DD119820B1 - Device sum of metal bands - Google Patents

Description

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Vorrichtung zum Erhitzen von MetallbändernDevice for heating metal strips

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen von Metallbändern im DurchlaufverfahreneThe invention relates to a device for heating metal strips in the continuous process

Metallbänder müssen während ihres industriellen Be- und Verarbeitungsprozesses häufig einer definierten Wärmebehandlung unterzogen werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Zwischen- oder Fertigglühung, um eine HaIbhartglühung, um eine Oberflächenblankglühung, um eine definierte Erwärmung zum Auftrag von Oberflächenschichten oder um ähnliche Prozesse handeln_e Metal strips often have to undergo a defined heat treatment during their industrial processing. This may be, for example, an intermediate or finish annealing, a hard annealing, a surface annealing, a defined heating for application of surface layers or similar processes _e

Nach dem Stand der Technik ist bekannt, zur Erwärmung von Metallbändern Querfeldinduktoren zu verwenden, bei denen die Metallbänder während ihres Durchlaufs durch den Arbeitsluftspalt des Induktors senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung von einem magnetischen Wechselfluß durchsetzt werderio Infolge des magnetischen Wechselflusses entstehen im Band Wirbelströme, die die erforderliche Wärmemenge im Band selbst erzeugen und damit eine extrem schnelle Aufheizung des Wärmegutes auf die erforderliche Temperatur gewährleisten.According to the prior art, it is known to use for heating metal strips Querfeldinduktoren in which the metal bands passes through during their passage through the working air gap of the inductor perpendicular to their direction of movement of a magnetic alternating werderio Due to the magnetic alternating flux arise in the band eddy currents, the required Generate heat in the belt itself and thus ensure extremely rapid heating of the heat to the required temperature.

Die bekannten Querfeldinduktoren zur Erwärmung von Metallbändern bestehen bei geringem Leistungsbedarf aus zwei Einzelinduktorhälften, die durch einen Arbeitsluftspalt voneinander getrennt sind, in dem das zu glühende Band von den magnetischen Feldlinien durchsetzt wird.The known Querfeldinduktoren for heating metal strips with low power requirements consist of two Einzelinduktorhälften, which are separated by a working air gap in which the glowing band is penetrated by the magnetic field lines.

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Oede Induktorhälfte ist aus genuteten Dynamoblechen zusammengeschichtet, so daß ein Eisenpaket entsteht, in dessen Nuten das Spulensystem zur Erzeugung des erforde'rlichen Luftspaltmagnetfeldes untergebracht ist. In den üblichen technischen Anvvendungsfallen sind jedoch stets höhere Energieeinträge in das Wärmegut erwünscht, so daß mehrere Spulensysteme angewendet werden. Dabei wird vom Einzelinduktor zum Kompaktinduktor übergegangen. Der Kompaktinduktor besitzt ebenfalls wie der Einzelinduktor nur zwei Induktorhälften, die wiederum aus genuteten Dynamoblechen zu einem einzigen Block zusammengeschichtet sind« Oede Induktorhälfte verfügt somit über mehrere Nuten, in denen die erforderlichen Spulensysteme untergebracht werden, so daß die einzelnen Spulen einer In- duktorhälfte miteinander magnetisch gekoppelt sind. Auf diese Weise entstehen in beiden Induktorhälften auf der dem Arbeitsluftspalt zugekehrten Seite mehrere Magnetpole, die in Bandlaufrichtung hintereinanderliegend eine alternierende Polarität besitzen. Die Anzahl der erforderlichen Spulen ist dabei von der im Band zu erzeugenden Wärmemenge, von den Bandabmessungen und von der verwendeten Frequenz abhängig. Infolge der magnetischen Verbindung zwischen allen Polen einer Induktorhälfte und der damit verbundenen magnetischen Koppelung aller Spulen einer Induktorhälfte teilt sich der Magnetfluß, der einen Pol durchsetzt, innerhalb der Induktorhälfte nicht gleichmäßig auf die beiden zu den benachbarten Polen führenden magnetischen Wege , das heißt auf die beiden angrenzenden Rückengebiete, auf. Aus diesem Nachteil resultiert wegen der quadratischen Abhängigkeit der Eisenverlustwärme von der magnetischen Flußdichte eine stärkere Erwärmung des kompakten Querfeldinduktors.Oede inductor half is layered together from grooved Dynamo sheets, so that an iron package is formed, in whose grooves the coil system is housed for generating the erforderd'rlichen air gap magnetic field. In the usual technical application cases, however, higher energy inputs into the thermal material are always desired, so that several coil systems are used. It is transferred from the single inductor to the compact inductor. Like the single inductor, the compact inductor also has only two inductor halves, which in turn are made up of grooved dynamo sheets into a single block. Thus, each inductor half has a plurality of slots in which the required coil systems are accommodated so that the individual coils of an inductor half are magnetic with each other are coupled. In this way, in the two inductor halves, on the side facing the working air gap, a plurality of magnetic poles, which have an alternating polarity one after the other in the strip running direction, are produced. The number of coils required depends on the amount of heat to be generated in the band, the band dimensions and the frequency used. As a result of the magnetic connection between all the poles of an inductor half and the associated magnetic coupling of all inductor half coils, the magnetic flux passing through a pole does not distribute uniformly within the inductor half to the two magnetic paths leading to the adjacent poles, that is to the two adjacent back areas, up. Due to the quadratic dependence of the iron loss heat on the magnetic flux density, this disadvantage results in a stronger heating of the compact transverse field inductor.

