DE1433718C

DE1433718C - Device for the continuous production of plated metal strips or metal strips

Info

Publication number: DE1433718C
Authority: DE
Inventors: John Bernard Washington Pa. Ulam (V.St.A.)
Original assignee: Charles Pfizer and Co Inc
Current assignee: Pfizer Inc

Description

I 433I 433

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kon- * tinuierlichen Herstellung plattierter Metallbänder bzw. -streifen mit einem Ofen zum Erwärmen der miteinander zu plattierenden Bänder bzw. Streifen unter Schutzgasatmosphäre auf jeweils unterschiedliehe Temperaturen mit nachgeschalteten Plattierwalzen. The invention relates to a device for the continuous production of plated metal strips strips with an oven for heating the strips to be clad together in a protective gas atmosphere to different temperatures with downstream plating rollers.

Bei der kontinuierlichen. Herstellung derartiger Metallbänder bzw. -streifen, wobei beispielsweise zur Gestaltung eines einzigen Verbundkörpers eine • Innenschicht aus Aluminium zwischen zwei Außenschichten aus rostfreiem Stahl angeordnet ist, ergaben sich bisher vor allem große Schwierigkeiten bei der einwandfreien Erhitzung der verschiedenen Lagen und beim Verbinden derselben ohne Oxydation der jeweils einander zugekehrten Oberfläche, über welche die Verbindung hergestellt wird. Bereits in der USA.-Patentschrift 2 758 368 wurde es als erforderlich erachtet, die zu verbindenden Oberflächen mittels eines mechanischen Reinigungsverfahrens zu so reinigen und dann diese gereinigten Flächen sauber und frei von Oxydationsstoffen zu halten, wenn eine einwandfreie Verbindung erzielt werden soll. Durch diese Forderungen traten erhebliche Schwierigkeiten bei der Erwärmung und dem Transport der Metallstreifen während der Zusammenführung von Metallstreifen und Metallbändern auf.With the continuous. Production of such metal strips or strips, for example for Design of a single composite body • an inner layer of aluminum between two outer layers is arranged made of stainless steel, so far there have mainly been great difficulties when the various layers are properly heated and when they are joined together without oxidation the surface facing each other over which the connection is established. Already in U.S. Patent 2,758,368 it was found necessary to design the surfaces to be bonded by means of a mechanical cleaning process to so clean and then keep these cleaned surfaces clean and free of oxidants, if any flawless connection is to be achieved. These demands created considerable difficulties during the heating and transport of the metal strips while the metal strips are being brought together and metal bands.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die Vorwärmkammern für die einzelnen Metallbänder unter Zuführung von. Schutzgas aufweisen.Devices are already known, the preheating chambers for the individual metal strips with the feed of. Have protective gas.

Derartigen bekannten Vorrichtungen haftet unter anderem jedoch der wesentliche Nachteil an, daß zwischen dem Austritt der vorgewärmten Metallbänder und den anschließend angeordneten Plattierwalzen Luftsauerstoff an die gereinigten und zu verbindenden Oberflächen gelangt, der sofort eine Oxydationsschicht auf diesen Oberflächen bildet, so daß besonders in den Außenbereichen der Metallbänder .keine oder nur eine unzureichende Plattierungsverbindung stattfindet.Such known devices have, inter alia, the major disadvantage that between the exit of the preheated metal strips and the subsequently arranged plating rollers Oxygen from the air reaches the cleaned and bonded surfaces, which immediately creates an oxidation layer forms on these surfaces, so that especially in the outer areas of the metal strips .no or only an inadequate plating connection takes place.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung wird zur Vermeidung derartiger Oxydationsschichten Flußmittel verwendet. Dabei wird jedoch die Plattierung der Metallbänder in schrnelzflüssigem Zustand durchgeführt, wobei ein erheblicher Nachteil in der BiI-dung unerwünschter intermetallischer Verbindung besteht, die durch die Schaffung von Legierungszonen insbesondere auch bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit Undefinierte Übergangszonen hervorruft. In another known device, flux is used to avoid such oxidation layers used. However, the plating of the metal strips is carried out in the molten state, being a significant disadvantage in education unwanted intermetallic compound is formed by the creation of alloy zones in particular also causes undefined transition zones with regard to electrical conductivity.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer konstruktiv einfachen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung plattierter Metallbänder bzw. -streifen, die es ermöglicht, mehrere Metallbänder praktisch in einem Arbeitsgang, jedoch auf je nach Art der Metalle unterschiedlich hohe Temperatur unter Schutzgasatmosphäre zu erwärmen und die darüber hinaus eine Plattierung unter Ausschluß jeglicher Oxydation der zu verbindenden Oberflächen und auch ohne Aufschmelzung auf diesen Oberflächen gewährleistet. The object of the invention is to create a constructive simple device for the continuous production of plated metal strips or strips, which makes it possible to produce several metal strips practically in one operation, but depending on the type of metal to heat different high temperatures under a protective gas atmosphere and beyond a plating with the exclusion of any oxidation of the surfaces to be connected and also without Melting on these surfaces is guaranteed.

