DE2219715B2 - BELT FLOATING DEVICE FOR HEAT TREATMENT INSIDE A FURNACE - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Band-Schwebeführungsvorrichtung zur Wärmebehandlung innerhalb eines Ofens, bei der ober- und unterhalb des Bandes, das den Ofen durchläuft, Düsenöffnungen angeordnet sind, wobei ein Rückführgebläse zum Aufblasen eines Gases durch einen Auslaßkanal und die Düsenöffnungen und ein Kühler für das vom Rückführgebläse angesaugte Gas vorgesehen sind.The invention relates to a tape levitation guide device for heat treatment within a furnace, at the top and bottom of the belt that the Oven passes through, nozzle openings are arranged, with a return fan for inflating a gas through an outlet channel and the nozzle openings and a cooler for that sucked in by the recirculation fan Gas are provided.

Eine solche Band-Schwebeführungsvorrichtung ist aus der DT-OS 14 58 532 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein Band in Längsrichtung schwebend durch eine Wärmebehandlungs-Vorrichtung hindurchgetragen und dabei auf bestimmte Temperaturen erwärmt oder abgekühlt. Das Band wird über einen kastenähnlichen Behälter mit öffnungen der oberen horizontalen Wandung geführt und durch ein Gas, das aus den öffnungen austritt, getragen. Diese öffnungen können als Düsen ausgebildet und sowohl unter- als auch oberhalb des Bandes angebracht sein. Der kastenähnliche Behälter weist Strömungskanäle auf, die ermöglichen, daß das Gaspolster auf einem anderen Weg entweicht als durch den, der die Ränder des Streifens umgibt. Diese Strömungskanäle enden in ihren unteren Enden in der unteren Wandung des kastenartigen Behälters. Dabei können jeweils mehrere Düsenöffnungen der oberen horizontalen Wandung jeweils zwei Strömungskanälen entlang der vertikalen Wandung des kastenartigen Behälters zugeordnet sein. Das Gas, das die Strömungskanäle verläßt, kann über ein Rückführgebläse den Düsen wieder zugeführt werden, wobei ein Kühler für das vom Rückführgebläse angesaugte Gas vorgesehen sein kann. Dadurch, daß jeweils mehreren Düscnöffr.uriger! nur zwei Strörnungskanäie zugeordnet *5 sind, die von den einzelnen Düsenöffnungen unterschiedliche Abstände aufweisen, ist zwar ein gezieltes Ausblasen, jedoch kein scharf begrenzter Abzug des Gases möglich. Vielmehr muß das Gas auf dem Wege von der Düsenöffnung zu den Strömursgskanälen einen unbestimmten, diffusen Weg zurücklegen. Eine kontrollierte Schwebeführung ist dadurch nicht zu verwirklichen Nachteilig ist weiterhin, daß das Gas mit Atmosphärenluft, die über die Ränder des Streifens eindringt vermischt wird, wodurch eine kontinuierlich gleichbleibende Prozeßführung erschwert w.rd.Such a band levitation guide device is known from DT-OS 14 58 532. With this well-known Device, a tape is carried through a heat treatment device in a floating manner in the longitudinal direction and thereby heated or cooled to certain temperatures. The tape is over a box-like container with openings in the upper horizontal wall and guided by a gas that emerges from the openings. These openings can be designed as nozzles and attached both below and above the belt. Of the box-like container has flow channels that allow the gas