Ein weiterer Nachteil des kompakten Querfeldinduktors besteht darin, daß nur die Oberfläche der dem Band abgewendeten Seite maßgeblich zur Kühlung einer Induktorhälfte beiträgt .Another disadvantage of the compact Querfeldinduktors is that only the surface of the tape averted side contributes significantly to the cooling of a Induktorhälfte.

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Auch hinsichtlich der Wirbelstromauf teilung im Band weist der kompakte Querfeldinduktor Nachteile auf_o Bei ihm teilen sich die Wirbelströme, die besonders stark in dem Bandgebiet fließen, das einer Nut gegenüberliegt, an der Bandkante nach rechts und nach links auf₀ Dadurch entsteht an der Bandkante eine geringere Wirbelstromdichte als fur den Fall, daß die 'Wirbelströme an ihr entweder nur nach rechts oder nur nach links fließen. Als Folge ergibt sich wegen der quadratischen Abhängigkeit der erzeugten Stromwärme von der Wirbelstromdichte eine geringere Wärmeentwicklung an den Bandkanten, so daß bei einem kompakten Querfeldinduktor, mit dem unterschiedliche Bandbreiten zu glühen sind, beim Oberschreiten einer bestimmten Bandbreite die Bandkanten im Vergleich zur Bandmitte zu schwach erwärmt werden» Es ist bekannt, daß zur Verhinderung einer Bandkantenüberhitzung zwei wassergekühlte u-förmige Kupferschutzschienen verwendet worden, die an je einer Induktorhälfte so befestigt sind, daß sie das Band an der jeweiligen Bandkante beidseitig überlappen· Die Schutzschienen schwächen dabei infolge der in ihnen erzeugten Wirbelströme das magnetische Luftspaltfeld an den Bandkanten und verhindern dadurch eine mögliche Überhitzung, Durch eine Parallelverschiebung der beiden Induktorhälften zueinander, bei der der Arbeitsluftspalt konstant bleibt, können unterschiedliche Überlappungen der Schutzschienen eingestellt werden, so daß unterschiedliche Bandbreiten innerhalb eines begrenzten Abmessungsbereiches mit dem gleichen Querfoldinduktor gleichmäßig erwärmt werden können. Zu diesem Zweck dimensioniert man den Querfeldinduktor so, daß sich die Bandkanten bei der größten zu glühenden Bandbreite nicht überhitzen. Die mit abnehmender Bandbreite zwangsläufig zunehmende Bandkantenüberhitzung kann dann durch eine zunehmende Überlappung der Schutzschienen über die Bandkanten verhindert werden»Also in terms of Wirbelstromauf distribution in the band, the compact Querfeldinduktor has disadvantages _o For him, the eddy currents, which flow particularly strong in the band area, which is opposite to a groove, at the band edge to the right and to the left to ₀ This results in a band edge lower eddy current density than in the case that the eddy currents flow either only to the right or only to the left. As a result, due to the quadratic dependence of the generated current heat from the eddy current density less heat generation at the strip edges, so that in a compact Querfeldinduktor, are to be annealed with the different bandwidths, when exceeding a certain bandwidth, the band edges compared to the center of the band heats too weak It is known that in order to prevent strip edge overheating, two water-cooled U-shaped copper protective rails have been used, which are fastened to one half of the inductor so that they overlap on both sides of the strip at the respective strip edge. The protective rails thereby weaken due to the eddy currents generated in them The magnetic air gap field at the strip edges and thereby prevent possible overheating, By a parallel displacement of the two inductor halves to each other, in which the working air gap remains constant, different overlaps of the guard rails can be adjusted so that different bandwidths can be heated uniformly within a limited range of dimensions with the same Querfoldinduktor. For this purpose, the transverse field inductor is dimensioned such that the band edges do not overheat at the largest bandwidth to be annealed. The band edge overheating, which inevitably increases with decreasing bandwidth, can then be prevented by an increasing overlap of the protective rails over the strip edges. "