Die Erfindung bestellt demgemäß in einem Durchlauf-Wärmeofen für die zu plattierenden Metallbänder, der eine für alle Metallbünder bzw. -streifen gemeinsame Ofenkammer aufweist, in der diese Metallbänder bzw. -streifen auf getrennten Fördereinrichtungen angeordnet und durch verstellbare Zwischenwände in unterschiedlicher Temperaturführung voneinander getrennt sind und in der auch die Plattierwalzen vorgesehen sind.The invention accordingly orders in a continuous heating furnace for the metal strips to be plated, the one common to all metal strips or strips Has furnace chamber in which these metal bands or strips on separate conveyors arranged and with adjustable partitions in different temperature control are separated from each other and in which the plating rollers are also provided.

In weiterer Ausgestaltung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eint; Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer gemeinsamen Schutzgasatmosphäre in der Erwärmungs- und der Austrittszone vorgesehen ist, wobei diese einheitliche Schutzgasatmosphäre die Kontrolle der oxydfreien Bandoberfläche und demgemäß auch Plattierungsqualität vereinfacht. In a further embodiment, the invention is characterized in that one; Maintaining facility a common protective gas atmosphere is provided in the heating and the exit zone, this uniform protective gas atmosphere the control of the oxide-free strip surface and, accordingly, also the plating quality is simplified.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die als Rollbahn ausgebildete Fördereinrichtung das Metallband ohne Biegung bzw. auf einer geraden Bewegungsbahn durch die Ofenkammer führt,'daß zwei weitere Metallbänder von äußeren Bereichen der Ofenkammer jeweils über Umlenkrollen und Biegerollen von beiden Seiten nahe an das eine Metallband herangeführt werden, daß hinter den Biegerollen in Bewegungsrichtung des Metallbands Plattierwalzen angeordnet sind, die die zwei äußeren Metallbänder gegen das eine Metallband anpressen.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that as a runway trained conveyor the metal band without bending or on a straight path of movement through the furnace chamber, 'that two more metal strips from the outer areas of the furnace chamber via pulleys and bending rollers from both Pages are brought close to the one metal band that behind the bending rollers in the direction of movement of the metal belt, plating rollers are arranged, which hold the two outer metal belts against the press on a metal band.

Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen je nach Werkstoffart unterschiedlich erwärmende Heizelemente vorgesehen sind, die jeweils nahe den einander zugekehrten Flächen der Metallbänder und des Metallbands angeordnet sind, welche sich insbesondere an die Metallbänder sowohl über den Bereich der Erwärmungskammern als auch der Austrittskammern erstrecken, wodurch eine höhere Wärmleistung und gleichmäßige Temperaturhaltung der Metallbänder bis zu den Plattierwalzen gewährleistet wird.The invention is further characterized in that the metal strips differ depending on the type of material warming heating elements are provided, each close to the mutually facing surfaces the metal strips and the metal strip are arranged, which extend in particular to the metal strips both over the area of the heating chambers and the exit chambers, whereby a higher heat output and even temperature maintenance of the metal strips up to the plating rollers is guaranteed.

. Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht einerseits in der Vermeidung jeglicher Oxydation auf den zu verbindenden Oberflächen der Metallbänder, da das Zusammen walzen der zir plattierenden Metallbünder unter der gleichen Schutzgasatmosphäre erfolgt wie der Erwärmungsvorgang und andererseits in der Möglichkeit, jeweils je nach Werkstoffart der Metallbünder eine unterschiedlich hohe Erwärmung zu gewährleisten, so daß für jeden Werkstoff die für die Plattierung· ohne wesentliche Entstehung intermetallischer Verbindungen optimal günstige Erwärmung gewählt werden kann, bei der unter.dem Druck der Plattierwalzen eine feste Diffusionsbindung zwischen den Oberflächen erzeugt wird, die auch bei einer Weiterverarbeitung, beispielsweise beim sehr starken Tiefziehen oder Walzen, erhalten bleibt, und zwar selbst bei so schwierigen Plattierungen wie z. B.'Aluminium auf, rostfreiem Stahl.. The technical progress achieved by the invention consists on the one hand in avoiding any oxidation on the surfaces to be connected Metal strips, because the zirplating metal strips roll together under the same protective gas atmosphere takes place like the heating process and on the other hand in the possibility, in each case depending on Type of material of the metal bundle to ensure a different level of heating, so that for everyone Material that is optimal for cladding · without significant formation of intermetallic compounds favorable heating can be selected, in which a firm diffusion bond under the pressure of the plating rollers is generated between the surfaces, which is also used in further processing, for example with very strong deep-drawing or rolling, is retained, even with such difficult ones Claddings such as B. 'Aluminum on, stainless steel.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail with reference to drawings. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ofens zum Erwärmen von miteinander zu plattierenden Metallbändern bzw. -streifen mit den Merkmalen der Erfindung,Fig. 1 is a side view of a furnace for heating metal strips to be clad with one another or strips with the features of the invention,

