brought to the coating temperature in galvanizing plants, such as galvanizing plants.
  • All of these heat treatment steps affect the mechanical properties of the metal strip. It is important that the metal strip is not only heated to a certain temperature, but also kept at a defined temperature for a precisely defined period of time in the overaging chamber. The heating rates and the cooling rates also influence the strip properties. Metal strips of different thicknesses or compositions also require different heat treatment parameters.
  • the dwell time of the metal strip in the overaging chamber is determined by the strip speed and strip length in the overaging furnace.
  • the length of the strip in conventional aging chambers is determined by the arrangement of the deflection rollers, so that the dwell time can only be regulated via the strip speed.
  • the line speed can only be varied to a very limited extent, since every change in speed naturally also affects the production capacity, the heating rate and the cooling rate.
  • the object of the present invention is to provide a strip processing line in which the dwell time of the metal strip in the overaging chamber can be adjusted within broader ranges, so that completely different metal strips can be treated with the same strip processing line, whereby always an optimal residence time in the overaging chamber can be set.
  • a strip treatment system according to patent claim 1.
  • at least one deflection roller can be moved in the vertical direction, so that the length of the metal strip in the aging chamber can be adjusted.
  • the dwell time of the metal strip in the overaging chamber can also be adjusted.
  • the dwell time can be adjusted independently of the line speed by changing the length of the line in the chamber.
  • one and the same strip processing line can meet different production requirements and can also be flexibly adapted to new conditions.
  • the strip speed is set with regard to maximum production capacity.
  • the required strip length in the aging chamber is set on the basis of this strip speed, so that the optimal dwell time of the metal strip in the aging chamber, or that specified by the heat cycle, is achieved.
  • Loopers also have movable rollers and can accommodate different tape lengths. However, they serve to compensate for different belt speeds in the system. For example, if a new to the plant strip that has been introduced has to be welded to the end of the previous strip and the strip has to be stopped for this purpose, the strip accumulator ensures by releasing stored strip that the strip speed in the subsequent treatment systems does not change.
  • loopers are
  • Ambient temperature operated in ambient air. They only serve to compensate for different belt speeds and do not carry out any heat treatment.
  • one or more upper deflection rollers can be moved in the vertical direction.
  • one or more movable deflection rollers are supported or fixed in a specific position, into which they were moved to achieve a predetermined belt length.
  • the deflection rollers remain in this defined position anyway. By supporting or fixing the lifting mechanism for the deflection rollers can be relieved.
  • the overaging chamber is preferably heated electrically, for example with radiant tubes. However, the gas in the aging chamber can also be sucked off, electrically heated and then injected again.
  • the overaging chamber according to the invention is arranged, for example, in front of a coating system.
  • the invention also relates to a method for the continuous heat treatment of a metal strip according to patent claim 9.
  • a dwell time is set for the heat treatment of the metal strip in the overaging chamber and then the strip length and thus also the dwell time is set by moving at least one deflection roller.
  • the metal strip is heat-treated in the overaging chamber in a hydrogen-nitrogen atmosphere.
  • FIG. 1 is a schematic view of a prior art overaging chamber.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an overaging chamber according to the invention with a movable upper deflection roller
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an overaging chamber according to the invention with a movable lower deflection roller; 4 shows an exemplary embodiment of an overaging chamber according to the invention with a plurality of movable upper deflection rollers;
  • Figure 6 shows three different roll positions in an overaging chamber 11
  • Figures 7 and 8 show an embodiment of a roller motion system
  • FIG. 1 shows an overaging chamber 1 according to the prior art.
  • a metal strip 6 is introduced from the left into the aging chamber 1 and is deflected vertically upwards by a lower, fixed deflection roller 2 .
  • the metal strip 6 is then deflected downwards by 180° by an upper, fixed deflection roller 3.
  • the metal strip 6 is thus guided in a meandering manner through the aging chamber 1 until it is finally deflected in the horizontal direction by the last lower deflection roller 2 and leaves the aging chamber 1 .
  • the interior of the overaging chamber 1 is tempered to a predetermined temperature, which is typically between 150°C to 500°C lies.
  • the housing 4 of the aging chamber 1 is provided with insulation 5 to reduce heat losses.
  • the aging chamber is heated by electrically heated radiant tubes 7.