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Die Befestigung der Schutzschienen an den Induktorhälften bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Einstellung der Schutzschienenabstande mit einer Veränderung der gegenseitigen Lage der beiden Induktorhälften gekoppelt ist. Da diese Veränderung der gegenseitigen Lage technisch nicht erforderlich ist, bedeutet sie einen unnötigen Aufwand für die Lagerung der beiden Induktorhälften. Außerdem wirkt sich der gegenseitige Querversatz der beiden Induktorhälften, der mit größerer Bandbreite zwangsläufig zunehmen muß, negativ auf eine ausreichende Erwärmung der Bandmitte aus.However, the attachment of the guard rails to the inductor halves entails the disadvantage that the adjustment of the guard rail distances is coupled with a change in the mutual position of the two inductor halves. Since this change in the mutual position is technically not required, it means an unnecessary effort for the storage of the two Induktorhälften. In addition, the mutual transverse offset of the two Induktorhälften, which inevitably has to increase with a larger bandwidth, has a negative effect on a sufficient heating of the band center.

Es ist ferner bekannt; daß die Blechpaketkühlung des kompakten Querfeldinduktors nach dem derzeitigen Kenntnisstand mit Kühlkanälen erfolgt, die die jeweilige Induktorhälfte sowohl in den Polen als auch im Rücken quer zur Bandbewegungsrichtung durchsetzen, wobei sie von einem Kühlmedium durchströmt werden_o Da die Breite des Querfeldinduktors entsprechend den Erfahrungswerten etwa 4mal größer als die Polteilung gewählt werden muß, bringt die Anwendung der Kühlkanäle eine merkliche Verringerung des zur Verfügung stehenden Eisonquerochnitts mit sich.It is also known; that the laminated core of the compact Querfeldinduktors according to the current state of knowledge with cooling channels that enforce the respective Induktorhälfte both in the poles and in the back transversely to the tape movement direction, where they are traversed by a cooling medium _o Since the width of the Querfeldinduktors according to experience about 4 times larger As the pole pitch must be chosen, the use of the cooling channels brings about a marked reduction in the available Eisonquerochnitts with it.

Diese Verringerung des Eisenquerschnitts ist besonders beim Glühen von schmalen Bändern kritisch, weil die Polteilung in Abhängigkeit von der Bandbreite ein bestimmtes Haß nicht überschreiten darf. Durch die Benutzung der Kühlkanäle entstehen infolge des verminderten Eisenquerschnitts größere Verluste im Eisenpaket des Querfeldinduktors.This reduction of the iron cross-section is especially critical in the annealing of narrow bands, because the pole pitch, depending on the bandwidth, must not exceed a certain hate. Due to the use of the cooling channels, larger losses occur in the iron core of the transverse field inductor as a result of the reduced iron cross section.

Außerdem ist die beschriebene Einrichtung zur Anwendung einer effektiven Wasserkühlung nicht geeignet, da das Wasser in direkten Kontakt mit den zu kühlenden Dynamoblechen gelangt, wodurch eine Korrosion im Dauerbetrieb begünstigt wird und zudem Abdichtungsprobleme entstehen.In addition, the described device is not suitable for the application of effective water cooling, since the water comes into direct contact with the dynamo sheets to be cooled, whereby corrosion in continuous operation is promoted and also sealing problems arise.

