DE2406029B2

DE2406029B2 - Verfahren und Anlage zur Verhinderung der Oxydation und/oder Überhitzung eines Metallbandes bei der Wärmebehandlung in einem Durchlaufofen

Info

Publication number: DE2406029B2
Application number: DE2406029A
Authority: DE
Inventors: William Ean Conshohocken Pa. Gildersleeve (V.St.A.)
Original assignee: Selas Corp Of America Dresher Pa (vsta)
Current assignee: Selas Corp Of America Dresher Pa (vsta)
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1978-05-18
Also published as: CA1002151A; BE810642A; ZA74351B; IT1005371B; FR2249170A1; US3827854A; AU6461474A; DE2406029A1; FR2249170B1; GB1413944A; DE2406029C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Oxydation und/oder Überhitzung eines Metallbandes bei der Wärmebehandlung in einem Durchlaufofen mit mindestens einer mit mehreren Brennern ausgerüsteten Ofenkammer im Falle einer das Band gefährdenden Betriebsstörung oder bei Stillsetzung des Ofens, wobei in die Ofenkammer ein die Oxydation des Bandes verhinderndes Schutzgas eingeleitet und die Brennstoffzufuhr zu den Brennern abgesperrt wird, sowie eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens.

Beim kontinuierlichen Erhitzen von Metallband zum Weichglühen, Verzinken oder zu anderen Zwecken wird das Band durch eine Ofenkammer mit offenen Brennern geführt. Wenn aus irgendeinem Grunde das Band langsamer läuft oder stehenbleibt, werden die Brenner rasch gedrosselt oder ganz abgeschaltet, um eine

Schädigung des Bandes durch Oxydation, Überhitzen oder dergleichen zu verhindern. Ferner hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ein nichtoxydierendes Kühlgas in den Ofen einzuleiten, um die Temperatur ces Bandes und der feuerfesten Auskleidung des Ofens so weit zu senken, daß eine Schädigung nicht mehr eintritt. Insbesondere ist man bestrebt, eine Oxydation der Bandoberfiäche zu verhindern.

In der US-PS 33 % 951 wird ein Verfahren für einen solchen Notfallbetrieb eines Banddurchlaufofens beschrieben, bei dem bei einer Unterbrechung des Banddurchlaufs die Gas- und Luftzufuhr zu den Brennern abgesperrt und Brenngas als Schutzgasatmosphäre in den Ofenrautn eingeleitet wird. Gleichzeitig wird der Rauchgasschieber geschlossen, so daß sich im Ofenraum allmählich ein Überdruck aufbaut, der Lufteinbrüche durch nicht abdichtbare Ofenstellen verbindert.

Bevor es aber dazu kommt, tritt durch da·- Einleiten des kalten Heizgases in den Ofenraum eine plötzliche Abkühlung ein, die zunächst einmal zu einem starken Abfall des Ofenraumdruckes führt. Es entsteht ein Unterdruck, durch den Luft in den Ofenraum gesaugt wird. Diese Luft verbleibt im Ofenraum, auch wenn das zuströmende Heizgas schließlich ein weiteres Eindringen von Luft verhindert. Eine Oxydation des im Ofenraum eingeschlossenen Bandabschnittes kann durch dieses Verfahren daher nicht ausgeschlossen werden.

Auf einen gefährlichen Temperaturanstieg des Bandes vermag das die Notfallmaßnahmen ausführende System nicht zu reagieren, da die Bandtemperatur nicht gemessen wird.

Bei diesem Stand der Technik stellte sich die Aufgabe, den Ofenraum in einem Notfall, d. h. bei einer unerwünschten Erhöhung der Bandtemperatur, unter Schutzgas zu setzen und das Band abzukühlen, ohne daß es dabei zu einem Unterdruck im Ofenraum kommt, durch den Luft in den Ofenraum gesaugt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß unter Einleiten des Schutzgases die Brennstoffzufuhr zu den Brennern von dem Durchsatz bei Normalbetrieb auf einen erheblich geringeren, jedoch wesentlich über Null liegenden Durchsatz gedrosselt, unter fortgesetztem Einleiten von Schutzgas während einer bestimmten Zeitspanne auf diesem gedrosselten Durchsatz gehalten und nach Ablauf dieser Zeitspanne die Brennstoffzufuhr ganz abgesperrt wird.

