VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR KONTINUIERLICHEN BEHANDLUNG EINES METALLBANDES

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes, insbesondere eines Metallbandes aus Aluminium oder eine Aluminiumlegierung oder aus Buntmetall (z. B. Kupfer) oder einer Buntmetalllegierung, mit zumindest einer Temperiervorrichtung, durch welche das Metallband schwebend hindurchgeführt wird und mit einer Bandlageregeleinrichtung, mit der die Lage des Metallbandes in der Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei die Temperiervorrichtung zumindest eine einlaufseitige Heizstrecke und eine auslaufseitige Kühlstrecke aufweist.

[0002] Bei der Temperiervorrichtung handelt es sich bevorzugt um einen Bandschwebeofen, der eine Heizstrecke und eine Kühlstrecke aufweist. Die Heizstrecke besteht in der Regel aus mehreren Heizzonen (Aufheiz- bzw. Haltezonen) und die Kühlstrecke besteht in der Regel aus mehreren Kühlzonen. Das Metallband wird in einer solchen Temperiervorrichtung auf eine bestimmte (Soll-)Temperatur erwärmt, gegebenenfalls eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten und danach wieder abgekühlt. Der Durchlauf durch den Ofen erfolgt berührungslos, indem das Band zwischen Düsen, z. B. Luftdüsen, die mit entsprechendem Luftdruck beaufschlagt werden, geschwebt wird. Die Kühlung in den Kühlzonen kann durch Luft, Wasser oder eine Kombination von Luft und Wasser erfolgen. Solche Bandschwebeöfen mit Heizstrecke einerseits und Kühlstrecke andererseits sind bekannt (vgl. z. B. DE 198 04 184 A1).

[0003] Bei einer solchen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes mit einer Temperiervorrichtung bzw. einem Bandschwebeofen kann es sich z. B. um eine Glühlinie bzw. Kontiglühlinie handeln, in welcher das Metallband eine Wärmebehandlung aus metallurgischen Gründen erfährt, z. B. um bestimmte Festigkeits- und Verformungseigenschaften zu erzielen. Alternativ kann es sich bei der Vorrichtung aber auch um eine Bandbeschichtungsanlage bzw. eine Bandbeschichtungslinie handeln, in welcher die Wärmebehandlung des Metallbandes nicht im Sinne eines Glühens, sondern zur Trocknung einer Beschichtung eines Bandes erfolgt, so dass der Ofen dann als Durchlauftrockner ausgebildet ist.

[0004] Bei dem Metallband handelt es sich bevorzugt um Aluminium- oder Buntmetallband (bzw. entsprechende Legierungen) in einem Dickenbereich von 0,1 mm bis 6 mm.

[0005] Da das Metallband z. B. in Glühlinien auf Temperaturen nahe des Schmelzpunktes erhitzt wird, ist es in der Regel erforderlich, innerhalb der Temperiervorrichtung einen verhältnismäßig geringen Bandzug einzustellen, um einen Bandriss zu vermeiden. Dazu wird der Bandzug z. B. einlaufseitig in einem Spannrollensatz abgebaut und auslaufseitig nach dem Abkühlen wieder in einem weiteren Spannrollensatz aufgebaut. In der Temperiervorrichtung (z. B. im Bandschwebeofen) beträgt der spezifische Bandzug z. B. 0,5 bis 1 MPa. Da das Band insbesondere bei geringem Bandzug im Ofen "verlaufen" kann, z. B. aufgrund von etwaigem Bandsäbel, ist es erforderlich, das Band mit Hilfe einer Bandlageregeleinrichtung in geeigneter Weise zu positionieren, vorzugsweise auf Bandmitte zu bringen. Die Positionierung erfolgt folglich in der Bandlaufebene quer zur Bandlaufrichtung.

[0006] In der Praxis besteht aufgrund der rasch wachsenden Nachfrage nach z. B. Karosseriebändern aus Aluminium der Bedarf, immer leistungsfähigere Kontiglühlinien zu errichten. Um höhere Produktionskapazitäten zu erreichen, durchläuft das Band die Bandbehandlungssektion mit höherer Geschwindigkeit. Da jedoch pro Ofenzone nur ein begrenzter Wärmeeintrag ins Band gebracht werden kann, folgt daraus, dass die Temperiervorrichtung für eine höhere Produktionskapazität länger ausgelegt werden müsste. Da das Band wegen des geringen Bandzugs in der Ofensektion leichter verläuft, besteht bei großen Ofenlängen das Risiko, dass die bekannten Bandlageregeleinrichtungen nicht mehr ausreichen, um den Bandlauf im Ofen stabil zu halten, so dass die Gefahr besteht, dass das Band seitlich verläuft bzw. an der Ofenkonstruktion anläuft. Dieses kann zu unerwünschten Bandbeschädigungen oder einem Bandriss führen, so dass sich Anlagen mit erhöhter Produktionskapazität auf diese Weise nicht ohne weiteres realisieren lassen.