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Der Zweck der Erfindung besteht unter Vermeidung der genannten Nachteile des Standes der Technik darin, di3 elektrischen und magnetischen Eigenschaften für höhere Energieeinträge in das Wärmegut verwendeten Querfeldinduktors zu verbessern·The purpose of the invention, while avoiding the aforementioned disadvantages of the prior art, is to improve the electrical and magnetic properties for higher energy inputs in the transverse field inductor used in the thermal energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ungleichmäßige Aufteilung des Magnetflusses in den einzelnen Abschnitten des Magnetkreises eines kompakten Querfeldinduktors zu beseitigen, die Verlustwärme im Eisenpaket zu vermindern, den elektrischen. Wirkungsgrad des Querfeldinduktors zu vergrößern sowie in Verbindung mit einem effektiven Induktorkühlsystem die elektrische Belastbarkeit des Querfeldinduktors und ebenso den Energiebetrag zu erhöhen, der mit einem gegebenen Induktor in das Metallband eingebracht werden kann. Weiterhin soll durch die Verbesserung der Wirbelstromauf teilung im Metallband und durch die veränderte Anordnung der Schutzschienen garantiert werden, daß mit dem gleichen Quorfeldinduktor Metallbänder mit größeren Breitenunterschieden gleichmäßig über den gesamten Bandquerschnitt erwärmt werden·The invention has for its object to eliminate the uneven division of the magnetic flux in the individual sections of the magnetic circuit of a compact Querfeldinduktors to reduce the heat loss in the iron core, the electric. To increase the efficiency of Querfeldinduktors and in conjunction with an effective Induktorkühlsystem the electrical load capacity of the Querfeldinduktors and also to increase the amount of energy that can be introduced with a given inductor in the metal strip. Furthermore, to be guaranteed by the improvement of Wirbelstromauf distribution in the metal band and by the change in the arrangement of the rails that are heated with the same Quorfeldinduktor metal bands with larger differences in width evenly over the entire band cross section ·

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die magnetische Kopplung der Spulensysteme einer Induktorhälfte des kompakten Querfeldinduktors durch Unterteilung des Kompaktinduktors in mehrere bekannte Einzelinduktoren beseitigt wird. Zur magnetischen Entkopplung der Spulensysteme werden die Einzelinduktorhälften in Bandlaufrichtung hintereinanderliegend so zu beiden Seiten des Metallbandes angeordnet, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einzelinduktoren ein bestimmter Abstand besteht, und daß sich jeweils zwei Einzelinduktorhälften nur durch den Arbeitsluftspalt getrennt gegenüberstehen „ Oede Einzelinduktorhälfte weist dabei in bekannter Weise zwei symmetrisch angeordnete Nuten auf, die sich quer zur Bandbewegungsrichtung erstrecken und deren öffnungen auf der Seite des Arbeitsluftspaltcs liegen· In die beiden Nuten ist eine an Wechselspannung gelegte Spu-According to the invention the object has been achieved in that the magnetic coupling of the coil systems of an inductor half of the compact Querfeldinduktors is eliminated by dividing the Kompaktinduktors into several known Einzelinduktoren. For magnetic decoupling of the coil systems, the Einzelinduktorhälften are arranged in the tape running direction one behind the other on both sides of the metal strip that between two successive Einzelinduktoren a certain distance, and that each two Einzelinduktorhälften separated only by the working air gap "Oede Einzelinduktorhälfte has in a known manner two symmetrically arranged grooves which extend transversely to the direction of tape movement and whose openings are located on the side of the working air gap · in the two grooves is an accumulation voltage applied to AC voltage

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le zur Erzeugung des erforderlichen Magnetfeldes eingebracht, so daß in dem von der Spule umschlossenen Gebiet ein zusammenhängender Mittelpol einer bestimmten Polarität und in den beiden nicht von der Spule umschlossenen Gebieten zwei nicht zusammenhängende gleichnamige Seitenpole mit einer zum Mittelpol entgegengesetzten Polarität entstehen.Le introduced to generate the required magnetic field, so that in the area enclosed by the coil a contiguous center pole of a certain polarity and in the two areas not surrounded by the coil two non-contiguous same-named side poles with a polarity opposite to the center pole arise.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal weist die aus einem Querfeldinduktor mit magnetisch entkoppelten Spulensystemon in Form mehrerer Einzelinduktoren bestehende erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Schutzschienen auf, die jedoch in keinem mechanischen Kontakt zu den Einzelinduktoren stehen, so daß ihre gewünschte Stellung unabhängig von den Einzelinduktoren variiert werden kann.According to another feature of the invention, consisting of a Querfeldinduktor with magnetically decoupled Spulensystemon in the form of multiple Einzelinduktoren existing device according to the invention on two guard rails, however, are in no mechanical contact with the Einzelinduktoren so that their desired position can be varied independently of the Einzelinduktoren.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß die Kühlung der Einzelinduktorhälften mit mehreren Kühlblechen erfolgt, welche nahezu die gleiche Kontur aufweisen wie die Dynamobleche, jedoch in der Höhe über den Rücken des Eisenpaketes einer Induktorhälfto hinausragen. Die Kühlbleche werden mit den Dynamoblechon zu einem gemeinsamen Körper zusammengeschichtet. Wegen der Flußverdrängung im Eisenpaket einer Induktorhälfte sind die Abstände zwischen zwei benachbarten Kühlblechen nach einem System gewählt, das der unterschiedlichen Wärmeentwicklung in den einzelnen Abschnitten des Eisenpakets Rechnung trägt. Auf beiden Seiten einer Induktorhälfte bildet je ein Kühlblech den Abschluß des geschichteten Induktorkörpers. Die über den Rücken des Eisenpakets hinausragenden Kühlbleche werden mit Kühlrohren verlötet.Another feature of the invention is that the cooling of the Einzelinduktorhälften takes place with a plurality of cooling plates, which have almost the same contour as the Dynamo sheets, but protrude in height over the back of the iron core of a Induktorhälfto. The cooling plates are stacked together with the Dynamoblechon to a common body. Because of the flux displacement in the iron core of an inductor half, the distances between two adjacent cooling plates are selected according to a system which accommodates the different heat development in the individual sections of the iron core. On both sides of an inductor half each a cooling plate forms the conclusion of the layered inductor body. The over the back of the iron package protruding cooling plates are soldered with cooling tubes.

