DE3014651C2 - Method and device for the surface treatment of an iron strip coated on both sides with a metal in the continuous hot-dip process - Google Patents
Method and device for the surface treatment of an iron strip coated on both sides with a metal in the continuous hot-dip processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines im Durchlauf-Schrnelztauchverfahren beidseitig mit einem Metal! überzogener. Eisenbandes, wobei man das Eisenband in ein in einem Üfc^rzugstiegel enthaltenes Bad aus geschmolzenem Überzugsmetall eintreten läßt und das Eisenband so vorbehandelt, daß es eine ausreichend hohe Überzugstemperatur besitzt um ein Angießen des Überzugsmetalls auf dem Band zu verhindern, während die Temperatur jedoch niedrig genug ist, um eine zu starke Legierungsbildung zwischen Überzugsmetall und Basismetall zu verhindern und die Oberflächen sauber und oxidfrei zu halten, während das Band das Schmelzbad durchläuft, und wobei das überzogene Band nach seinem Austritt aus dem Bad mit einem nicht-oxidierenden Gasstrahl behandelt wird.The invention relates to a method for surface treatment one in the continuous hot-dip process with a metal on both sides! overdone. Iron band, with the iron band in a crucible the contained bath of molten coating metal can enter and the iron strip is pretreated in such a way that that it has a sufficiently high coating temperature to cast the coating metal on the However, the temperature is low enough to prevent excessive alloying to prevent between coating metal and base metal and to keep the surfaces clean and oxide-free, while the band passes through the molten bath, and wherein the coated band after its exit from the Bath is treated with a non-oxidizing gas jet.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention also relates to a device for carrying out this method.
Ein Verfahren der genannten Gattung ist aus der JP-OS 53-95 831 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung tritt das beidseitig beschichtete 3and zunächst aus dem Bad des flüssigen Beschichtungsmaterials in einen über der Badoberfläche befindlichen freien Raum ein, der ungeschützt ist und zu dem die umgebende Atmosphäre, also Luft, ungehinderten Zutritt hat. Erst in einem gewissen Abstand oberhalb der Badoberfläche tritt das beschichtete Band in einen durch seitliche Schutzplatten gebildeten Behandlungsraum ein, in welchem mittels einander direkt gegenüberliegender Düser, zwei verschiedene Gase, darunter ein nicht-oxidierendes Gas, zur Oberflächenbehandlung des beschichteten Bandes eingeblasen werden. Bei diesem Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung besteht die Gefahr, daß bei geringem Gasdruck und hoher Bandgeschwindigkeit Luft in den kaminartig gebauten Behandlungsraum eingeschleppt werden kann, während bei hohem Gasdruck die Badoberfläche durch ausströmendes Gas genau unterhalb des Behandlungsraumes aufgewirbelt und mit Luft vermischt werden kann. Letzteres führt zur Schlackenbildung auf der Badoberflache und zur Beeinträchtigung der Qualilüt, der Dicke und Gleichmäßigkeit der Beschichtung des Bandes.A method of the type mentioned is known from JP-OS 53-95 831. In this known method and the associated device, the 3and coated on both sides first emerges from the bath of the liquid Coating material in a free space located above the bath surface, which is unprotected and to which the surrounding atmosphere, i.e. air, has unimpeded access. Only after a certain distance Above the surface of the bath, the coated strip enters a treatment room formed by protective plates on the side one, in which by means of nozzles directly opposite each other, two different gases, including a non-oxidizing gas to be blown in for surface treatment of the coated strip. With this method and the associated device there is a risk that at low gas pressure and high belt speed entrained air into the chimney-like treatment room can be, while with high gas pressure the bath surface due to the escaping gas exactly below of the treatment room can be whirled up and mixed with air. The latter leads to slag formation on the bathroom surface and to impair the quality, thickness and uniformity of the coating of the tape.
