EP2104745B1 - Vorrichtung zur schwebenden führung von bahnförmigem material - Google Patents

Vorrichtung zur schwebenden führung von bahnförmigem material Download PDF

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EP2104745B1
EP2104745B1 EP07847104A EP07847104A EP2104745B1 EP 2104745 B1 EP2104745 B1 EP 2104745B1 EP 07847104 A EP07847104 A EP 07847104A EP 07847104 A EP07847104 A EP 07847104A EP 2104745 B1 EP2104745 B1 EP 2104745B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
radial fan
flow channel
shaped material
channel system
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07847104A
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English (en)
French (fr)
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EP2104745A1 (de
Inventor
Winfried Sommereisen
Klaus-Dieter Oeschger
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Otto Junker GmbH
Original Assignee
Otto Junker GmbH
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/24—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by fluid action, e.g. to retard the running web
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/36—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for balls; for rollers

Definitions

  • the invention relates to a device for the floating guidance of sheet material, in particular metal bands, with at least a first centrifugal fan and at least one of the at least one first radial fan associated flow channel system, wherein the at least one first centrifugal fan generates a fluid flow, which through the at least one flow channel system for Surface of the sheet material is transported to the floating guide thereof. Furthermore, the invention relates to a ribbon float furnace.
  • Devices of this type have long been known from the prior art (eg DE-OS 29 08 348 . DE 40 10 280 A1 . EP 08 64 519 B1 ).
  • a fluid flow is generated by one or more centrifugal fans, which is passed through a flow channel system and provided at its end nozzle system on the web material to be treated.
  • a gas stream is generated in a furnace housing by means of one or more centrifugal fans, which is usually passed through a flow channel system on both sides of the belt running through the furnace housing and this leads floating and possibly heated or keeps at a certain temperature.
  • heating elements are arranged in the flow channel system or in the space surrounding the flow channel system, which by Convection to heat the gas stream to the desired process temperature. At very high temperature (eg 870 ° C), the heat transfer to the gas stream takes place primarily by radiation.
  • EP 0864 519 A1 is a generic device for the floating guidance of web-like material, preferably metal bands, described in which the material web to be treated is guided horizontally through the device and on both sides, ie from above and from below, is blown.
  • a radial fan is provided on each side of the web in each case, which generates a fluid flow, which is transported via an associated flow channel system to the surface of the material web.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device for the floating guidance of web-like material, in particular of metal bands, of the type mentioned, which is also suitable for the treatment of heavy metal bands at very high temperatures.
  • the pressure of the fluid flow can be further increased.
  • the goal is always to achieve a pressure which is sufficient for the safe floating guidance of the web-like material. In this case, it is always ensured that the fan speeds required in the individual radial fans for the respective pressure increase are permanently below the above-specified material-dependent limit speed at which the limiting stresses acting on the fan blades would be exceeded.
  • the web-like material to be suspended can be guided in different orientations by the device according to the invention.
  • the web-like material is guided substantially horizontally through the device and acted upon from below or from below and above with the fluid flow. It is also possible to guide the web-shaped material inclined through the device.
  • the device comprises a first centrifugal fan and a flow channel system with a further centrifugal fan for acting on the underside of the sheet material with the fluid flow, wherein a further flow channel system for loading the top of the sheet material provided is, which branches off from the first flow channel system in the flow direction in front of the further radial fan.
  • the fluid flow applies a particularly high pressure to the underside of the web-shaped material in order to produce on the surface thereof a load-bearing force opposite to the weight force.
  • the fluid flow flowing from above onto the web-shaped material acts on the upper side of the web-shaped material at a significantly lower pressure and primarily serves to equalize the suspended guidance by the total fluid flow.
  • the invention provides that a first centrifugal fan is provided as the first pressure stage, the fluid flow generated by the first radial fan flows into two flow path systems that act on one side of the sheet-like material, wherein in each of the two flow channel systems another centrifugal fan is provided as a second pressure stage is.
  • a safe floating guidance of the web-like material is also possible regardless of its orientation in the device.
