Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien in einem Wärmebehandlungsofen, insbesondere zur Beseitigung von Walzrückständen. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der Herstellung von Metallbändern oder -folien kommt der Wärmebehandlung eine besondere Rolle zu. So durchlaufen die Metallprodukte während des Herstellungsverfahrens in der Regel Warm- und Kaltwalzvorgänge sowie gegebenenfalls Zwischenglühungen, damit durch temperaturabhängige Vorgänge in dem Gefüge des Werkstoffs gezielt Einfluss auf die Eigenschaften der Metallprodukte genommen werden kann.

An die unterschiedlichen Verfahrensschritte schließt sich in der Regel eine Fertigglühung an, die einen der kritischsten Vorgänge, insbesondere in der Folienherstellung, darstellt. Die Fertigglühung dient einerseits der Rekristallisation oder Teil-Rekristallisation, dem sogenannten Zustandsglühen oder Rückglühen der Metallbänder und -folien, wobei die Rekristallisation durch die Überschreitung der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs erfolgt. Andererseits dient die Fertigglühung einer thermischen Reinigung der Bandoberflächen, insbesondere einer sogenannten Entfettung von Walzrückständen wie an den Walzwerken verwendeten Schmiermitteln, beispielsweise Fetten, Wachsen und Walzölen. Um eine schmiermittelfreie Oberfläche für die Weiterverarbeitung der Metallprodukte zu gewährleisten und beispielsweise Haftungsproblemen bei einer nachfolgenden Umformung vorzubeugen, ist eine gründliche Reinigung der Bandoberflächen erforderlich. Diese erfolgt durch die zeitversetzt ablaufenden Glühphasen des Ausdampfens von Schmiermitteln und ölhaltigen Rückständen auf der Band- bzw. Folienoberfläche.

Die angewendeten Glühprogramme, in denen u. a. der Temperatur-Zeit-Verlauf, das Volumen des Prozessluftaustauschs zwischen der Umwelt und der Ofenkammer und das Luftvolumen zur Umwälzung im Ofenraum berücksichtigt werden, sind somit stets ein Kompromiss aus Rekristallisations- und Entfettungsanforderungen an den Glühverlauf. Eine weitere Komplexität erhält der Vorgang bei einer Zustandsglühung, da Teil-Rekristallisationen sensibler auf die Glühparameterführung reagieren. Da jedoch im Rahmen heutiger Glühprozesse in der Regel pauschale Glühprogramme zur Anwendung kommen und keine Differenzierungskriterien vorliegen, kann insbesondere auf die Parameter des Ausgangsmaterials nicht individuell reagiert werden. Die Prozesstechnik ist zudem meist schlecht instrumentiert und tatsächlich wirksame Parameter an dem Metallband bzw. der Metallfolie wie die Metalltemperatur oder das Luftvolumen sind unbekannt und werden lediglich anhand von Hilfsgrößen wie zum Beispiel einer Ventilatordrehzahl oder einer Blendenstellung abgeschätzt.

Im Laufe der Jahre haben sich in der Industrie zwei Glühphilosophien etabliert. Zum einen das qualitätsgetriebene Niedrigtemperatur-Langzeitglühen und zum anderen das ressourcengetriebene Hochtemperatur-Kurzzeitglühen. Die Niedrigtemperatur- Langzeitglühung zeichnet sich durch ihre Toleranz auf Abweichungen in Eingangs und Umgebungsparametern wie beispielsweise der Oberflächenrauheit, der Ölbelegung in Qualität und Quantität, der Dichte und Feuchte der Prozessluft oder auch der Wickeldichte im Fall von zu Coils aufgehaspelten Metallbändern oder -folien aus und stellt damit eine qualitätsoptimierte, gutmütige Philosophie dar. Ein Problem bei der Niedrigtemperatur-Langzeitglühung stellen jedoch Walzölverunreinigungen durch Fremdöle dar, die bei niedrigeren Glühtemperaturen nicht abbrennen. Darüber hinaus führen die verhältnismäßig langen Glühzeiten zeitweilig zu einem Mangel an freier Glühkapazität und stellen überdies einen nicht unwesentlichen Kostenfaktor dar. Während zwar die Anforderungen an die Produktqualität steigen und enge Toleranzgrenzen bei der Oberflächenbeschaffenheit eingehalten werden müssen, gewinnt vor dem Hintergrund kostensparender und ressourcenschonender Herstellungsprozesse ein effizienterer Einsatz von Energie demnach an Bedeutung.

Die Hochtemperatur-Kurzzeitglühung stellt zwar eine effiziente, durchsatzoptimierte Philosophie dar, birgt jedoch eine hohe Glühfehlerhäufigkeit, da sie wenig fehlertolerant auf die zuvor genannten Eingangs- und Umgebungsbedingungen ist. Die Kombination aus einer fehlerintoleranten Hochtemperatur-Kurzzeitglühung, natürlichen Prozessschwankungen aus den Vorprozessen und einer schlecht instrumentierten Ofentechnik führt zwangsläufig zu häufigen Inhomogenitäten im Entfettungsprozess und damit zu Glühfehlern, die zu schlechter Ab Wickelqualität, insbesondere zu Verklebungen nahe des Rollenkerns, und zu Haftungsproblemen der Produkte in der nachfolgenden Weiterverarbeitung führen. Insbesondere dünne Metallbänder bzw. Metallfolien reagieren empfindlich auf die Glühbehandlungen und bilden Spannungen, Fließlinien oder sogar Glühblasen aus. Unkontrollierbare Faltenbildungen und ungleichmäßige Festigkeitseigenschaften wirken sich negativ auf die nachfolgenden Verarbeitungsprozesse bis hin zum Endprodukt aus. Schlimmstenfalls können die Spannungen, Fließlinien und Glühblasen zu Rissen führen, wodurch die Metallprodukte gänzlich unbrauchbar werden.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 197466733 Al ist ein Verfahren zur Bestimmung der Gasatmosphäre in einem Wärmebehandlungsofen bekannt, mit welchem die Zufuhr von Inertgas während der Wärmebehandlung optimiert werden kann. Ein präzises Verfahren zur Steuerung einer Ofenatmosphäre ist zudem aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 871 248 Al bekannt. Beide Dokumente befassen sich aber nicht mit der Vermeidung von Glühfehlern bei der Glühung von Band- oder Foliencoils.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien in einem Wärmebehandlungsofen, insbesondere zur Beseitigung von Walzrückständen, zur Verfügung zu stellen, mit welchem prozesssicher und kostengünstig qualitativ hochwertige Metallprodukte bereitgestellt werden können und der Ausschussanteil an Metallbändern und -folien verringert werden kann. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, vorteilhafte Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien, insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzuschlagen.

Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe für ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien in Form von Band- oder Foliencoils in einem Wärmebehandlungsofen zur Beseitigung von Walzrückständen, dadurch gelöst, dass während der Durchführung der Wärmebehandlung der Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas ermittelt wird und zur Prozesssteuerung oder -regelung der Wärmebehandlung verwendet wird, wobei die Dynamik der Beseitigung von Walzrückständen auf den Metallbändern oder -folien während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt wird.

Bei der Wärmebehandlung handelt es sich beispielsweise um eine Fertigglühung der Metallbänder oder -folien. Eine entsprechende Glühung kann die Weiterverarbeitung wie beispielsweise nachfolgende Umformschritte erleichtern, die mechanischen Eigenschaften der Metallprodukte verbessern und die Dimensionsstabilität fördern. Eine Fertigglühung wird insbesondere zu Weichglüh- und Reinigungszwecken durchgeführt. Durch die Reinigung, insbesondere eine Entfettung, kann die Oberfläche des gewalzten Metallprodukts von Rückständen der Kühlschmierstoffe befreit und beispielsweise für eine Bandbeschichtung vorbereitet werden. Problemen bei der Weiterverarbeitung wie beispielsweise einer schlechten Ab Wickelqualität oder Haftungsproblemen bei einer nachfolgenden Umformung kann durch die Reinigung der Produktoberflächen vorgebeugt werden. Die Metallbänder oder -folien werden hierzu in Form eines Band- oder Foliencoils im Wärmebehandlungsofen geglüht. Prinzipiell kann es sich bei der Wärmebehandlung auch um eine Zwischenglühung handeln, die beispielsweise zum Ziel hat, nachfolgende Walzschritte zu erleichtern. Auch bei Zwischenglühungen kann es bereits zu Glühfehlern kommen, insbesondere wenn die Metallbänder oder -folien in Form eines Coils vorliegen und ihre Dicke sehr gering ist.

Die Beseitigung von Walzrückständen wird bestimmt durch das Abdampfen und das Oxidieren der Kühlschmierstoffe, die nach dem Walzen als Rückstände auf den Oberflächen der Metallprodukte verblieben sind, wobei die Metalltemperatur, die Art und Menge der Walzölauflage und die Atmosphäre im Ofenraum, die sogenannte Ofenatmosphäre oder Prozessluft, entscheidend für den Dampfdruck des abzudampfenden Walzöls und die Oxidation desselben sind. Die Temperatur des Metallprodukts ergibt sich dabei u. a. aus dem vorgegebenen Temperatur-Zeit-Verlauf des Glühprogramms, dem Gewicht und den Abmessungen des Produkts, der Materialstärke, dem Ofenfüllgrad, dem Bautyp und dem Wirkungsgrad des Ofens. Art und Menge der Walzölauflage resultieren aus der Auswahl und der (veränderlichen) Zusammensetzung der zum Vorwalzen, Doppeln und Fertigwalzen eingesetzten Walzöle, die ihrerseits aus Grundölen und Additiven bestehen. Insbesondere die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre hat große Auswirkungen auf das Ergebnis der Reinigung. Sowohl die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre als auch die des Prozessabgases, das aus dem Ofenraum abgeführt wird, sind wiederum von einer Reihe von Faktoren abhängig. Sie sind u. a. ein Produkt des Stadiums der Glühung, des durchzuführenden Prozessschritts, des Ofenfüllgrads sowie des zu behandelnden Ausgangsmaterials.

Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bedingungen des Ausgangsmaterials, beispielsweise das Siedeverhalten und die Menge der Ölauflage, sowie der Status des Glühprozesses, beispielsweise die Ausdampf- und Oxidationsphase, implizit durch die Messung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder dem Prozessabgas erfasst werden. Gehaltsangaben quantifizieren allgemein den Anteil eines einzelnen Stoffes an einem Gemisch. Darunter sind vorliegend auch beispielsweise Konzentrationen zu verstehen, die die Menge eines Produkts in Bezug auf ein gegebenes Luftvolumen angeben. Eine reine Mengenbestimmung ohne Kenntnis des Volumens ist ebenfalls denkbar.

Durch die Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts kann also eine Aussage über die Dynamik des Abdampfens und der Oxidation der Kühlschmierstoffe getroffen werden. Hiervon abhängig kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wiederum Einfluss auf die Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung genommen werden, insbesondere kann die Beseitigung der Walzrückstände gesteuert oder geregelt werden wodurch die Dynamik des Abdampfens und der Oxidation der Walzrückstände beispielsweise in Band- oder Foliencoils vorteilhaft kontrolliert werden kann. Eine unmittelbare Messung in der Ofenatmosphäre kann bevorzugt Echt-Zeit-Ergebnisse liefern und damit eine hohe Aussagekraft über die sich gegenwärtig in der Atmosphäre befindlichen Gehalte an Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukten. Während sich eine Messung im Prozessabgas besonders einfach gestaltet, bringt diese aufgrund der Trägheit des Prozesses jedoch eine Zeitverzögerung mit sich.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch die Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas wiederum die Wärmebehandlung, insbesondere die Beseitigung von Walzrückständen, vorteilhaft gesteuert bzw. geregelt werden kann. Prozessregelung meint hierbei, dass der Istwert eines Parameters bei Abweichung vom gewollten Sollwert durch geeignete Prozesseinwirkung so verändert wird, dass der Istwert sich dem Sollwert nähert und diesen im Idealfall erreicht. Weil dem Abdriften vom Sollwert gegengesteuert wird, ist die Rückkopplung eine Gegenkopplung. Die Prozessregelung kann beispielsweise durch einen PID-Regler durchgeführt werden. Bei der Prozesssteuerung ist dagegen keine Rückkopplung und folglich kein geschlossener Wirkungsablauf vorhanden. Unter Steuerung wird die Beeinflussung des Verhaltens eines Systems verstanden, wobei das System durch die Steuerung in einen anderen Zustand gebracht wird. Die Steuerung bzw. Regelung kann dabei durch eine Einflussnahme auf ausgewählte Parameter, beispielsweise durch eine Reduzierung oder Steigerung eines Wertes, erfolgen.

Die Steuerung bzw. Regelung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass diese abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts, das in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas vorhanden ist, und damit abhängig von den Bedingungen des Ausgangsmaterials sowie des Status des Glühprozesses erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass auf Streuungen in den genannten Prozessparametern entsprechend reagiert werden kann und damit die Oberfläche eines gewalzten Metallprodukts von Kühlschmierstoffrückständen zuverlässig befreit wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es somit, eine Hochtemperatur-Kurzzeitglühung unter gleichzeitiger Vermeidung der typischen Glühfehler zu nutzen. Es stellt damit eine praktikable, kosteneffektive Lösung zur Entfernung von Walzrückständen dar und erhöht die Fehlertoleranz der in ihrer Charakteristik stark von den Eingangsbedingungen und Prozessparametern abhängigen Hochtemperatur- Kurzzeitglühung.