Die Anlage zur Ausführung des Verfahrens besteht aus einem Durchlaufofen mit mindestens einer Kammer mit mehreren Brennern, deren Brennstoffzufuhr über Ventile regelbar ist, Bauteilen zum Führen des Metallbandes durch den Ofen und Bauteilen zum Einleiten eines Schutzgases in die Ofenkammer und ist gekennzeichnet durch eine automatische Folgesteuerung mit Stellorganen für die Brennstoff-Regelventile zur Drosselung der Brennstoffzufuhr zu den Brennern, Verzögerungsschaltorgane und von den Verzögerungsschaltorganen gesteuerte Ventile in den Bauteilen zum Einleiten des Schutzgases in die Ofenkammer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Banddurchlaufofens mit angeschlossener Wärmebehandlungskammer,

Fig. 2 eine schemalische Darstellung oiner Ausführungsform einer Steuerung für den Banddurchlaufofen und

Fig. 3 ein elektrisches Schallbild, das die zeitliche Reihenfolge der Schaltvorgänge nach einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wandert das Band 1 über Führungsrollen 2 und 3 in einer vertikalen Bahn nach unten durch den Ofen 4. Der Ofen kann in einer Weise ausgebildet sein, wie sie beispielsweise aus den US-PS 28 69 846 und 33 20 085 bekannt ist. Er ist mit Strahlungsnapfbrennern 5 ausgerüstet, die auf das Band gerichtet sind und direkt in die Ofenkammer feuern. Die Verbrennungsgase steigen in der Kammer auf, eniweichen durch Rauchgaskanäle 6 oben am Ofen und werden zum Kamin 6' geleitet.

Der Ofen, durch den das Band läuft, wird auf der niedrigsten für die Behandlung erforderlichen Temperatur gehalten, und das Brennstoff/Luft-Verhältnis wird so geregelt, daß die Verbrennungsgase eine reduzierende Atmosphäre ergeben. Zu diesem Zweck wird der Brennstoff in geringem Überschuß zugeführt, so daß kein freier Sauerstoff in der Ofenatmosphäre vorhanden ist und zwischen 3 und 6% des Brennstoffs in der Form von Kohlenmonoxid und Wasserstoff vorhanden sind.

Wenn das Band den Ofen verläßt, hat es eine saubere Oberfläche, die sich zum Auftragen einer fest haftenden Schutzschicht eignet. Zum Auftragen dieser Schicht wandert das den Ofen verlassende Band durch eine enge Austrittsöffnung 7 um eine Umlenkrolle 10 in eine waagerechte Behandlungskammer 9 mit einer neutralen oder reduzierenden Sonderatmosphäre. Das Austrittsende 23 der waagerechten Behandlungskammer 9 liegt unter der Oberfläche des geschmolzenen Zinks 11 in der Wanne 12. Führungsrollen 13 leiten das Band durch die waagerechte Behandlungskammer 9. Die waagerechte Behandlungskammer 9 ist zweckmäßigerweise wärmeisoliert und kann herkömmliche Beheizungs- und Kühleinrichtungen haben, um das durchlaufende Band auf die gewünschte Beschichtungstemperatur zu bringen. In der Wanne 12 können auch andere Metalle als Zink, beispielsweise Aluminium, verwendet werden.

Das Band kann in der waagerechten Behandlungskammer 9 mit Hilfe von Strahlungsheizrohren 14 erhitzt werden. In die Kammer 9 wird in der Regel ein Schutzgas, wie Stickstoff oder ein Gemisch aus Stickstoff und einem kleinen Anteil Wasserstoff, eingeführt, vorzugsweise an verschiedenen Stellen, die in der Zeichnung mit HNK bezeichnet sind.

Eine Temperaturmeßvorrichtung 15, zweckmäßigerweise ein optisches Pyrometer, ist so angeordnet, daß sie kontinuierlich die Temperatur des Bandes 1 mißt, während es um die Umlenkrolle 10 läuft. Ihr Signal wird zur elektrischen Steuerung einer Reihe aufeinanderfolgender Vorgänge verwendet, die im einzelnen noch im Zusammenhang mit den F i g. 2 und 3 beschrieben wird.

Die Kammer des Durchlaufofens hat bei 16 eine enge öffnung, die einen Einlaufschlitz für das Band 1 bildet. Über und zu beiden Seiten der öffnung 16 sind Luftsperren 20 vorgesehen, die jeweils aus einem langgestreckten Rohr mit einer Vielzahl von Luftdüsen bestehen, die schräg nach unten in den Eingangsschlitz 16 gerichtet sind, so daß ein Ausströmen von Gasen aus der Ofenkammer durch die öffnung 16 verhindert wird.