  • An optimal use of space in the device according to the invention results from the fact that the first centrifugal fan in the middle of the device in addition to the transported through the device web-shaped material is arranged and the two flow channel systems are arranged point-symmetrical to each other.
  • the device comprises at least one heating element for heating the fluid flow.
  • This can be arranged within the flow channel system or in the suction channel surrounding the flow channel system.
  • the heating element is designed as a jacket radiant tube. This expediently extends transversely to the transport direction of the web-like material and parallel to its surface.
  • a strip float oven for heat treatment of sheet material in particular metal strips, which comprises at least one device according to one of claims 1 to 9.
  • these are arranged one behind the other in the transport direction of the web-shaped material. These can be individual heating zones (with heating elements) and cooling sections (without heating elements).
  • a device for the floating guidance of sheet material is shown.
  • This comprises a cuboidal housing 1 with an inlet slot 1a and an inlet slot 1b, through which a heavy metal strip B to be treated is guided into or out of the device.
  • the metal strip B is acted upon by an upper and a lower nozzle field 2, 3 with a treatment gas stream and thus guided floating.
  • the nozzle fields 2, 3 each comprise a number of nozzle ribs 2a, 3a, from which the gas flows onto the belt B, and each between two nozzle ribs 2a, 3a arranged outflow channels 2b, 3b, via which the gas flows reflected at the belt surfaces in one Suction chamber 4 (see. Fig. 2 ) flow out again.
  • the suction chamber 4 is how out Fig. 2 emerges, arranged on both sides of the floating nozzle fields and extends over the entire length of the device.
  • the pressure prevailing in the treatment gas stream which must be sufficient to float even heavy strips, for example copper strips with a thickness> 2 mm, at very high temperatures (eg 870 ° C), is in the inventive device in several stages through in the flow channel system generates radial fans arranged one behind the other.
  • a first centrifugal fan 7 is provided as the first pressure stage, which in the side view of Fig. 1 in the middle of the device next to the metal strip B transported by the device (cf. Fig. 2 ) is arranged.
  • the gas flow generated by the first centrifugal fan 7 flows into two flow channel systems arranged point-symmetrically with respect to one another, as in FIG Fig. 1 shown and described in more detail below.
  • the first centrifugal fan 7 is arranged in a spiral housing 8, which divides into a lower half-screw 8a and an upper half-screw 8b.
  • the accelerated in the lower half-screw 8a partial gas flow flows, as in Fig. 1 recognizable, upwards and into the intake manifold 9a of a according to the invention arranged in the upper flow channel system behind the first centrifugal fan 7 further radial fan 9 a.
  • This is preferably designed as a drum rotor.
  • There it is further accelerated in a 360 ° volute casing 10 and flows with further increased pressure from there into a straight channel section 11, from where it is conducted to the opposite end wall of the housing 1.
  • the partial gas stream is deflected by 90 ° and passes through the inclined channel section 12 to the nozzle array 2, from where it flows onto the strip surface.
  • a gas flow with a pressure of 1500 Pa is generated by the first radial fan 7.
  • This divided into two partial gas streams in the volute 8 gas flow flows through the arranged in the two flow channel systems in the flow direction behind the first centrifugal fan 7 centrifugal fans 9, 13, a further increase in pressure, for example, 3000 Pa.
  • Fig. 3a is a further flow concept for a device according to the invention for the floating guiding of sheet material shown schematically.
  • a gas with the ambient pressure P R is sucked by a first centrifugal fan 16 and accelerated to a flow rate v.
  • the pressure in the centrifugal fan 16 is increased by a value ⁇ P to a value P o raised.
  • the flow channel system branches into a first and a second flow channel branch 17, 18, wherein a first partial gas flow through the first branch 17 flows directly to a nozzle array D 1 arranged above the metal strip B to be floated.
  • the partial gas stream with a pressure P o and a volume flow V o is blown from above onto the metal strip B.
  • a further partial gas flow reaches a further centrifugal fan 19 arranged in the second flow channel branch 18.