Die erfindungsgemäße Lösung besitzt den Vorteil, daß durch die magnetische Entkopplung der Spulensysteme einer Induktorhälfte infolge der Unterteilung des Kompaktinduktors in mehrere Einzelinduktorcn erreicht wird, daß sich dor magnetische Fluß eines Mittelpols infolge der symmetrischen Nut-The solution according to the invention has the advantage that due to the magnetic decoupling of the coil systems of an inductor half as a result of the subdivision of the compact inductor into a plurality of individual inductors, the magnetic flux of a center pole due to the symmetrical groove

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anordnung gleichmäßig auf die beiden Seitenpola aufteilt. Die Abschnitte des magnetischen Kreises zwischen dem Mittelpol und den beiden Seitenpolen, das heißt die beiden Rückengebiete, werden im Gegensatz zu den Rückengebieten des mehrpolpaarigen kompakten Querfeldinduktors von gleichen magnetischen Flüssen durchsetzt. Dadurch entsteht in den beiden Rückengebieten die gleiche magnetische Flußdichte, die betragsgemäß kleiner ist als die größere der beiden Flußdichten bei einer ungleichmäßigen Flußauf teilung · Da die Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste in den Dynamoblechen eines Induktors vom Quadrat der magnetischen Flußdichte abhängen, ergeben sich damit bei dem unterteilten Querfeldinduktor mit magnetisch entkoppelten Spulensystemen geringere Verluste als beim Kompaktinduktor, das heißt, der unterteilte Querfeldinduktor erwärmt sich weniger stark als der Kompaktinduktor, er kann elektrisch stärker belastet werden, und die in das Metallband eingebrachte Energie kann vergrößert werden«arrangement evenly divided on the two Seitenpola. The sections of the magnetic circuit between the center pole and the two side poles, that is, the two back regions, are penetrated by the same magnetic fluxes in contrast to the back regions of the multipole-pair compact Querfeldinduktors. This results in the two back areas, the same magnetic flux density, which is smaller in magnitude than the larger of the two flux densities at an uneven Flußauf division · Since the Ummagnetisierungs- and eddy current losses in the Dynamo sheets of an inductor depend on the square of the magnetic flux density, thus resulting in the subdivided Querfeldinduktor with magnetically decoupled coil systems lower losses than the Kompaktinduktor, that is, the subdivided Querfeldinduktor heats up less than the Kompaktinduktor, he can be electrically more heavily loaded, and the introduced into the metal band energy can be increased «

Ein weiterer Vorteil des unterteilten Querfeldinduktors gegenüber dem bekannten Kompaktinduktor besteht in erwärmungstechnischer Hinsicht in seiner wesentlich größeren wärmeabgebenden Oberfläche, da auch die seitlichen Oberflächen der beiden Seitenpole zur Wärmeabgabe beitragen.Another advantage of the subdivided Querfeldinduktors over the known Kompaktinduktor is in terms of warming technology in its much larger heat-emitting surface, as well as the lateral surfaces of the two side poles contribute to heat dissipation.