[0007] Vor diesem Hintergrund wurde in der DE 10 2012 110 010 A1 bereits vorgeschlagen, die Bandlageregeleinrichtung innerhalb der Kühlstrecke anzuordnen. Somit ist die Bandlageregeleinrichtung nicht mehr ausgangsseitig hinter der Temperiervorrichtung und folglich nicht mehr nach der letzten Kühlzone angeordnet, sondern sie wird gleichsam in die Kühlstrecke integriert, indem diese bevorzugt in zwei Kühlstreckenabschnitte aufgeteilt wird. In einem ersten Abschnitt wird das Band so weit heruntergekühlt, dass es problemlos die Bandlageregeleinrichtung passieren kann. Im Anschluss an den ersten Kühlstreckenabschnitt befindet sich die Bandlageregeleinrichtung. Anschließend durchläuft das Band den zweiten Kühlstreckenabschnitt und folglich den zweiten Teil der Kühlzonen, so dass das Band anschließend auf die gewünschte Endtemperatur heruntergekühlt wird. Auf diese Weise kann insgesamt mit einer langen Ofenstrecke und folglich mit langen Heizstrecken und Kühlstrecken gearbeitet werden, so dass die Produktionskapazität erhöht wird. Die Bandlageregeleinrichtung ist bei der bekannten Anlage z. B. als herkömmliche Drei-Rollen-Regelreinrichtung ausgebildet, welche problemlos in der Kühlstrecke bei entsprechend niedrigen Temperaturen integriert werden kann. Alternativ wurde in der DE 10 2012 110 010 A1 auch vorgeschlagen, die Bandlageregeleinrichtung, die in die Kühlstrecke integriert wird, als berührungslos arbeitende Bandlageregeleinrichtung auszubilden, die z. B. mit Linearmotoren arbeitet.
Durch die in der DE 10 2012 110 010 A1 beschriebenen Maßnahmen lässt sich die Ofenstrecke gegenüber vorbekannten Anlagen bereits erhöhen. Es besteht jedoch das Bedürfnis, die Durchsatzleistung weiter zu erhöhen. - Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher selbst in sehr langen Ofenstrecken ein einwandfreier Bandlauf gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes, dass die berührungslos arbeitende Bandlageregeleinrichtung zumindest ein berührungsloses Bandlageerfassungselement und zumindest einen Linearmotor aufweist und dass die Bandlagenregeleinrichtung (7) oder zumindest deren Linearmotor (13) innerhalb der Heizstrecke oder zwischen der Heizstrecke und der Kühlstrecke angeordnet ist.

[0008] Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es nicht erforderlich ist, die Bandlageregeleinrichtung in der Kühlstrecke anzuordnen, sondern dass bei der Verwendung einer berührungslos arbeitenden Bandlageregeleinrichtung auf Basis von Linearmotoren die Möglichkeit besteht, diese vor der Kühlstrecke und folglich innerhalb der Heizstrecke oder zwischen Heizstrecke und Kühlstrecke anzuordnen. Erfindungsgemäß kommen in der Bandlageregeleinrichtung Linearmotoren zum Einsatz, die z. B. in der DE 197 19 994 A1 beschrieben und auch bereits in der DE 10 2012 110 010 A1 erwähnt sind. Sie werden erfindungsgemäß in den Heißbereich integriert. Die Anordnung der berührungslos arbeitenden Bandlageregeleinrichtung innerhalb der Heizstrecke bzw. zwischen der Heizstrecke und der Kühlstrecke meint, dass zumindest der Linearmotor sowie gegebenenfalls außerdem das berührungslos arbeitende Bandlageerfassungselement der Bandlageregeleinrichtung innerhalb der Heizstrecke oder zwischen der Heizstrecke und der Kühlstrecke angeordnet ist/sind. Die Linearmotoren werden dabei so angeordnet, dass sie quer zur Bandlaufrichtung wirken, so dass der Bandlauf quer zur Bandlaufrichtung (in der Bandlaufebene) korrigiert werden kann. Im Gegensatz zu der in der DE 197 19 994 A1 beschriebenen Vorgehensweise arbeiten daher alle Linearmotoren in derselben (Quer-)Richtung, so dass keine Querspannungen im Band aufgebaut werden. Die Linearmotoren dienen folglich nicht der Erzeugung von Bandspannungen, sondern ausschließlich der Korrektur des Bandlaufs, das heißt der Positionierung des Bandes quer zur Bandlaufrichtung (in der Bandebene).

[0009] Während bei herkömmlichen Anlagen die Länge der Heizstrecke begrenzt war, da eine Bandlageregeleinrichtung erst nach oder innerhalb der Kühlstrecke vorgesehen wurde, besteht nun erfindungsgemäß die Möglichkeit, die Heizstrecke "beliebig" zu verlängern. Wenn man z. B. davon ausgeht, dass aufgrund des Bandverlaufs die freie Länge, das heißt die Länge zwischen einer Rolle und der nachgeschalteten Bandlageregeleinrichtung oder die Länge zwischen zwei hintereinander angeordneten Bandlageregeleinrichtungen, je nach Bandqualität nicht mehr als 100 m bis 130 m betragen darf und die Bandlageregeleinrichtung beim Stand der Technik hinter der Kühlstrecke angeordnet war oder gegebenenfalls in die Kühlstrecke integriert wurde, so waren die Längen der Heizstrecken bislang auf Längen deutlich unterhalb von 100 m begrenzt. Erfindungsgemäß besteht die Beschränkung nun nicht mehr, denn durch ein oder mehrere Bandlageregeleinrichtungen innerhalb der Heizstrecke lässt sich die Heizstrecke ohne weiteres auch auf Längen über 100 m verlängern, denn der Bandlauf kann erfindungsgemäß mit Hilfe von Linearmotoren innerhalb der Heizstrecke korrigiert werden. So schlägt die Erfindung in bevorzugter Weiterbildung vor, dass der (freie) Abstand zwischen zwei (unmittelbar) hintereinander angeordneten Bandlageregeleinrichtungen entlang der Arbeitsrichtung (z. B. zwischen den Linearmotoren), weniger als 100 m, vorzugsweise weniger als 80 m, z. B. weniger als 60 m und besonders bevorzugt weniger als 40 m, beträgt. Es besteht folglich die Möglichkeit, innerhalb der Heizstrecke (und auch gegebenenfalls auch zwischen der Heizstrecke und der Kühlstrecke) in bestimmten Abständen Bandlageregeleinrichtungen anzuordnen, so dass hinsichtlich eines Bandverlaufs keine Längenbeschränkungen der Heizstrecke mehr bestehen.

