DE2031816A1

DE2031816A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kuhlen ummantelter Drahte, Bander und dergleichen

Info

Publication number: DE2031816A1
Application number: DE19702031816
Authority: DE
Inventors: Birmingham Gardens New South Wales Wondergem Herman William John (Australien)
Original assignee: Australian Wire Industries Proprie tary Ltd , Melbourne, Victoria (Austra hen)
Priority date: 1969-06-26
Filing date: 1970-06-26
Publication date: 1971-02-04
Also published as: US3727895A; JPS4937899B1; ZA704341B; BE752597A; DE2031816B2; GB1293197A; DE2031816C3

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen ummantelter Drähte, Bänder und dergleichen

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Kühlen eines Drahtes, Bandes oder anderer, eine ununterbrochene Länge aufweisender Materialien, die einem Heißtauch- oder einem anderen BeschiohtungsproZeß ausgesetzt worden sind, bei dem eine Abkühlung erforderlich ist, bevor der Draht, das Band oder dergleichen weiterbehandelt werden können, beispielsweise galvanisiert werden können.

Bei der Galvanisierung von Drähten oder Bändern muß der tjberzug abgeschreckt werden, und es ist erwünsoht, daß diese Abschreckung sobald wie möglich nach Beendigung des Beschlchtungsprozesses durchgeführt wird. Außerdem sollte mechanischer Abrieb der Beschichtung vermieden werden, bevor sie abgeschreckt; worden jlst und dadurch eine Härte erhalten hat, die ausreicht um zu verhindern, daß sie von den Führungen verformt oder "aufgespießt " wird, die zur Steuerung der Riohfcung des Materials! beim Durchgang durch die Beschichtungs- und Abschreckvorrichtung

notwendig sind. Eine andere Bedingung für die Abschreckvorrichtung besteht darin, daß diese Vorrichtung so gebaut sein

. .soll,, daß eine nur minimale Abschreckwassermenge in die Beschichtungsvorrichtung laufen kann.

Die.Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Abschreckvorrichtung zu 'schaffen, die in der Lage ist, eine Beschichtung bzw. einen Überzug ausreichend abzuschrecken, ohne an ihm einen Abrieb zu verursachen, und die gleichzeitig in großem Maße verhindert, daß Wasser aus der Vorrichtung in die Beschichtungsvorrlchtung entweicht '

Diese Aufgabe wird erfinduhgsgemäß mit einer Vorrichtung zur Abkühlung eines auf einem Draht, Band oder einem anderen Material ununterbrochener Länge, im folgenden allgemein "Draht" genannt, befindlichen Überzugs gelöst, die einen Kanal aufweist, durch, den der Draht nach seiner Beschichtung laufen kann, und der so gebaut ist, daß er um den Draht einen Spalt läßt, wobei sich in den Kanal eine seitlich gerichtete Abschrecksflüasigikeits-Elntrittsbohrung hllneinöffnet, mit der der Spalt im wesentlichen mit Abschreckflüssigkeit gefüllt werden kann, wobei der Kanal sich außerdem dadurch kennzeichnet, daß er die Absahreckflüssigkeit an seinem Drahteintrittsende vom Draht weglenkt;

Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Abkühlen eines auf einem Draht, auf einem Band oder einem anderen Material ununterbrochener Länge, im folgenden allgemein "Draht" genannt, befindlichen Überzugs gesohaffen, das eich dadurch kennzeichnet, daß \ der Draht durch einen Kanal hindupohgeführt wird, in den eine AbachreokflüsBlgkeit gelenkt wird, um dadurch den zwischen dem' Draht und dem Kanal vorhandenen Spalt im weeenblichen zu füllen, und daß die Absohreckflüisigkeit am Drahteintrittsende des Kanais vom Draht weggflenkt wird,

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Das Ablenken der Abschreckflüssigkeit geschieht vorzugsweise zum Teil dadurch, daß Druckluft oder ein anderes geeignetes Gas bzw. andere geeignete Gase gegen das Draht-, eintrittsende des Kanals gelenkt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beispielshalber näher erläutert. In der Zeichnung zeigen':

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Wasserabschreckvorrichtung gemäß der Erfindung, eingebaut in eine Draht-GaIvanisierungsanlage,

Pig, 2 eine geschnittene Stirnansicht der Wasserabschreckvorrichtung und

Fig. 3 einen Teil einer geschnittenen Stirnansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2.

Obgleich die dargestellte Ausführungsform sich auf das Kühlen eines kurz vorher auf einen galvanisierten Draht aufgebrachten Zinküberzugs bezieht, läßt sich die hier beschriebene Lehre selbstverständlich auch auf das Kühlen oder eine andere Behandlung von Bändern und anderen ununterbrochenen, flachen oder andersgearteten Teilen anwenden, sowie auf überzüge, die nicht aus Zink bestehen sondern beispielsweise aus Aluminium oder Chrom.