  • the pressure of the partial gas flow is increased to a value P u , which is greater than P o .
  • this partial gas stream flows into a nozzle field D 2 arranged below the metal strip B and from there onto the metal strip B from below Fig. 3a schematically illustrated device thus two partial gas streams are generated, which act on the metal strip B from above and below, the lower partial gas flow having a higher pressure than the upper, to compensate for the downwardly acting weight of the metal strip B.
  • the in the Fig. 3b schematically illustrated device corresponds to the in the Fig. 1 and 2 illustrated device.
  • a gas flow with the pressure P 1 is generated by a first radial fan 20.
  • the gas stream branches into two partial gas streams, which are supplied in separate flow channel systems 21, 22 to a further radial fan 23, 24.
  • these radial fans 23, 24 there is a further increase in pressure, so that both partial gas flows with further increased pressure P o or P u flow into the nozzle fields D1 and D2 and get from there to the surface of the metal strip B.
  • the pressure P u of the lower partial gas greater than or equal to the pressure P o of the upper partial gas flow, while the volume flow v u of the lower partial gas flow is greater than the volume flow v o of the upper partial gas flow.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schwebenden Führung von bahnenförmigem Material, insbesondere von Metallbändern, mit wenigstens einem ersten Radialventilator und mit wenigstens einem dem wenigstens einen ersten Radialventilator zugeordneten Strömungskanalsystem, wobei der wenigstens eine erste Radialventilator einen Fluidstrom erzeugt, welcher durch das wenigstens eine Strömungskanalsystem zur Oberfläche des bahnförmigen Materials zur schwebenden Führung desselben transportiert wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Bandschwebeofen.
  • Vorrichtungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt (z.B. DE-OS 29 08 348 , DE 40 10 280 A1 , EP 08 64 519 B1 ). In diesen Vorrichtungen wird durch einen oder mehrere Radialventilatoren ein Fluidstrom erzeugt, welcher über ein Strömungskanalsystem und ein an dessen Ende vorgesehenes Düsensystem auf das zu behandelnde bahnförmige Material geleitet wird.
  • Bei einem Bandschwebeofen wird in einem Ofengehäuse mittels eines oder mehrerer Radialventilatoren ein Gasstrom erzeugt, welcher über ein Strömungskanalsystem in der Regel beidseitig auf das durch das Ofengehäuse laufende Band geleitet wird und dieses dabei schwebend führt und ggf. erwärmt bzw. auf einer bestimmten Temperatur hält. Hierzu sind im Strömungskanalsystem oder in dem das Strömungskanalsystem umgebenden Raum Heizelemente angeordnet, welche durch Konvektion den Gasstrom auf die gewünschte Prozesstemperatur erhitzen. Bei sehr hoher Temperatur (z.B. 870°C) erfolgt die Wärmeübertragung auf den Gasstrom vorrangig durch Strahlung.
  • In einer Reihe von Anwendungen ist es erforderlich, ein Metallband mit sehr hohen Temperaturen (z.B. 870°C) zu beaufschlagen und dabei schwebend zu führen. Hierbei besteht das Problem, dass das Behandlungsgas bei den genannten Temperaturen nur noch eine sehr geringe Dichte und entsprechend geringe Tragkraft aufweist, was sich insbesondere bei schweren Metallbändern, z.B. bei Kupferbändern mit einer Materialdicke > 2 mm, als außerordentlich problematisch erweist. Um den mit einer Steigerung der Gastemperatur einhergehenden Tragkraftverlust zu kompensieren, ist es erforderlich, die Umfangsgeschwindigkeit der eingesetzten Radialventilatoren soweit zu erhöhen, dass die an den einzelnen Ventilatorschaufeln auftretenden Spannungen die bei den gegebenen hohen Temperaturen zulässigen Grenzspannungen auch bei hochwarmfesten Werkstoffen, beispielsweise Iconel® deutlich übersteigen, was zu einer Verformung der Ventilatorschaufeln führt. Die aus diesen Grenzspannungen sich ergebene maximale Umfangsgeschwindigkeit der Radialventilatoren reicht somit in der Regel nicht aus, schwere Metallbänder bei hohen Temperaturen auch bei optimierten Düsensystemen schwebend zu führen.