  • the metal strip 6 should spend a defined period of time (dwell time) in the overaging chamber 1 .
  • FIG. 2 now shows an embodiment of the overaging chamber
  • the housing 14 is also provided with an insulation 15 here and the metal strip 6 is also guided in a meandering manner through the aging chamber 11 via lower, fixed deflection rollers 12 and upper, fixed deflection rollers 13 .
  • an upper deflection roller 13' can be moved (moved) in the vertical direction. In the present example, it was reduced to half the height.
  • the aging chamber is heated by electrically heated radiant tubes 17. These radiant tubes 17 are not arranged here in the area of the movable deflection roller 13', since this would impede the freedom of movement of the deflection roller 13'.
  • this overaging chamber 11 to be heated by the supply of hot gas, as will be described further below.
  • the strip length of the metal strip 6 in the aging chamber 11 can be changed.
  • the dwell time of the metal strip 6 in the overaging chamber 11 can thus be adjusted without the strip speed having to be changed for this purpose.
  • the optimum dwell time for a specific metal strip 6 is determined in advance.
  • the necessary strip length in the aging chamber 11 is then calculated by specifying a specific strip speed and is set by moving the upper deflection roller 13' or the upper deflection rollers 13'.
  • the displaceable upper deflection rollers 13' are preferably no longer moved (moved) during the treatment of a specific metal strip 6, but fixed in their position.
  • FIG. 3 shows an overaging chamber 11 in which a lower deflection roller 12' can be moved in the vertical direction.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which several upper deflection rollers 13' can be moved in the vertical direction.
  • the upper deflection rollers 13' can be moved independently of one another.
  • FIG. 5 shows a possible embodiment for a mechanism by which the deflection rollers 12' and 13' can be moved in the vertical direction.
  • the two gear wheels 21 are coupled to one another via a shaft 22 and connected to a drive 18 . By rotating the shaft 22, the upper deflection roller 13' can be moved in the vertical direction. The arrangement would look similar if a lower deflection roller 12' is to be moved with it.
  • Roller supports 19, 19' are provided at different heights on the side of the wall. To this
  • the deflection roller 13' or 12' can be laid down or fixed in place on roller supports. Thus, during the heat treatment of a specific metal strip 6, the chains 25 and the drive 18 can be relieved.
  • the stationary lower deflection roller 12 and the shaft 22 are mounted outside the aging chamber 11 here. Thus, these bearings 46 do not have to withstand high temperatures.
  • the lower deflection roller 12 has a drive 45.
  • FIG. 1 Three different strip lengths in an overaging chamber 11 are shown in FIG. 1
  • both upper deflection rollers 13' are in their uppermost position, the strip length in the aging chamber 11 is thus at a maximum and the dwell time at a given strip speed is the longest.
  • one of the two moveable upper deflection rollers 13' has been lowered somewhat, thus shortening the belt length and thus also the dwell time at a given belt speed.
  • both upper deflection rollers 13' are in their lowest position.
  • the tape length in the overaging chamber 11 is shortest and thus the dwell time at a given belt speed is also minimized.
  • the adjustment mechanism for the movable deflection rollers 12' and 13' is shown in somewhat more detail in FIGS. Since the deflection rollers 12 ′ and 13 ′ are located inside the heated overaging chamber 11 , in which temperatures of up to 500° C. can certainly prevail, they are supported by high-temperature bearings 31 .
  • An ordinary roller bearing 27 housed in a bearing housing 26 is sufficient for supporting the shaft 22 .
  • the bearing housing 26 is connected to the support structure 30 via a bearing support 29 . On this
  • Support structure 30 also rests the motor support 28 and the drive 18.
  • An expansion bellows 24 is arranged between the housing 14 of the aging chamber 11 and the bearing housing 26 in order to be able to better compensate for any thermal expansions and to protect against dust.
  • FIG. 8 shows the function of the roller support 19, 19'.
  • the roller support 19, 19 ' is housed in a housing 32 and can
  • Overaging chamber 11 are retracted.
  • the housing 32 rests on a steel structure 44 via a substructure 33 .
  • a plurality of roller supports 19, 19' are generally arranged at different heights over the height of the chamber, so that the deflection roller 12' or 13' can be supported at different heights.