Die Wasserabschreckvorrichtung Q weist mehrere Abschreckeinheiten (siehe Fig. 3) auf, die jede mit drei koaxialen Rohren 1, 2 und 3 versehen ist, durch die der Draht, der mit Hilfe einer Vorrichtung A, die neben der Wasserabschreckvorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet ist, mit Zink ummantelt wurde, zur Abschreckung geschickt wird, wobei die Drahtbewegungsrichtung aufwärts durch die Rohre I₁ 2 bzw. 3 hindurch verläuft. Die Vorrichtung A entspricht vorzugsweise einer in einer parallelen Patentanmeldung vorgeschlagenen Konstruktion. ■

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Das Rohr 3 ist mit einer primären Wassereintrittsbohrung 4 und einer sekundären Wassereintrittsbohrung 4a, die kleiner ist als die Bohrung 4, versehen,, und beide Bohrungen münden tangential in dem Rohr 3 (siehe Fig. 3). so daß das durch die Rohrleitungen P von einem Vorratssammler M abgegebene Kühlwasser zwischen dem Rohr 3 und dem durch ihn hindurchwandernden Draht einen stabilen, schraubenförmigen Wasserfluß bextfirkt. Die Wassereintrittsbohrungen 4, 4a sind in geeigneter Weise zwischen den Enden des Rohres 3 so angeordnet, daß während des Betriebs im wesentlichen der ganze Ringspalt zwischen dem Draht und dem Rohr 3 vollständig mit Wasser gefüllt ist. .

Das Rohr 3 ist an seinem unteren Ende 3a erweitert _} und das obere Ende des Rohres 2 befindet sich neben dem erweiterten Teil, um einen ringförmigen Durchgang 5 zu bilden, durch den die Hauptmenge des irn Rohr 3 befindlichen V/assers in ein Wasser-Überlaufreservoir 6 strömt. Die Wasserbewegung im Rohr 33 das sich erweiternde Ende 3a des Rohres, die Bohrungsgrößen und die Wasserstromgeschwindigkeit bzw. -menge sind so gewählt, daß sichergestellt ist, daß das durch die Bohrungen 4 und 4a zugeführte Wasser dem Ausfluß durch den Durchgang 5 im wesentlichen das Gleichgewicht hält.

Sollte die den Bohrungen 4 und 4a zuströmende Wassermenge größer werden als der Ausfluß durch den ringförmigen Durchgang 5, dann würde der überlauf am oberen Ende des Rohres 3 von dem Trichter T aufgenommen und zum Reservoir 6 zurückgeführt.

Obgleich nun das meiste Kühlwasser auf Grund des erweiterten Endes 3a und des schraubenförmig gewundenen Wasserstroms durch den Durcngang 5 läuft, nei[;;t doch eine kleine Wasser-

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menge dazu, in das Rohr 2 einzutreten. Da wichtig ist, daß verhindert wird, daß zumindest in einem erheblichen Umfang Wasser in die Beschichtungs- bzw. Ummantelungsvorrichtung A eintritt, öffnen sich die Rohre 2 und 1 in eine Druckluftsammelleitung 8, die eine Lufteintrittsöffnung 9 und wenigstens eine kleine AblauföffnurElO für jede Einheit aufweist, die in das Reservoir β mündet. Die in der Sammelleitung 8 vorhandene Luft strömt hauptsächlich durch die Rohre 1 und 2, und nur eine kleine Menge geht durch die Öffnung 10 verloren. Der Luftstrom durch das Rohr 2 hilft mit, daa durch den Durchgang 5 strömende Wasser abzulenken, während der Luftstrom durch das Rohr dazu dient, daß ein Entweichen von Wasser aus dem Rohr 1 in die Urnmantelungs vorrichtung A verhindert wird.

Um in dieser Hinsicht eine weitere Hilfe zu bieten, ist das untere Ende des Rohres 2 nach außen erweitert, wie aus der Zeichnung ersichtlich, so daß jegliches Wasser, das durch dieses Rohr entgegen dem Luftstrom läuft, vom Eintreten in das Rohr 1 abgelenkt wird und durch die Ablauföffnung 10 zum Reservoir 6 strömt.

Wie beim Kühlwasser so werden auch hier die Lufteintritts-Öffnung 9, die Rohre 1 und 2 und die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit der Luft so ausgewählt, daß sie einen zufriedenstellenden Betriebsablauf gewährleisten.

