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WO2001083346A1 - Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen - Google Patents

Vorrichtung zum führen eines metallbandes auf einem gaskissen Download PDF

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WO2001083346A1
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strip
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nozzle
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Peter Ebner
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Peter Ebner
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Publication date
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    • B65H2406/11Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed
    • B65H2406/112Means using fluid made only for exhausting gaseous medium producing fluidised bed for handling material along preferably rectilinear path, e.g. nozzle bed for web

Definitions

  • the invention relates to a device for guiding a metal strip on a gas cushion with blow boxes lined up in the longitudinal direction of the strip at a distance, which have nozzle fields extending transversely to the longitudinal direction of the strip with perforated nozzles distributed over the field surface.
  • the gas cushion is not only used for contactless guidance of the metal strip, but also for heat transfer, heat treatment of the metal strip must also take into account the heat influences which, among other things, require the metal strip to bulge around a central longitudinal axis. This means that the distance of the metal strip from the nozzle field is greater in the central region than in the region of the longitudinal edges of the metal strip. Because of this band curvature, the conditions for the supporting air cushion must be selected so that a sufficient distance from the blow boxes can be ensured in the central region of the metal band in order to be able to exclude contact in the longitudinal edge region.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device for guiding a metal strip on an air cushion of the type described in such a way that a metal strip that bulges under the action of heat can be guided without contact, without a loss of load-bearing capacity due to the curvature of the metal strip to have to take.
  • the invention solves the stated problem in that the nozzle fields have a convex basic shape by at least in one end section falling to both sides transversely to the strip longitudinal field sections.
  • convex basic shape of the nozzle fields By an adapted to the curvature of the metal strip, convex basic shape of the nozzle fields, an approximately uniform distance between the metal strip and the nozzle fields can be ensured in a simple manner, so that the load-bearing capacity of the air cushions generated by the nozzle fields can be fully utilized without danger to run so that the longitudinal edges of the tape touch the blow boxes.
  • the convex basic shape of the nozzle fields which is matched to the curvature of the heated metal strip, also ensures that the metal strips are subjected to a largely vertical flow, even in the longitudinal edge area, so that overall advantageous bearing conditions can be guaranteed.
  • the continuous curvature of the metal strip transversely to the strip longitudinal direction can be realized by field sections in an end section of the nozzle arrays which drop transversely to the strip longitudinal direction.
  • the field sections of the nozzle fields can increasingly decrease on both sides. This condition can be achieved by polygonal longitudinal sections of the nozzle fields.
  • a constant curvature of the nozzle fields is also possible, but this is associated with a correspondingly greater production outlay.
  • blow boxes with corresponding nozzle fields are provided both below and above the metal strip to be guided without contact, in order to enable uniform heat treatment from both sides of the metal strip.
  • the upper nozzle array With such a nozzle array arrangement below and above the metal strip to be guided, it is advisable to design the upper nozzle array with a concave basic shape adapted to the convex basic shape of the lower nozzle array.
  • This concave basic shape of the upper nozzle fields naturally does not affect the load-bearing capacity, but has a significant influence on the uniform heat transfer, which need not be explained in more detail.
  • the device for guiding a metal strip 1 consists of a frame 2 which carries blow boxes 4 which are arranged one behind the other in the strip longitudinal direction 3 and which form nozzle fields 5.
  • These nozzle fields 5 extend transversely to the strip longitudinal direction 3 and have perforated nozzles 6 distributed over the field surface, through which gas, for example air, is blown against the metal strip 1 to form a gas cushion.
  • Slit nozzles 8 are provided along the edges 7 of the nozzle fields 5 which run transversely to the longitudinal direction 3 of the band and which limit the field of the perforated nozzles 6 and support the gas cushion built up by the perforated nozzles 6 with their gas jets.
  • the gas flow deflected on the metal strip 1 flows on the one hand between the two rows of slotted nozzles of each nozzle field 5 against the longitudinal edges 9 of the metal strip 1 and on the other hand reaches the return flow channels 10 formed between the blow boxes 4, which flow from the longitudinal center of the metal strip 1 against the longitudinal edges 9 expand due to roof-shaped sloping frame surfaces 11 with regard to the flow cross-section in order to low flow velocity and thus a comparatively low pressure drop.
  • the nozzle arrays 5 In contrast to conventional nozzle arrays, the nozzle arrays 5 according to the invention have a convex basic shape which is adapted to the curvature of the heated metal strip 1 in order to ensure an approximately constant distance between the metal strip 1 and the nozzle surfaces 5.
  • the convex basic shape of the blow boxes 4 is achieved by starting from a central section 12, increasingly sloping longitudinal sections 13 of the field surface, which are strung together like a polygon, in order to adequately adapt to the continuous curvature of the curved metal strip 1 with simple construction To enable funds. Because of this adaptation, advantageous load conditions are established without endangering the contactless guidance of the metal strip 1 on the gas cushion of the nozzle fields 5.
  • the blow boxes 14 arranged above the metal strip 1, indicated by dash-dotted lines, can also be adapted to the curvature of the metal strip 1 Nozzle fields 5 are provided, which then have a correspondingly concave basic shape, so that in turn the distance to the metal strip 1 can be kept approximately the same over the bandwidth.
  • the invention is of course not limited to the illustrated embodiment, because it is, for example, not about the type and arrangement of the nozzles, but ied just about the convex, adapted to the curvature of the heated metal strip 1 basic shape of the lower blow boxes 4 and possibly the concave basic shape the nozzle fields 5 of the upper blow boxes 14 are, on the one hand, advantageous carrying conditions