  • Insbesondere in der EP 0864 519 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur schwebenden Führung von bahnförmigem Material, vorzugsweise Metallbändern, beschrieben, bei der die zu behandelnde Materialbahn horizontal durch die Vorrichtung geführt und beidseitig, d.h. von oben und von unten, beblasen wird. Hierzu ist auf jeder Seite der Materialbahn jeweils ein Radialventilator vorgesehen, welcher einen Fluidstrom erzeugt, der über ein zugeordnetes Strömungskanalsystem zur Oberfläche der Materialbahn transportiert wird.
  • In der US 5,118,366 ist eine weitere Vorrichtung zur schwebenden Führung von Metallbändern beschrieben. Bei dieser wird das Metallband lediglich einseitig, d.h. von unten, beblasen. Hierzu sind unterhalb des Metallbands eine Anzahl von Schwebedüsenkästen angeordnet. Ferner ist in einer allgemeinen Gasversorgungsleitung ein Ventilator vorgesehen, welcher die dauernde Umwälzung des Behandlungsgases sicherstellt. Von der zentralen Versorgungsleitung abgehend ist für jeden Düsenkasten eine eigene Versorgungsleitung vorgesehen, in welcher eine weitere Ventilatorstufe angeordnet ist, um den Druck des umgewälzten Behandlungsgases auf den gewünschten Wert zu steigern.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur schwebenden Führung von bahnförmigem Material, insbesondere von Metallbändern, der eingangs genannten Art anzugeben, die auch für die Behandlung schwerer Metallbänder bei sehr hohen Temperaturen geeignet ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur schwebenden Führung von bahnförmigem Material, insbesondere von Metallbändern, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass in dem wenigstens einen Strömungskanalsystem in Fluidströmungsrichtung hinter dem wenigstens einen ersten Radialventilator wenigstens ein weiterer Radialventilator zur Druckerhöhung in dem Fluidstrom angeordnet ist, wobei
    1. a) die Vorrichtung bei im wesentlichen horizontaler Führung des bahnförmigen Materials den ersten Radialventilator und ein Strömungskanalsystem mit dem weiteren Radialventilator zur Beaufschlagung der Unterseite des bahnförmigen Materials mit der Fluidströmung umfasst, wobei ein weiteres Strömungskanalsystem zur Beaufschlagung der Oberseite des bahnförmigen Materials vorgesehen ist, welches von dem ersten Strömungskanalsystem in Strömungsrichtung vor dem weiteren Radialventilator abzweigt
      oder wobei
    2. b) der erste Radialventilator als erste Druckstufe vorgesehen ist, wobei die durch den ersten Radialventilator erzeugte Fluidströmung in zwei das bahnförmige Material jeweils einseitig mit der Fluidströmung beaufschlagende Strömungskanalsysteme einströmt, wobei in jedem der zwei Strömungskanalsysteme der weitere Radialventilator als zweite Druckstufe vorgesehen ist
    und wobei der erste Radialventilator mittig in der Vorrichtung neben dem durch die Vorrichtung transportierten bahnförmigen Material angeordnet ist und die zwei Strömungskanalsysteme punktsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung, die vom Prinzip her bereits aus der Kreiselpumpentechnik bekannt ist, im Bereich der Industrieöfen jedoch eine Neuheit darstellt, ist es nun möglich, einen mehrstufig druckgesteigerten Fluidstrom zu erzeugen, dessen Enddruck hoch genug ist, um auch schweres bahnförmiges Material bei hohen und höchsten Temperaturen sicher schwebend zu führen. So wird in dem ersten Radialventilator ein erster Teildruck erzeugt, der für sich genommen noch nicht zur schwebenden Führung eines schweren bahnförmigen Materials ausreichend ist, bei dem die an den Schaufeln des Radialventilators auftretenden Spannungen diesen strukturell jedoch nicht übermäßig belasten. Dieser erste Teildruck dient als Eingangsdruck für den erfindungsgemäß vorgesehenen weiteren Radialventilator. In diesem wird eine weitere Drucksteigerung im Fluidstrom