DE2706370A1 - Waermebehandlungsofen - Google Patents

Description

Pa-tsntanwüitc Dipl.-ing. Curt Wallach

Dip:.-Ing. Günther Koch

£· Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D -8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 15· Februar 1977 Un_Mr Zeichen: 15 784 - Ιζ/Αρ Unionspriorität Datum: 17* Februar 1976 Land: Großbritannien Aktenzeichen: 6188/76 Bezeichnung: Wärmebehandlungeofen Anmelder: British Steel Corporation, London, 3.W.I., England Als Erfinder

benannt: George Jackson, SheffieldAorkshire(England)

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Netall oder Erz in Band- oder Blechform (dies wird im folgenden als Metallband bezeichnet). Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Wärmebehandlungsöfen, in denen das Metallband durch den Ofen auf einem Gaskissen transportiert wird.

FrUhere Vorschläge bei Wärmebehandlungsöfen, die ein Oasträgersystem für die Metallbänder aufweisen» hatten nur begrenzte Anwendung« weil sie große Volumen von unter hohem Druck und hoher Temperatur stehenden Oases erforderten, das von einer äußeren Quelle zugeführt werden mußte und die bekannten öfen waren auch nicht in der Lage, Bänder unterschiedlicher Breitenabmessungen zu behandeln, ohne daduroh hohe Oasverluste nach der Atmosphäre hin in Kauf zu nehmen.

Es sind Ofen bekannt, bei denen das Band berührungslos durch ein statisches Druckkissen schwebend gehalten wird, das durch eine Vielzahl von Hochdruckgasstrahlen gebildet wird, die von einer außerhalb des Ofens angeordneten Gasquelle zugeführt werden. Ein solcher Ofen ist kostspielig zu betreiben, weil ständig große Oasvolumen benötigt werden, die das Oaskissen aufrechterhalten.

Es sind auch sohon Ofen bekannt geworden, die einen Herd in Gestalt eines Troges aufweisen, der nach außen schräg verlaufende Wandungen besitzt, wobei das Gas dem unteren Bereich des Troges zugeführt wird, um ein Gaskissen unter dem durch den Trog laufenden Band zu erzeugen.

Derartige Ofen haben gegenüber den vorerwähnten öfen den Vorteil, daß relativ geringe Oasvolumen erforderlich sind, um das Trägerkissen aufrecht zu erhalten. Außerdem haben sie den Vorteil, daß das Band selbstzentriert wird wenn es durch den

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Ofen hindurchtritt, und daß Bänder mit unterschiedlicheren Breiten durch den Ofen geführt werden können. Diese Ofen weisen jedoch den Nachteil auf, daß das Band während es im Trog des Ofens befindlich ist, ausgebogen wird, und daß Bänder unterschiedlicher Breite durch den Trog in unterschiedlichen Höhen schweben. Demgemäß sind die Gasverluste nach der Atmosphäre hin beträchtlich, da die Tiefe dieser öffnungen genügend groß sein muß, damit das Band in gewölbter Form hindurchtreten kann, die es annimmt, wenn das Band durch den Trog schwebt, und um es den Bändern zu ermöglichen, in unterschiedlichen Höhen innerhalb des Troges zu schweben und in diesen unterschiedlichen Höhen in den Ofen einzutreten bzw. aus diesem auszutreten. Die letztgenannten Nachteil könnten nur durch komplizierte und teure Dichtungen am Einlauf und am Auslauf des Ofens vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet.

Gemäß der Erfindung ist ein Ofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Metallbandes in der Weise ausgebildet, daß ein Einlauftisch vorgesehen wird, welcher einen Vorderabschnitt mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche und einen Hinterabschnitt aufweist, der nach unten nach der Basis eines Schwebetroges nach unten geneigt ist, wobei der Trog sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Heizzone des Ofens erstreckt und nach oben und außen geneigte Seitenwände besitzt, und wobei der Ofen außerdem Strömungsdrosseleinrichtungen besitzt, die über der oberen Oberfläche des Vorderabschnitts des Einlauftisches liegen, um mit der Tischoberfläche einen flachen Schlitz zu bilden, der ausreicht um das Band in den Ofen eintreten zu lassen.