In dem Rauchgaskanal 6 ist eine Klappe 21 angeordnet, die normalerweise den Ofenkammerdruck regelt und durch eine Stellvorrichtung, meist einen Zylinder 22, geöffnet und geschlossen wird. Die KIaDDe

21 ist miliig in dem Rauchgaskanal 6 gelagert und schwingt zur Regulierung des Ofenkammerdruckes verstellbar um einen Zapfen 6a. Sie wird durch den Druckluftzylinder 22 geöffnet und geschlossen, der den Zapfen 6a über einen Kurbeltrieb betätigt. Die '> geschlossene Klappe 21 erhöht den Ofenraumdruck, kann aber den Rauchgaskanal nicht absperren, da dir Ränder der Klappe nicht dicht schließen. Dadurch haben die Gase im Ofenraum die Möglichkeit, sich auszudehnen. ι«

Es gibt viele Möglichkeiten für das Eindringen von Luft in den Ofen 4 oder die waagerechte Behandlungskammer 9 bei einer plötzlichen Verringerung des Ofenraumdruckes. Typische Leckstellen sind die durch die Wände der Behandlungskammer 9 hindurchgehen- ι "> den Wellen der Führungsrollen 13, Zugangstüren, Verschraubtüren, verschraubte und verspannte Verbindungen, das Austrittsende 23, das in Kontakt mit dem geschmolzenen Zink korrodiert, sowie Beleuchtungsund Schauöffnungen. -'u

Bei bekannten Anfagen dieser Art wird bei einem Stillstand des Bandes die Zufuhr von Brennstoff und Luft zu den Brennern des direkt befeuerten Vertikalofens unterbrochen und gleichzeitig ein kaltes Inertgas, wie Stickstoff, eingeleitet, um das Metallband vor Überhitzung und Oxydation zu schützen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Maßnahme oft zu einer plötzlichen Verringerung des Ofenraumdruckes führt und infolgedessen Luft in den Ofenraum gesaugt wird, die das Band oxydiert. Ferner überträgt sich eine solche 3» plötzliche Verringerung des Ofenraumdruckes durch die Schlitzöffnung 7 auf die waagerechte Behandlungskammer 9, in der eine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten werden muß, in die unter diesen Umständen jedoch durch die erwähnten Leckstellen nun Außenluft )"> eindringt.

Erfindungsgemäß werden bei einer Betriebsstörung des Durchlaufofens, wie Langsamlauf oder Stillstand des Bandes, Zeit und Menge beim Einleiten des Kühlgases sowie Brennstoff- und Luftzufuhr zu den Brennern <·< > sorgfältig geregelt, um für die gesamte Dauer der Störung einen Überdruck im Ofenraum aufrechtzuerhalten. Das wird im Prinzip dadurch erreicht, daß beim Einleiten des Kühlgasies eine gleichzeitige Absperrung der Brennstoff- und Luftzufuhr zu den Brennern 4> vermieden wird. Vorzugsweise wird das Kühlgas nur allmählich unter langsamer Erhöhung der Einleitungsgcschwindigkeit zugeführt und der Brennstoff- und Luftstrom allmählich auf einen bestimmten erniedrigten Durchsatz verringert, der eine bestimmte Zeit konstant ">< > gehalten wird. Nachdem der Kühlgasdurchsatz einen gleichbleibenden Wert erreicht hat und dieser Wert eine bestimmte Zeit beibehalten worden ist, wird die Brennstoff- und Luftzufuhr zu den Brennern abgesperrt.

Durch diese Maßnahme wird in dem Ofenraum und ^r>^r' auch in der waagerechten Behandlungskammer 9 ein Überdruck aufrechterhalten — ein Faktor von erheblicher Bedeutung, weil sich eine erhebliche Länge des Bandes in der Kammer 9 befindet und beim Eindringen von Luft beschädigt werden würde.

Wie aus den Fig. 2 und 3, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, hervorgeht, ist in die Steuerschaltung der Anlage, die den Lauf des Bandes durch den Ofen steuert, ein Relais eingebaut das bei normalem Bandlauf erregt wird. In diesem Fall läuft das Band mit normaler Produktionsgeschwindigkeit und wird von der die Straße fahrenden Bedienungsperson gesteuert. Der Ofen wird dabei automatisch ir einer bestimmten Schrittfolge angefahren. Wenn da; Relais stromlos wird, wird der Ofen in einer bestimmter Schrittfolge automatisch stillgesetzt.