erzeugt. In in dem Strömungskanalsystem in Strömungsrichtung dahinter ggf. weiter vorhandenen Radialventilatoren kann der Druck des Fluidstroms noch weiter erhöht werden. Ziel ist stets, einen Druck zu erreichen, welcher für das sichere schwebende Führen des bahnförmigen Materials ausreichend ist. Hierbei ist stets gewährleistet, dass die in den einzelnen Radialventilatoren für die jeweilige Druckerhöhung erforderlichen Ventilatordrehzahlen permanent unterhalb der vorstehend spezifizierten werkstoffabhängigen Grenzdrehzahl liegen, bei welcher die an den Ventilatorschaufeln angreifenden Grenzspannungen überschritten werden würden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, mit insgesamt begrenztem technischen Aufwand auch bei höchsten Behandlungstemperaturen Drücke zu erzeugen, die ausreichend sind, um auch schweres bahnförmiges Material sicher schwebend zu führen.
  • Das schwebend zu führende bahnförmige Material kann in unterschiedlichen Orientierungen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geführt werden. Vorzugsweise wird das bahnförmige Material im Wesentlichen horizontal durch die Vorrichtung geführt und entsprechend von unten oder von unten und oben mit dem Fluidstrom beaufschlagt. Möglich ist aber auch, das bahnförmige Material geneigt durch die Vorrichtung zu führen. Im Falle einer im Wesentlichen horizontalen Führung des bahnförmigen Materials ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen ersten Radialventilator und ein Strömungskanalsystem mit einem weiteren Radialventilator zur Beaufschlagung der Unterseite des bahnförmigen Materials mit der Fluidströmung umfasst, wobei ein weiteres Strömungskanalsystem zur Beaufschlagung der Oberseite des bahnförmigen Materials vorgesehen ist, welches von dem ersten Strömungskanalsystem in Strömungsrichtung vor dem weiteren Radialventilator abzweigt. Durch die vorstehend beschriebene Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gewährleistet, dass die Fluidströmung die Unterseite des bahnförmigen Materials mit besonders hohem Druck beaufschlagt, um an dessen Oberfläche eine der Gewichtkraft entgegengesetzte Tragkraft zu erzeugen. Die von oben auf das bahnförmige Material aufströmende Fluidströmung beaufschlagt die Oberseite des bahnförmigen Materials mit deutlich geringerem Druck und dient in erster Linie der Vergleichmäßigung der schwebenden Führung durch den Gesamtfluidstrom.
  • Alternativ ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein erster Radialventilator als erste Druckstufe vorgesehen ist, wobei die durch den ersten Radialventilator erzeugte Fluidströmung in zwei das bahnförmige Material jeweils einseitig mit der Fluidströmung beaufschlagende Strömungskanalsysteme einströmt, wobei in jedem der zwei Strömungskanalsysteme ein weiterer Radialventilator als zweite Druckstufe vorgesehen ist. Mit dieser Konstruktion ist ebenfalls eine sichere schwebende Führung des bahnförmigen Materials unabhängig von dessen Orientierung in der Vorrichtung möglich. Eine optimale Raumausnutzung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dadurch, dass der erste Radialventilator mittig in der Vorrichtung neben dem durch die Vorrichtung transportierten bahnförmigen Material angeordnet ist und die zwei Strömungskanalsysteme punktsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Um die sehr hohen Temperaturen in der Vorrichtung zu erzeugen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens ein Heizelement zur Erhitzung der Fluidströmung umfasst. Dieses kann innerhalb des Strömungskanalsystems oder auch in dem das Strömungskanalsystem umgebenen Saugraum angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Heizelement als Mantelstrahlheizrohr ausgebildet. Dieses erstreckt sich zweckmäßigerweise quer zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials und parallel zu dessen Oberfläche.