Der Einlauftisch kann einen Sohwebetisch aufweisen, dessen

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Oberfläche mit einer Vielzahl von Offnungen versehen 1st, durch die Druckgas nach oben nach der unteren Oberfläche des Bandes ausströmen kann« wenn dieses über den Tisch geführt wird. Stattdessen kann der Einlauftisch als Rollentisch ausgebildet sein, und eine Vielzahl benachbarter Rollen besitzen, die sich um Achsen drehen, welche senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes über den Tisch verlaufen.

Oemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Ofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung eines Metallbandes mit einem Einlaufschwebetisch versehen, dessen obere Oberfläche mit einer Vielzahl von Offnungen versehen ist, um Druckgas nach oben nach der Unterfläche des Bandes gelangen zu lassen, wenn dieses über den Tisch geführt wird, wobei erfindungsgemäß ein Vorderabschnitt mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche und ein Nachlauf abschnitt vorgesehen sind, der nach unten nach der Basis des Schwebetischtroges geneigt ist und sich im wesentlichen über die volle Länge der Erwärmungszone des Ofens erstreckt und naoh oben und außen geneigte Seltenwände umfaßt. Der Ofen besitzt außerdem Strömungsbegrenzer über der oberen Oberfläche des Vorlaufabschnitts des Einlaufschwebetisches und definiert mit der Tischoberfläche einen flachen Schlitz der ausreicht, um das Band in den Ofen eintreten zu lassen.

Vorzugsweise besitzt der Ofen auch einen Austrittssohwebetisch, dessen obere Oberfläche mit Öffnungen versehen ist, um Druckgas nach oben auf die Unterseite des Bandes zu richten, wenn dieses über den Tisch läuft, wobei ein Vorderabschnitt dieses Auslaßtisches nach oben von der Basis des Troges geneigt ist und in einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Nachlaufabeohnitt des Tisches übergeht. Über dem Vorlaufabschnitt des Auetrittstisohes sind Strömungsdrosseln vorgesehen, die mit der Tischoberfläche einen flachen Schlitz definieren, der ausreicht, um das Band aus dem Ofen auetreten zu lassen.

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Die Strömungsdrossel!! können aus Lippendichtungen bestehen, die auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Ofens angeordnet sind. Stattdessen können die Ströfflungsdrosseln an Austritt des Ofens auch aus einer Rollendichtung bestehen.

Gemäß einer bevorzugten Ofenkonstruktion besteht das dem Trog des Ofens zugeführte Gas aus einem reduzierenden Gas, das den geneigten Abschnitten von Einlauf- und Auslauftisch zugeführte Oas besteht vorzugsweise aus einem inerten Gas, und jenes Gas, welches den Abschnitten von Einlauf- und Auslauftisch zugeführt wird, die stromauf bzw. stromab der Strömungsdrossel liegen, besteht aus Druckluft.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Ofens;

Fig. 2 eine im Schnitt gezeichnete Seitenansicht des Einlaufschwebetisehes des Ofens gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht des Einlauftisohes gemäß Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 2; Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V gemäß Fig. 2; Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI gemäß Fig.

Der in der Zeichnung dargestellte Ofen weist einen Einlaufsohwebetisoh 1 auf, der einen ebenen horizontalen Oberflächenvorderabschnitt 2 und einen nach unten geneigten Naohlauf-