Fig. 2 einen· Querschnitt längs, der Linie H-II in F i g. 1 undFIG. 2 shows a cross section along the line H-II in FIG. 1 and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines weggebrochen dargestellten Teils des erfindungsgemäßen Ofens, aus welcher dessen Heizelemente ersichtlich sind.3 is a perspective view of one broken away illustrated part of the furnace according to the invention, from which its heating elements can be seen are.

Die in den Zeichnungen dargestellte Ofenkammer weist in einer Ofenkammer 10 eine Erwärmungszone 10« und eine Austragzone 10 b auf und wird in Längsrichtung von einer etwa auf halber Höhe angeordneten Fördereinrichtung Il unterteilt. Zu bei-The furnace chamber shown in the drawings has a heating zone 10 ″ and a discharge zone 10 b in a furnace chamber 10 and is divided in the longitudinal direction by a conveyor II arranged approximately halfway up. To both

den Seiten der Fördereinrichtung 11 sind im Abstand voneinander entfernte Rollen 12 und 13 zur Metallbandführung vorgesehen. Auf der Fördereinrichtung 11 wird ein Metallstreifen 14 transportiert, während die Rollen 12 und 13 je ein Metallband 15 bzw. 16 an Gleitschienen 17 bzw. 18 vorbeiführen, die an der Unterseite und Oberseite des Ofens angeordnet sind. Die Erwärmung der Metallbänder 15, 16 erfolgt durch die Abstrahlungswärme von gasbeheizten Heizelementen 19,20, die vorzugsweise als Rohrschlangen ausgebildet sind. Von diesen Heizelementen 19, 20 strömen die Gase durch Lochplatten 22 und 24. Das Metallband 14 wird zwischen den sich gegenüberliegenden Lochplatten 24 transportiert, von der Abstrahlungswärme beidseitig erwärmt und über eine Ofenaustragöffnung 23 zusammen mit den Gasen in den Austragabschnitt 10 b geleitet, wo es zwischen Biegerollen 25 geführt wird. Die beiden Metallbänder 15 und 16 gelangen ebenfalls zusammen mit den erhitzten Gasen aus der Erwärmungszone 10 α in die Austragzone 10 b, wobei die Erhitzungskammer, die Umlenkrollen 29, 30, die Biegerollen 25,25' und auch die Plattierwalzen 31 durch die heißen Gase erwärmt werden. Die Umlenkrollen 29 und 30 biegen die beiden Metallbänder 15 bzw. 16 aufwärts bzw. abwärts in die Biegerollen 25 hinein, die die Metallbänder 15,16 beidseitig gegen das Metallband 14 drängen. Über Plattierwalzen 31 wird dann der zur festen Verbindung der sich gegenüberliegenden Metalloberflächen erforderliche Druck aufgebracht. Zur Weiterverarbeitung gelangt das plattierte Metallband durch eine weitgehend gasdichte Austrittsöffnung 32 zwischen Klemmrollen 33 aus dem Ofen.the sides of the conveyor 11 are spaced apart rollers 12 and 13 are provided to guide the metal strip. A metal strip 14 is transported on the conveyor 11, while the rollers 12 and 13 each lead a metal strip 15 and 16 past slide rails 17 and 18, which are arranged on the bottom and top of the furnace. The metal strips 15, 16 are heated by the radiant heat from gas-heated heating elements 19, 20, which are preferably designed as coiled tubes. From these heating elements 19, 20 the gases flow through perforated plates 22 and 24. The metal strip 14 is transported between the opposing perforated plates 24, heated on both sides by the radiated heat and passed through a furnace discharge opening 23 together with the gases into the discharge section 10b , where it is guided between bending rollers 25. The two metal strips 15 and 16 also get together with the heated gases from the heating zone 10 α into the discharge zone 10 b, the heating chamber, the deflection rollers 29, 30, the bending rollers 25, 25 'and also the plating rollers 31 being heated by the hot gases will. The deflection rollers 29 and 30 bend the two metal strips 15 and 16 upwards or downwards into the bending rollers 25, which press the metal strips 15, 16 against the metal strip 14 on both sides. The pressure required to firmly bond the opposing metal surfaces is then applied via plating rollers 31. For further processing, the clad metal strip passes through a largely gas-tight outlet opening 32 between pinch rollers 33 from the furnace.