[0010] Die Bandlageregeleinrichtung besteht folglich aus zumindest einem Linearmotor und zumindest einem Bandlageerfassungselement (z. B. einem Sensor), wobei diese Komponenten an eine geeignete Regelelektronik angeschlossen sind. Ein Linearmotor besteht grundsätzlich aus einem Stator bzw. einem Induktor und einem Anker, wobei die Besonderheit im Rahmen der Erfindung darin besteht, dass der Anker von dem Metallband selbst gebildet wird. Der Stator bzw. der Induktor besteht aus Spulen, welche ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen. Die entsprechende Korrekturbewegung, die auf den Anker wirkt, beruht auf einer fortlaufenden Abstoßung zwischen Statorfeld und dem Ankerfeld. Dabei werden im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt nicht ferromagnetische Metallbänder verwendet. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn Linearmotoren (bzw. deren Statoren) sowohl oberhalb des Bandes als auch unterhalb des Bandes angeordnet sind, wobei das Metallband durch den Spalt zwischen den Statoren mit einstellbarem Abstand hindurchgeführt wird (vgl. DE 197 19 994 B4). Die Linearmotoren sind so ausgebildet und so angeordnet, dass sie quer zur Bandlaufrichtung wirken. Dadurch, dass alle Linearmotoren der Richtung des Bandverlaufs (das heißt des Verlaufens des Bandes) entgegenwirken, wird der Bandverlauf korrigiert. Besonders bevorzugt wird die Kraft der Linearmotoren auf das Band proportional zu dem gemessenen Bandverlauf geregelt, es sind aber auch Strategien denkbar, z. B., dass die Linearmotoren erst arbeiten, wenn der Bandverlauf ein vorgegebenes Maß überschritten hat oder dass die Kraft überproportional zum Bandverlauf erhöht wird. Dadurch, dass alle Linearmotoren in eine Richtung wirken, wird im Gegensatz zu DE 197 19 994 B4 keine Querspannung im Band aufgebaut.

[0011] Die Temperiervorrichtung besteht bevorzugt in grundsätzlich bekannter Weise aus einer Vielzahl von Temperierzonen bzw. Ofenzonen. So kann die Heizstrecke mehrere Heizzonen aufweisen und die Kühlstrecke kann mehrere Kühlzonen aufweisen. Solche Zonen können z. B. dadurch gekennzeichnet sein, dass sie unabhängig voneinander temperierbar sind. Erfindungsgemäß wird optional vorgeschlagen, dass die berührungslose Bandlageregeleinrichtung, das heißt der Linearmotor und/oder das Bandlageerfassungselement, zwischen zwei (unmittelbar hintereinander angeordneten) Heizzonen angeordnet ist. Es ist folglich nicht erforderlich, die Bandlageregeleinrichtung in die Heizzonen, in denen die Düsen angeordnet sind, zu integrieren, sondern es kann zwischen zwei Heizzonen ausreichend Bauraum vorgesehen werden, um dort den Linearmotor oder die Linearmotoren sowie gegebenenfalls auch das Bandlageerfassungselement anzuordnen. So besteht z. B. die Möglichkeit, jeweils mehrere Heizzonen in Gruppen zusammenzufassen und zwischen zwei Gruppen eine Bandlageregeleinrichtung vorzusehen.

[0012] Wie bereits erläutert arbeiten die Linearmotoren in einer Richtung quer zur Bandlaufrichtung und in der Bandebene bzw. parallel zur Bandebene, wobei die Linearmotoren bzw. deren Statoren oberhalb und/oder unterhalb des Bandes angeordnet sind. Es ist vorteilhaft, wenn die Linearmotoren in Breitenbereichen angeordnet sind, welche zumindest den Breitenbereich des Bandes (mit maximaler Bandbreite) abdecken. Die Linearmotoren bzw. deren Statoren erstrecken sich folglich über die gesamte Bandbreite (des maximal in der Linie zu verarbeitenden Bandes).

[0013] Der vertikale freie Abstand zwischen den oberhalb und unterhalb des Bandes angeordneten Linearmotoren (bzw. deren Statoren) beträgt vorzugsweise zumindest 80 mm, besonders bevorzugt zumindest 100 mm.