Kin ähnliches Verfahren, bei dem das beschichtete Band unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Beschichtungsbad zunächst eine bestimmte Strecke durch die freie Atmosphäre läuft, ehe es einer Strahlmesserbehandlung unterworfen wird, ist aus der US-PS 40 78 103 bekannt, wobei in diesem Falle jedoch für die Strahlbehandlung kein nicht-oxidierendes Gas, sondern vorzugsweise Luft oder ein anderes reaktives, also nicht-inertes Gas verwendet wird.Kin-like process in which the coated strip immediately after its exit from the coating bath first runs a certain distance through the free atmosphere before it undergoes a jet knife treatment is subjected, is known from US-PS 40 78 103, but in this case for the blasting treatment no non-oxidizing gas, but preferably air or another reactive, i.e. non-inert gas Gas is used.
Der Nachteil dieser bekannten Verfahren, die üblicherweise beim Durchlauf-Feuerverzinken angewandt werden, besteht vor allem in der Bildung von Schlacke und Gekrätz an der Oberfläche des Schmelztauchbads. Die Bildung solcher Schlacke bedeutet einen beträchtlichen Zinkveriust: auch wird von der Schlacke oft einThe disadvantage of this known method, usually are used in continuous hot-dip galvanizing, consists mainly in the formation of slag and dross on the surface of the hot dip bath. The formation of such slag means a considerable one Zinc loss: also is often a from the slag
to Teil von dem Band mitgerissen, gelangt durch den Gasstrahl und bildet im überzogenen Produkt sichtbare Oberflächenfehler.to part of the tape carried along, passes through the gas jet and forms visible surface defects in the coated product.
Ein anderer üblicher Fehler oder eine Unregelmäßigkeit im Überzug, die bei Anwendung üblicher Oberfiächenbehandlungen mit einem Strahl auftreten, werden als »Überzugsriffelung« oder »Meereswelien« bezeichnet. Die Überzugsriffelung kann als wellenartige Ungleichmäßigkeit der Überzugsdicke in Längsrichtung des überzogenen Bandes beschrieben werden. Das Ausmali der Riffelung kann bis zur »Gardinenbildung« stark variieren. Die Überzugsriffelun· läßt sich mit den bekannter., mit einem Gasstrahl arbeitenden Verfahren nur schwer vollständig beseitigen; sie ist bei Geschwindigkeiten unterhalb von etwa 45,5 m/min nahezu unvermeidbar. Zur Herabsetzung der Überzugsriffelung werden üblicherweise hohe Geschwindigkeit, eine dichte Anordnung der Strahldüsen am Band, hoher Aluminiumgehalt des Zinkbades und ein minimales Überzugsgewicht angewandt. Another common flaw or imperfection in the coating that occurs when common surface treatments are applied appearing with a beam are referred to as "overlying corrugation" or "marine corrugation". The coating corrugation can be seen as a wave-like unevenness of the coating thickness in the longitudinal direction of the coated tape. The Ausmali the corrugation can vary greatly up to the "curtain formation". The coating corrugation can be achieved with the known., with a gas jet working method difficult to completely eliminate; it is almost unavoidable at speeds below about 45.5 m / min. In order to reduce the corrugation of the coating, a high speed, a dense one, is usually used Arrangement of the jet nozzles on the belt, high aluminum content in the zinc bath and a minimal coating weight applied.