  • the Aging Chamber 11 should have a temperature that is as constant as possible inside for the treatment of a specific metal strip 6; this temperature is between 150° C. and 500° C., depending on the material and treatment. Since there is always heat loss, the chamber must be heated in order to be able to keep the temperature level as constant as possible. Of course, there can be smaller temperature differences within the overaging chamber 11, but these are usually only a few degrees Celsius.
  • hot gas for example an inert gas or a reducing gas such as a nitrogen-hydrogen mixture, is blown into the overaging chamber 11 via a supply box 34 arranged on the side and sucked off again by a blower 36 via a suction box 35 on the opposite side.
  • the gas is then fed either to an electric heater 40 or to a heat exchanger 39 and fed back into the overaging chamber 11 via a recirculation line 37 .
  • the hot gas can be fed to either the heat exchanger 39 or the electric heater 40 via valves 38 and 41 .
  • the gas temperature is increased again by the electric heater 40 . If the gas is passed over the heat exchanger 39, it can also be cooled. This is necessary, for example, when switching from one type of steel to another. If, for example, the following steel grade requires a lower overaging temperature, the gas is cooled so that the optimal temperature in the overaging chamber 11 is reached as quickly as possible.
  • FIG. 10 shows the heating or cooling device from FIG. 9 again. It can be seen here that the heat exchanger 39 is supplied with cooling water 43 . The motor 42 for the blower 36 is also shown. In this illustration, a hydrogen-nitrogen mixture (HNX) is used as the heating medium.
  • HNX hydrogen-nitrogen mixture

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Abstract

Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine Bandbehandlungsanlage zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Metallbandes (6) mit einem Glühofen und einer nachfolgenden beheizbaren Überalterungskammer (11). Das Metallband (6) wird dabei in der Überalterungskammer (11) über mehrere vertikal beabstandete Umlenkrollen (12, 12', 13, 13') geführt, sodass es die Überalterungskammer (11) mäanderförmig durchläuft. Erfindungsgemäß ist zumindest eine Umlenkrolle (12', 13') in vertikaler Richtung verfahrbar, sodass dadurch die Bandlänge bzw. die Verweilzeit des Metallbandes (6) in der Überalterungskammer (11) einstellbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Metallbandes (6).

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR WAE RME BE HANDLUNG EINES
METALLBANDES
Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine
Bandbehandlungsanlage zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Metallbandes mit einem Glühofen und einer nachfolgenden beheizbaren Überalterungskammer. Das Metallband wird dabei in der Überalterungskammer über mehrere vertikal beabstandete Rollen geführt, sodass es die Überalterungskammer mäanderförmig durchläuft.
Herkömmliche Bandbehandlungsanlagen bestehen aus mehreren Kammern, in denen das Metallband zuerst auf die Glühtemperatur erhitzt und für eine bestimmte Zeit auf dieser Temperatur gehalten wird. Es ist auch möglich, dass eine definierte Temperaturkurve abgefahren wird. Derartige Glühöfen sind hinlänglich bekannt. Danach wird das Metallband entsprechend einer vorgegebenen Kühlrate heruntergekühlt, auf eine definierte
Überalterungstemperatur (over-aging temperature) gebracht und für eine vorgegebene Zeitspanne auf dieser Temperatur gehalten. Sogenannte Überalterungskammern dienen also dazu, ein Metallband für eine genau definierte Zeit auf einer bestimmten Temperatur zu halten (over-aging temperatur). Häufig werden diese Kammern auch als „Holding Chambers" oder „Soaking Chambers" oder auch als „Partitioning Chambers" bezeichnet. Die Temperatur sollte innerhalb der Überalterungskammer möglichst konstant sein und liegt je nach Metallbandlegierung zwischen 150°C und 500°C. In diesen Überalterungskammern herrscht in der Regel auch eine Schutzgasatmosphäre bzw. eine reduzierende Atmosphäre, beispielsweise ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch. Im Anschluss kann das Metallband auf Raumtemperatur abgekühlt werden oder zum Beispiel in Galvanisierungsanlagen, wie Verzinkungsanlagen, auf die Beschichtungstemperatur gebracht werden.