Es ist eine konstruktionsbedingte Eigenschaft eine; Banddurchlaufofens, daß es eine Mindestbandgeschwin digkeit gibt, unterhalb der ein Betrieb unpraktisch ist Bei einer derart niedrigen Geschwindigkeit führt schor eine gering erhöhte Wärmezufuhr zu einer Bandüber hitzung. Die kritische Mindestgeschwindigkeit häng von der Dicke und Breite des verarbeitenden Bandes ab Deshalb ist in die Steuerungsvorrichtung der Anlage eir Schalter eingebaut, der bei Geschwindigkeiten, dit unter der Geschwindigkeit liegen, bei der das dünnste Bandmaterial verarbeitet werden kann, automatisch geschlossen wird. Bei einer derart niedrigen Geschwin digkeit wird der Ofen in einer automatischen Schrittfol ge stillgesetzt und die Straße automatisch angehalten wenn der Bandtemperaturfühler 15 an dem das der direkt befeuerten Teil des Ofens verlassenden Banc einen Überhitzungszustand feststellt.

Zur Beschreibung der automatischen Steuerung wurde aus Zweckmäßigkeitsgründen ein Zwei-Zonen Ofen gewählt. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung bei öfen mit jeder beliebigen Anzahl von Zoner anwendbar ist.

In F i g. 2 ist vereinfacht eine Verbrennungs- unc Kühleinrichtung dargestellt. Ihre Ventile sind üblicher weise mit Stellantrieben, wie pneumatischen Zylinderr oder Membranantrieben, oder anderen Antrieber versehen, die zur Betätigung der Ventile bei eine: bestimmten unveränderlichen oder regulierbaren Ge schwindigkeit ausgebildet sind. Zur Steuerung de: Ventile werden gebräuchlicherweise elektrisch betätig te Magnetventile verwendet. In der Schemazeichnung sind die Ventile A 5 und A 2 hauptsächlich Temperatur regelventile mit Stellantrieben, die von dem Tempera turregelsystem beeinflußt werden. Es sind Einrichtun gen vorgesehen, diese Ventile durch Löschen eine: elektronischen Signals unabhängig von dem Tempera tursignal in eine Stellung mit geringstem Durchfluß zi bewegen. Alle anderen Ventile A 1, A 3, A 4, B1, B 2, BI und Cl sind so beschaffen, daß sie sich bei der Zufuhi eines elektrischen Signals mit gesteuerter Geschwindig keit öffnen und bei der Unterbrechung des Signals siel mit gesteuerter Geschwindigkeit schließen.

Bei stillstehender Anlage haben gemäß der Darstel lung in F i g. 2 die Ofenregelventile zunächst folgend« Stellungen:

Ventil A 1 Zuluft zum Rauchgaskanal (öffnet unter Strom):

Ventil A 2 Zone I, Temperaturregelung (dieses Ventil regelt unter Strom

und ist stromlos auf Minimalfeuerung eingestellt):

Ventil A 5 Zone II, Temperaturregelung (wie Zone I):

Ventil A 3 Stickstoffabkühlung (Unterteil der Ofenzone I)

(öffnet nur bei Stillstand der Anlage für etwa drei Minuten):

offen
geschlossen

geschlossen
geschlossen

7 8

Ventil A 4 Stickstoffabkühlung (Unterteil der Ofcnzonc II) geschlossen (öffnet nur bei Stillstand der Anlage für etwa drei Minuten):

Ventil öl Zone I, Brennerluftabsperrung: geschlossen

Ventil Ö2 Zone II, (Brennstoff-)Gasabsperrung: geschlossen Ventil »VRHGn ein Regelventil, das ein richtiges Brennstoff-Lufl-Verhältnis aufrechterhält: geschlossen

Ventil 1)3 Zone I, Stickstoff für die Brennet kühlung: geöffnet

Ventil Ci Zone II, Absperrvenlil für das Brennstoff-Luft-Gemisch: geschlossen

In Fig. 3 ist ein vereinfachtes elektrisches Schallbild für einen Ofen der in F i g. 1 dargestellten Form mit Ventilen gemäß F i g. 2 wiedergegeben. Bei dieser Schaltung befindet sich in der Leitung 19 ein Relais LS.R. (Line Stop Relay = Bandanhalterelais), das von dem Bandantrieb geschaltet wird; es wird bei normalem Bandlauf erregt. Die Entregung des Relais bewirkt Anhalten des Bandlaufs.