Eine andere Unregelmäßigkeit bei dir Feuerverzinkung wird allgemein als »Zinkblumeneffekt« bezeichnet. Ein Merkmal dieses Effektes ist die Änderung des Oberflächenprofils (Zinkdicke) von einem Rand der Zinkkristallc zum anderen, ein anderes ist eine vertiefte Grenzlinie, weiche jede »Blume«, jeden Kristall, umgibt Beide Aspekte stehen mit der dendritischen Erstarrung von Zinküberzügen in Zusammenhang. Der Zinkblumeneffekt kann z. B. dadurch verringert werden, daß man absichtlich einen Teil des Zinküberzugos mi; dem Eiscn-Basismclall legieren läßt, daß man den Blcigchalt des Zinkbads herabsetzt oder d:iLl man dem Zinkbad Antr.ion zusetzt. Keine dieser Methoden ist jedoch ganz zufriedenstellend. Infolgedessen wurden viele weitere Methoden zur Unterdrückung der Bluiv.enbildung entwickelt. Verfahren, die die endgültige Blumengröße auf einem solchen Minimum halten, daß die Blumen mit dem bloßem Auge kaum sichtbar sind. Aus den US-PS 33 79 557 und 37 56 844 sind Verfahren zur Beschränkung der Blumengröße auf ein Minimum bekannt. Die meisten Verfahren umfassen das Besprühen des geschmolzenen Überzugs mit Wasser oder wäßrigen Lösungen, um den Überzug abzuschrecken und viele Kristallkeime zu erzeugen. Obwohl diese Verfahren zur Minin>:ivung des Zinkblumeneffckts beitragen, besitzen sie doch einige Nachteile, und die erzielten Ergebnisse sind nicht immer reproduzierbar. Diese Verfuhren beseitigen beispielsweise nicht die bei der Fertigbehandlung mit einem Gasstrahl auftretenden Riffelungen und die Schlackcnbild jng.Another irregularity in your hot-dip galvanizing is commonly referred to as the "zinc flower effect". One feature of this effect is the change in the surface profile (zinc thickness) from one edge of the zinc crystal to the other, another is a deepened borderline that surrounds every "flower", every crystal. Both aspects are related to the dendritic solidification of zinc coatings. The zinc flower effect can e.g. B. can be reduced by deliberately removing part of the zinc coating mi; Alloy with the ice cream base metal by reducing the concentration of the zinc bath or adding an ion to the zinc bath. However, none of these methods are entirely satisfactory. As a result, many more methods of suppressing the formation of flowers have emerged. Methods which keep the final flower size to such a minimum that the flowers are barely visible to the naked eye. From US-PS 33 79 557 and 37 56 844 methods for limiting the flower size to a minimum are known. Most methods involve spraying the molten coating with water or aqueous solutions to quench the coating and generate many nuclei. Although these methods to Minin>: ivung help of Zinkblumeneffckts, they have some drawbacks, and the results are not always reproducible. These methods do not eliminate, for example, the corrugations and the slag formation that occur during the final treatment with a gas jet.
w) Die verschiedenen beim Feuerverzinken auftretenden Unregelmäßigkeiten von in üblicher Wci.y; mit einem Gasstrahl fertigbehandelten Zinküberziigc.i können durch Dressieren maskiert werden. Das Dressieren hat jedoch zur Folge, daß die Unregelmäßigkeiten in das Basismeiall eingedrückt werden. Infolge der ungleichförmigen Kaltbearbeitung des Basismetalls können die Fehlstellen wieder sichtbar werden, wenn empfindliche Geeenstände. z. B. Teile vonw) The different ones that occur in hot-dip galvanizing Irregularities of in usual Wci.y; with a Gas jet pre-treated zinc coating .i can be masked by dressing. Passing, however, has the consequence that the irregularities in the base may be pressed in. As a result of the uneven Cold machining the base metal can make the imperfections visible again if sensitive Appropriate. z. B. Parts of
gestanzt cder geformt werden.punched or shaped.
Ein anderes Problem, das bei der üblichen Fertigbearbeitung mit einem Gasstrahl auftritt, ist das der Überzugsregulierung an den Bandkanten. Die Überzugsdikke der schmalen, unmittelbar an jede Kante angrenzenden Streifen ist größer als die Überzugsdicke über den Rest der Bandbreite. Wenn dieser Dickeunterschied groß genug ist, ergibt sich beim Wickeln des endlosen Bandes unter Spannung ein Aufbau an den Kanten.Another problem encountered with conventional gas jet finishing is that of coating regulation at the belt edges. The coating thickness of the narrow one immediately adjacent to each edge Stripe is greater than the coating thickness over the remainder of the strip width. If this thickness difference is large enough, when the endless belt is wound under tension, there is a build-up at the edges.