Durch die erfindungsgemäße magnetische Entkopplung der Spulensysteme eines Kompaktinduktors wird weiterhin eine bessere WirbeIstromverteilung im Band erreicht, die zum Glühen von Metallbändern mit größeren Breitenunterschieden unbedingt erforderlich ist. DieWirbeIstrombahnen verlaufen beim unterteilten Querfeldinduktor in Form eines einzigen Ringes, dessen Zone der größten Wirbelstromdichte annähernd die Kontur der Induktorspulen annimmt. Die Wirbelströme teilen sich beim Erreichen der Bandkante nicht wie beim Kompaktinduktor zu gleichen Teilen nach rechts und links auf, sondern sie fließen in voller Stärke im Bandkantengebiet nur in einerThe inventive magnetic decoupling of the coil systems of a Kompaktinduktors a better WirbeIstromverteilung in the band is still achieved, which is absolutely necessary for the annealing of metal strips with larger differences in width. In the case of the subdivided transverse field inductor, the winding current paths run in the form of a single ring whose zone of greatest eddy current density approximately assumes the contour of the inductor coils. The eddy currents do not divide equally when reaching the band edge as in the compact inductor to the right and left, but they flow in full strength in the band edge area only in one

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Richtung. Da die Banderwärmung dem Quadrat der Wirbelstromdichte proportional ist, ergibt sich eine stärkere Erwärmung der Bandkanten аіз bei einer gleichmäßigen Aufteilung der Wirbelströme. Daraus folgt, daß die Bandkanten auch bei einem größeren seitlichen Oberstand des Bandes über den Querfeldinduktor ausreichend erwärmt werden können. Dies bedeutet, daß die Unterschiede der Bandbreiten der zu erwärmenden Metallbänder größer sein können als beim Kompaktinduktor.Direction. Since the band heating is proportional to the square of the eddy current density, there is a stronger heating of the strip edges as a uniform distribution of the eddy currents. It follows that the band edges can be sufficiently heated even at a larger lateral supernatant of the band over the Querfeldinduktor. This means that the differences in the bandwidths of the metal strips to be heated can be greater than in the case of the compact inductor.

Durch die getrennte Verstellmöglichkeit der Schutzschienen wird eine unzureichende Erwärmung der Bandmitte bei breiten Bändern verhindert, da die paarweise beiderseits des Bandes angeordneten Einzelinduktorhälften in ihrer deckungsgleichen Lage belassen werden können.Due to the separate adjustment of the guard rails inadequate heating of the band center is prevented in wide bands, since the pairs arranged on both sides of the band Einzelinduktorhälften can be left in their congruent position.

Die Vorteile einer Eisenpaketkühlung mit Hilfe von Kühlblechen gegenüber einer Eisenpaketkühlung mit Hilfe von Kühlkanälen bestehen in einer nur unbedeutenden Verminderung des effektiven Eisenquerschnitts und in der Ausschaltung von Problemen hinsichtlich der Dichtheit des Kühlsystems sowie hinsichtlich der Korrosion der Dynamobleche«The advantages of iron-core cooling with the help of cooling plates compared to iron-core cooling with the help of cooling ducts consist in only insignificant reduction of the effective iron cross-section and the elimination of problems with the tightness of the cooling system and with regard to the corrosion of the dynamo sheets. «

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

Fig. 1: die Entkopplung der Spulensysteme einer Kompaktinduktorhälfte durch Unterteilung des Kompaktinduktors in mehrere EinzelinduktorenFig. 1: the decoupling of the coil systems of a Kompaktinduktorhälfte by dividing the Kompaktinduktors into several Einzelinduktoren

Fig. 2: die Flußaufteilung im Rücken der Einzelinduktoren Fig. 3: d.ie qualitative Wirbelstromverteilung im Metallband Fig. 4: die Anordnung der Schutzschienen und Fig. 5: die Anordnung der KühlblecheFig. 2: the flow distribution in the back of the individual inductors Fig. 3: the qualitative eddy current distribution in the metal strip Fig. 4: the arrangement of the protective rails and Fig. 5: the arrangement of the cooling plates

In Fig. 1 ist der in mehrere Einzolinduktoren unterteilte Querfeldinduktor mit magnetisch entkoppelten Spulensystemen dargestellt. Die Einzelinduktorhälften 1 sind paarweise zu beiden Seiten eines Metallbandes 9 angeordnet und aus Dynamoblechen und Kühlblechen 13 zusammengeschichtet. Oede Einzelinduktorhälfte 1 besitzt zwei Nuten 2, die sich quer zur Bandbewegungsrichtung erstrecken« In diese Nuten 2 ist eine Induktorspule 3 zur Erzeugung des erforderlichen magnetischen Luftspaltfeldes eingebaut. Entsprechend den geometrischen Verhältnissen besitzt eine Einzelinduktorhälfte 1 einen zusammenhängenden Mittelpol 4, zwei Rückengebiete 5 und zwei Seitenpole 6. Die beiden Seitenpole 6 besitzen die zum Mittelpol 4 entgegengesetzte Polarität.In Fig. 1 of the subdivided into several Einzolinduktoren Querfeldinduktor is shown with magnetically decoupled coil systems. The Einzelinduktorhälften 1 are arranged in pairs on both sides of a metal strip 9 and layered together from Dynamo sheets and cooling plates 13. Oede Einzelinduktorhälfte 1 has two grooves 2, which extend transversely to the tape movement direction in these grooves 2, an inductor coil 3 for generating the required magnetic air gap field is installed. According to the geometrical conditions, a single-inductor half 1 has a contiguous center pole 4, two back regions 5 and two side poles 6. The two side poles 6 have the polarity opposite to the center pole 4.