[0014] Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass die Linearmotoren innerhalb der Heizstrecke und folglich im Heißbereich des Ofens angeordnet sind. Dieses sind bevorzugt Bereiche des Ofens, in denen die Temperatur des Metallbandes mehr als 300 °C, z. B. mehr als 400 °C beträgt. Werden z. B. Aluminiumbänder in einem Glühofen behandelt, so beträgt die Temperatur des Aluminiumbandes mehr als 500 °C. Dennoch kann erfindungsgemäß mit Linearmotoren berührungslos gearbeitet werden. Dabei ist es zweckmäßig, die Linearmotoren bzw. deren Statoren zu kühlen, vorzugsweise mit einer Wasserkühlung.

[0015] Von besonderer Bedeutung ist außerdem die Tatsache, dass auch die Bandlage, das heißt, der Bandlauf, berührungslos erfasst wird, mit berührungslosen Bandlageerfassungselementen. Dabei kann es sich z. B. um induktive Sensoren, kapazitive Sensoren oder optische Sensoren handeln. Alternativ kommen auch Radarsensoren in Frage. Solche Sensoren können bei ausreichender Temperaturbeständigkeit innerhalb des Ofens und folglich in unmittelbarer Nähe des Bandes angeordnet sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, z. B. bei Radarsensoren, diese in einem deutlichen Abstand zum Band vorzusehen. Unabhängig davon lassen sich Sensoren und/oder Linearmotoren bzw. deren Statoren nicht nur kühlen, sondern auch in geeigneter Weise kapseln, um die thermischen Belastungen in Grenzen zu halten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bandlageregeleinrichtungen, die mit Umlenkrollen arbeiten, sind die erfindungsgemäßen Bandlageregeleinrichtungen jedoch nicht auf den Einsatz bei verhältnismäßig geringen Temperaturen beschränkt.

[0016] Wie bereits erläutert, können erfindungsgemäß besonders vorteilhaft innerhalb der Heizstrecke ein oder mehrere Bandlageregeleinrichtungen (das heißt Linearmotoren und gegebenenfalls Sensoren) angeordnet werden, so dass der Abstand zwischen zwei solcher Bandlageregeleinrichtung verhältnismäßig gering sein kann. Dabei wird optional außerdem vorgeschlagen, dass die erste Bandlageregeleinrichtung, z. B. deren Linearmotor in der Heizstrecke in einem Abstand hinter der letzten vor der Heizstrecke angeordneten Rolle bzw. Bandumlenkrolle angeordnet ist, der mindestens das Zehnfache, vorzugsweise mindestens das Zwanzigfache der (maximalen) Bandbreite beträgt.

[0017] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art, wobei das Metallband zur thermischen Behandlung schwebend durch die Heizstrecke und die Kühlstrecke geführt wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Metallbandes (in der Bandlaufebene bzw. parallel zur Bandlaufebene und quer zur Bandlaufrichtung) mit zumindest einer innerhalb der Heizstrecke oder zwischen Heizstrecke und Kühlstrecke angeordneten berührungslos arbeitenden Bandlageregeleinrichtung gesteuert oder geregelt wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Abweichung der Ist-Lage (z. B. Ist-Mittelachse) des Bandes zu der Soll-Lage (z. B. Soll-Mittelachse) des Bandes, z. B. zu der Mittelachse der Bandbehandlungsanlage, gemessen und aus der Abweichung Korrektursignale erzeugt werden und dass das Band mit dem Linearmotor oder den Linearmotoren in die Soll-Lage, z. B. in die Mittellage, bewegt wird. Dabei wirken die Linearmotoren bzw. der horizontale Kraftkomponente im Wesentlichen senkrecht zur Bandlaufrichtung (parallel zur Bandlaufebene) und entgegen der Bandauslenkung bzw. des Bandverlaufs. Die Bandlageregeleinrichtung ist dabei bevorzugt zwischen zwei Heizzonen angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Bandlageregeleinrichtung, z. B. deren Linearmotor und/oder Bandlageerfassungselement, in einem Bereich der Heizstrecke angeordnet, in welchem die Temperatur des Metallbandes mehr als 300 °C, z. B. mehr als 400 °C, beträgt. Erfindungsgemäß erfolgt die Bandlageregelung folglich nicht innerhalb der Kühlstrecke, sondern im Heißbereich.

[0018] Weiter wird vorgeschlagen, dass die Messung der Ist-Lage (bezogen auf die Bandlaufrichtung) vor den Linearmotoren und/oder nach den Linearmotoren und/oder an der Position der Linearmotoren erfolgt. Die Messung kann folglich in Bandlaufrichtung vor den Linearmotoren angeordnet sein. Alternativ kann die Messung aber auch hinter den Linearmotoren angeordnet sein und es besteht außerdem die Möglichkeit, dass vor der Messung und nach der Messung Linearmotoren angeordnet sind, so dass Linearmotoren z. B. zwischen zwei Messpunkten angeordnet sind.

[0019] Die auf das Band mit den Linearmotoren ausgeübte Kraft kann quer zur Bandlaufrichtung proportional zum gemessenen Bandverlauf geregelt werden. Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, bei einer Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage innerhalb eines Toleranzbereichs auf eine Korrektur mit den Linearmotoren zu verzichten.