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes (1) auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung (3) mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen (4) beschrieben, die sich quer zur Bandlängsrichtung (3) erstreckende Düsenfelder (5) mit über die Feldfläche verteilten Lochdüsen (6) aufweisen. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Düsenfelder (5) durch zumindest in einem Endabschnitt nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte (1, 3) eine konvexe Grundform aufweisen.

Description

Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen, die sich quer zur Bandlängsrichtung erstreckende Düsenfelder mit über die Feldfläche verteilten Lochdüsen aufweisen.
[0002] Um ein Metallband auf einem Gaskissen schwebend in Bandlängsrichtung fördern zu können, ist es bekannt (DE 30 26 132 A), in Bandlängsrichtung hintereinander Blaskästen vorzusehen, deren Düsenfelder sich quer zur Bandlängsrichtung erstrek- ken und über die Feldfläche verteilte Lochdüsen aufweisen. Das durch diese Lochdüsen gegen das Metallband strömende Gas bildet ein tragendes Luftkissen, das durch eine Gasströmung aus Schlitzdüsen unterstützt wird, die quer zur Bandlängsrichtung verlaufen und die die Lochdüsen bildende Feldfläche begrenzen. Da das Gaskissen nicht nur zur berührungslosen Führung des Metallbandes dient, sondern auch zur Wärmeübertragung muß für eine Wärmebehandlung des Metallbandes zusätzlich auf die Wärmeeinflüsse Rücksicht genommen werden, die unter anderem bedingen, daß sich das Metallband um eine mittige Längsachse wölbt. Dies bedeutet, daß der Abstand des Metallbandes vom Düsenfeld im Mittenbereich größer als im Bereich der Längsränder des Metallbandes ist. Aufgrund dieser Bandwölbung müssen die Bedingungen für das tragende Luftkissen so gewählt werden, daß im Mittenbereich des Metallbandes ein ausreichender Abstand von den Blaskästen sichergestellt werden kann, um Berührungen im Längsrandbereich ausschließen zu können. Diese notwendige Abstandsvergrößerung im Mittenbereich ist jedoch mit einer Verminderung der Tragkraft verbunden, was entweder den Einsatz dünnerer Metallbänder oder eine Vergrößerung des Gasvolumenstromes durch die Düsenfelder erfordert. [0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Luftkissen der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß ein sich unter Wärmeeinwirkung wölbendes Metallband berührungslos geführt werden kann, ohne einen durch die Wölbung des Metallbandes bedingten Tragkraftverlust in Kauf nehmen zu müssen.
[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Düsenfelder durch zumindest in einem Endabschnitt nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte eine konvexe Grundform aufweisen.
[0005] Durch eine an die Wölbung des Metallbandes angepaßte, konvexe Grundform der Düsenfelder kann in einfacher Weise ein angenähert gleichmäßiger Abstand zwischen dem Metallband und den Düsenfeldern sichergestellt werden, so daß die Tragkraft der durch die Düsenfelder erzeugten Luftkissen voll ausgenützt werden kann, ohne Gefahr zu laufen, daß die Bandlängsränder die Blaskästen berühren. Die an die Krümmung des erwärmten Metallbandes angeglichene, konvexe Grundform der Düsenfelder stellt außerdem eine weitgehend senkrechte Strömungsbeaufschlagung der Metallbänder auch im Längsrandbereich sicher, so daß insgesamt vorteilhafte Tragverhältnisse gewährleistet werden können.
[0006] Der kontinuierliche Krümmungsverlauf des Metallbandes quer zur Bandlängsrichtung kann im einfachsten Fall durch nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängs- richtung abfallende Feldabschnitte in einem Endabschnitt der Düsenfelder verwirklicht werden. Um eine weitergehende Anpassung der Feldfläche der Düsenfelder an die Krümmung des erwärmten Metallbandes sicherzustellen, können die Feldabschnitte der Düsenfelder nach beiden Seiten hin zunehmend abfallen. Diese Bedingung kann durch polygonartig aneinandergereihte Längsabschnitte der Düsenfelder erreicht werden. Selbstverständlich ist auch eine stetige Krümmung der Düsenfelder möglich, was allerdings mit einem entsprechend größeren Herstellungsaufwand verbunden ist. [0007] Bei der Wärmebehandlung von Metallbändern werden sowohl unter- als auch oberhalb des berührungslos zu führenden Metallbandes Blaskästen mit entsprechenden Düsenfeldern vorgesehen, um eine gleichmäßige Wärmebehandlung von beiden Seiten des Metallbandes zu ermöglichen. Bei einer solchen Düsenfeldanordnung unter- und oberhalb des zu führenden Metallbandes empfiehlt es sich, die oberen Düsenfelder mit einer an die konvexe Grundform der unteren Düsenfelder angepaßten konkaven Grundform auszubilden. Diese konkave Grundform der oberen Düsenfelder wirkt sich naturgemäß nicht auf die Tragfähigkeit aus, nimmt jedoch erheblichen Einfluß auf den gleichmäßigen Wärmeübergang, was wohl nicht näher ausgeführt zu werden braucht.