cushion on another Way escapes than through that which surrounds the edges of the strip. These flow channels end in theirs lower ends in the lower wall of the box-like container. Several nozzle openings can be used in each case the upper horizontal wall two flow channels along the vertical wall of the be assigned box-like container. The gas that leaves the flow channels can be via a recirculation fan are fed back to the nozzles, with a cooler for the gas sucked in by the recirculation fan can be provided. The fact that several nozzle openers are cleaner! only assigned to two stream channels * 5 that have different distances from the individual nozzle openings is a targeted one Blow out, but no sharply delimited withdrawal of the gas possible. Rather, the gas must be on the way Cover an indefinite, diffuse path from the nozzle opening to the flow channels. A controlled one Levitation control cannot be realized as a result. Another disadvantage is that the gas with Atmospheric air that penetrates over the edges of the strip is mixed, creating a continuous consistent process management made difficult w.rd.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde eine Band-Schwebeführungsvorrichtung dieser bekannten Gattung zu schaffen, die einen unverzüglichen und scharf begrenzten Abzug des ausgeblasenen Gases ermöglicht und bei der eine Vermischung des Gases mit Atmosphärenluft von der Außenseite der Vorrichtung her vermieden wird.In contrast, the invention is based on the object of a band levitation guide device of the same known genus to create an immediate and sharply delimited withdrawal of the blown gas and allows mixing of the Gas is avoided with atmospheric air from the outside of the device.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Dadurch, daß jeweils um eine Düsenöffnung herum unmittelbar angrenzend eine Ansaugöffnung angeordnet ist wird das ausgeblasene Gas unverzüglich wieder abgesaugt. Dabei ist jeder Düsenöffnung eine Ansaugöffnung zugeordnet. Dadurch wird ein scharf begrenzter Abzug des Gases ermöglicht, so daß eine definierte Ausbildung des Gaspolsters erreicht wird. Außerdem erlaubt diese Ausbildung eine kontrollierte Steuerung des Gaspolsters an jeder einzelnen Ausblas- und Ansaugstelle. Da der Ofen in geschlossener Bauweise ausgeführt ist, kann das Rückführgebläse so ausgelegt werden, daß es neben dem aus der Düsenöffnung ausgeblasenen Gas nur noch einen kleinen Teil von dem im Ofen befindlichen Gas, nicht jedoch Atmosphärenluft von außerhalb ansaugen kann.Characterized in that a suction opening is arranged in each case immediately adjacent to a nozzle opening the blown gas is sucked out again immediately. Each nozzle opening is a suction opening assigned. This enables a sharply delimited withdrawal of the gas, so that a defined Formation of the gas cushion is achieved. In addition, this training allows a controlled control of the gas cushion at each individual blow-out and suction point. Because the furnace is closed is executed, the recirculation fan can be designed so that it is next to that from the nozzle opening blown gas only a small part of the gas in the furnace, but not atmospheric air can suck in from outside.