All diese Wärmebehandlungsschritte beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Metallbandes. Dabei ist es wichtig, dass das Metallband nicht nur auf eine gewisse Temperatur erhitzt wird, sondern auch für eine genau festgelegte Zeitspanne in der Überalterungskammer auf einer definierten Temperatur gehalten wird. Ebenso beeinflussen die Aufheizraten und die Abkühlraten die Bandeigenschaften. Unterschiedlich dicke bzw. unterschiedlich zusammengesetzte Metallbänder benötigen außerdem unterschiedliche Wärmebehandlungsparameter .
Die Verweilzeit des Metallbandes in der Überalterungskammer wird durch die Bandgeschwindigkeit und durch die Bandlänge im Überalterungsofen festgelegt. Die Länge des Bandes in herkömmlichen Überalterungskammern ist durch die Anordnung der Umlenkrollen vorgegeben, sodass die Verweilzeit nur über die Bandgeschwindigkeit regelbar ist. Die Bandgeschwindigkeit lässt sich jedoch nur in sehr eingeschränktem Maße variieren, da sich jede Geschwindigkeitsänderung natürlich auch auf die Produktionskapazität, die Aufheizrate und die Kühlrate auswirkt .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bandbehandlungslinie bereitzustellen, in der die Verweilzeit des Metallbandes in der Überalterungskammer in breiteren Bereichen einstellbar ist, sodass völlig unterschiedliche Metallbänder mit der gleichen Bandbehandlungsanlage behandelt werden können, wobei immer eine optimale Verweilzeit in der Überalterungskammer eingestellt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bandbehandlungsanlage gemäß Patentanspruch 1. In der Überalterungskammer ist also zumindest eine Umlenkrolle in vertikaler Richtung verfahrbar, sodass dadurch die Länge des Metallbandes in der Überalterungskammer einstellbar ist. Dadurch ist auch die Verweilzeit des Metallbandes in der Überalterungskammer einstellbar .
Somit kann die Verweilzeit unabhängig von der Bandgeschwindigkeit eingestellt werden und zwar durch die Änderung der Bandlänge in der Kammer. Dadurch kann ein und dieselbe Bandbehandlungsanlage unterschiedliche Produktionsanforderungen erfüllen und auch flexibel an neue Bedingungen angepasst werden.
Idealerweise wird für ein vorgegebenes Bandformat (Banddicke, Bandzusammensetzung, Bandbreite) und einem vorgegebenen Wärmezyklus (Glühtemperatur, Kühltemperatur, Kühlraten...) die Bandgeschwindigkeit hinsichtlich maximaler Produktionskapazität festgelegt. Auf Basis dieser Bandgeschwindigkeit wird die erforderliche Bandlänge in der Überalterungskammer eingestellt, sodass die optimale bzw. durch den Wärmezyklus vorgegebene Verweilzeit des Metallbandes in der Überalterungskammer erreicht wird.
Die hier beschriebene Überalterungskammer darf nicht mit einem herkömmlichen Bandspeicher (Looper) verwechselt werden. Auch Looper haben verfahrbare Rollen und können unterschiedliche Bandlängen aufnehmen. Sie dienen jedoch dem Ausgleich von unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten in der Anlage. Wenn beispielsweise ein neu in die Anlage eingeführtes Band mit dem Ende des vorherigen Bandes verschweißt werden muss und das Band dafür angehalten werden muss, sorgt der Bandspeicher durch die Abgabe von gespeichertem Band dafür, dass sich die Bandgeschwindigkeit in den nachfolgenden Behandlungsanlagen trotzdem nicht ändert. Derartige Looper werden jedoch bei
Umgebungstemperatur in Umgebungsluft betrieben. Sie dienen nur um unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten auszugleichen und führen keine Wärmebehandlung durch.
Es ist günstig, wenn in der erfindungsgemäßen Überalterungskammer mehrere Umlenkrollen in vertikaler Richtung verfahrbar sind. Dadurch kann die aufgenommene Bandlänge stark variiert werden.
Vorteilhafterweise sind eine oder mehrere obere Umlenkrollen in vertikaler Richtung verfahrbar.
Es ist vorteilhaft, wenn eine oder mehrere verfahrbare Umlenkrollen in einer bestimmten Position, in die sie zur Erreichung einer vorgegebenen Bandlänge verfahren wurden, abgestützt oder fixiert werden. Für die Behandlung eines bestimmten Metallbandes bleiben die Umlenkrollen ohnehin an dieser definierten Position. Durch die Abstützung oder Fixierung kann der Hebemechanismus für die Umlenkrollen entlastet werden.