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abschnitt 3 aufweist. Aus Figur 3 1st ersichtlich« daß die Oberfläche des Einlauftisoh.es 1 mit mehreren im gleichen Abstand zueinander liegenden Offnungen 4 versehen ist. Der Tischabschnitt 3 ist nach unten auf den Grund 5 des Schwebetroges 6 hin geneigt» der sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Heizzone des Ofens erstreckt. Die Seitenwände 7 des Troges sind nach oben und nach außen von der Basis 5 nach dem Vorlaufabschnitt 2 des Tisohes 1 geneigt und der Nachlauf abschnitt 3 des Tisches 1st so ausgebildet, daß er in die geneigten Seitenwände 7 des Troges Übergeht. An der Übergangsstelle zwischen dem Vor lauf abschnitt und dem Nachlauf abschnitt 2 bzw. 3 ist die Ti schoberf lache gekrümmt. Der Nachlauf abschnitt 3 kann entweder Im wesentlichen flach oder mit etwa dem gleichen Krümmungsradius gekrümmt sein« der am übergang zwischen den beiden Abschnitten des Tisches vorgesehen ist. Der Ofen weist außerdem einen Austrittsschwebetisch 8 auf» welcher einen Vorlaufabschnitt 9 besitzt, der von der Basis 5 des Troges 6 nach oben geneigt ist und an den ein im wesentlichen flacher, horizontaler Nachlauf abschnitt 11 anschließt. Der Tisch 8 besitzt an seiner OberflSohe mehrere Offnungen, ähnlich den Offnungen 4 des Tisches 1.

Aus Figur 1 1st ersichtlich, daß der Ofen eine wassergekühlte Eintrittszone 13, eine zentrale mit feuerfestem Material ausgekleidete Heizzone 14 und eine wassergekühlte AustrittekUhlzone 15 aufweist. Die Hüllen der Zonen 13 und 15 können aus Stahl bestehen.

Am vorderen Ende der Ofenzone 13 befindet sioh eine Einlaßlippendichtung 16. Diese Dichtung 16 liegt über dem Vor lauf abschnitt 2 des Eintrittstisohes 1 und 1st von der Tisohoberfläche im Abstand angeordnet, um einen flachen, langgestreckten Schlitz 17 genügender Tiefe zu sohaffen, durch die ein Metallband "S" in den Ofen eintreten kann. Am Ende der Ofenzone 15 über dem Hinter-

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abschnitt 11 des Austrittstisches 18 befindet sich eine Austrittsdichtung 18, die mit der Tischoberfläche einen flachen Längsschlitz 19 bildet.

Druckgas wird von einer Quelle 21 über eine Leitung 22 den Kammern 23 zugeführt, die in Verbindung mit den Offnungen in den Abschnitten 2 und 11 der Tische 1 und 18 stromauf und stromab der Dichtungen 16 und 18 liegen. Das Oas kann Luft oder Stickstoff sein. Benachbart zu den Kammern 23 befinden sich weitere Kammern 24, die von Jenen Teilen der Tischabschnitte 2 und 11 in der Nähe der Dichtungen 16 und 18 und den geneigten Tischabschnitten 3 und 9 abgedeckt sind. Die Kammern 24 werden mit einem inerten Oas, z.B. Stickstoff unter Druck aus einer Quelle 25 gespeist.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß der Trog 6 der Heizzone 14 in eine Anzahl getrennter Kammern 26 durch vorstehende Wände 27 unterteilt ist, wobei Jede Kammer 26 mit einem Druckgas über einen Injektorkanal 28 (Figur 4) gespeist wird. Das aus den Injektoren 28 austretende Oas induziert Oase, die bereits im Ofen vorhanden sind und bewirkt, daß diese über einen Seitenkanal 29 und Kanäle 30 in die einzelnen Kammern 26 des Troges 6 gelangen. Das innerhalb des Troges 6 befindliche Oas strömt nach oben nach der unteren Oberfläche des Bandes "S" und verläßt den Trog zwischen den Seitenrändern des Bandes und den gegenüberliegenden Oberflächen der geneigten Seitenwände 7 des Tr ogee. Das Band ⁿSⁿ wird daher über den geneigten Wänden des Troges durch das rezirkulierende Oas getragen, das tatsächlich ein kontinuierliches Oaskissen bildet, auf dem das Band schwebt. Das der Heizzone 14 zugeführte Oaa kann ein reduzierendes Oas sein und die Zufuhrungsrate dieses Oases wird gemäß der Rate gesteuert, mit welcher Oas aus dem Ofen über die Schlitze 17,19 entweicht.