Andere störende Probleme sind z. B. die Knötchenbildung an den Kanten, d. h. kleine Oxidkügelchen. die an der Bandkante sitzen und durch den Gasstrahl gezogen werden. Ferner tritt noch ein Kantendefekt bei mit langsamer Geschwindigkeit erfolgender Gasbestrahlung auf, der allgemein als »gefiedertes Oxid« bekannt ist. Gefiedertes Oxid kennzeichnet sich durch diskontinuierliche Flecken aus dickem Überzugsmctall, welche durch den Gebläsestrahl gezogen werden. Sie erscheinen ganz ähnlich wie Federn, die von den Handkanten aus nach innen gerichtet sind, wobei ihre Spitzen auf die Bandmitte zu zeigen.Other troublesome problems are e.g. B. pilling at the edges, d. H. small oxide beads. the at sit on the edge of the belt and be pulled by the gas jet. Furthermore, an edge defect occurs with slower The speed of gas irradiation, commonly known as "pinnate oxide". Feathered oxide is characterized by discontinuous patches of thick coating metal, which be pulled through the fan jet. They appear very similar to feathers that fall on the edges of the hands facing inwards with their tips pointing towards the center of the tape.
Viele Methoden wurden bereits zur Herabsetzung der Oxidbildung und des Problems der Oxidregulierung an den Bandkanten angewandt. Abgeschrägte Düsenschlitzöffnungen werden aligemein verwendet, wobei die Breite der Schlitzöffnung der Strahldüse kontinuierlich von der Mitte der Düse zu ihren Enden hin zunimmt. Eine solche profilierte Strahldüse ist in der US-PS 41 37 347 beschrieben.Many methods have been used to reduce oxide formation and the problem of oxide regulation applied to the belt edges. Beveled nozzle slot openings are commonly used, where the width of the slot opening of the jet nozzle increases continuously from the center of the nozzle to its ends. Such a profiled jet nozzle is described in US Pat. No. 4,137,347.
Weitere Methoden zur Regulierung des Kantenüberzugs umfassen die Krümmung der Strahldüsen, so daß die Düse an den Kanten des Bandes diesem näher liegt als an der Bandmitte. Auch wurden Flügel oder Verlängerungen an den Düsen an den Bandkanten verwendet, um die Düse so dichter an die Kanten als an die Bandmitte heranzubringen. Noch andere Methoden beinhalten die Verwendung von Blenden und Hilfsstrahler:, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Hauptstrahldüsen, um die Abstreifkraft des Strahls an den Bandkanten gegenüber der Absircifkraft des Strahls in der Uandmiltc /u verändern.Other methods of controlling the edge coat include curving the jet nozzles so that the nozzle at the edges of the belt is closer to it than at the center of the belt. There were also wings or extensions used on the nozzles at the belt edges to make the nozzle closer to the edges than to the center of the belt bring up. Still other methods involve the use of bezels and spotlights :, both inside as well as outside of the main jet nozzles to reduce the force of the jet at the belt edges compared to the absorption force of the jet in the Uandmiltc / u change.
Alle bekannten Methoden ergeben jedoch keine optimale Kantenregulierung bei einem Minimum an Personalaufwand, maximaler Ausnutzung des Überzugsmetalls, ausreichende Kantenregulierung bei langsamem Betrieb und eine genaue Kantenregulierung über einen weiten Bereich von Bandbreiten.However, all known methods do not result in optimal edge regulation with a minimum of personnel expenditure, maximum utilization of the coating metal, sufficient edge regulation at slow speeds Operation and precise edge regulation over a wide range of bandwidths.