  • Die eingangs genannte Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß auch durch einen Bandschwebeofen zur Wärmebehandlung von bahnförmigem Material, insbesondere Metallbändern, gelöst, welcher wenigstens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. Bei mehreren Vorrichtungen sind diese in Transportrichtung des bahnförmigen Materials hintereinander angeordnet. Dabei kann es sich um einzelne Heizzonen (mit Heizelementen) und Kühlstrecken (ohne Heizelemente) handeln.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Vorrichtung zur schwebenden Führung von Metallbändern in Seitenansicht,
    Fig. 2
    die Vorrichtung aus Fig. 1 im Querschnitt gemäß der Schnittlinie II-II und
    Fig. 3a, b
    die erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei Ausführungsformen in stark schematisierter Ansicht.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur schwebenden Führung von bahnförmigem Material dargestellt. Diese umfasst ein quaderförmiges Gehäuse 1 mit einem Einlaufschlitz 1a und einem Einlaufschlitz 1b, durch welche ein zu behandelndes schweres Metallband B in die Vorrichtung hinein geführt bzw. aus ihr heraus geführt wird. Beim Durchlauf durch die Vorrichtung wird das Metallband B von einem oberen und einem unteren Düsenfeld 2, 3 mit einem Behandlungsgasstrom beaufschlagt und somit schwebend geführt. Dabei umfassen die Düsenfelder 2, 3 jeweils eine Anzahl von Düsenrippen 2a, 3a, aus denen das Gas auf das Band B aufströmt, sowie jeweils zwischen zwei Düsenrippen 2a, 3a angeordnete Abströmkanäle 2b, 3b, über welche die an den Bandoberflächen reflektierten Gasströme in einem Saugraum 4 (vgl. Fig. 2) wieder abströmen. Der Saugraum 4 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, beidseits der Schwebedüsenfelder angeordnet und erstreckt sich über die gesamte Länge der Vorrichtung.
  • In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung wird das durch die Vorrichtung schwebend geführte Metallband B zugleich wärmebehandelt. Dazu sind vorliegend im Saugraum 4 oberhalb und unterhalb der Schwebedüsenfelder 2, 3 jeweils vier als Mantelstrahlheizrohre 5, 6 ausgebildete Heizelemente angeordnet, welche das Behandlungsgas nach dessen Abströmen von der Bandoberfläche erhitzen.
  • Der in dem Behandlungsgasstrom herrschende Druck, welcher ausreichend sein muss, um auch schwere Bänder, beispielsweise Kupferbänder mit einer Dicke > 2 mm, bei sehr hohen Temperaturen (z.B. 870°C) schwebend zu führen, wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrstufig durch in dem Strömungskanalsystem hintereinander angeordnete Radialventilatoren erzeugt. Vorliegend ist ein erster Radialventilator 7 als erste Druckstufe vorgesehen, welcher in der Seitenansicht der Fig. 1 mittig in der Vorrichtung neben dem durch die Vorrichtung transportierten Metallband B (vgl. Fig. 2) angeordnet ist. Die von dem ersten Radialventilator 7 erzeugte Gasströmung strömt in zwei punktsymmetrisch zueinander angeordnete Strömungskanalsysteme ein, wie in Fig. 1 dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
  • Im Einzelnen ist der erste Radialventilator 7 in einem Spiralgehäuse 8 angeordnet, welches sich in eine untere Halbschnecke 8a und eine obere Halbschnecke 8b aufteilt. Der in der unteren Halbschnecke 8a beschleunigte Teilgasstrom strömt, wie in Fig. 1 erkennbar, nach oben und in den Ansaugstutzen 9a eines erfindungsgemäß in dem oberen Strömungskanalsystem hinter dem ersten Radialventilator 7 angeordneten weiteren Radialventilator 9 ein. Dieser ist bevorzugt als Trommelläufer ausgebildet. Dort wird er in einem 360°-Spiralgehäuse 10 weiter beschleunigt und strömt mit weiter erhöhtem Druck von dort in einen geraden Kanalabschnitt 11 ein, von wo er bis zur gegenüberliegenden Stirnwand des Gehäuses 1 geleitet wird. Dort wird der Teilgasstrom um 90° umgelenkt und gelangt durch den schräg verlaufenden Kanalabschnitt 12 zu dem Düsenfeld 2, von wo er auf die Bandoberfläche strömt.