Die Metallbänder oder -folien werden vorzugsweise in Form von Band- oder Foliencoils in einem Batchofen geglüht. Batchöfen sind in Betrieb und Anschaffung üblicherweise nicht so kostenintensiv wie Durchlauföfen. Eine Schwierigkeit bei Batchöfen besteht jedoch üblicherweise darin, sicherzustellen, dass die Temperatur gleichmäßig verteilt ist, beispielsweise bei der Beschickung des Ofens mit Metallcoils. Inhomogenitäten im Reinigungsprozess entstehen üblicherweise vor allem bei Band oder Foliencoils, da die Oxidation des Walzöls und das Austreiben der Abgase über die Stirnflächen der gewickelten Rollen erfolgt. Bei der Wärmebehandlung erfolgt die Erwärmung zunächst von außen, das Metall im Inneren des Foliencoils erwärmt sich dagegen weniger schnell. Dies führt zu einer verzögerten, bei zusätzlicher Erwärmung des Metalls im Inneren des Foliencoils aber schließlich plötzlichen Steigerung der Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukte. Die Inhomogenitäten können zu Glühfehlern führen und eine schlechte Abwickelqualität sowie Haftungsprobleme während der Weiterverarbeitung nach sich ziehen. Insbesondere dünne Metallbänder und -folien reagieren empfindlich auf Glühbehandlungen und bilden Spannungen oder sogar Glühblasen, insbesondere im Inneren der Foliencoils, aus, die schlimmstenfalls zu Rissen in den Produkten führen können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Aussage über die Geschwindigkeit und die Gleichmäßigkeit des Abdampfprozesses bei Band- und Foliencoils getroffen werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft auf die Streuung der Eingangsparameter und Prozessparameter des Reinigungsprozesses reagiert werden und somit insbesondere Einfluss auf den Gasdruck in den Band- oder Foliencoils genommen werden, welcher durch das Verfahren harmonisiert, beispielsweise gesteuert oder geregelt wird. Unter Harmonisieren des Gasdrucks kann beispielsweise eine Vergleichmäßigung des Anstiegs des Gasdrucks, also eine Verringerung der Dynamik des Ausdampfens während der Wärmebehandlung verstanden werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich also vorteilhaft die Dynamik des Abdampfens und der Oxidation der Walzrückstände in Band- und Foliencoils, steuern oder regeln. Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens präzise abgestimmte Ofenatmosphäre gewährleistet somit auch für die Wärmebehandlung von Band- oder Foliencoils die gewünschten Ergebnisse und ermöglicht eine Steigerung der Fehlertoleranz einer Hochtemperatur- Kurzzeitglühung. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Band- und Foliencoils lassen sich insbesondere mit erhöhter Geschwindigkeit ohne Verklebungen abwickeln.

Vorzugsweise werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Metallfolien mit einer Dicke von 1 pm bis 250 gm, vorzugsweise von 1 pm bis 60 pm, besonders bevorzugt von 4 pm bis 20 pm, behandelt. Die Herstellung von Metallfolien erfolgt ausgehend von sogenanntem Folien-Vorwalzband üblicherweise mit den Prozessschritten Vorwalzen, Doppeln, Fertigwalzen, Separieren, Aufwickeln und Fertigglühen. Hierbei dienen das Vor- und Fertigwalzen der Höhenabnahme, das Doppeln dem Zusammenfügen von zwei Bandlagen zur gedoppelten Fertigwalzung, das Separieren der Trennung der fertiggewalzten Folienbahnen, das Aufwickeln der Bereitstellung von Foliencoils und das Fertigglühen dem Entfetten der Folienoberflächen und der Rekristallisation des Werkstoffs.

Vorzugsweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Gasdruck der Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukte im Band- oder Foliencoil während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt wird, so dass gezielt Beschädigungen der Metallbänder- oder Folien durch zu schnelles Ausdampfen oder zu schnelle Erzeugung von Oxidationsprodukten im Band- oder Foliencoil deutlich verringert werden können.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der Prozesssteuerung oder -regelung die Ofentemperatur, der Ofentemperaturgradient, das Prozessluftaustauschvolumen, das Umwälzvolumen an Prozessluft und/oder die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre abhängig von dem Gehalt des mindestens einen Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas gesteuert oder geregelt. Es wurde erkannt, dass insbesondere die Parameter Temperatur, Temperaturgradient, Austauschvolumen und Umwälzvolumen sowie die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre Einfluss auf eine besonders effektive und homogene Wärmebehandlung von Band- oder Foliencoils haben. Für die Gewährleistung einer gleichmäßigen Beseitigung von Walzrückständen auf den Produktoberflächen ist ein gleichmäßiges Verdampfen der Rückstände erforderlich, wofür vor allem eine homogene Temperaturverteilung ausschlaggebend ist. Um eine schlagartige Zunahme von Ausdampf- und Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas zu vermeiden, kann der Temperaturgradient mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend angepasst werden. Auch mit Hilfe des Umwälzvolumens an Prozessluft kann indirekt Einfluss auf die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung im Wärmebehandlungsofen genommen werden. Darüber hinaus lässt sich über die Steuerung bzw. Regulierung des Umwälzvolumens eine konstante Verteilung der einzelnen Gasbestandteile im Ofenraum erzielen. Durch eine Steuerung bzw. Regulierung des Prozessluftaustauschvolumens, beispielsweise im Rahmen eines Konvektionslüftens, kann ebenso Einfluss auf die Ofenatmosphäre genommen werden.

Die Dynamik des Abdampfens und der Oxidation der Walzrückstände, insbesondere der Walzöle, wird damit erfindungsgemäß beispielsweise durch eine behindernde bzw. fördernde Einstellung der Ofentemperatur, der Einstellung des Gradienten der Ofentemperatur und der Einstellung der Ofenatmosphäre kontrolliert.

Der Dampfdruck des abzudampfenden Walzöls und die Geschwindigkeit des Abdampfprozesses werden durch Messung und Einstellung der Ofenraumtemperatur und des Gradienten der Ofenraumtemperatur beeinflusst. Den zu messenden Parametern können beispielsweise Sollwerte zugeordnet werden. In Fällen, in denen die Konzentration an Walzöl und teiloxidiertem Walzöl oder die Konzentration an Walzöl-Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre einen vordefinierten Schwellwert über- bzw. unterschreitet, wird die Ofentemperatur geändert, beispielsweise gehalten oder abgesenkt, oder der Gradient des Temperaturanstiegs geändert, beispielsweise reduziert.