In der Leitung 23 befindet sich ein Relais F.S.R. (Furnace Stop Relay = Ofenstillsetzrclais), das in erregtem Zustand die Einleitung der Schrittfolge zum Stillsetzen des Ofens bewirkt. Wenn das Relais F.S.R. enlregt wird, wird die Schrittfolge zum Anfahren des Ofens eingeleitet.

Das Ofenstillsctzrelais in der Leitung 23 hat mehrere Kontakte F.S./J, die sich bei stillstehender Anlage in folgenden Stellungen befinden (dieses Relais wird bei stehendem Band erregt):

Leitungen I,5,9und21:

geschlossen (sie alle schließen bei Stillstand der Anlage).

Leitungen 3,4 und 22

geöffnet (diese öffnen alle bei Stillstand der Anlage).

Die Schrittfolgc-Zeitgebersteucrungen des Ofens befinden sich bei stillstehender Anlage in folgenden r, Stellungen:

5-1 (Leitung 2), 5-5 (Leitung 8)
S-2(Lcitung 13), 5-8 (Leitung 22):

geschlossen (sie alle schließen bei Stillstand der Anlage).

5-6 (Leitung 3), 5-3 (Leitung 4),
S-4 (Leitung 10), 5-7 (Leitung 21):

geöffnet (sie alle öffnen mit dem Stillsetzen der

Anlage).

Beim Anfahren der Anlage wird das Ofcnstillsetzrelais an der Leitung 23 in Fig. 3 entregt, und seine Kontakte nehmen die umgekehrte Stellung ein. Es beginnt die Schrittfolge zum Anfahren des Ofens, weil der Zeitgebermotor M (Leitung 22) über den Kontakt 5-Släuft und die Anfahrkontakte 5-1 bis 5-8 betätigt.

Die Schrittfolge beim Anfahren des Ofens ist folgende (die Zeitangaben sind nur Beispiele; diese Zeilen ändern sich mit den Ofen- und Anlageeigcnschaften),bezogen auf F i g. 3:

Zeil	5 Sek.	Kontakte	2 öffnet:
0	10 Sek.		13 öffnet:
12 Sek.	5-1 in Ltg.	4 schließt:
14 Sek.	5-2 in Ltg.	10 schließt:
15 Sek.	5-3 in Ltg.	8 öffnet:
16 Sek.	5-4 in Ltg.	3 schließt:
58 Sek.	5-5 in Ltg.	22 öffnet:
5-6 in Ltg.
5-8 in Ltg.

Funktion

Der Schrittfolgegebermotor M beginnt zu laufen, wenn Relais F.S.R.
cntregl wird und dessen Kontakt in der Leitung 22 schließt.

Ventil A 1 schließt.

Ventil B3 schließt, Ventil Cl wird erregt und öffnet (Schalter b—3
des Veniils B3, Ltg. 14, schließt) (Zone Il auf Minimalfeuerung).

Ventil A 5 öffnet (Zone Il geht auf Temperaturregelung).
Ventile Bi und 52 öffnen (Zone I auf Minimalfcucning).
Zeitgeber TO2 wird rückgeslellt.
Ventil A 2 öffnet (Zone I geht auf Temperaturregelung).
Zeitgeber wird abgeschaltet.

Beim Stillsetzen des Ofens kann der Handlauf nach dem Hrinessen der Bedienungsperson durch Drücken eines Bandanhaltcschaltcrs in der Leitung 17 angehalten werden. Nach dem Drücken dieses Drucktastcnschnlters bleibt der Kontakt geschlossen, bis er von Hand wieder geöffnet wird. Die Verzögerungsrelais 7U3Fin der Leitung 16 und das Relais 7'O35in der Leitung 16a werden erregt und beginnen mit der Zeitsteuerung. Das Relais RC wird erregt; sein Kontakt in der Leitung 6 schließt, und die Stickstoffspiilvcntilc A 3 und Λ 4 in den Leitungen 6 und 7 werden betätigt. Der Spülzeitgeber Wi TD1 in der Leitung 5 wird ebenfalls in Tätigkeit gesetzt. Wenn der Zeitgeber TD3F schaltet (etwa nach 5 Sekunden), schließt der Kontakt in der Leitung 24; das Ofenstillsctzrelais F.S.R. in der Leitung 23 wird erregt und leitet die Schrittfolge zum Stillsetzen des Ofens ein. M Am Ende der Zeitsteuerung des Zeitgebers TO35(nach etwa IO Sekunden) öffnet der Kontakt in der Leitung 19, wodurch das Bandanhaltcrclais LS.R. in der Leitung 19 cnlrcgt und der Bandlauf angehalten wird.