Die Überalterungskammer wird bevorzugt elektrisch beheizt, beispielsweise mit Strahlrohren. Das in der Überalterungskammer befindliche Gas kann aber auch abgesaugt, elektrisch erhitzt und dann wieder eingedüst werden. Die erfindungsgemäße Überalterungskammer ist beispielsweise vor einer Beschichtungsanlage angeordnet.
Es ist vorteilhaft, wenn zwischen dem Glühofen und der Überalterungskammer eine Kühlsektion angeordnet ist, da ein derartiger Kühlschritt für viele Wärmebehandlungen erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft neben der Vorrichtung auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Wärmebehandeln eines Metallbandes gemäß Patentanspruch 9.
Dabei wird für die Wärmebehandlung des Metallbandes in der Überalterungskammer eine Verweilzeit festgelegt und dann durch das Verfahren von zumindest einer Umlenkrolle die Bandlänge und somit auch die Verweilzeit eingestellt.
Dabei ist es günstig, wenn das Metallband in der Überalterungskammer in einer Wasserstoff-Stickstoff- Atmosphäre wärmebehandelt wird.
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Überalterungskammer nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Überalterungskammer mit einer verfahrbaren oberen Umlenkrolle;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Überalterungskammer mit einer verfahrbaren unteren Umlenkrolle; Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Überalterungskammer mit mehreren verfahrbaren oberen Umlenkrollen;
Fig. 5 eine schematische Ansicht auf ein mögliches Rollenbewegungssystem;
Fig. 6 drei unterschiedliche Rollenpositionen in einer Überalterungskammer 11;
Fig. 7 und Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für ein Rollenbewegungssystem;
Fig. 9 und 10 eine schematische Darstellung der Beheizung bzw. Kühlung der Überalterungskammer 11;
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Abbildungen bezeichnen jeweils gleiche Anlagenteile.
In Figur 1 ist eine Überalterungskammer 1 nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei wird ein Metallband 6 von links kommend in die Überalterungskammer 1 eingeführt und durch eine untere feststehende Umlenkrolle 2 vertikal nach oben umgelenkt. Im oberen Bereich der Überalterungskammer 1 wird das Metallband 6 dann durch eine obere feststehende Umlenkrolle 3 um 180° nach unten umgelenkt. So wird das Metallband 6 mäanderförmig durch die Überalterungskammer 1 geführt, bis es schließlich durch die letzte untere Umlenkrolle 2 in horizontaler Richtung umgelenkt wird und die Überalterungskammer 1 verlässt. Das Innere der Überalterungskammer 1 ist auf eine vorbestimmte Temperatur temperiert, die in der Regel zwischen 150°C bis 500°C liegt. Wichtig ist, dass das Innere der Überalterungskammer
I auf einer möglichst konstanten Temperatur gehalten wird. Zur Verringerung von Wärmeverlusten ist das Gehäuse 4 der Überalterungskammer 1 mit einer Isolierung 5 versehen. Beheizt werden die Überalterungskammer durch elektrisch beheizte Strahlrohre 7.
Zur Erzielung optimaler Materialeigenschaften sollte das Metallband 6 eine definierte Zeitspanne (Verweilzeit) in der Überalterungskammer 1 verbringen.
Da in der Überalterungskammer 1 gemäß Figur 1 die unteren und die oberen Rollen 2, 3 feststehend sind, ist die aufgenommene Bandlänge immer gleich. Die Verweilzeit kann daher nur durch eine Änderung der Bandgeschwindigkeit verändert werden.