[0020] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine Bandbehandlungsvorrichtung in einer vereinfachten schematischen Darstellung,

Fig. 2

einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 und

Fig. 3

eine Draufsicht auf ein Metallband innerhalb der Vorrichtung nach Fig. 2 (vereinfacht).

[0021] In den Figuren ist vereinfacht eine Bandbehandlungsvorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes 1, nämlich einer thermischen Behandlung dargestellt. Diese Vorrichtung weist eine Temperiervorrichtung 2 auf, die als Bandschwebeofen ausgebildet ist. Das Metallband durchläuft diesen Bandschwebeofen 2 berührungslos, indem das Band zwischen oberen Düsen 8 und unteren Düsen 9 berührungslos geschwebt wird, wobei die Düsen 8, 9 mit entsprechendem Druck, z. B. Luftdruck beaufschlagt werden. Der Bandschwebeofen 2 weist einlaufseitig eine Heizstrecke 3 und auslaufseitig eine Kühlstrecke 4 auf. Die Heizstrecke setzt sich aus mehreren Heizzonen 3' zusammen, während sich die Kühlstrecke aus mehreren Kühlzonen 4' zusammensetzt, wobei die einzelnen Zone 3, 4 einzeln steuerbar bzw. separat steuerbar sind. In den Heizzonen 3' erfolgt das Heizen des Metallbandes 1 in der Regel mit Hilfe der Luft, so dass die Düsen 8, 9 neben der Tragfunktion auch die Temperierung übernehmen können. In den Kühlzonen 4' erfolgt die Kühlung in der Regel ebenfalls durch Luft oder eine Kombination von Luft und Wasser. Im Falle einer Glühlinie für Aluminiumbänder für Automobil-Karosseriezwecke beträgt die Soll-Temperatur (der Metallbänder) in der Heizzone, z. B. ca. 550 °C bis 570 °C. Die Heizzonen 3' bilden folglich Aufheiz- und Haltezonen. In Fig. 2 ist dabei angedeutet, dass die oberen Düsen 8 und die unteren Düsen 9 quer zur Bandlaufebene E mit einem (vertikalen) Düsenabstand angeordnet sind. In Bandlaufrichtung B hintereinander sind eine Vielzahl von Ofenzonen, z. B. Heizzonen 3' und Kühlzonen 4' angeordnet, wobei diese Zonen 3' bzw. 4' jeweils unabhängig voneinander temperierbar sind. Innerhalb einer Ofenzone 3', 4' sind die oberen Düsen 8 an einen oberen Düsenkasten 10 angeschlossen und die unteren Düsen 9 an einen unteren Düsenkasten 11. Jedem dieser Düsenkästen 10, 11 ist in der Regel ein eigener Ventiltor zugeordnet, wobei die Ventilatoren über Verteilerkanäle in die Düsen 8, 9 münden. Einzelheiten sind grundsätzlich bekannt.

[0022] In Fig. 1 ist im Übrigen erkennbar, dass die Anlage einlaufseitig einen Spannrollensatz 5 aufweist, mit dem der Bandzug reduziert wird, z. B. auf einen spezifischen Bandzug von 0,5 bis 1 MPa. Nach dem Bandschwebeofen 2 bzw. nach der letzten Kühlzone mit Bandzug mit einem auslaufseitigen Spannrollensatz 6 wieder auf das übliche Linienniveau von z. B. spezifisch 10 bis 20 MPa erhöht. Wegen des geringen spezifischen Bandzuges innerhalb des Bandschwebeofens ist es erforderlich, das Metallband 1 mit Hilfe von Bandlageregeleinrichtungen 7 auf Bandmitte zu bringen bzw. zu halten.

[0023] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folglich eine oder mehrere Bandlageregeleinrichtungen 7 auf, mit welchen die Lage des Metallbandes 1 in der Bandlaufebene E und quer zur Bandlaufrichtung B steuerbar oder regelbar ist.

[0024] Erfindungsgemäß ist zumindest eine Bandlageregeleinrichtung 7 innerhalb der Heizstrecke 3 angeordnet. Dieses ist in Fig. 2 gezeigt. Die Bandlageregeleinrichtung 7 arbeitet berührungslos. Sie weist zumindest ein berührungsloses Bandlageerfassungselement 12 und zumindest einen Linearmotor 13 auf, wobei im Ausführungsbeispiel sowohl das Bandlageerfassungselement 12 als auch der Linearmotor 13 innerhalb der Heizstrecke 3 angeordnet sind. Dabei ist in den Figuren angedeutet, dass die Bandlageregeleinrichtung 7 zwischen zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Heizzonen 3' angeordnet ist. Die beiden Heizzonen 3' sind folglich in Bandlaufrichtung beabstandet zueinander angeordnet und in diesem Bereich ist die Bandlegeregeleinrichtung 7 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind oberhalb des Bandes und unterhalb des Bandes jeweils ein Linearmotor 13 angeordnet. Wobei damit der Stator 13' des Linearmotors 13 gemeint ist, denn der Anker des Linearmotors 13 wird von dem Metallband selbst gebildet.