Die von einer Induktorspule 3 erzeugten magnetischen Feldlinien 7 treten entsprechend Fig. 2 aus dem Mittelpol 4 der Einzelinduktorhälfte 1 aus, überqueren einen Arbeitsluftspalt 8, durchsetzen dabei das Metallband 9 und erzeugen darin Wirbelströme zur Aufheizung, treten in den Mittelpol der gegenüberliegenden Einzelinduktorhälfte 1 ein, teilen sich infolge der symmetrischen Abmessungen gleichmäßig aufThe magnetic field lines 7 generated by an inductor coil 3 emerge from the middle pole 4 of the single-inductor half 1, cross a working air gap 8, pass through the metal strip 9 and generate eddy currents therein for heating, enter the middle pole of the opposite single-inductor half 1, divide evenly due to the symmetrical dimensions

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die beiden Rückengebiete 5 auf, treten aus den Seitenpolen 6 aus, überqueren wieder den Arbeitsluftspalt 8, treten in die Seitenpole 6 der Einzelinduktorhälfte 1 ein, vereinigen sich über die beiden Rückengebiete 5 und schließen sich wieder im Mittelpol 4.the two back regions 5 emerge from the side poles 6, again cross the working air gap 8, enter the side poles 6 of the single-inductor half 1, unite over the two back regions 5 and close again in the middle pole 4.

In Fig. 3 ist die qualitative Verteilung der Wirbelstrombahnen 10 im Metallband 9 dargestellt, die sich bei der Unterteilung des Kompaktinduktors in Einzelinduktoren ergibt. Die Wirbelstrombahnen 10 nehmen dabei die geschlossene Kontur der Induktorspule 3 an, wobei die Gebiete mit der höchsten WirbeIstromdichte im Bereich der beiden Nuten 2 und an den beiden Bandkanten 11 auftreten. Eine Auftei~ lung der Wirbölstrombahnen 10 an den Bandkanten 11 erfolgt nicht; sämtliche Wirbelstrombahnen 10 werden stets in die gleiche Richtung umgelenkt, so daß sie nur ein einziges ' System von ineinanderliegenden geschlossenen Umläufen bilden«In Fig. 3, the qualitative distribution of the eddy current paths 10 is shown in the metal strip 9, resulting in the subdivision of the Kompaktinduktors in Einzelinduktoren. In this case, the eddy current paths 10 assume the closed contour of the inductor coil 3, the regions having the highest eddy current density occurring in the region of the two grooves 2 and at the two band edges 11. A division of the turbulent flow paths 10 at the strip edges 11 does not take place; all eddy current paths 10 are always redirected in the same direction, so that they form only a single 'system of nested closed circuits'

Die erfindungsgemäße Anordnung der Schutzschienen 12 zur Vermeidung der Bandkantenüberhitzung ist der Fig. 4 zu entnehmen. Die beiden Schutzschienen 12 an den Induktorseiten und die Eisenkörper der Einzelinduktorhälfton 1 sind mechanisch vollkommen getrennt, so daß eine beliebige Lageeinstellung der Schutzschienen 12 ohne eine gleichzeitige Lageveränderung der Einzelinduktorhälften 1 möglich ist. Damit die Abstände der beiden Schutzschienen 12 von der gedachten Mittellinie des Metallbandos 9 stets symmetrisch bleiben, wird durch die Funktionsweise des Verstellmechanismus eine gleichzeitige und gleichmäßige Verstellung der beiden Schutzschienen 12 erzwungen.The arrangement of the protective rails 12 according to the invention in order to avoid overheating of the strip edges is the Fig. Be found. 4 The two guard rails 12 on the inductor sides and the iron body of the Einzelinduktorhälfton 1 are completely separated mechanically, so that an arbitrary position adjustment of the protective rails 12 without a simultaneous change in position of the Einzelinduktorhälften 1 is possible. Thus, the distances of the two protective rails 12 always remain symmetrical from the imaginary center line of the metal band 9, a simultaneous and uniform adjustment of the two protective rails 12 is enforced by the operation of the adjustment.