Im Betrieb tritt das Band ⁿS" in die gekühlte Einlaßzone I3

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über den Schlitz 17 ein» der zwischen der Dichtung 16 und dem Tisch 1 vorgesehen ist. Der von Band bein Durchlaufen des Ofens beschrlttene Pfad ist in Figur 2 strichpunktiert dargestellt. Das Band wird über dem Tisch durch Oasstrahlen getragen« die aus den öffnungen 4 austreten. Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich« nimmt das Band eine im wesentlichen flache Lage über dem Tisch ein« well die Druckverteilung unter dem Streifen über die Breite im wesentlichen konstant 1st. Deshalb braucht die Tiefe des Schlitzes 17 nur wenig größer gehalten zu werden als die Dicke des Bandes. Die Breite des Schlitzes kann Jedoch derart gestaltet werden« dafl verschiedene Bandbreiten in den Ofen eingeführt und aus diesem herausgezogen werden können« ohne daß sich hieraus Übermäßige Gasverluste durch Leokströme aus dem Ofen ergeben. Nachdem das Band die Dichtung 16 durchlaufen hat« wird es durch den geneigten Abschnitt 3 des Tisches nach dem Trog 6 geleitet. Das Band schwebt über den Trog in einer Höhe, die von der Breite und von dem Druck der Oase abhängt« von denen das Band getragen wird. Die geneigten Wände 7 des Troges ermöglichen eine Behandlung von Bändern unterschiedlicher Breite innerhalb des Ofens. Wie in Figur 4 dargestellt« nimmt das Band eine im Querschnitt gewölbte Lage ein« wenn es durch den Trog 6 geführt wird« well sioh eine ungleichmäßige Druckverteilung über der unteren Oberfläche ergibt. Das Band verläßt den Trog 6 über den nach oben geneigten Abschnitt 9 des Austrittssohwebetisohes 8 und läuft aus dem Ofen über den Schlitz 19 heraus« der zwischen dem Austrittstisoh 8 und der Dichtung 18 gebildet ist. Wie bei dem Elntrittstisoh 1 nimmt das Band eine im wesentlichen flache Lage ein« wenn es über den Tisch 8 läuft« so daß die Tiefe des Schlitzes 19 minimal gehalten werden kann.

Früher wurden die Wärmebehandlungsöfen« bei denen das Band auf einem Oaskissen getragen wird« mit einem kontinuierlichen über die gesamte Länge durchlaufenden Trog ausgestattet. Daher

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mußten die Schlitze an den Eintritts- und Austrittsdichtungen genügend tief gehalten werden, um einen Durchtritt des Bandes In durchgebogener Lage zu ermöglichen. Durch Anwendung von Sohwebetlschen am Einlaß und am Auslaß des Ofens ermöglicht die beschriebene Anordnung ein Einlaufen und ein Auslaufen des Bandes in flacher Lage, so daß die erforderliche Tiefe der Eintritts- und Austrittsschlitze verringert werden kann und demgemäß der Gasleckstrom vom Ofen vermindert werden kann. Infolgedessen wird ebenso die erforderliche Druckgasmenge, die dem Ofen zuzuführen ist, vermindert. Außerdem wird durch die Erfindung ein Ofen geschaffen, mit dem Bänder unterschiedlicher Breite bei minimalen Oasverlusten aus dem Ofen behan elt werden können.

Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sohwebetisch 1 am Einlauf des Ofens durch einen konventionellen Rollentisoh ersetzt, der mehrere benachbarte Rollen aufweist, die frei um Achsen drehbar sind, welche senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes im Ofen liegen. Bei einer solchen Ausbildung erhält das Band wiederum eine flache Konfiguration wenn es über die Oberfläche des Tisches läuft, so daß wiederum ein minimaler Spalt zwischen der Eintrittsdiohtung und der Oberfläche des Tisches ausreichend ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Strahl-Schwebetisch 8 durch einen Rollentisch ersetzt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Rollentische auch am Einlaß und am Auslaß des Ofens vorgesehen werden.