Ofenstillsetzrelais F.S.R.

Kontakt

Funktion

Leitung 1 schließt:
Leitung 3 öffnet:

Leitung 4 öffnet:

Leitung 5 schließt:

Leitung 9 schließt:
Leitung 21 schließt:

Ventil A I öffnet. Das Temperaturregelventil Αϊ der Zone I, schließt allmählich bis zur Stellung »Minimalfeuerung«. Das Temperaturregelventil A 5 der Zone Il schließt allmählich bis zur Stellung »Minimalfeuerung«.

Der Zeitgeber TD 1 wird in Tätigkeit gesetzt; die Ventile A 3 und A 4 öffnen allmählich. Der Zeitgeber TD2 wird in Tätigkeit gesetzt. Der Folgeschrittzeitgeber Af beginnt wieder zu laufen.

Beim Anhalten des Bandes stellt sich der Folgeschrittgeber M wieder zurück, indem er 2 Sekunden läuft und alle Anfahrkontakte .Vl bis 5-8, wie vorstehend ausgeführt, in ihre Ausgangsstellungen zurückbringt.

Der Zeitgeber TDI₁ der beim Schließen des Relaiskontaktes WC in Tätigkeit gesetzt wird, kann auf eine Zeit von etwa.} Minuten eingestellt werden,danach schließt er allmählich die Ventile Λ J und Λ 4 und sperrt die Zufuhr von Kühlstickstoff ab.

Nach einer Verzögerung von beispielsweise etwa 3 bis 6 Sekunden, je nach der Geschwindigkeit, mit der sich die Temperaturregelventile in ihre Mindestdurchsatzstellungen bewegen, hat sich das Ventil A 1, das die Luftzufuhr zum Rauchgaskanal 6 reguliert, voll geöffnet, und die Ofendruck-Regelklappe 21 wandert unter dem Einfluß des Ofenraumdruckreglers in eine neue Stellung, um den Überdruck aufrechtzuerhalten. Das Verzögerungsrelais TD2 unterbricht unter allmählichem Verstellen der Ventile ö 1 und Ii 2 und allmählichem öffnen des Stickstoffventils Ö3 die Zuleitung von Luft und Gas zur Zone 1 völlig. Wenn das Ventil S3 voll geöffnet ist, öffnet sich ein Endlagenschalter und bewirkt, daß das Brenngasgemisch-Zuleitungsventil Cl geschlossen wird. Die Einleitung von Stickstoff in die Brennerdüsen der Zone Il dient zum Aufrechterhalten eines einen Flammenrückschlag verhindernden Brennerdruckes und zur Verhinderung einer Überhitzung der Brennerdüsen.

Anhaltendes Bandes durch die Temperaturregelung

Wenn das Band mit Produktionsgeschwindigkeit läuft, kann es durch Betriebsstörungen des Ofens oder wegen seiner physikalischen Eigenschaften überhitzt werden. Wenn bei dieser Geschwindigkeit Überhitzen eintritt, schließt sich ein Kontakt (Leitung 15) in dem Temperaturregler, wodurch die Zeitgeber TD4Fin der Leitung 17 und TO45in der Leitung 17a sowie der in der Leitung 18 vorhandene Warnsignalgeber eingeschaltet werden. Die Bedienung der Anlage wird dadurch gewarnt und muß versuchen, den Zustand zu korrigieren. Wenn die Temperatur des Bandes nicht innerhalb einer Minute korrigiert ist, schließt sich der Zeitgeberkontakt TD4Fin der Leitung 25, erregt das Ofenstillsetzrelais F.S.R. in der Leitung 23 und leitet damit das Stillsetzen des Ofens ein. 5 Sekunden später öffnet sich der Kontakt TD 45 in der Leitung 19 und hält den Bandlaufan.