Figur 2 zeigt nun eine Ausführung der Überalterungskammer
II gemäß der Erfindung. Das Gehäuse 14 ist hier ebenfalls mit einer Isolierung 15 versehen und auch hier wird das Metallband 6 mäanderförmig über untere feststehende Umlenkrollen 12 und obere feststehende Umlenkrollen 13 durch die Überalterungskammer 11 geführt. Jedoch ist hier eine obere Umlenkrolle 13' in vertikaler Richtung verfahrbar (bewegbar). Im vorliegenden Beispiel wurde sie auf die halbe Höhe heruntergefahren. Beheizt wird die Überalterungskammer im vorliegenden Beispiel durch elektrisch beheizte Strahlrohre 17. Wobei diese Strahlrohre 17 hier nicht im Bereich der verfahrbaren Umlenkrolle 13' angeordnet sind, da dies die Bewegungsfreiheit der Umlenkrolle 13' behindern würde. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass diese Überalterungskammer 11 durch zugeführtes heißes Gas beheizt wird, wie dies weiter unten beschrieben wird. Da nun die Umlenkwalze 13' in vertikaler Richtung verfahrbar ist, lässt sich damit die Bandlänge des Metallbandes 6 in der Überalterungskammer 11 verändern. Somit kann die Verweilzeit des Metallbandes 6 in der Überalterungskammer 11 eingestellt werden, ohne dass dafür die Bandgeschwindigkeit verändert werden muss.
In der Regel wird die optimale Verweilzeit für ein bestimmtes Metallband 6 vorab ermittelt. Unter der Vorgabe einer bestimmten Bandgeschwindigkeit wird dann die notwendige Bandlänge in der Überalterungskammer 11 errechnet und durch Verfahren der oberen Umlenkrolle 13' bzw. der oberen Umlenkrollen 13' eingestellt. Vorzugsweise werden die verfahrbaren oberen Umlenkrollen 13' während der Behandlung eines bestimmten Metallbandes 6 nicht mehr verfahren (bewegt), sondern in ihrer Position fixiert.
In Figur 3 ist eine Überalterungskammer 11 dargestellt, bei der eine untere Umlenkrolle 12' in vertikaler Richtung verfahrbar ist.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform bei der mehrere obere Umlenkrollen 13' in vertikaler Richtung verfahrbar sind.
Die oberen Umlenkrollen 13' sind dabei unabhängig voneinander verfahrbar.
In Figur 5 ist eine mögliche Ausführungsform für einen Mechanismus dargestellt, durch den die Umlenkrollen 12' bzw. 13' in vertikaler Richtung verfahren werden können.
Die Lagergehäuse 23 der oberen verfahrbaren Umlenkrolle 13' hängen jeweils an einer Kette 25, die im oberen Bereich der Überalterungskammer 11 durch Zahnräder 21 umgelenkt werden. Am anderen Ende der Ketten 25 sind Gegengewichte 20 befestigt. Die beiden Zahnräder 21 sind über einer Welle 22 miteinander gekoppelt und mit einem Antrieb 18 verbunden. Durch Drehen der Welle 22 kann so die obere Umlenkrolle 13' in vertikaler Richtung verfahren werden. Analog würde die Anordnung aussehen, wenn damit eine untere Umlenkrolle 12' bewegt werden soll.
Seitlich in der Wand sind hier in unterschiedlicher Höhe Rollenabstützungen 19, 19' vorgesehen. Auf diese
Rollenabstützungen kann die Umlenkrolle 13' bzw. 12' abgelegt bzw. fixiert werden. Somit können während der Wärmebehandlung eines bestimmten Metallbandes 6 die Ketten 25 und der Antrieb 18 entlastet werden. Die feststehende untere Umlenkrolle 12 und die Welle 22 sind hier außerhalb der Überalterungskammer 11 gelagert. Somit müssen diese Lager 46 keinen hohen Temperaturen standhalten. Die untere Umlenkrolle 12 verfügt über einen Antrieb 45.
In Figur 6 sind drei unterschiedliche Bandlängen in einer Überalterungskammer 11 dargestellt.
In der mittleren Darstellung sind beide oberen Umlenkrollen 13' in ihrer obersten Position, die Bandlänge in der Überalterungskammer 11 ist somit maximal und die Verweilzeit bei einer vorgegebenen Bandgeschwindigkeit am längsten .
In der linken Darstellung wurde eine der beiden verfahrbaren oberen Umlenkrollen 13' etwas gesenkt und somit die Bandlänge und dadurch auch die Verweilzeit bei vorgegebener Bandgeschwindigkeit verkürzt.
In der rechten Darstellung befinden sich beide obere Umlenkrollen 13' in ihrer tiefsten Position. Hier ist die Bandlänge in der Überalterungskammer 11 am kürzesten und somit ist auch die Verweilzeit bei einer vorgegebenen Bandgeschwindigkeit minimiert.