Der Dampfdruck des abzudampfenden Walzöls und die Geschwindigkeit des Abdampfprozesses werden ebenso durch Messung und Einstellung des Gehalts an bereits abgedampftem und/oder oxidiertem Walzöl in der Ofenatmosphäre beeinflusst. Unterschreitet der Gehalt an Walzöl und teiloxidiertem Walzöl oder der Gehalt an Walzöl-Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre beispielsweise einen vordefinierten Schwellwert, wird der Prozessluftaustausch geändert, beispielsweise erhöht oder reduziert.

Die Oxidierbarkeit des abzudampfenden und/oder abgedampften Walzöls und die Geschwindigkeit der Oxidationsprozesse werden ebenso durch Messung des Gehalts an bereits abgedampftem und/oder oxidiertem Walzöl in der Ofenatmosphäre und durch Einstellung der Oxidationsfähigkeit der Ofenatmosphäre beeinflusst. Beispielsweise kann in den Fällen, in denen der Gehalt an Walzöl und teiloxidiertem Walzöl oder der Gehalt an Walzöl-Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre einen vordefinierten Schwellwert überschreitet, die Oxidationsfähigkeit der Ofenatmosphäre durch Zugabe von die Oxidation abschwächenden oder reduzierenden Prozessgasen, wie beispielsweise Stickstoff oder Wasserstoff, beeinflusst, bevorzugt abgesenkt, werden ln den Fällen, in denen der Gehalt an Walzöl und teiloxidiertem Walzöl oder der Gehalt an Walzöl-Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre einen vordefinierten Grenzwert unterschreitet, die Oxidationsfähigkeit der Ofenatmosphäre durch Zugabe von die Oxidation erhöhenden Prozessgasen wie beispielsweise Sauerstoff oder Ozon beeinflusst, bevorzugt erhöht, werden.

Die vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es damit insbesondere, in vielerlei Hinsicht Einfluss auf den Gasdruck in Metallband- oder Metallfoliencoils zu nehmen, diesen über die Zeit zu harmonisieren und so die Fehlertoleranz einer Hochtemperatur-Kurzzeitglühung zu steigern. Durch die kontinuierliche Kontrolle von und den geregelten Einfluss auf Temperaturniveau und -gradient und/oder die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre kann der Reinigungsprozess der Oberfläche des Metallbands oder der Metallfolie in dem gewickelten Coil optimiert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der Prozesssteuerung oder -regelung der Ofentemperaturgradient abhängig vom Gradienten des Gehalts des mindestens einen Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas gesteuert oder geregelt. Abhängig von einem Steigen oder einem Absinken des Gehalts der Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukte kann so ebenfalls gezielt Einfluss auf den Dampfdruck des abzudampfenden Walzöls und die Geschwindigkeit des Abdampfprozesses genommen werden. Überschreitet der Gradient des Gehalts an Walzöl und teiloxidiertem Walzöl und/oder des Gehalts an Walzöl- Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre beispielsweise einen vordefinierten Schwellwert, wird der Gradient des Temperaturanstiegs angepasst, beispielsweise reduziert.

Zur Steuerung bzw. Regelung der Wärmebehandlung wird gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Kohlenstoffgehalt (Cges-Gehalt), der Gehalt an organischen Verbindungen (Vorg-Gehalt), der Kohlenstoffmonoxidgehalt (CO-Gehalt) und/oder der Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2- Gehalt) in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas ermittelt und zur Prozesssteuerung oder -regelung der Wärmebehandlung verwendet. Der Kohlenstoffgehalt der Ofenatmosphäre und des Prozessabgases lässt sich auf besonders einfache Weise zuverlässig bestimmen und ist charakteristisch für Ausdampf- und Oxidationsprodukte. So repräsentiert der CO- und/oder der CO2- Gehalt den Gehalt an Walzöloxidationsprodukten, während der Vorg-Gehalt den Gehalt an Walzöl und teiloxidiertem Walzöl widerspiegelt. Die Gesamtheit aller kohlenstoffhaltigen Substanzen, also einschließlich Vorg, CO und CO2, wird durch C _ges gekennzeichnet.

Der Cges-Gehalt, der Vorg-Gehalt, der CO-Gehalt und der C02-Gehalt in der Ofenatmosphäre bzw. in dem Prozessgas stellen besonders kritische Parameter dar.

So konnte festgestellt werden, dass es bei konventionell durchgeführten Glühschritten an Metallband- oder Metallfoliencoils in der Ofenatmosphäre bzw. in dem Prozessabgas zu einer sehr plötzlichen Steigerung des C _ges -Gehalts, des Vorg-Gehalts, des CO-Gehalts und/oder des C02-Gehalts kommt, die in einem ausgeprägten C _ges - Peak, Vorg-Peak, CO-Peakbzw. C02-Peak resultiert. Derartige konventionelle Verfahren führen jedoch zu den oben beschriebenen Problemen in der Band- bzw. Folienherstellung und liefern dementsprechend unzureichende Produktergebnisse. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dagegen vorteilhaft gezielt Einfluss auf die Wärmebehandlung genommen werden und derartige Kohlenstoffpeaks können beispielsweise durch Steuerung oder Regelung der Temperatur, des Umwälzvolumens oder des Prozessluftaustausch reduziert oder vermieden werden, was zu guten Glühergebnissen führt. Vorzugsweise wird in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, beispielsweise bei definiertem Austauschvolumen der Ofenatmosphäre oder Prozessabgasvolumen, der maximale Kohlenstoffgehalt Cges max, der maximale Gehalt an organischen Verbindungen Vorgmax, der maximale Kohlenstoffmonoxidgehalt COmax, und/oder der maximale Kohlenstoffdioxidgehalt CO2 max begrenzt. Durch Begrenzung des maximalen Kohlenstoffgehalts C _ge s max, des maximalen Gehalts an organischen Verbindungen Vorgmax, des maximalen Kohlenstoffmonoxidgehalts COmax, und/oder des maximalen Kohlenstoffdioxidgehalts C02 max bei definiertem Austauschvolumen der Ofenatmosphäre oder Prozessabgasvolumen erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise, die maximale Abdampfgeschwindigkeit zu kontrollieren, wodurch vorteilhaft gute Glühergebnisse erzielt werden können, insbesondere können Glühblasen reduziert bzw. gänzlich vermieden werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird der Kohlenstoffgradient C _ge s Grad, der Gradient des Gehalts an organischen Verbindungen Vorg Grad, der Kohlenstoffmonoxidgradient COcrad und/oder der Kohlenstoffdioxidgradient CO2 Grad in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas begrenzt. Es hat sich gezeigt, dass ein zu hoher Gradient des C _ge s-, Vorg- des CO- bzw. des C02-Gehalts in der Ofenatmosphäre bzw. in dem Prozessabgas auf eine plötzliche und starke Zunahme von Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukten schließen lässt, welche wiederum Verklebungen und die Ausbildung von Glühblasen in den Metallprodukten nach sich ziehen würde. Die Kontrolle des Gradienten ermöglicht insofern eine Kontrolle der Abdampfgeschwindigkeit und somit unabhängig von dem Gesamtgehalt von C _ge s, Vorg, CO und/oder CO2 in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas eine Vermeidung von Glühfehlern, wie beispielsweise Glühblasen.