Die in der Erwärmungszone 10 α der Ofenkammer 10 und die in der Austragzone vorhandene Schutzgasatmosphäre vermeidet jegliche Oxydation an den Oberflächen der Metallbänder 14,15 und 16 und besteht beispielsweise aus Argon, Wasserstoffgas, Stickstoff od. dgl. Gase. Dieses Schutzgas kann auf bekannte Weise eingeleitet werden und wird durch einen Abgasschlot 21 abgeführt.The protective gas atmosphere in the heating zone 10 α of the furnace chamber 10 and the protective gas atmosphere in the discharge zone avoids any oxidation on the surfaces of the metal strips 14, 15 and 16 and consists, for example, of argon, hydrogen gas, nitrogen or the like gases. This protective gas can be introduced in a known manner and is discharged through an exhaust gas plug 21.

Die eigentliche Erwärmungsanordnung ist in Fig. 3 herausgestellt. Das Schutzgas wird durch Schlitze 40 in die Erwärmungskammem 41 eingesaugt und durch das Vorbeistreichen an den Heizelementen 19 und 20 erwärmt. Eine Gebläseeinrichtung 42 saugt das Gas von den Erwärmungskammem 41 in ein Gebläsegehäuse 42 α hinein und bläst es durch Lochplatten 22 und 24 in Austrittskammern 43 und auf die Oberflächen der zu erwärmenden Metallbänder. Die Gebläseeinrichtung 42 wird vorzugsweise über einen an der Außenseite des Ofens angeordneten Motor 44 angetrieben. Oberhalb und unterhalb der Lochplatten 24 angeordnete bewegbare Leitbleche 45, welche den Wärmezutritt zum Metallband 14 steuern, ermöglichen eine Änderung der Temperatur des Metallbands 14 relativ zur Temperatur der Metallbänder 15 und 16, so daß eine unterschiedliche Erwärmung der Metallbänder je nach Werkstoffart möglich ist.The actual heating arrangement is shown in FIG. 3. The protective gas is sucked into the heating chambers 41 through slits 40 and heated by passing it past the heating elements 19 and 20. A fan device 42 sucks the gas from the heating chambers 41 into a fan housing 42 α and blows it through perforated plates 22 and 24 into outlet chambers 43 and onto the surfaces of the metal strips to be heated. The fan device 42 is preferably driven by a motor 44 arranged on the outside of the furnace. Above and below the perforated plates 24 movable baffles 45, which control the access of heat to the metal strip 14, allow a change in the temperature of the metal strip 14 relative to the temperature of the metal strips 15 and 16, so that a different heating of the metal strips is possible depending on the type of material.

Claims

Patent claims:

1. Device for the continuous production of plated metal strips or strips with a furnace for heating the strips or strips to be plated together under a protective gas atmosphere at different temperatures with downstream plating rollers, characterized in that the furnace has a furnace chamber (10) common to all metal bands or strips (16, 15, 14), in the metal bands or strips on separate conveyors (12,17,29 and 13,18, 30 and 11) and arranged by adjustable partitions (22, 24, 45) in different Temperature control are separated from one another and in which the plating rollers (25,31) are also provided are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a device (42) for maintaining a common protective gas atmosphere in the heating (41) and the Exit zone (43) is provided.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, wherein the conveyors are designed as a roller conveyor are, characterized in that they are one metal band (14) without a bend or on a straight path of movement through the furnace chamber (10) that two more metal strips (15,16) from the outer areas of the furnace chamber (10) via pulleys (29,30) and bending rollers (25, 25 ') are brought close to the one metal band (14) from both sides, that behind the bending rollers (25,25 ') in the direction of movement of the metal strip (14) plating rollers (31) are arranged, which the two outer metal strips (15,16) against the one metal strip (14) press on.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the metal strips heating elements (19, 20) which heat differently depending on the type of material are provided are each close to the mutually facing surfaces of the metal strips (15, 16) and the metal strip (14) are arranged.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Heat dissipation of the heating devices (19, 20) to the metal strips (14 and 15 and 16) both extends over the area of the heating chambers (41) and the outlet chambers (43).

1 sheet of drawings