[0025] In Fig. 3 ist dabei erkennbar, dass mit Hilfe des Linearmotors 13 eine Kraft parallel zur Bandlaufebene E und quer bzw. senkrecht zur Bandlaufrichtung B erzeugt wird. Dabei ist in Fig. 3 die Soll-Mittelachse 14 des Bandes 1 gezeigt, welche z. B. der Mittelachse der Bandbehandlungsmaschine entspricht. Außerdem ist in Fig. 3 beispielhaft die Ist-Mittelachse 15 angedeutet, und zwar für den Fall, dass die Ist-Mittelachse 15 von der Soll-Mittelachse 14 um den Bandverlauf V abweicht. Mit Hilfe des Bandlageerfassungselementes 12 wird die Lage der Ist-Mittelachse 15 relativ zu der Soll-Mittelachse 14 gemessen und aus der Abweichung werden Korrektursignale erzeugt. Mit den Linearmotoren 13, von denen in Fig. 3 nur der obere Linearmotor bzw. dessen Anker 13', gezeigt ist, wird das Band in die gewünschte Lage, das heißt in die Soll-Mittellage bewegt. Dazu arbeiten die Linearmotoren 13 deren horizontale Kraftkomponente (im Wesentlichen) senkrecht zur Bandlaufrichtung entgegen der Bandauslenkung wirkt, auf das Metallband 1, welches als gleichsam Anker Teil des Linearmotors 13 ist. Dabei ist in Fig. 3 außerdem erkennbar, dass sich die Linearmotoren 13 über die gesamte Breite des Bandes erstrecken und folglich den gesamten Breitenbereich des Bandes abdecken. Die dargestellte Messvorrichtung 12 ist als berührungslos arbeitender Sensor ausgebildet bzw. arbeitet mit berührungslos arbeitenden Sensoren, z. B. induktiven Sensoren, kapazitiven Sensoren, optischen Sensoren oder auch mit einer Radarmessung.

[0026] Dabei ist in den Figuren lediglich eine Bandlageregeleinrichtung 7 dargestellt. Besonders bevorzugt werden aber nicht nur in die Heizstrecke 3, sondern auch in die Kühlstrecke 4 sowie zwischen Heizstrecke 3 und Kühlstrecke 4 Bandlageregeleinrichtungen 7 angeordnet. Bei entsprechender Länge der Heizzone können mehrere Bandlageregeleinrichtungen 7 in die Heizstrecke 3 integriert werden, so dass z. B. in der Heizstrecke 3 zumindest alle 50 m, bevorzugt zumindest alle 30 m, eine Bandlageregeleinrichtung 7 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann mit nahezu beliebig langen Öfen gearbeitet werden, so dass die Kapazität der Anlage erhöht wird.

[0027] Es versteht sich im Übrigen, dass die in den Ofen integrierte Bandlageregeleinrichtung (das heißt Linearmotor und Bandlageerfassungselement) mit einer geeigneten Steuerelektronik bzw. Regelelektronik verbunden ist, die selbstverständlich nicht innerhalb des Ofens angeordnet werden muss und erfindungsgemäß nicht zwingend Gegenstand der Bandlageregeleinrichtung ist.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes (1), insbesondere eines Metallbandes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Buntmetall oder einer Buntmetalllegierung, mit zumindest einer Temperiervorrichtung (2), durch welche das Metallband (1) schwebend hindurchgeführt wird und
mit zumindest einer berührungslos arbeitenden Bandlageregeleinrichtung (7), mit der die Lage des Metallbandes (1) in der Bandlaufebene (E) und quer zur Bandlaufrichtung (B) steuerbar oder regelbar ist und die zumindest einen Linearmotor (13) aufweist,
wobei die Temperiervorrichtung (2) zumindest eine ein-laufseitige Heizstrecke (3) und einer auslaufseitige Kühlstrecke (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die berührungslos arbeitende Bandlageregeleinrichtung (7) zumindest ein berührungsloses Bandlageerfassungselement (12) aufweist und dass die Bandlageregeleinrichtung (7) oder zumindest deren Linearmotor (13) innerhalb der Heizstrecke (3) oder zwischen der Heizstrecke (3) und der Kühlstrecke (4) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrecke (3) mehrere Heizzonen (3') aufweist, wobei die berührungslose Bandlageregeleinrichtung (7), das heißt der Linearmotor (13) und gegebenenfalls das Bandlageerfassungselement (12), zwischen zwei Heizzonen (3') angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit mehreren Bandlageregeleinrichtungen (7), dadurch gekennzeichnet, dass der (freie) Abstand zwischen einer Bandumlenkrolle vor der Heizstrecke und der dieser nachgeordneten Bandlageregeleinrichtung oder zwischen zwei (unmittelbar) hintereinander angeordneten Bandlageregeleinrichtungen (7) entlang der Bandlaufrichtung, zwischen zwei Linearmotoren, weniger als 100 m, vorzugsweise weniger 80 m, z. B. weniger als 60 m, besonders bevorzugt weniger als 40 m beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotoren (7) bzw. deren Statoren (13') oberhalb und/oder unterhalb des Bandes (1) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotoren (7) bzw. deren Statoren (13') in Breitenbereichen angeordnet sind, welche zumindest den Breitenbereich des Bandes mit maximaler Bandbreite abdecken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotoren (13) bzw. deren Statoren (13') einen vertikalen freien Abstand von zumindest 80 mm, vorzugsweise zumindest 100 mm, aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotoren (13) bzw. deren Statoren (13') gekühlt sind, vorzugsweise wassergekühlt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandlageerfassungselement (12) als induktiver, kapazitiver oder optischer Sensor oder als Radarsensor ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bandlageregeleinrichtung (7), z. B. deren Linearmotor (13), in der Heizstrecke (3) in einem Abstand hinter der letzten vor der Heizstrecke angeordneten Bandumlenkrolle angeordnet ist, der mindestens das Zehnfache, vorzugsweise mindestens das Zwanzigfache der (maximalen) Bandbreite beträgt.

10. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Metallband zur thermischen Behandlung schwebend durch die Heizstrecke und die Kühlstrecke geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Metallbandes mit zumindest einer innerhalb der Heizstrecke oder zwischen Heizstrecke und Kühlstrecke angeordneten berührungslos arbeitenden Bandlageregeleinrichtung gesteuert oder geregelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Ist-Lage, z. B. Ist-Mittelachse, des Metallbandes von der Soll-Lage, z. B. Soll-Mittelachse, des Metallbandes, z. B. von der Mittelachse der Bandbehandlungsanlage, gemessen wird und aus der Abweichung Korrektursignale erzeugt werden und dass das Metallband mit dem Linearmotor oder den Linearmotoren in die Soll-Lage, z. B. die Mittellage, bewegt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung zwischen zwei Heizzonen angeordnet ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandlageregeleinrichtung, z. B. deren Linearmotor und/oder deren Bandlageerfassungselement, in einem Bereich der Heizstrecke angeordnet ist, in dem die Temperatur des Metallbandes mehr als 300 °C, z. B. mehr als 400 °C beträgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Ist-Lage vor den Linearmotoren und/oder nach den Linearmotoren und/oder an der Position der Linearmotoren erfolgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Band mit den Linearmotoren ausgeübte Kraft quer zur Bandlaufrichtung proportional zum gemessenen Bandverlauf geregelt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage innerhalb eines Toleranzbereiches auf eine Korrektur mit den Linearmotoren verzichtet wird.

Claims

1. An apparatus for continuously treating a metal strip (1), in particular a metal strip made of aluminum or an aluminum alloy or made of non-ferrous metal or a non-ferrous metal alloy, with at least one temperature control apparatus (2) through which the metal strip (1) is guided in a floating manner,
and with at least one non-contact strip position control device (7) with which the position of the metal strip (1) is controllable or regulatable in the strip movement plane (E) and transversely to the strip movement direction (B), and which has at least one linear motor (13),
wherein the temperature control apparatus (2) has at least one heating section (3) on the inlet side and a cooling side (4) on the outlet side,
characterized in that
the non-contact strip position control device (7) comprises at least one non-contact strip position detection element (12) and that the strip position control device (7) or at least its linear motor (13) is arranged within the heating section (3) or between the heating section (3) and the cooling section (4).

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the heating section (3) has a plurality of heating zones (3'), wherein the non-contact strip position control device (7), i.e., the linear motor (13) and optionally the strip position detection element (12), is arranged between two heating zones (3').

3. The apparatus according to claim 1 or 2, with a plurality of strip position control devices (7), characterized in that the (free) distance between a strip guide roller upstream of the heating section and the strip position control device located downstream thereof, or between two(immediately) consecutively arranged strip position control devices (7) along the strip movement direction, or between two linear motors, is less than 100 m, preferably less than 80 m, e.g., less than 60 m, particularly preferably less than 40 m.

4. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the linear motors (7) or the stators (13') thereof are arranged above and/or below the strip (1).

5. The apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the linear motors (7) or the stators (13') thereof are arranged in width ranges which at least cover the width range of the strip with a maximum strip width.

6. The apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the linear motors (13) or the stators (13') thereof have a free vertical distance of at least 80 mm, preferably at least 100 mm.

7. The apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the linear motors (13) or the stators (13') thereof are cooled, are preferably water cooled.

8. The apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the strip position detection element (12) is designed as an inductive, capacitive or optical sensor, or as a radar sensor.

9. The apparatus according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the first strip position control device (7), e.g., its linear motor (13), is arranged in the heating section (3) at a distance, downstream of the last the strip guide roller arranged upstream of the heating section, said distance being at least ten times, preferably at least twenty times the (maximum) strip width.

10. A method for continuous treatment of a metal strip using an apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the metal strip is guided in a floating manner through the heating section and the cooling section for the thermal treatment, characterized in that the position of the metal strip is controlled or regulated using at least one non-contact strip position control device arranged within the heating section or between heating section and the cooling section.

11. The method according to claim 10, characterized in that the deviation of the actual position, e.g., actual center axis of the metal strip from the target position, e.g., the target center axis of the metal strip, is measured, e.g., from the center axis of the strip treatment system, and correction signals are generated from the deviation, and the metal strip is moved using the linear motor or the linear motors into the target position, e.g., into the center position.

12. The method according to claim 10 or 1 1, characterized in that the strip position control device is arranged between two heating zones.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the strip position control device, e.g., its linear motor and/or its strip position detection element, is arranged in an area of the heating section, in which the temperature of the metal strip is more than 300 °C, e.g., is more than 400 °C.