Wenn der Bandlauf verlangsamt wird, ohne daß die Bedienungsperson die Anhaltetaste drückt, und Kontak-

te MSC für die niedrigste Bandlaufgeschwindigkeit (siehe Leitung 15 in F i g. 3) geschlossen sind, tritt bei einer bestimmten niedrigen Geschwindigkeit Überhitzung des Bandes ein. In diesem Falle werden der Zeitgeber TD 3Fin der Leitung 16, der Zeitgeber TD 35 in der Leitung 16a und ein Relais RCm der Leitung 15 erregt. Der Relaiskontakt (Leitung 6) des Relais RC schließt sich und betätigt die Ventile A 3 im unteren Teil der Zone I und Λ 4 im unteren Teil der Zone II, wodurch Spülstickstoff in den Ofen eingeleitet wird. Das Verzögerungsrelais 7Ü3F ist beispielsweise auf eine Verzögerung von 5 Sekunden eingestellt und setzt durch Erregen des Relais F.S.R. in der Leitung 23 den Ofen still. Ferner öffnet sich 5 Sekunden später der Kontakt des Relais TD 35, wodurch das Relais L.S.R. in der Leitung 19 entregt und das Band angehalten wird. Die Zeit für das Stillsetzen des Ofens nach dem Drücken der Anhaltetaste und die Verzögerung für das Anhalten des Bandes; werden einfach durch Einstellungen der Verzögerungsrelais TDiF, TD35, TD4F und TD4S eingestellt.

Es versteht sich, daß die Ventile zur Regelung der Brennstoff- und Luftzufuhr zu den Brennern und die Schutzgaszufuhr zu den Zonen des Ofenraumes so sorgfältig gebaut sind, daß sie sich nicht augenblicklich öffnen oder schließen. Im Gegenteil, in die Ventile sind absichtlich Einrichtungen eingebaut, die die Öffnungsund Schließgeschwindigkeiten begrenzen. Bei einem herkömmlichen Ventil mit Membran-Stellantrieb beispielsweise wird die Verstellgeschwindigkeit des Ventils dadurch begrenzt, daß eine Blende bestimmter Größe in die zur Membrankammer führende Luftleitung eingebaut ist.

Unter dem öffnen oder Schließen der vorstehend genannten Regelventile ist daher ein langsames und allmähliches öffnen und Schließen innerhalb einer Zeit von etwa 2 bis 5 Sekunden oder etwas mehr oder weniger zu verstehen. Diese allmähliche Verstellung eines Ventils von geschlossener zu geöffneter Stellung sorgt für eine Zunahme oder Verringerung des Durchsatzes in einem bestimmten Zeitraum.

Wenn beispielsweise der Ofen infolge einer Überhitzung des Bands stillgesetzt wird, wandern die Ventile A 1 und A 5, die die Brennstoff- und Luftzufuhr zu den Brennern regeln, allmählich auf die Stellung »Minimalfeuerung«, was zu einer allmählichen Verringerung des Durchsatzes innerhalb einer wesentlichen Zeitspanne (beispielsweise 2 bis 5 Sekunden) führt. Entsprechend öffnen sich die Ventile A 3 und A 4 für die Einleitung von Kühlgas (beispielsweise N₂ oder HNX) allmählich und langsam, so daß der Durchsatz des Gases allmählich während einer wesentlichen Zeitspanne (beispielsweise 2 bis 5 Sekunden) erhöht wird.

Bei einem Stillstand geht das Einleiten von Kühlgas und das Absperren des Brennerbrennstoffs und der Luft nicht gleichzeitig vonstatten. Der Brennstoff- und Luftdurchsatz wird allmählich auf einen bestimmten niedrigen Wert gesenkt. Der Durchsatz des Schutzgases wird allmählich bis zum Erreichen eines Maximums erhöht. Ein stationärer Durchsatz aller Gase folgt. Später werden dann die Brennstoff- und die Luftzufuhr abgesperrt.

Gegebenenfalls kann das Schutzgas zu verschiedenen Zeiten vor der Betätigung der Brennstoff- oder Luftventile eingeleitet werden. Ferner können die Bewegungsgeschwindigkeiten der Regelventile geändert werden, vorausgesetzt, daß der Druck in der Ofenkammer über Atmosphärendruck gehalten wird.