Im Hinblick auf die enge Anordnung der Ummantelungsvorrichtung A am Rohr 1 ist zwischen dem Rohr 1 und dem Ummantelungsbad eine mit einer Öffnung versehene Prallplatte B angeordnet, die das mei3te aus dem Rohr 1 austretende Wasser

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ablenkt und weitgehend ein "Gefrieren";, also eine Verfestigung, des ümmantelungs- oder Beschichtungsmetalls " ' verhindert.

■ Um die richtige Betriebsweise der Vorrichtung sicherzustellen, kann ein Wasserabschaltventil vorgesehen werden, das betätigt wird, falls der Luftdruck in der Sammelleitung erheblich abfällt.

^ Aus dem obigen ergibt sich, daß die Abschreckvorrichtung nach der hier beschriebenen Ausführungsform neben der Ümmantelungs vorrichtung sicher betrieben werden kann, so daß der ummantelte. Draht unmittelbar nach dem Ummantelungsvorgang abgeschreckt werden kann, wobei ein Minimum an Wasser aus der Abschreckvorrichtung in das Ummantelungsbad entweicht.

Selbstverständlich ist der hier beschriebene Gedanke nicht auf die oben dargestellte Vorrichtung beschränkt, da vom Fachmann vielerlei Abänderungen vorgenommen werden können, ^ die unter diesen Gedanken fallen. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Luftsammelleltungsanordnung wegzulassen und stattdessen mehrere erweiterte Rohre, die dem Rohr 2 gleichen, in Reihe vorzusehen, um einen Wasserdurchgang zur Ummantelungsvorrichtung zu vermeiden. Alternativ dazu läßt sich die LuftBammelleitung 8 durch eine Einrichtung ersetzen, die einen ringförmigen Luftstrahl erzeugt, der nach oben in das Rohr 2 hineingerichtet ist. Des weiteren kann eine Wassersammelrinne vorgesehen werden, die das Wasser aufnimmt, das durch das Rohr 2 läuft, oder es kann eine der Sammelleitung ähnliche Konstruktion vorgesehen werden.

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Für Bänder kann es notwendig werden, das Rohr 3 durch ein · Rohr mit Rechteck-Querschnitt zu ersetzen. Für andere Teile können ebenfalls in geeigneter Weise geformte Rohre erforderlich werden.

Die dargestellte Ausführungsform ist für eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Galvanisierungsanlage gebaut. Für mit geringer Geschwindigkeit laufende Anlagen braucht nur eine Wassereintrittsbohrung im Rohr 3 vorgesehen zu werden, die jedoch vorzugsweise eine Düse aufweist, welche sich soweit in das Rohr 3 hineinerstreckt, daß sie neben dem Draht liegt. In ähnlicher Weise hat es sich für eine derartige Einheit als vorteilhaft erwiesen, das obere Ende des Rohres innerhalb des erweiterten Endes des Rohres 3 anzuordnen.

Die hier beschriebene, neuartige Vorrichtung läßt sich auch für andere Zwecke- als zum Kühlen verwenden, so daß die Begriffe Kühlen und Abschrecken so verstanden werden sollen, daß sie auch andere Vorgänge einschließen, die von der Vorrichtung durchgeführt werden können, beispielsweise Erwärmen oder chemisches Behandeln von "Drähten'⁵, die entweder beschichtet bzw. ummantelt oder anders geartet sind.

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Claims

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• 13 095

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Akten-Nr.

Ke/sch

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Abkühlen eines auf einem Draht₉ Band oder einem anderen Material ununterbrochener Länge vorhandenen Überzugs, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch einen Kanal geleitet wird, in den eine Kühlflüssigkeit hineingelenkt wird, so daß der Spalt zwischen dem Draht und dem Kanal im wesentlichen gefüllt ist, und daß die Kühlflüssigkeit am Drahteintrittsende des Kanals abgelenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1«, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit tangential in den Kanal hineingelenkt wird, so daß in ihm eine im wesentlichen schraubenförmige Strömung entsteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenken der Kühlflüssigkeit dadurch erreicht wird, daß ein unter Druck stehendes Gas gegen das Drahteintritt sende des Kanals gerichtet wird.

h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch drei getrennte, koaxiale Kanäle geleitet wird, daß eine Kühlflüssigkeit tangential in den letzten der Kanäle hineingelenkt wird, um im wesentlichen den Spalt zwischen dem Draht und dem Kanal mit einem etwa schraubenförmigen Flüssigkeitsstrom zu füllen, und daß unter Druck stehendes Gas nach oben durch den Kanal neben