Die Unteransprüche 2 und 3 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt Durch die Heizeinrichtung nach dem Anspruch 2 ist eine optimale Wärmeströmung des durch den Kühler gekühlten und durch das Rückführgebläse angesaugten Gases möglich. Die Merkmale des Anspruchs 3, wonach der Auslaßkanal aus einem Material hoher Wärmdeitfähigkeit hergestellt ist und am äußeren Umfang des Auslaßkanals auf einem Teilstück eine Vielzahl von Strahlungsrippen vorgesehen sind, dienen dem Zweck, die Wärmeströmung durch den geschlossenen Kreislauf optimal zu führen.The subclaims 2 and 3 contain advantageous developments of the invention Heating device according to claim 2 is an optimal heat flow of the cooled by the cooler and gas sucked in by the return fan possible. The features of claim 3, according to which the outlet channel is made of a material of high thermal conductivity and on the outer periphery of the outlet channel A plurality of radiation fins are provided on a section, serve the purpose that To optimally guide the flow of heat through the closed circuit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained. It shows

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Ofen mit einer erfindungsgemäßen Band-Schwebeführungsvorrichtung undF i g. 1 shows a vertical section through a furnace with a belt floating guide device according to the invention and

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie II — Il in F i g. 1.F i g. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1.

In der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise wird ein Band S, beispielsweise ein Metallband, mittels einer nicht näher dargestellten Antriebswalze gefördert Bei der dargestellten Ausführungsforrn sind mehrere Sätze von erfindungsgemäßen Schwebeführungsvorrichtungen 1 an Oberseite 2 und Boden 2' des Ofens derart angeordnet, daß sie sich mit ihren öffnungen einander gegenüberliegen und dabei einen kleinen Spalt zwischen Band und öffnung bilden.In the FIG. 1 as can be seen, a band S, For example, a metal strip, promoted by means of a drive roller not shown in the illustrated Embodiments are several sets of levitation guide devices 1 according to the invention arranged on the top 2 and bottom 2 'of the furnace in such a way that their openings are aligned with one another opposite and form a small gap between the band and the opening.

Eine Schwebefühnsngsvorrichtung 1 besteht aus einem äußeren Metallmantel 3, dessen Ende eine sich verengende öffnung bildet, und einem inneren Metall-Mantel 4, der in den äußeren Mantel eingesetzt ist und diesem praktisch entspricht, jedoch kleinere Abmessungen als dieser besitzt und mit einem Blendeneinsatz 6 versehen ist, welcher die kreisförmige Düsenöffnung festlegt. Die Enden von äußerem Mantel 3 und inneremA Schwebefühnsngsvorrichtung 1 consists of an outer metal jacket 3, the end of which is a constricting opening forms, and an inner metal jacket 4, which is inserted into the outer jacket and practically corresponds to this, but has smaller dimensions than this and with a diaphragm insert 6 is provided, which defines the circular nozzle opening. The ends of outer jacket 3 and inner

Mantel 4 bilden gemeinsam eine kreisförmige Ansaugöffnung 5.The jacket 4 together form a circular suction opening 5.

Die kreisförmige Ansaugöffnung 5 ist mit einem zwischen den Unterteilen von innerem Mantel 4 und äußerem Mantel 3 festgelegten Saugkanal 8 verbunden, während die kreisförmige Düsenöifnung 7 mit einem im Unterteil des inneren Mantels 4 gebildeten Auslaßkanal 10 verbunden ist.The circular suction opening 5 is with a between the lower parts of the inner shell 4 and outer jacket 3 fixed suction channel 8 connected, while the circular nozzle opening 7 with an im Lower part of the inner shell 4 formed outlet channel 10 is connected.

Im Saugkanal 8 ist ein Kühler 11 vorgesehen, während an der Übergangsstelle b/w. Verbindung zwischen Saugkanal 8 und Auslaßkanal 10 ein durch einen Motor 14 angetriebenes Rückführ-Gebläse 9 angeordnet ist.A cooler 11 is provided in the suction channel 8, while at the transition point b / w. link a return fan 9 driven by a motor 14 between the suction channel 8 and the outlet channel 10 is arranged.

Ein Teil der Außenseite des inneren Mantels 4, weicher den Umfang des Auslaßkanais 10 festlegt, ist mit Strahlungs-Rippen 12 besetzt, die einem Wärmetauscher bilden. Außerdem ist in diesem Teil eine Heizeinrichtung 13 vorgesehen, welcher Wärme von einer äußeren Wärmequelle aus zugeführt wird.A part of the outside of the inner jacket 4, which defines the periphery of the outlet channel 10, is occupied with radiation fins 12, which form a heat exchanger. Also in this part is a Heating device 13 is provided, which heat is supplied from an external heat source.