Vorzugsweise wird der Vorg-Gehalt durch einen FID-Analysator, vorzugsweise einen on-line FID-Analysator, der CO-Gehalt durch einen CO-Analysator, vorzugsweise einen on-line CO-Analysator, der C02-Gehalt durch einen C02-Analysator, vorzugsweise einen on-line C02-Analysator, und/oder der C _ges -Gehalt durch einen FID-Analysator und einen CO -Analysator und optional einen C02-Analysator ermittelt.

F1D (Flammenionisationsdetektor)-Analysatoren eignen sich besonders für die Überwachung auf flüchtige kohlenstoffhaltige Substanzen. Da das Detektorsignal eines FID-Analysators über einen weiten Konzentrationsbereich linear proportional zum Kohlenstoffgehalt ist, kann dieser ohne Kalibrierung abgeschätzt werden, sodass F1D- Analysatoren besonders gut zur Quantifizierung verwendet werden können. Darüber hinaus ist ein FID-Analysator nicht nur schnell und robust, sondern weist außerdem eine hohe Empfindlichkeit auf. Die Bestimmung des Kohlenstoffgehalts kann somit zuverlässig und prozesssicher erfolgen.

Zur Messung des CO- bzw. C02-Gehalts können beispielsweise CO- bzw. C02-Sensoren oder Infrarot-Analysatoren eingesetzt werden, die sich durch eine besonders hohe Präzision auszeichnen. Insbesondere die C02-lnfrarot-Analyse stellt eine besonders genaue in situ Messmethode dar. Gleichzeitig sind Infrarot-Analysen jedoch verhältnismäßig teuer und komplex, da die Analysatoren regelmäßige Kalibrierungen erfordern.

Der Cges-Gehalt kann unter Verwendung eines FID-Analysators, vorzugsweise eines on-line FID-Analysators, eines CO-Analysators, vorzugsweise eines on-line CO- Analysators, und eines C02-Analysators, vorzugsweise eines on-line C02-Analysators, ermittelt werden. Eine ausreichende Genauigkeit zur Ermittlung des C _ges -Gehalts kann jedoch bereits durch Verwendung eines FID-Analysators und eines CO-Analysators erreicht werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 80 bis 120 °C oder mehr als 200 °C , vorzugsweise mehr als 220 °C, besonders bevorzugt mehr als 300 °C durchgeführt. Mit Glühtemperaturen oberhalb 200 °C kann eine im Wesentlichen vollständige Beseitigung von Walzrückständen auf den Produktoberflächen erreicht werden. Die Dauer der Wärmebehandlung ist unter anderem von der Temperatur und der Masse des zu behandelnden Materials abhängig. Bei Niedertemperaturglühungen bei 80 bis 120 °C kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Entfernung von Walzrückständen, beispielsweise bei walzharten Folien, ohne wesentliche Entfestigung erreicht werden.

Vorzugsweise werden Metallbänder oder -folien in Form von Coils behandelt. Je nach Coil-Breite können Glühzeiten ca. 20 bis 180 Stunden betragen, um eine im Wesentlichen vollständige Entfernung der Walzrückstände zu erreichen. Die Coil- Breite hängt in erster Linie von der Verwendung der Metallbänder und -folien ab. Schmale Coils weisen beispielsweise eine Breite von 250 mm bis 1000 mm auf. Für eine im Wesentlichen vollständige Reinigung der Produktoberflächen betragen die Glühzeiten für schmale Coils bei einer Glühtemperatur von ca. 220 °C etwa 80 Stunden, bei einer Temperatur von ca. 350 °C etwa 35 Stunden und bei einer Temperatur von ca. 400 °C eine Glühzeit von nur etwa 20 Stunden. Breite Coils hingegen können Breiten von 1000 mm bis 2500 mm, bevorzugt 1300 mm bis 2100 mm aufweisen. Beispielsweise beträgt die Glühzeit bei einer Temperatur von ca. 220 °C etwa 180 Stunden, bei einer Temperatur von ca. 350 °C etwa 80 Stunden und bei einer Temperatur von ca. 400 °C etwa 60 Stunden.

Vorzugsweise werden Aluminium- oder Aluminiumlegierungsbänder oder -folien behandelt. Der Werkstoff Aluminium zeichnet sich durch seine vielfältigen technischen Verwendungsmöglichkeiten aus. Durch Zugabe von Legierungselementen lassen sich Aluminiumbänder und -folien mit unterschiedlichen Eigenschaften hersteilen. In Kombination mit unterschiedlichen thermischen Behandlungen können die mechanischen Eigenschaften des Aluminiums optimal an die jeweiligen Bearbeitungs- und Einsatzbedingungen angepasst werden.