Die Kühlung der Einzelinduktorhälften 1 erfolgt mit Kühlblechen 13 aus einem gut wärme leitfähigen Material, beispielsweise Kupfer. Die Kühlblechs 13 haben im Nutgebiet die gleichen Abmessungen wie die Dynamobleche der Einzelinduktorhälfte 1, so daß sie mit den Dynamoblechen zu einemThe cooling of the Einzelinduktorhälften 1 is carried out with cooling plates 13 of a good heat conductive material, such as copper. The cooling plate 13 have in the Nutgebiet the same dimensions as the Dynamo plates of the Einzelinduktorhälfte 1 so that they with the Dynamo sheets to a

gemeinsamen Block zusammengeschichtet werden können· Wie Fig. 5 zeigt, ragen die Kühlbleche 13 über den Rücken des Eisenpakets einer Induktorhälfte hinaus· Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, an die Kühlbleche 13 Kühlrohre 14 anzubringen, um die Bleche direkt mit dem Kühlmedium zu kühlen· Wegen der Magnetflußverdrängung im Eisenkreis der Einzelinduktorhälfte 1, die speziell bei der Verwendung einer mittelfrequenten Induktorspeisespannung stark in Erscheinung tritt, sind die Kühlblechabstände an den Rändern geringer als in der Mitte.As shown in FIG. 5, the cooling plates 13 protrude beyond the back of the iron core of an inductor half. This creates the possibility of attaching cooling tubes 14 to the cooling plates 13 in order to cool the plates directly with the cooling medium the magnetic flux displacement in the iron cycle of the Einzelinduktorhälfte 1, especially in the use of a medium-frequency Induktorspeisespannung occurs in appearance, the cooling plate spacings are lower at the edges than in the middle.

Ein weiteres Ausführungsboispiel besteht darin, daß nicht jede Einzelinduktorhälfte 1 separate Kühlbleche 13 besitzt, sondern daß jedes Kühlblech 13 alle Einzelinduktorhälften einer Bandsoite durchsetzt. Die Einzelinduktorhälften I werden mit Messingbolzen 15 seitlich verspannt.Another Ausführungsboispiel is that not each Einzelinduktorhälfte 1 has separate cooling plates 13, but that each cooling plate 13 passes through all Einzelinduktorhälften a Bandsoite. The Einzelinduktorhälften I are clamped laterally with brass bolt 15.

Claims (3)

Erfindungsansprücheinvention claims 1· Vorrichtung zum Erhitzen von Metalibändern im Durchlaufverfahren mittels Querfeldinduktion unter Anwendung von mehreren Spulensystemen, dadurch gekennzeichnet, daß in Bandlaufrichtung hintereinanderliegende, magnetisch nicht gekoppelte, in bekannten, räumlich getrennt angeordneten Einzelinduktoren, angeordnete Spulensysteme vorgesehen sind*1 · Apparatus for heating metal bands in a continuous process by transverse field induction using a plurality of coil systems, characterized in that in the strip running direction, one behind the other, magnetically non-coupled, in known, spatially separated individual inductors arranged coil systems are provided * 2· Vorrichtung nach Punkt 1., dadurch gekennzeichnet, daß u-förmige Schutzschienen (12) angeordnet sind, die das Metallband (9) im Bereich des Arbeitsluftspaltes (8) des Juerfeldinduktors an jeder Bandseite beidseitig überlappen, wobei keine mechanische Kopplung zwischen den Schutzschienen (12) und den Eisenpaketen der Einzelinduktorhälften (1) besteht,2 · Device according to item 1, characterized in that U-shaped protective rails (12) are arranged, which overlap the metal strip (9) in the region of the working air gap (8) of the Juerfeldinduktors on each band side on both sides, with no mechanical coupling between the protective rails (12) and the iron packages of the single-inductor halves (1), 3· Vorrichtung nach Punkt 1», dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenpakete der Einzelinduktorhälften (1) mit Kühlblechen (13) ausgerüstet sind, die über den Rücken des Eise-npaketes hinausragen und mit Kühlrohren (14) verbunden sind und die, in der Flußdichte in Schichtrichtung Rechnung tragenden Abständen, einzeln in das Eisenpaket eingeschichtet sind.Device according to point 1 », characterized in that the iron packets of the single-inductor halves (1) are equipped with cooling plates (13) which protrude beyond the back of the ice pack and are connected to cooling tubes (14) and which, in the flux density in the layer direction bill carrying intervals, individually layered in the iron package. - Hierzu 2 Seiten Zeichnungen -- For this 2 pages drawings -