Der Ofen weist eine Haupt-Heizvorrichtung 15 zum Erwärmen des im Ofen befindlichen Bands Sauf, und an der Außenseite des äußeren Mantels 3 sowie an dem an den Kühler 11 angrenzenden Teil des Auslaßkanals ist ein isolierendes Material 16 angebracht.The furnace has a main heater 15 for heating the ribbon in the furnace, Sauf, and the outside of the outer shell 3 and on the part of the outlet channel adjoining the cooler 11 an insulating material 16 attached.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird ein Gasstrom über die kreisförmige Düsenöffnung 7 gegen beide Seiten des Bands 5 ausgeblasen, wobei das Band S infolge des in der Mitte der Düsenöffnung erzeugten statischen Gasdrucks sowie des dynamischen Drucks des Gasstroms im Schwebezustand gehalten wird. Das; aus der Düsenöfinung 7 ausgeblasene Gas wird nach dem Beaufschlagen des Bands S zusammen mit einem Teil des im Ofen befindlichen Gases augenblicklich wieder über die angrenzende kreisförmige Ansaugöffnung 5 angesaugt, worauf das angesaugte Gas durch den Kühler 11 abgekühlt, zum inneren Mantel 4 zurückgeführt und wieder über die kreisförmige Diisenöffnung 7 ausgeblasen wird, wobei das zum Schweben des Bands benutzte Gas seine ümlaufströmung durch den inneren Mantel 4 und den äußeren Mantel 3 ständig wiederholt.In the device described above, a gas flow is generated via the circular nozzle opening 7 blown against both sides of the band 5, the band S as a result of being in the center of the nozzle opening generated static gas pressure as well as the dynamic pressure of the gas flow held in suspension will. That; Gas blown out of the nozzle opening 7 is combined after the tape S has been acted upon with part of the gas in the furnace instantly again over the adjacent circular Suction opening 5 sucked, whereupon the sucked gas is cooled by the cooler 11, to the interior Jacket 4 is returned and blown out again through the circular nozzle opening 7, the for Floating the belt, gas used its bypass flow through the inner jacket 4 and the outer one Coat 3 repeated over and over again.

Falls das über die Ansaugöffnung 5 angesaugte Gas hierbei durch den Kühler 11 nicht gekühlt wird, besitzt es die gleiche Temperatur wie das im Ofen befindliche Gas, und wenn die Temperatur des im Ofeninneren befindlichen Gases weniger als 850° C beträgt, wie dies bei Wärmeöfen für Bänder aus Kupfer, Aluminium u. dgl. der Fall ist, vermag selbst ein handelsübliches Rückführ-Gebläse einer Temperatur dieser Größe standzuhalten. Falls jedoch die Gastemperatur im Ofeninneren über tlOO°C hinaus ansteigt, wie dies bei Wärmeöfen für Bänder aus Siliziumstahl, rostfreiem Stahl u. dgl. der Fall ist, vermag ein herkömmliches Rückführ-Gebläse dieser Temperatur nicht mehr standzuhalten.If the gas sucked in via the suction opening 5 is not cooled by the cooler 11, has it is the same temperature as the gas in the furnace, and if the temperature of the inside of the furnace located gas is less than 850 ° C, as is the case with heating furnaces for strips made of copper, aluminum and the like is the case, even a commercially available recirculation blower is capable of a temperature of this size to withstand. However, if the gas temperature inside the furnace rises above t100 ° C, as in Heating furnaces for belts made of silicon steel, stainless steel and the like is the case, a conventional one can do Recirculation fan can no longer withstand this temperature.

Da jedoch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das zur Schwebeführung der Bänder eingesetzte, rückgeführte Gas durch den Kühler 11 gekühlt wird, kann erfahrungsgemäß jedes gewöhnliche Rückführgebläse auch bei Wärmeöfen verwendet werden, welche ein Gas der genannten hohen Temperatur verwenden. Bei einem mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Versuch zum Erwärmen eines Bands aus Siliziumstahl von 315°C auf 1010⁰C wurde die im Ofeninneren herrschende Temperatur auf 1060°C erhöht, wobei ein Rückführ-Gebläse mit einer höchstzulässigen Dauertemperatur von 770⁰C in den Ofen eingebaut war. Wenn die Temperatur des den Auslaß des Rückführ-Gebläses durchströmenden Gases aus Sicherheitsgründen in der Endstufe der Behandlung des Bands auf 750"C eingestellt wurde, erreichte die Gastemperatur an der kreisförmigen Düsenöffnung 7 eine Temperatur von 760⁰C, an einer Stelle kurz vor derHowever, since in the device according to the invention the returned gas used for levitating the belts is cooled by the cooler 11, experience has shown that any conventional return fan can also be used in heating ovens which use a gas of the high temperature mentioned. In an experiment conducted using the apparatus of the invention attempt to heat a band of silicon steel from 315 ° C to 1010 ⁰ C, the pressure prevailing inside the furnace temperature was raised to 1060 ° C, wherein a recirculation blower with a maximum continuous temperature of 770 ⁰ C in the Oven was built in. When the temperature of the gas flowing through the outlet of the recirculation fan was set to 750 "C for safety reasons in the final stage of the treatment of the strip, the gas temperature at the circular nozzle opening 7 reached a temperature of 760 ⁰ C, at a point just before the