Aluminium gilt unter anderem als Schlüsselmaterial für die Verpackungsindustrie. Insbesondere im Lebensmittel- und im pharmazeutischen Bereich ist Aluminium in vielen verpackten Produktformen, wie Flüssigkeitsverpackungen, z. B. Milch- oder Saftkartons, allgegenwärtig. Aufgrund ihrer geringen Dichte ist die Verwendung von Aluminiumbändern und -folien insbesondere für gewichtsempfindliche Anwendungen vorteilhaft. Kein konkurrierendes Material kann eine entsprechende Kombination aus Formbarkeit, Bedruckbarkeit und ausgezeichneten Barriereeigenschaften wie beispielsweise einer geringen Durchdringbarkeit für Licht, Sauerstoff und Aromastoffe erreichen, wodurch Aluminiumfolie unübertroffen ist, wenn es um den Schutz und die Erhaltung komplexer Leb ensmittelversorgungs ketten geht. Die Verwendung von entsprechend behandelten Aluminiumbändern und -folien für Lebensmittelverpackungen, insbesondere für Flüssigkeitsverpackungen, ist daher besonders vorteilhaft.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder - folien in Form eines Band- oder Foliencoils zur Beseitigung von Walzrückständen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mindestens ein Mittel zur Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas während der Durchführung der Wärmebehandlung sowie mindestens ein Mittel zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass mit diesen die Dynamik der Beseitigung von Walzrückständen auf den Metallbändern oder -folien während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt werden kann. Das mindestens eine Mittel zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung ist insbesondere zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas ausgelegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich damit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der Vorrichtung zur Wärmebehandlung handelt es sich bevorzugt um einen Batchofen. Batchöfen sind in Betrieb und Anschaffung in der Regel weniger kostenintensiv als Durchlauföfen und ermöglichen die Wärmebehandlung von zu Coils aufgewickelten Metallbändern oder -folien. Ein Batchofen weist hierzu einen Ofenkörper und eine Ofenkammer auf, wobei die Ofenkammer innerhalb des Ofenkörpers angeordnet ist und für die Aufnahme mindestens eines Band- oder Foliencoils ausgelegt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zudem mindestens ein Mittel zur Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, wie beispielsweise einen Vorg-, CO- und/oder C02-Analysator, bevorzugt einen F1D- oder einen Infrarot-Analysator, auf. Als Ofenatmosphäre wird die Prozessluft im Inneren der Ofenkammer bezeichnet. Zwischen der Ofenkammer und der Umwelt findet ein Prozessluftaustausch statt, wobei erfindungsgemäß auch Mittel zur Ermittlung von Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukten in dem Prozessabgas vorgesehen sein können. Als Mittel zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung kann beispielsweise ein PID-Regler vorgesehen sein.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung kann beispielsweise eine Fertigglühung von Metallbändern oder -folien zu Reinigungszwecken durchgeführt werden. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Überwachung von Gehalten an Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas und eine gezielte Einflussnahme auf die Prozessparameter der Wärmebehandlung, beispielsweise eine Steuerung oder Regelung der Dynamik der Beseitigung von Walzrückständen auf den Metallbändern oder -folien im Coil während der Wärmebehandlung. Beispielsweise kann auf diese Weise auch der Gasdruck der Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukte im Band- oder Foliencoil während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt werden, so dass eine prozesssichere, effiziente und zuverlässige Reinigung der Oberflächen der Metallbänder oder -folien von Walzrückständen gewährleistet wird. Glühblasen, Probleme bei nachfolgenden Weiterverarbeitungsschritten oder Verklebungen beim Ab wickeln von Band- oder Foliencoils, die zu Produktbeeinträchtigungen oder sogar Rissen in der Produktoberfläche führen können, können damit vermieden werden. Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung mindestens ein Mittel zur Steuerung oder Regelung der Ofentemperatur, des Ofentemperaturgradienten, des Prozessluftaustauschvolumens und/oder des Umwälzvolumens an Prozessluft abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas auf.

Die Vorrichtung weist bevorzugt mindestens ein Mittel zur Steuerung oder Regelung des Ofentemperaturgradienten abhängig vom Gradienten des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas auf. Damit lässt sich beispielsweise unmittelbar eine Harmonisierung, also beispielsweise eine Vergleichmäßigung, insbesondere eine Verringerung der Dynamik des Ausdampfens eines Walzrückstands im Band- oder Foliencoil erzielen.

Um abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas Einfluss auf die Wärmebehandlung nehmen zu können, weist die Vorrichtung vorzugsweise mindestens ein steuerbares Mittel zur Beeinflussung der Wärmebehandlung auf. Mit Hilfe einer Heizung oder Klappe kann beispielsweise Einfluss auf die Temperatur bzw. auf den Temperaturgradienten in dem Ofenraum genommen werden. Ein Ventilator ist vorteilhaft für die Luftumwälzung im Ofenraum, während mit Hilfe eines Dosierventils Prozessgase, beispielsweise Schutzgas oder Reaktionsgas, zur Einstellung der Ofenatmosphäre, insbesondere der Oxidationsfähigkeit der Ofenatmosphäre, zugeführt werden können.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 11 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in

Fig. la, b in einer schematischen Darstellung die Draufsicht bzw. die

Seitenansicht einer in einem Foliencoil entstandenen Glühblase,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3a, b in einer schematischen Darstellung vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 4a, b in einem Diagramm Versuchsergebnisse von Messungen der

Ofenparameter im Falle eines konventionell durchgeführten Entfettungsglühens sowie im Falle eines Entfettungsglühens gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. ln Fig. la ist eine Metallfolie 1, vorzugsweise eine Aluminium- oder Aluminiumlegierungsfolie, abgebildet, die doppellagig zu einem Coil 2 aufgewickelt wurde und bei 220 °C bis 250 °C in einem Wärmebehandlungsofen konventionell weichgeglüht wurde. Das Coil 2 weist eine Breite von 250 mm bis 2500 mm, insbesondere ca. 1000 mm oder ca. 1700 mm, auf. Die Wickelhöhe h beträgt beispielsweise 18 mm, womit sich die abgebildeten Folienlagen sehr nah am Kern 3 des Coils 2 befinden.

Durch eine konventionell durchgeführte Fertigglühung hat sich eine kritische Glühblase 4 auf der Folienoberfläche gebildet. Auf der Innenfläche der Glühblase 4 sind Kratzer quer zur Laufrichtung zu sehen, wobei an diesen Stellen Material aufgeschoben wurde. Der Querschnitt der Glühblase 4 im Schnitt A-B ist in Fig. lb detailliert dargestellt. Am Rand der Glühblase 4 im Bereich X hat sich eine Stauchung des Materials ausgebildet. Die Stauchung kann an der Innenseite oder an der Außenseite der Glühblase 4 liegen. Im Bereich Y der Glühblase 4 weist die Folie 1 Fließlinien auf, die auf eine Einschnürung des Materials hindeuten und bis zu einem Riss oder Durchbruch der Metallfolie 1 führen können.

Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die Ausbildung derartiger Glühblasen und Verschweißungen der Metallbänder bzw. -folien zu vermeiden, prozesssicher und kostengünstig qualitativ hochwertige Metallprodukte bereitzustellen und dadurch den Ausschussanteil an Metallbändern und -folien zu verringern. Auch Beschädigungen der Metalloberflächen in Form von Eindrücken und Kratzern führen mithin zu Qualitätsabwertungen und Ausschuss. Als gut bewertet werden dagegen Foliencoils, die ablauftechnisch gut sind und keine bzw. eine deutlich verminderte lokale Klebeneigung aufweisen. Glühblasen akzeptabler Ausprägung kleben nicht und lassen sich ohne Probleme mit erhöhtem Bandzug ausbremsen. Dies gilt insbesondere auch für Folienlagen, die sich nahe des Coil-Kerns 3, beispielsweise auf bis zu 12 mm- bzw. bis 18 mm-Wickelhöhe, befinden. Die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien, insbesondere zur Behandlung von Aluminium- oder Aluminiumlegierungsbändern oder -folien, in Form von Band- oder Foliencoils 2 in einem Wärmebehandlungsofen zur Beseitigung von Walzrückständen, dadurch lösen, dass während der Durchführung der Wärmebehandlung der Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas ermittelt wird und zur Prozesssteuerung oder -regelung der Wärmebehandlung verwendet wird, wobei die Dynamik der Beseitigung von Walzrückständen auf den Metallbändern oder -folien während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, welches also beispielsweise eine atmosphärische Kontrolle und Steuerung bzw. Regelung unter Berücksichtigung der Kinetik der Ausdampf- und Oxidationsprodukte umfasst, lässt sich u. a. die Planheit der Metallprodukte gewährleisten und deren Qualität entsprechend steigern. Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Metallbändern oder -folien, insbesondere zur Beseitigung von Walzrückständen, wobei die Vorrichtung mindestens ein Mittel 8 zur Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre 11 und/oder in dem Prozessabgas 12 während der Durchführung der Wärmebehandlung sowie mindestens ein Mittel 9 zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass mit diesen die Dynamik der Beseitigung von Walzrückständen auf den Metallbändern oder -folien während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt werden kann.

Bei der Vorrichtung handelt es sich vorliegend um einen Wärmebehandlungsofen 5, insbesondere einen Batchofen, der neben der Ofenkammer 6 einen Ofenkörper 10 aufweist, wobei die Ofenkammer 6 innerhalb des Ofenkörpers 10 angeordnet ist und für die Aufnahme von zu Coils 2 aufgehaspelten Metallbändern oder -folien auf einem Glühgestell (hier nicht dargestellt) ausgelegt ist. Als Ofenatmosphäre 11 wird die Prozessluft im Inneren der Ofenkammer 6 bezeichnet. Zwischen der Ofenkammer 6 und der Umwelt findet ein Prozessluftaustausch statt, wobei Prozessabgas 12 aus der Ofenkammer 6 abgegeben wird. Der Wärmebehandlungsofen 5 weist außerdem einen Ventilator 7 für die Luftumwälzung in der Ofenkammer 6 auf.

Der Wärmebehandlungsofen 5 weist mindestens ein Mittel 8 zur Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre 11 und/oder in dem Prozessabgas 12 während der Durchführung der Wärmebehandlung auf. Insbesondere weist der Wärmebehandlungsofen 5 einen FID-Analysator, vorzugsweise einen on-line FID-Analysator, zur Ermittlung des Vorg-Gehalts, einen CO-Analysator, vorzugsweise einen on-line CO-Analysator, zur Ermittlung des CO-Gehalts und/oder einen C02-Analysator, vorzugsweise einen on line C02-Analysator, zur Ermittlung des C02-Gehalts in der Ofenatmosphäre 11 auf.

Bei einem CO- bzw. CO2 -Analysator kann es sich insbesondere um einen Infrarot- Analysator handeln. Alternativ kann der Wärmebehandlungsofen 5 mindestens ein Mittel 8 zur Ermittlung des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in dem Prozessabgas 12 aufweisen (hier durch eine gestrichelte Linie dargestellt).

Der Wärmebehandlungsofen 5 weist des Weiteren mindestens ein Mittel 9 zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung auf. Das mindestens eine Mittel 9 zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung ist insbesondere zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre 11 und/oder in dem Prozessabgas 12 ausgelegt. Beispielsweise kann mindestens ein Mittel 9 zur Steuerung oder Regelung der Ofentemperatur, des Ofentemperaturgradienten, des Prozessluftaustauschvolumens und/oder des Umwälzvolumens an Prozessluft abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre 11 und/oder in dem Prozessabgas 12 und/oder mindestens ein Mittel 9 zur Steuerung oder Regelung des Ofentemperaturgradienten abhängig vom Gradienten des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre 11 und/oder in dem Prozessabgas 12 vorgesehen sein. Als Mittel 9 zur Steuerung oder Regelung der Wärmebehandlung kann insbesondere ein PID-Regler vorgesehen sein.

Um abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas Einfluss auf die Wärmebehandlung nehmen zu können, ist ferner mindestens ein steuerbares Mittel 13 zur Beeinflussung der Wärmebehandlung, insbesondere eine Heizung, eine Klappe, einen Ventilator und/oder ein Dosierventil, vorgesehen. Mit Hilfe einer Heizung oder Klappe kann beispielsweise Einfluss auf die Temperatur bzw. auf den Temperaturgradienten in dem Ofenraum genommen werden. Ein Ventilator ist vorteilhaft für die Luftumwälzung im Ofenraum, während mit Hilfe eines Dosierventils Prozessgase, beispielsweise Schutzgas oder Reaktionsgas, zur Einstellung der Ofenatmosphäre, insbesondere der Oxidationsfähigkeit der Ofenatmosphäre, zugeführt werden können. Der erfindungsgemäße Wärmebehandlungsofen 5 eignet sich damit insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Beispielsweise kann mit dem erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen 5 auch der Gasdruck der Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukte im Band- oder Foliencoil während der Wärmebehandlung gesteuert oder geregelt werden ln Fig. 3a ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Vorliegend wird während der Durchführung der Wärmebehandlung, insbesondere zur Beseitigung von Walzrückständen, in Schritt A der Gehalt G mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas ermittelt und zur Prozesssteuerung der Wärmebehandlung in Schritt C verwendet ln Schritt A kann beispielsweise der Vorg-Gehalt in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, beispielsweise mittels eines FID-Analysators, ermittelt werden. Auch die Ermittlung des CO-Gehalts, beispielsweise mittels eines CO-Analysators, und/oder die Ermittlung des C02-Gehalts, beispielsweise mittels eines C02-Analysators, bzw. die Ermittlung des Cges-Gehalts durch einen FID-Analysator und einen CO-Analysator und optional einen C 02 -Analysator wären denkbar.

Während der Durchführung der Wärmebehandlung wird in Schritt B der Ist-Wert des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts Gist, beispielsweise der Ist-Wert C _{ges ist} des Cges-Gehalts, zur Prozesssteuerung der Wärmebehandlung verwendet. Dazu wird der Gist-Wert mit einem Sollwert Gsoii verglichen. Dies kann beispielsweise manuell erfolgen. Abhängig von dem Gist-Wert wird die Wärmebehandlung gesteuert. Beispielsweise wird mindestens ein Parameter P, z. B. die Ofentemperatur, gesenkt für den Fall, dass der Gist-Wert größer ist als der Gsoii-Wert. Für den Fall, dass der Gist-Wert kleiner ist als der Gsoii-Wert, wird der Parameter P erhöht. Dies kann auch umgekehrt erfolgen. Sofern der Gist-Wert gleich dem Gsoii-Wert ist, bleibt der Parameter unverändert. Neben der Ofentemperatur kann in der Prozesssteuerung auch beispielsweise der Ofentemperaturgradient, das Prozessluftaustauschvolumen, das Umwälzvolumen an Prozessluft und/oder die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre abhängig von dem Gehalt G mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, z. B. abhängig von dem C _ges -Gehalt, und/oder der Ofentemperaturgradient abhängig vom Gradienten des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, z. B. abhängig von dem C _ges -Gradienten, gesteuert werden.