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Claims (9)

Patentansprüche :

1. Ofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Metallbändern,

dadurch gekennzeichnet* daß ein Einlaßtisch (1) vorgesehen ist» der einen Vorlaufabschnitt besitzt» welcher eine im wesentlichen ebene obere Oberfläche hat und der außerdem einen Nachlaufabschnitt besitzt» der nach unten nach der Basis eines Schwebetroges hin geneigt ist» daß der Trog sich über die gesamte Länge der Heizzone des Ofens erstreckt und nach oben und außen geneigte Seltenwände besitzt, und daß der Ofen weiter Strömungsdrosseln aufweist» die über der oberen Oberfläche des Vorlaufabschnitte des Eintrittstisches liegen» um mit der Tischoberfläche einen flachen Schlitz zu bilden» der ausreicht um ein Eintreten des Bandes in den Ofen zu ermöglichen.

2. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet» daß der Einlauftisch als Schwebetisch ausgebildet ist» dessen obere Oberfläche mit mehreren öffnungen versehen ist» um ein Druckgas nach oben nach der unteren Oberfläche des Bandes zu richten» wenn dieses über den Tisch geführt wird.

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3. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet» daß der Einlauf tisch als Rollentisch ausgebildet ist, der eine Vielzahl benachbarter Rollen besitzt, die um horizontale Achsen drehbar sind, welche senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes über dem Tisch verlaufen.

4. Wärmebehandlungsofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Metallbändern nach einem der Ansprüche 1 bis 3»

dadurch gekennzeichnet, daß ein Eintrittsschwebetisch vorgesehen ist, der eine obere Oberfläche aufweist, die mit einer Vielzahl von Offnungen versehen ist, um ein Druckgas nach oben nach der unteren Oberfläche des Bandes austreten zu lassen, wenn dieses über den Tisch geführt wird, und daß dieser Einlaßschwebetisch einen Vorderabschnitt mit einer im wesentlichen ebenen oberen Oberfläche und einen Nachlauf abschnitt aufweist, der nach unten nach der Basis eines Schwebetroges geneigt ist, welcher sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Heizzone des Ofens erstreckt und nach oben und außen geneigte Seitenwände besitzt, und daß der Ofen außerdem Strömungsdrosseln über der oberen Oberfläche des Vor lauf abschnitte des Einlaß8chwebetisohes aufweist, die mit der Tischoberfläche einen flachen Schlitz definieren, der ausreioht das Band In den Ofen eintreten zu lassen.

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5. Wärmebehandlungsofen naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» daß ein Austrittsschwebetisch vorgesehen ist« der eine obere Oberfläche besitzt» welche mit Offnungen ausgestattet ist* um ein Druckgas nach oben nach der unteren Oberfläche des Bandes austreten zu lassen» wenn dieses über den Tisch geführt wird» und daß dieser Auslaßschwebetisch einen Vorderabschnitt besitzt» der nach oben von der Basis des Troges geneigt 1st» und in einen Nachlaufabschnitt übergeht» welcher eine im wesentlichen ebene Oberfläche besitzt.

6. Wärmebehandlungsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5»

dadurch gekennzeichnet» daß die Strömungsdrosseln Lippendichtungen aufweisen» die am Einlaß und am Auslaß des Ofens vorgesehen sind.

7. Wärmebehandlungsofen naoh einem der Ansprüche 1 bis 5»

dadurch gekennzeichnet» daß die Strömungsdrosseln am Austritt des Ofens aus einer Rollendichtung bestehen.

8. Wärmebehandlungsofen naoh einem der Ansprüche 1 bis 7.

dadurch gekennzeichnet» daß der Schwebetrog in eine Vielzahl getrennter» oben offener Kammern unterteilt 1st» von denen jede über einen Injektor mit Druckgas gespeist wird.

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9. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 8«

dadurch gekennzeichnet« daß das dem Trog zugeführte Gas ein reduzierendes Gas ist.

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