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dem dritten Kanal und nach unten in den verbleibenden Kanal geleitet wird, so daß das unter Druck stehende Gas die Flüssigkeit mit von dem Draht am Drahteintrittsende des letzten der Kanäle ablenkt,

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 4, gekennzeichnet durch einen Kanal 3, durch den der Draht nach seiner Ummantelung hindurchführbar ist, der so gebaut ist, daß er einen den Draht umgebenden Spalt bildet und durch eine seitlich gerichtete Kühlwassereintrittsbohrung 4, 4a, die sich in den Kanal 3 hineinöffnet und so geartet ist, daß sie den Spalt im wesentlichen mit Kühlwasser füllt, wobei der Kanal so gebaut ist, daß er das Kühlwasser am Drahteintritt sende des Kanals von dem Draht weglenkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejintrlttsbohrung 4, 4a im wesentlichen tangential zum Kanal 3 verläuft, so daß das von der Bohrung abgegebene Kühlwasser zwischen dem Draht und dem Kanal einenschriu-

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benförmigen Strömungsweg einschlägt. ;

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7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet; .' daß das Eintrittsende 5 des Kanals 3 zm* Ablenkung des Kühlwassers von dem Draht erweitert ist,

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet duröh einen^ weiteren Kanal 2, der zu dem erstgenannten Kanal 3 koaxial liegt und neben dem Χζκζϊ Drahtaustrittsende 5 des Ersten Kanals angeordnet ist, der am Drahteintritt8-ende zur Bildung eines Flüasigkeltsaustritts-Durchgangs

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zwischen dem Drahteintrittsende und dem weiteren Kanal 2 - erweitert ist, wobei dieser Flüssigkeitsaustritts-Durchgang zur Bewegungsrichtung des Drahtes geneigt verläuft und den Hauptteil der Kühlflüssigkeit hindurchläßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,. gekennzeichnet durch eine Einrichtung 8, 9, mit der Druckluft oder ein anderes, geeignetes, unter Druck stehendes Gas bzw. andere Gase durch den weiteren Kanal 2 in Bewegungsrichtung des Drahtes lenkbar ist, um den Kühlflüssigkeitsfluß durch den Flüssigkeitsaustrittsdurchgang 5 zu unterstützen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch noch einen weiteren Kanal 1, der koaxial zu den beiden anderen Kanälen 2, 3 angeordnet ist und zusammen mit dem zweitgenannten Kanal 2 in einer Sammelleitung 8 für Druckluft oder andere geeignete Gase liegt, wobei in die durch den zweiten und den dritten Kanal 2, 1 strömende Luft dazu dient, den Kühlflüssigkeitsfluß durch den

. Flüssigkeitsaustrittsdurchgang 5 und in die Sammelleitung mit aufrecht zu erhalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch mehrere koaxiale Kanäle 3, die In einer Reihe angeordnet sind und dazu dienen, mehrere aus einer Ummantelungseinrichtung A austretende Drähte.zu kühlen, wobei die Sammelleitung 8 Bo gebaut ist, daß sie den zweiten und dritten Kanälen 2, 1 in dieser Reihe gemeinsam Ist, und wobei ein geraeinsames Reservoir 6 für die aus, den Flüsslgkeltsaüstrittsdurchgängen 5 austretende Kühlflüssigkeit und für .*

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die aus der Sammelleitung 8 durch eine zwischen der Sammelleitung und dem Reservoir 6 vorhandene Bohrung 10 austretende Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 11, gekennzeichnet durch drei'getrennte, koaxiale Kanäle 1, 2, 3, durch die der Draht nach der Ummantelung hindurchlaufen kann, wobei der erste und der zweite Kanal 1, 2 durch die Wände einer Druckgassammelleitung 9 hindurchgeführt sind, der dritte Kanal 3 eine tangential gerichtete Flüssigkeitseintrittsbohrung 4, 4a aufweist und an seinem unteren Ende zur Bildung eines Flüssigkeitsaustrittsdurchgangs 5 zwischen seinem unteren Ende und dem oberen Ende des zweiten Kanals 2 erweitert ist, ferner durch eine Einrichtung M P, mit der Flüssigkeit der Bohrung 4, 4a ■ mit einer Geschwindigkeit bzw. in einer Menge zuführbar ist, daß ein stetiger, schraubenförmiger Flüssigkeitsstrom erzeugt wird, der den dritten Kanal 3 ausfüllt, jedoch hauptsächlich aus dem Austrittsdurchgang 5 herausführbar ist, und durch eine Einrichtung 9, mit der der Sammelleitung 8 Gas zuführbar ist, dessen Druck so bemessen ist, daß im wesentlichen die ganze Kühlflüssigkeit durch den Austrittsdurchgang 25 hindurchströmt.

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