ίο kreisförmigen Ansaugöffnung 5 eine Temperatur von 800°C und unmittelbar vordem Eintritt in den Kühler U eine Temperatur von 790° C. Das Gas wurde zum Rückführ-Gebläse zurückgeleitet, nachdem seine Temperatur durch den Kühler 11 um 40⁰C auf 750⁰C reduziert worden war. Auf diese Weise konnte die Temperatur des vom Rückführ-Gebläse 9 angesaugten Gases auf unter 7ii0°C gehalten werden, wobei kein schädlicher Einfluß der Wärme iiuf das Rürkführ-Gebläse 9 zu beobachten war. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß das der Behandlung unterzogene Band 0,35 mm dick und 762 mm breit war und mit einer Geschwindigkeit von 75 m/min befördert wurde. Oberwand und Boden des 54 m langen und 1,6 m breiten Ofens waren mit 31 Einheiten der erfindungsgemäßen Schwebeführungsvorrichtung ausgerüstet. Dabei wurden je fünf Rückführ-Gebläse und Kühlier verwendet.ίο circular suction port 5 at a temperature of 800 ° C and immediately before the entry into the cooler U a temperature of 790 ° C. The gas was returned to the recirculation blower, after having its temperature reduced by the cooler 11 to 40 ⁰ C to 750 ⁰ C. had been. In this way, the temperature of the gas sucked in by the recirculation fan 9 could be kept below 70 ° C., with no harmful influence of the heat on the recirculation fan 9 being observed. In this connection it should be mentioned that the belt subjected to the treatment was 0.35 mm thick and 762 mm wide and was conveyed at a speed of 75 m / min. The top wall and bottom of the 54 m long and 1.6 m wide furnace were equipped with 31 units of the levitation guide device according to the invention. Five recirculation fans and five coolers were used.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt das in den äußeren Mantel 3 eingesaugte Gas eine Vorwärmung des inneren Mantels 4 von dessen Außenseite her. Insbesondere im Bereich der als Wärmetauscher wirkenden Rippen 12 erfolgt der Wärmeaustausch derart wirksam, daß nicht nur das angesaugte Gas abkühlt, sondern auch das ausströmende Gas erwärmt wird, wodurch die Aufgabe der Erfindung auf vorgesehene Weise erfüllt werden kann. Außerdem kann infolge der Anordnung der Heizeinrichtung 13 im Auslaßkanal 10 die Temperatur des über die Düsenöffnung 7 ausströmenden Gases ohne weiteres nach Bedarf auf einen gewünschten Wert erhöht werden.During operation of the device according to the invention, the gas sucked into the outer jacket 3 has the effect a preheating of the inner shell 4 from the outside thereof. Especially in the area of as Heat exchanger-acting ribs 12, the heat exchange takes place so effectively that not only that sucked gas cools, but also the outflowing gas is heated, thereby the task of Invention can be fulfilled in the intended manner. In addition, due to the arrangement of the heater 13 in the outlet channel 10, the temperature of the gas flowing out through the nozzle opening 7 without can be further increased to a desired value as required.

Bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann folglich das angesaugte Gas vor seinem Eintritt in das Rückführ-Gebläse mittels eines Kühlers abgekühlt werden, wodurch die Gastemperatur auf einen für das Gebläse unschädlichen Wert gesenkt wird. Infolgedessen ist die ErF ^dung nicht nur auf einen Hochtemperatur-Wärmeofen wendbar, für den alle bisherigen Schwebeführungsvorrichtungen ungeeignet waren, vielmehr ermöglicht die Erfindung auch die Umrüstung herkömmlicher Wärmeöfen mit einer ähnlichen Sehwebetührungsvorrichtung zu einer Ofenadsstattung mit einem verstärkt kostensparenden Rückführ-Gebläse.In the device according to the invention described above, the sucked in gas can consequently before its entry into the recirculation fan can be cooled by means of a cooler, reducing the gas temperature is reduced to a value that is harmless to the fan. As a result, the invention is not just for one Reversible high-temperature heating furnace, for which all previous levitation guide devices were unsuitable were, rather the invention also enables conventional heating ovens to be retrofitted with a Similar Sehwebetührungsvorrichtung to a furnace with a more cost-saving Return blower.

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Band-Schwebeführungsvoi richtung, bei welcher ein innerer Mantel mit einer εη seinem einen Ende vorgesehenen Düsenöffnung im Inneren eines äußeren Mantels angeordnet ist, so daß beine Ansaugöffnung zwischen den beiden Mänteln festgelegt wird. Düsenöffniing und Ansaugöffnung sind über einen mit einem Rückführ-Gebläst versehenen Gasströmungskanal miteinander verbunden, in weichem stromauf des Rückführ-Gebläses ein Kühler angeordnet ist.In summary, the invention thus creates a band-Schwebführungvoi direction in which a inner jacket with an εη at one end provided nozzle opening is arranged inside an outer jacket, so that a suction opening is set between the two coats. Nozzle opening and suction ports are connected to each other via a gas flow passage provided with a return fan connected, in which a cooler is arranged upstream of the recirculation fan.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Band-Schwebeführungsvorrichtung zur Wärmebehandlung innerhalb eines Ofens, bei der ober- und unterhalb des Bandes, das den Ofen durchläuft, Diisenöffnungen angeordnet sind, wobei ein Rückführgebläse zum Ausblasen eines Gases durch einen Auslaßkanal und die Düsenöffnungen und ein Kühler für das vom Rückführgebläse ',angesaugte Gas vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils um eine Düsenöffnung (7) herum eine Ansaugöffnung (5) angeordnet ist, wobei der Auslaßkanal (10), der mit der Düsenöffnung (7) verbunden ist, in den Saugkanal (8), der mit der Ansaugöffnung (5) verbunden ist, eingebaut ist und dadurch einen geschlossenen Strömungskanal (8,10) bildet, der in seinem Innerenden Kühler (11) und das Rückführgebläse (9) aufweist.1. Belt levitation guide device for heat treatment within a furnace, with the upper and nozzle orifices located below the belt passing through the furnace, with a recycle fan for blowing out a gas through an outlet channel and the nozzle openings and a cooler for the gas sucked in by the return fan, characterized in that that a suction opening (5) is arranged around a nozzle opening (7), the Outlet channel (10), which is connected to the nozzle opening (7), into the suction channel (8), which is connected to the Suction opening (5) is connected, is installed and thereby a closed flow channel (8,10) forms, the inside of the cooler (11) and the Has return fan (9). 2. Band-Schwebeführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auslaßkarial (10) des Strömungskanals (8, 10) eine Heizeinrichtung (13) eingesetzt ist.2. tape levitation guide device according to claim 1, characterized in that in the Outlet carial (10) of the flow channel (8, 10) a heating device (13) is used. 3. Band-Schwebeführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (10) aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit besteht und am äußeren Umfang des Auslaßkanals (10) auf einem Teilstück eine Vielzahl von Strahlungsrippen (12) angeordnet sind.3. tape levitation guide device according to claim 1 or 2, characterized in that the Outlet channel (10) consists of a material of high thermal conductivity and on the outer periphery of the Outlet channel (10) a plurality of radiation fins (12) are arranged on a section. 3030th