  • In ganz analoger Weise strömt der in der oberen Halbschnecke 8b des Spiralgehäuses 8 von dem ersten Radialventilator 7 beschleunigte Teilgasstrom nach unten in einen in dem unteren Strömungskanalsystem in Strömungsrichtung hinter dem ersten Radialventilator 7 vorgesehenen weiteren Radialventilator 13, welcher ebenfalls bevorzugt als Trommelläufer ausgebildet ist. Der Teilgasstrom strömt sodann nach erfolgter weiterer Beschleunigung und Druckerhöhung von dort über die Strömungskanalabschnitte 14, 15 in das untere Düsenfeld 3.
  • Bei einer Gastemperatur von vorliegend beispielsweise 870°C wird durch den ersten Radialventilator 7 eine Gasströmung mit einem Druck von 1500 Pa erzeugt. Diese in dem Spiralgehäuse 8 in zwei Teilgasströme aufgeteilte Gasströmung erfährt durch die in den beiden Strömungskanalsystemen in Strömungsrichtung hinter dem ersten Radialventilator 7 angeordneten Radialventilatoren 9, 13 eine weitere Druckerhöhung auf beispielsweise 3000 Pa. Somit ist es möglich, in der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung auch schwere Bänder schwebend zu führen, ohne dass das Risiko einer Verformung der Ventilatorschaufeln aufgrund einer zu hoch gewählten Umfangsgeschwindigkeit eines einzelnen Radialventilators besteht.
  • In der Fig. 3a ist ein weiteres Strömungskonzept für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum schwebenden Führen von bahnförmigem Material schematisch dargestellt. Hierbei wird durch einen ersten Radialventilator 16 ein Gas mit dem Umgebungsdruck PR angesaugt und auf einen Volumenstrom v beschleunigt. Gleichzeitig wird der Druck in dem Radialventilator 16 um einem Wert ΔP auf einen Wert Po angehoben. Hinter dem Strömungsausgang des Radialventilators 16 verzweigt sich das Strömungskanalsystem in einen ersten und einen zweiten Strömungskanalzweig 17, 18, wobei ein erster Teilgasstrom durch den ersten Zweig 17 unmittelbar zu einem oberhalb des schwebend zu führenden Metallbandes B angeordneten Düsenfeld D1 strömt. Von dort wird der Teilgasstrom mit einem Druck Po und einem Volumenstrom Vo von oben auf das Metallband B geblasen. Ein weiterer Teilgasstrom gelangt zu einem weiteren in dem zweiten Strömungskanalzweig 18 angeordneten Radialventilator 19. Dort wird der Druck des Teilgasstromes auf einen Wert Pu, welcher größer als Po ist, erhöht. Mit diesem erhöhten Druck Pu und einem Volumenstrom vu strömt dieser Teilgasstrom in ein unterhalb des Metallbandes B angeordnetes Düsenfeld D2 und von dort von unten auf das Metallband B. Bei der in der Fig. 3a schematisch dargestellten Vorrichtung werden somit zwei Teilgasströme erzeugt, die das Metallband B von oben und unten beaufschlagen, wobei der untere Teilgasstrom einen höheren Druck aufweist als der obere, um die nach unten wirkende Gewichtskraft des Metallbandes B zu kompensieren.