In den Figuren 7 und 8 ist der Verstellmechanismus für die verfahrbaren Umlenkrollen 12' bzw. 13' etwas genauer dargestellt. Da sich die Umlenkrollen 12' bzw. 13' innerhalb der beheizten Überalterungskammer 11 befinden, in der durchaus Temperaturen bis zu 500°C herrschen können, sind sie durch Hochtemperaturlager 31 gelagert. Für die Lagerung der Welle 22 genügt ein gewöhnliches Rollenlager 27, das in einem Lagergehäuse 26 untergebracht ist. Das Lagergehäuse 26 ist über einen Lagersupport 29 mit der Stützkonstruktion 30 verbunden. Auf dieser
Stützkonstruktion 30 ruht auch der Motorsupport 28 und der Antrieb 18.
Um allfällige Wärmeausdehnungen besser ausgleichen zu können und als Staubschutz, ist zwischen dem Gehäuse 14 der Überalterungskammer 11 und dem Lagergehäuse 26 ein Expansionsbalg 24 angeordnet.
In Figur 8 ist die Funktion der Rollenabstützung 19, 19' dargestellt. Die Rollenabstützung 19, 19' ist in einem Gehäuse 32 untergebracht und kann in die
Überalterungskammer 11 eingefahren werden. Das Gehäuse 32 liegt hier über eine Unterkonstruktion 33 auf einer Stahlkonstruktion 44 auf. Über die Kammerhöhe sind in der Regel mehrere Rollenabstützungen 19, 19' in unterschiedlicher Höhe angeordnet, sodass die Umlenkwalze 12' bzw. 13' in unterschiedlichen Höhen abgestützt werden kann.
In Figur 9 ist eine Möglichkeit zur Beheizung der Überalterungskammer 11 dargestellt. Die Überalterungskammer 11 sollte für die Behandlung eines bestimmten Metallbandes 6 eine möglichst konstante Temperatur im Innern aufweisen, diese Temperatur liegt je nach Material und Behandlung zwischen 150°C und 500°C. Da es immer zu Wärmeverlusten kommt, muss die Kammer beheizt werden, um ein möglichst konstantes Temperaturniveau halten zu können. Selbstverständlich können innerhalb der Überalterungskammer 11 geringere Temperaturunterschiede vorliegen, die jedoch in der Regel nur einige Grad Celsius betragen. Zur Beheizung wird heißes Gas, beispielsweise ein Inertgas oder ein reduzierendes Gas wie ein Stickstoff-Wasserstoffgemisch über einen seitlich angeordneten Zufuhrkasten 34 in die Überalterungskammer 11 geblasen und über einen Absaugkasten 35 auf der gegenüberliegenden Seite durch ein Gebläse 36 wieder abgesaugt. Das Gas wird dann entweder einer elektrischen Heizung 40 oder einem Wärmetauscher 39 zugeführt und über eine Rezirkulationsleitung 37 wieder in die Überalterungskammer 11 geleitet. Über Ventile 38 und 41 kann das heiße Gas entweder dem Wärmetauscher 39 oder der elektrischen Heizung 40 zugeführt werden. Durch die elektrische Heizung 40 wird die Gastemperatur wieder erhöht. Wenn das Gas über den Wärmetauscher 39 geführt wird, kann es auch gekühlt werden. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn von einer Stahlsorte auf eine andere umgestellt wird. Wenn beispielsweise die nachfolgende Stahlsorte eine geringere Überalterungstemperatur erfordert, so wird das Gas gekühlt sodass die optimale Temperatur in der Überalterungskammer 11 möglichst schnell erreicht wird. Gleichzeitig kann durch Verfahren der Umlenkwalzen 12' und 13' die Bandlänge in der Überalterungskammer 11 angepasst werden, sodass die nachfolgende Stahlsorte optimal wärmebehandelt werden kann. In Figur 10 ist die Heiz- bzw. Kühleinrichtung aus Figur 9 nochmals dargestellt. Man erkennt hier, dass der Wärmetauscher 39 mit Kühlwasser 43 versorgt wird. Auch der Motor 42 für das Gebläse 36 ist dargestellt. In dieser Darstellung wird ein Wasserstoff-Stickstoffgemisch (HNX) als Heizmedium verwendet.