[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes auf einem Gaskissen ausschnittsweise in einem vereinfachten Schaubild gezeigt.
[0009] Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes 1 aus einem Gestell 2, das in Bandlängsrichtung 3 hinter- einandergereihte Blaskästen 4 trägt, die Düsenfelder 5 bilden. Diese Düsenfelder 5 erstrecken sich quer zur Bandlängsrichtung 3 und weisen über die Feldfläche verteilte Lochdüsen 6 auf, durch die Gas, beispielsweise Luft, zur Bildung eines Gaskissens gegen das Metallband 1 geblasen wird. Entlang der quer zur Bandlängsrichtung 3 verlaufenden Ränder 7 der Düsenfelder 5 sind Schlitzdüsen 8 vorgesehen, die das Feld der Lochdüsen 6 begrenzen und mit ihren Gasstrahlen das durch die Lochdüsen 6 aufgebaute Gaskissen stützen. Die am Metallband 1 umgelenkte Gasströmung fließt einerseits zwischen den beiden Schlitzdüsenreihen jedes Düsenfeldes 5 gegen die Längsränder 9 des Metallbandes 1 hin ab und gelangt anderseits in die sich zwischen den Blaskästen 4 gebildeten Rückströmkanäle 10, die sich von der Längsmitte des Metallbandes 1 gegen die Längsränder 9 hin aufgrund dachförmig abfallender Gestellflächen 11 hinsichtlich des Strömungsquerschnittes erweitern, um für eine mög- liehst geringe Strömungsgeschwindigkeit und damit einen vergleichsweise geringen Druckabfall zu sorgen.
[0010] Im Gegensatz zu herkömmlichen Düsenfeldern weisen die Düsenfelder 5 nach der Erfindung eine konvexe Grundform auf, die an die Krümmung des erwärmten Metallbandes 1 angepaßt ist, um zwischen dem Metallband 1 und den Düsenflächen 5 einen über die Bandbreite annähernd gleichbleibenden Abstand sicherzustellen. Wie das dargestellte Ausführungsbeispiel erkennen läßt, wird die konvexe Grundform der Blaskästen 4 durch von einem mittleren Abschnitt 12 ausgehenden, zunehmend abfallenden Längsabschnitten 13 der Feldfläche erreicht, die polygonartig aneinandergereiht sind, um eine ausreichende Anpassung an die stetige Krümmung des gewölbten Metallbandes 1 mit einfachen konstruktiven Mitteln zu ermöglichen. Aufgrund dieser Anpassung stellen sich vorteilhafte Tragverhältnisse ein, ohne die berührungslose Führung des Metallbandes 1 auf den Gaskissen der Düsenfelder 5 zu gefährden.
[0011] Da eine gleichmäßige Wärmebehandlung eines Metallbandes 1 von beiden Seiten her Düsenfelder sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite des Metallbandes erfordert, können die oberhalb des Metallbandes 1 angeordneten, strichpunktiert angedeuteten Blaskästen 14 ebenfalls mit an die Krümmung des Metallbandes 1 angepaßten Düsenfeldern 5 versehen werden, die dann eine entsprechend konkave Grundform aufweisen, damit wiederum der Abstand zum Metallband 1 über die Bandbreite annähernd gleich gehalten werden kann.
[0012] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, weil es beispielsweise nicht um die Art und Anordnung der Düsen, sondern iediglich um die konvexe, an die Krümmung des erwärmten Metallbandes 1 angepaßte Grundform der unteren Blaskästen 4 und allenfalls der konkaven Grundform der Düsenfelder 5 der oberen Blaskästen 14 geht, um einerseits vorteilhafte Tragverhältnisse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Vorrichtung zum Führen eines Metallbandes (1) auf einem Gaskissen mit in Bandlängsrichtung (3) mit Abstand hintereinandergereihten Blaskästen (4), die sich quer zur Bandlängsrichtung (3) erstreckende Düsenfelder (5) mit über die Feldfläche verteilten Lochdüsen (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenfelder (5) durch zumindest in einem Endabschnitt nach beiden Seiten hin quer zur Bandlängsrichtung abfallende Feldabschnitte (1, 3) eine konvexe Grundform aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Feldabschnitte (13) der Düsenfelder (5) nach beiden Seiten hin zunehmend abfallen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorsehen von Düsenfeldern (5) unter- und oberhalb des zu führenden Metallbandes (1) die oberen Düsenfelder (5) eine an die konvexe Grundform der unteren Düsenfelder (5) angepaßte konkave Grundform aufweisen.
und anderseits eine gleichmäßige Wärmebehandlung des gewölbten Metallbandes 1 sicherzustellen.
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