Hierzu 3 Hlalt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung der Oxydation und/oder der Überhitzung eines Melallbandes bei der Wärmebehandlung in einem Durchlaufofen mit mindestens einer mit mehreren Brennern ausgerüsteten Ofenkammer im Falle einer das Band gefährdenden Betriebsstörung oder bei Stillsetzung des Ofens, wobei in die Ofenkammer ein die Oxydation des Bandes verhinderndes Schutzgas eingeleitet und die Brennstoffzufuhr zu den Brennern abgesperrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter Einleiten des Schutzgases die Brennstoffzufuhr zu den Brennern von dem Durchsatz bei Normalbetrieb auf einen erheblich geringeren, jedoch wesentlich über Null liegenden Durchsatz gedrosselt, unter fortgesetztem Einleiten von .Schutzgas während einer bestimmten Zeitspanne auf diesem gedrosselten Durchsatz gehalten und nach AbJauf dieser Zeilspanne die Brennstoffzufuhr ganz abgesperrt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Verfahrensschritte automatisch in Abhängigkeit von der Bandtemperatur eingeleitet werden, wenn diese einen vorgewählten Sollwert überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperatur an der Stelle des Bandauslaufs aus der Ofenkammer gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer direkt beheizten Ofenkammer die Bandtemperatur beim Austritt des Bandes aus dem direkt beheizten Teil der Ofenkammer gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas vor der Drosselung der Brennstoffzufuhr eingeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ablauf eines jeden Verfahrensschrittes, der auf eine Betriebsstörung folgt, eine Verzögerung vorgesehen ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasabfuhr während des Einleitens des Schutzgases unterbrochen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ofen mit aufeinanderfolgenden, übereinanderliegenden Zonen das Schutzgas getrennt in jede der Zonen eingeleitet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während einer bestimmten Zeitspanne das Schutzgas mit allmählich größer werdendem Durchsatz eingeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ofen mit Ofenkammer, die mit einer Bandbehandlungskammer in Verbindung steht, welche ein Schutzgas enthält und öffnungen zur Atmosphäre aufweist, der Druck in der Ofenkammer höher als der Gasdruck in der Bandbehandlungskammer gehalten wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit den aufeinanderfolgenden Schritten zur Stillegung des Ofens Luft in einem Rauchgaskanal der Ofenkammer eingeleitet wird.

12. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach

Anspruch 3, bestehend aus einem Durchlaufofen mit mindestens einer Kammer mit mehreren Brennern, deren Brennstoffzufuhr über Ventile regelbar ist, Bauteilen zum Führen des Metailbands durch den Ofen und Bauteilen zum Einleiten eines Schutzgases in die Ofenkammer, gekennzeichnet durch eine automatische Folgesteuerung (M, FRS) mit Stellorganen für die Brennstoff-Regelventile (A 2, A 5; B 1, B 2; Cl) zur Drosselung der Brennstoffzufuhr zu den Brennern (5), Verzögerungsschaltorgane (TD3F. TD3S; TDAF. TD4S) und von den Verzögerungsschaltorganen gesteuerte Ventile (A 3, A 4) in den Bauteilen zum Einleiten des Schutzgases in die Ofenkammer (4).

13. Anlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Steuerorgan (A 4) zum Aufrechterhalten eines Überdrucks in der Kammer (4) bei Drosselung des Brennstoffdurchsatzes.

14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Temperaturmeßeinrichtung (15) im Bereich des Bandaustritts aus der Ofenkammer (4) und einen Temperaturregler, der zur Drosselung der Brennstoffzufuhr auf die Brennstoff-Regelventile (A 2, A 5; B1, B 2) einwirkt.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen Rauchgaskanal (6) an der Ofenkammer (4) mit einer verstellbaren Drosselklappe (21), ein bei Stillegung des Ofens in Tätigkeit tretendes Steuererungsorgan (A 1) und ein Stellorgan (22) zum Schließen der Drosselklappe (21) auf Befehl des Steuerungsorgans (A i).

16. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer (4) in übereinanderliegende Zonen eingeteilt ist und Bauteile zum getrennten Einleiten von Schutzgas in jede der Zonen vorgesehen sind.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammer (4) einen Auslaß (7) hat, der mit einer Bandbehandlungskammer (9) in Verbindung steht, die ein Schutzgas enthält und öffnungen zur Atmosphäre hat, und daß die Bauteile zum Einleiten des Schutzgases so ausreichend bemessen sind, daß nach dem Tätigwerden der Folgesteuerung (M, FSR) in der Ofenkammer (4) ein Druck aufrechterhalten wird, der höher als der Gasdruck in der Bandbehandlungskammer (9) ist.