14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the measurement of the actual position is carried out upstream of the linear motors and/or downstream of the linear motors and/or at the position of the linear motors.

15. The method according to any one of claims 10 to 14, characterized in that the force exerted on the strip transverse to the strip movement direction using the linear motors is regulated proportionally to the measured strip deviation.

16. The method according to any one of claims 10 to 15, characterized in that a correction using the linear motors is omitted in the case of a deviation of the actual position from the target position which is within a tolerance range.

Revendications

1. Dispositif pour le traitement en continu d'une bande métallique (1), en particulier d'une bande métallique en aluminium ou un alliage d'aluminium ou en métal non ferreux ou un alliage de métal non ferreux, avec au moins un dispositif d'équilibrage de température (2) à travers lequel on fait passer la bande métallique (1) de façon mise en sustentation, et
avec au moins un dispositif de réglage de position de bande (7) travaillant sans contact, avec lequel il est possible de commander ou régler la position de la bande métallique (1) dans le plan de défilement de bande (E) et transversalement à la direction de défilement de bande (B) et lequel présente au moins un moteur linéaire (13),
dans lequel le dispositif d'équilibrage de température (2) présente au moins un trajet de chauffage côté entrée (3) et un trajet de refroidissement côté sortie (4),
caractérisé en ce que
le dispositif de réglage de position de bande travaillant sans contact (7) présente au moins un élément de détection de position de bande sans contact (12) et que le dispositif de réglage de position de bande (7), ou bien au moins le moteur linéaire (13) de celui-ci, est disposé dans le trajet de chauffage (3) ou entre le trajet de chauffage (3) et le trajet de refroidissement (4).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trajet de chauffage (3) présente plusieurs zones de chauffage (3'), dans lequel le dispositif de réglage de position de bande sans contact (7), à savoir le moteur linéaire (13) et le cas échéant l'élément de détection de position de bande (12), est disposé entre deux zones de chauffage (3').

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, avec plusieurs dispositifs de réglage de position de bande (7), caractérisé en ce que la distance (libre) entre une poulie de guidage de bande devant le trajet de chauffage et le dispositif de réglage de position de bande disposé en aval de celle-ci ou entre deux dispositifs de réglage de position de bande (7) disposés (directement) l'un derrière l'autre le long de la direction de défilement de bande, entre deux moteurs linéaires, comporte moins de 100 m, de préférence moins de 80 m, par exemple moins de 60 m, de manière particulièrement préférée, moins de 40 m.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moteurs linéaires (7), ou les stators (13') de ceux-ci, sont disposés au-dessus et/ou en-dessous de la bande (1).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moteurs linéaires (7), ou les stators (13') de ceux-ci, sont disposés dans des plages de largeurs qui recouvrent au moins la plage de largeurs de la bande avec une largeur de bande maximale.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moteurs linéaires (13), ou les stators (13') de ceux-ci, présentent une distance libre verticale d'au moins 80 mm, de préférence d'au moins 100 mm.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moteurs linaires (13), ou les stators (13') de ceux-ci, sont refroidis, de préférence refroidis à l'eau.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de détection de position de bande (12) est réalisé en tant que capteur inductif, capacitif ou optique ou en tant que capteur radar.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier dispositif de réglage de position de bande (7), par exemple le moteur linéaire (13) de celui-ci, est disposé dans le trajet de chauffage (3) à une distance derrière la dernière poulie de guidage de bande disposée devant le trajet de chauffage, laquelle est au moins de dix fois, de préférence au moins de vingt fois la largeur de bande (maximale).

10. Procédé pour le traitement en continu d'une bande métallique avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel, pour le traitement thermique, on fait passer la bande métallique par le trajet de chauffage et le trajet de refroidissement de manière mise en sustentation, caractérisé en ce que la position de la bande métallique est commandée ou réglée avec au moins un dispositif de réglage de position de bande travaillant sans contact disposé dans le trajet de chauffage ou entre le trajet de chauffage et le trajet de refroidissement.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la divergence de la position réelle, par exemple l'axe médian réel, de la bande métallique par rapport à la position de consigne, par exemple l'axe de consigne, de la bande métallique, par exemple de l'axe médian de l'installation de traitement de bande, est mesurée et que des signaux de correction sont générés à partir de la divergence et que la bande métallique est déplacée avec le moteur linéaire ou les moteurs linéaires dans la position de consigne, par exemple la position médiane.

12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de position de bande est disposé entre deux zones de chauffage.

13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de position de bande, par exemple le moteur linéaire de celui-ci et/ou l'élément de détection de position de bande de celui-ci, est disposé dans une zone du trajet de chauffage dans laquelle la température de la bande métallique est de plus de 300 °C, par exemple de plus de 400 °C.

14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la mesure de la position réelle s'effectue devant les moteurs linéaires et/ou après les moteurs linéaires et/ou à la position des moteurs linéaires.

15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la force s'exerçant sur la bande avec les moteurs linéaires est réglée transversalement à la direction de défilement de bande de manière proportionnelle au défilement de bande mesuré.

16. Procédé selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce qu'en cas d'une divergence de la position réelle par rapport à la position de consigne dans les limites d'une plage de tolérances, on renonce à une correction avec les moteurs linéaires.

Zeichnung