Flexible Querfelderwärmung

Einleitung / Abstract

Beschichten, Galvanisieren, Warmumformen, Glühen: Mittels Querfeld-Erwärmung ist das Temperaturprofil stufenlos einstellbar.

Hintergrund

Anstelle von konventionellen gasbeheizten Öfen (Nachteile: großer Platzbedarf, lange Auf- und Abkühlzeiten, hohe Energieverluste, Prozesseinschränkungen) werden metallische Bänder auch induktiv erwärmt. Hierbei wird in dem Blech ein Strom induziert, wodurch das Material möglichst gleichmäßig erwärmt wird. Bei der induktiven Erwärmung von Blechmaterial stehen zwei Verfahren zur Verfügung, welche sich in der Orientierung des elektromagnetischen Feldes unterscheiden. Die Längsfelderwärmung findet bereits eine breite Anwendung. Die Querfelderwärmung ist hingegen noch nicht soweit verbreitet. Insbesondere bei dünnen Bändern und bei Temperaturen über 750 °C bei Stahl kommt die induktive Längsfeld-erwärmung an ihre konzeptbedingten Grenzen, welche nicht für die Querfelderwärmung gelten. Bei Querfeld-Erwärmungsanlagen sind die Induktorspulen oberhalb und unterhalb des zu erwärmenden Bandes angeordnet, so dass der magnetische Hauptfluss der Induktorspulen senkrecht zur Oberfläche gerichtet ist (Nachteil: inhomogene Temperaturverteilung). Das Problem der herkömmlichen Querfeld-Erwärmungsanlagen ist, dass diese nur sehr aufwendig an die jeweilige Betriebssituation, insbesondere die Bandbreite angepasst werden können bzw. wird keine ausreichend homogene Temperaturverteilung erreicht.

Lösung

Die neue Technologie besteht im Prinzip aus mehreren Induktoreinheiten, welche unabhängig voneinander positioniert werden können. In mindestens zwei Lagen befinden sich jeweils zwei Einheiten. In jeder Lage werden die Einheiten optimal für die Bandbreite und das Material eingestellt. Durch die Verschaltung der Induktoreinheiten kommt es zu einer elektromagnetischen Kompensation der Zuführungen, wodurch sich effektiv ein idealer Induktor ergibt. Die Verwendung mehrerer Lagen erlaubt es, den für die Temperaturverteilung wichtigen Spulenkopf für die jeweilige Anwendung optimal einzustellen. Das wesentlich Neue der Erfindung ist zum einen der einfache symmetrische Aufbau der Anlage. Zum anderen ist es das Prinzip, dass die einzelnen Windungen in mehreren Ebenen liegen und so unabhängig voneinander verschoben werden können,um den Spulenkopf für unterschiedliche Bänder einzustellen.

Vorteile