In Fig. 3b ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Vorliegend wird während der Durchführung der Wärmebehandlung, insbesondere zur Beseitigung von Walzrückständen, in Schritt A' der Gehalt G mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas ermittelt und zur Prozessregelung der Wärmebehandlung in Schritt C' verwendet. Auch hier kann beispielsweise der V _or -Gehalt in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, beispielsweise mittels eines FID-Analysators, ermittelt werden, wobei auch die Ermittlung des CO- Gehalts, beispielsweise mittels eines CO-Analysators, und/oder die Ermittlung des C02-Gehalts, beispielsweise mittels eines C02-Analysators, bzw. die Ermittlung des C _ges -Gehalts durch einen FID-Analysator und einen CO-Analysator und optional einen C 02 -Analysator denkbar wären.

Während der Durchführung der Wärmebehandlung wird der Ist-Wert Gist des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts zur Prozessregelung der Wärmebehandlung verwendet. Wie im Falle der Prozesssteuerung wird der Gist-Wert auch in Schritt B' mit einem Sollwert Gsoii verglichen. Abhängig von dem Gist-Wert wird in Schritt C' ein Parameter P, z. B. die Ofentemperatur, geregelt. Beispielsweise wird der Parameter P gesenkt für den Fall, dass der Gist-Wert größer ist als der Gsoii-Wert. Für den Fall, dass der Gist-Wert kleiner ist als der Gsoii-Wert, wird der Parameter P beispielsweise erhöht. Dies kann auch umgekehrterfolgen. Sofern der Gist-Wert gleich dem Gsoii-Wert ist, wird der Parameter P belassen. Neben der Ofentemperatur kann in der Prozessregelung auch beispielsweise der Ofentemperaturgradient, das Prozessluftaustauschvolumen, das Umwälzvolumen an Prozessluft und/oder die Zusammensetzung der Ofenatmosphäre abhängig von dem Gehalt mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, z. B. abhängig vom C _ges -Gehalt, und/oder der Ofentemperaturgradient abhängig vom Gradienten des Gehalts mindestens eines Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukts in der Ofenatmosphäre und/oder in dem Prozessabgas, z. B. abhängig von dem C _ges -Gradienten, geregelt werden.

Anders als bei der Steuerung ist bei der Regelung ein geschlossener Wirkungsablauf vorhanden. Der Gist-Wert wird fortlaufend mit dem Gsoii-Wert verglichen und im Sinne einer Angleichung an den Gsoii-Wert durch Änderung des Parameters P beeinflusst.

Für die Prozessregelung kann beispielsweise ein PID-Regler verwendet werden.

In Fig. 4a ist der Schrieb eines FI D -Analysators während einer konventionellen Fertigglühung an einem Aluminiumfoliencoil mit der Breite 1616 mm dargestellt. Die Fertigglühung wurde bei einer Programmtemperatur von 330 °C für eine Dauer von knapp 72 Stunden durchgeführt. Das Diagramm stellt den CO-Gehalt [ppm], die Ofen- und die Programmtemperatur [°C], die Luftmenge [m ³ /h] und die Ventilatordrehzahl [rpm] als Funktion der Zeit [h] dar. Die Ermittlung des CO-Gehalts wurde vorliegend in der Ofenatmosphäre durchgeführt. Dieser lässt Rückschlüsse auf den Gehalt an Ausdampf- und/oder Oxidationsprodukten in der Ofenatmosphäre zu. Alternativ kann der Gehalt an CO jedoch auch in dem Prozessabgas ermittelt werden. Weiter alternativ oder zusätzlich kann auch der V _or - und/oder der CO-Gehalt bzw. der C _ges -Gehalt in der Ofenatmosphäre und/oder dem Prozessabgas ermittelt werden.

Das Diagramm zeigt sehr deutlich, dass es bei der konventionellen Fertigglühung bereits nach kurzer Zeit zu einem COmax-Peak von 1000 ppm in der Ofenatmosphäre kommt. Der CO-Gradient betrug in diesem Fall etwa 200 ppm/h. Durch umfangreiche Versuche konnte jedoch gezeigt werden, dass beispielsweise COmax-Peaks von mehr als 220 ppm und CO-Gradienten von mehr als 10 ppm/h ein negatives Glühergebnis widerspiegeln. Es hat sich gezeigt, dass es bei einer entsprechenden Ofenatmosphäre zu Spannungen, Verschweißungen und Glühblasenausbildung in der Metallfolie kommt. Diese können wiederum schlimmstenfalls zu Rissen in der Folie beim Abwickeln des Coils führen. ln dem Diagramm in Fig. 4b wurde der COmax-Gehalt dagegen auf lediglich ca. 70 ppm begrenzt, der COmax-Gradient beträgt etwa 5,5 ppm/h. Die Programmtemperatur wurde auf 220 °C festgelegt, die Luftmenge wurde bei etwa 280 m ³ /h und die Drehzahl bei etwa 640 rpm konstant gehalten. Wie dem Graphen zu entnehmen ist, konnte vorliegend die Bildung eines ausgeprägten CO-Peaks während der Glühbehandlung vermieden werden. Um dies zu erreichen, wurde entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ofentemperatur abhängig vom CO-Gehalt in der Ofenatmosphäre gesteuert bzw. geregelt. Während sowohl die Ofentemperatur als auch der CO-Gehalt in der Ofenatmosphäre bis zum Zeitpunkt von etwa zehn Stunden (vgl. gestrichelte Linie) gleichmäßig steigen, wurde die Ofentemperatur bei dem kritischen Wert von etwa 50 ppm an CO-Gehalt abgesenkt. Daraufhin flacht der CO- Gradient ab und beträgt nunmehr lediglich etwa 1,4 ppm/h bis der CO-Gehalt nach etwa 24 Stunden wieder sinkt. So können Spannungen und Glühblasenbildungen in der Metallfolie reduziert bzw. vermieden werden, prozesssicher und kostengünstig qualitativ hochwertige Metallprodukte bereitgestellt werden und der Ausschussanteil an Metallbändern und -folien kann verringert werden.