  • Die in der Fig. 3b schematisch dargestellte Vorrichtung entspricht der in der Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung. Hierbei wird durch einen ersten Radialventilator 20 ein Gasstrom mit dem Druck P1 erzeugt. Hinter dem ersten Radialventilator 20 verzweigt sich der Gasstrom in zwei Teilgasströme, die in getrennten Strömungskanalsystemen 21, 22 jeweils einem weiteren Radialventilator 23, 24 zugeführt werden. In diesen Radialventilatoren 23, 24 erfolgt eine weitere Druckerhöhung, so dass beide Teilgasströme mit weiter erhöhtem Druck Po bzw. Pu in die Düsenfelder D1 und D2 einströmen und von dort auf die Oberfläche des Metallbandes B gelangen. Hierbei ist der Druck Pu des unteren Teilgasstroms größer oder gleich dem Druck Po des oberen Teilgasstroms, während der Volumenstrom vu des unteren Teilgasstromes größer ist als der Volumenstrom vo des oberen Teilgasstromes.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur schwebenden Führung von bahnförmigem Material (B), insbesondere von Metallbändern, mit wenigstens eines ersten Radialventilator (7, 16, 20) und mit wenigstens einem dem wenigstens einen ersten Radialventilator (7, 16, 20) zugeordneten Strömungskanalsystem (8a,10, 11, 12, 8b,14, 15), wobei der wenigstens eine erste Radialventilator (7) einen Fluidstrom erzeugt, welcher durch das wenigstens eine SLrömungskanalsystem (8a, 10, 11, 12, 8b, 14, 15) zur Oberfläche des bahnförmigen Materials (B) zur schwebenden Führung desselben transportiert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem wenigstens einen Strömungskanalsystem (8a, 10, 11, 12, 8b, 14, 15) in Fluidströmungsrichtung hinter dem wenigstens einen ersten Radialventilator (7) wenigstens ein weiterer Radialventilator (9, 13, 19, 23, 24) zur Druckerhöhung in dem Fluidstrom angeordnet ist, wobei
    a) die Vorrichtung bei im wesentlichen horizontaler Führung des bahnförmigen Materials (B) den ersten Radialventilator (16) und ein Strömungskanalsystem mit dem weiteren Radial ventilator (19) zur Beaufschlagung der Unterseite des bahnförmigen Materials (B) mit der Fluidströmung umfasst, wobei ein weiteres Strömungskarialsystem (17) zur Beaufschlagung der Oberseite des bahnförmigen Materials (B) vorgesehen ist, welches von dem ersten Stömungskanalsystem in Strömungsrichtung vor dem weiteren Radialventilator (19) abzweigt oder wobei
    b) der erste Radialventilator (7, 20) als erste Druckstufe vorgesehen ist, wobei die durch den ersten Radialventilator (7, 20) erzeugte Fluidströmung in zwei das bahnförmige Material (B) jeweils einseitig mit der Fluidströmung beaufschlagende Strömungskanalsysteme (8a, 10, 11, 12, 21, 8b, 14, 15, 22) einströmt, wobei in jedem der zwei Strömungskanalsysteme (8a, 10, 11, 12, 21, 8b, 14, 1b, 22) der weitere Radialventilator (9, 13, 23, 24) als zweite Druckslufe vorgesehen ist,
    und wobei der erste Radialventilator (7) mittig in der Vorrichtung neben dem durch die Vorrichtung transportierten bahnförmigen Material (B) angeordnet ist und die zwei Strömungskanalsysteme (8a, 10, 11, 12, 8b, 14, 15) punktsymmetrisch zueinander angeordnet sind
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der wenigstens eine weitere Radial Ventilator (9, 13) als Trommelläufer ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das bahnförmige Material (B) im Wesentlichen horizontal durch die Vorrichtung geführt wird.
  4. vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung wenigstens ein Heizelement (5, 6) zur Erhitzung der Fluidströmung umfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Heizelement als Mantelstrahlheizrohr (5, 6) ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich das Mantelsstrahlheizrohr (5, 6), quer zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials (B) und parallel zu dessen Oberfläche erstreckt.
  7. Bandschwebeofen zur Wärmebehandlung von bahnförmigen Material, insbesondere Metallbändern, umfassend wenigstens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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