Bezugs Zeichen
1 Überalterungskammer nach dem Stand der Technik
2 untere feststehende Umlenkrolle
3 obere feststehende Umlenkrolle
4 Gehäuse
5 Isolierung
6 Metallband
7 Strahlrohr
11 Überalterungskammer
12 untere Umlenkrolle (feststehend)
12' untere Umlenkrolle (verfahrbar)
13 obere Umlenkrolle (feststehend)
13' obere Umlenkrolle (verfahrbar)
14 Gehäuse
15 Isolierung
17 Strahlrohr
18 Antrieb
19 Rollenabstützung (ausgefahren)
19' Rollenabstützung in die Überalterungskammer 11 eingefahren
20 Gegengewicht
21 Zahnrad
22 Welle
23 Lagergehäuse Expansionsbalg
Kette
Lagergehäuse
Rollenlager
Motorsupport
Lagersupport
Stützkonstruktion
Hochtemperaturlager
Gehäuse für die Rollenabstützung 19
Unterkonstruktion
Zufuhrkasten
Absaugkasten
Gebläse
Rezirkulationsleitung
Ventil
Wärmetauscher elektrische Heizung
Ventil
Motor
Kühlwasser
Stahlkonstruktion
Antrieb für die Umlenkwalze 12
Lager für die feststehende Umlenkwalze 12

Claims

Patentansprüche
1.Bandbehandlungsanlage zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Metallbandes (6) mit einem Glühofen und einer nachfolgenden beheizbaren Überalterungskammer (11), wobei das Metallband (6) in der Überalterungskammer (11) über mehrere vertikal beabstandete Umlenkrollen (12, 12', 13, 13') geführt ist, sodass das Metallband (6) die Überalterungskammer (11) mäanderförmig durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Umlenkrolle (12', 13') in vertikaler Richtung verfahrbar ist, sodass dadurch die Länge des in der Überalterungskammer (11) aufgenommenen Metallbandes (6) einstellbar ist und dadurch die Verweilzeit des Metallbandes (6) in der Überalterungskammer (11) einstellbar ist.
2.Bandbehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Umlenkrollen (12', 13') in vertikaler Richtung verfahrbar sind.
3.Bandbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere obere Umlenkrollen (13') in vertikaler Richtung verfahrbar sind.
4.Bandbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Umlenkrolle (12', 13') bzw. die verfahrbaren Umlenkrollen (12', 13') in einer bestimmten Position durch eine Rollenabstützung (19') abstützbar bzw. fixierbar sind.
5.Bandbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Überalterungskammer (11) elektrisch beheizbar ist.
6.Bandbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Überalterungskammer (11) durch die Eindüsung von erhitztem Gas beheizbar ist.
7.Bandbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Überalterungskammer (11) vor einer Beschichtungsanlage, vorzugsweise vor einer Galvanisierungsanlage angeordnet ist.
8.Behandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Glühofen und der Überalterungskammer (11) eine Kühlsektion angeordnet ist.
9.Verfahren zum kontinuierlichen Wärmebehandeln eines Metallbandes mit einem Glühofen und in einer nachfolgenden Überalterungskammer (11), wobei das Metallband (6) in der Überalterungskammer (11) mäanderf örmig über vertikal beabstandete Umlenkrollen (12, 12', 13, 13') geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die Wärmebehandlung des Metallbandes (6) in der Überalterungskammer (11) eine Verweilzeit festgelegt wird und dass durch Verfahren von zumindest einer Umlenkrolle (12', 13') in der Überalterungskammer (11) die Bandlänge und somit auch die Verweilzeit des Metallbandes (6) in der Überalterungskammer (11) eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Überalterungskammer (11) befindliche Gas oder Gasgemisch abgesaugt, erhitzt und wieder der Überalterungskammer (11) zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas bzw. Gasgemisch elektrisch beheizt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (6) in der
Überalterungskammer (11) bei einer Temperatur von 150°C bis 500°C, vorzugsweise bei 400 bis 500°C wärmebehandelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (6) in der der Überalterungskammer (11) in eine Wasserstoff- Stickstoff-Atmosphäre wärmebehandelt wird.
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