Noch andere Probleme in Verbindung mit üblichen Gasstrahl-Fertigbehandlungen betreffen die Überzugsgewichte und die Streckengeschwindigkeiten. Die Wechselwirkung zwischen der Viskosität des Überzugsmetalls und der auf dem Band anhaftenden Menge an Überzugsmetall ist proportional zur Bandgeschwindigkeit. Bei niedrigen Geschwindigkeiten stand man bisher dem Problem der Wellenbildung gegenüber. Um dem zu begegnen, fand man. daß eine Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit des zur Endbehandlung dienenden Gasstrahls das Oxid aufbricht und gleichmäßiger verteilt. Ein niedriger Strahldruck und eine gleichzeitige Stellung der Strahldüsen dicht am Band ergibt ein Oxidansammlungsproblem an den Kanten. In der Vergangenheit mußten daher die Parameter zur Regulierung der Oxidansammlung an den Kanten und der Wellenbildung eingestellt werden, was höhere Bandgeschwindigkeiten erforderte. So war es beispielsweise allgemein üblich, die übliche Fertigbehandlung mit einem Gasstrahl nur bei Bandgeschwindigkeiten von über 30 m/min zur Erzielung handelsüblicher Überzugsgewichte (ASTM A525, G-90) anzuwenden. Oxidansammlungen an den Kanten treten bei einem G-90-Überzug (Über/ugsgewicht 275 g/m2) in der Regel bsi Geschwindigkeiten unter etwa 45,5 m/min auf. Die Mindestbetriebsgeschwindigkeii für dickere Überzüge, z. B. von 564 g/m-' (G-185), ist sogar noch beschränkter und eine gleichmäßige Überzugsdicke von Kante zu Kante wird mit zunehmendem Überzugsgewicht immer schlechter. Eine andere wichtige Praxis bei den meisten bisherigen Strahlfertigbehandlungen besteht darin, die Strahldüsen tatsächlich direkt einander gegenüber anzuordnen, so daß die Strahlen an den Kanten des Bandes direkt aufeinandertreffen. Dadurch entstehen extrem starke und störende Geräusche. Wenn die Strahldüsen unter senkrechter gegenseitiger Versetzung betrieben werden, kann eine Umschlagwirkung erzielt werden, wobei der letzte auf das Band auftreffende Strahl die Bildung eines Wulstes aus dickem Überzugsmetall entiang der Kanic üuf asT entgegengesetzten Seile des Bandes zur Folge hat. Außer dem Geräuschproblem und der Notwendigkeit einer genauen Einstellung der Strahldüsen durch den Arbeiter, kann sich bei dem Betrieb mit gegenüberliegenden Düsen noch das Problem ergeben, daß Spritzer des Überzugsmetalls durch eine Düse von der Wandkante weg und in die Düsenöffnung der gegenüberliegenden Düse geblasen werden.Still other problems associated with conventional gas jet finishes relate to coating weights and line speeds. The interaction between the viscosity of the coating metal and the amount of coating metal adhering to the belt is proportional to the belt speed. At low speeds one has hitherto faced the problem of wave formation. To counter this, one found. that a reduction in the flow rate of the gas jet used for the final treatment breaks up the oxide and distributes it more evenly. A low jet pressure and a simultaneous position of the jet nozzles close to the belt results in a problem of oxide accumulation at the edges. In the past, therefore, the parameters for regulating the oxide accumulation at the edges and the wave formation had to be adjusted, which required higher belt speeds. For example, it was common practice to apply the customary final treatment with a gas jet only at belt speeds of over 30 m / min in order to achieve commercially available coating weights (ASTM A525, G-90). With a G-90 coating (excess weight 275 g / m 2 ), oxide accumulations on the edges usually occur at speeds below about 45.5 m / min. The minimum operating speed for thicker coatings, e.g. B. of 564 g / m- '(G-185) is even more limited and a uniform coating thickness from edge to edge becomes worse and worse as the coating weight increases. Another important practice in most previous blasting treatments is to actually position the blasting nozzles directly opposite one another so that the jets meet directly at the edges of the tape. This creates extremely strong and annoying noises. If the jet nozzles are operated with a vertical mutual offset, a reversing effect can be achieved, the last jet impinging on the belt results in the formation of a bead of thick coating metal along the lines on opposite ropes of the belt. In addition to the problem of noise and the need for precise adjustment of the jet nozzles by the worker, operation with opposing nozzles can also pose the problem of spray of the coating metal being blown through a nozzle away from the edge of the wall and into the nozzle opening of the opposing nozzle.
Bisher bestand der zur Oberflächenbehandlung von beidsl-äig feuerverzinktem oder feueraluminiertem • Band verwendete Gasstrahl aus Stickstoff. Die Strahljo behandlung erfolgte jedoch in Umgebungsatmosphäre. Bei der Strahlbehandlung wird weniger Stickstoff als Luft benötigt. Die durch eint solche Oberflächenbehandlung erzielten Ergebnisse ähneln jedoch mehr denen, wie man sie durch eine Strahlbehandlung mit Luft in einer Umgebungsatmosphäre erzielt, als den mit der vorliegenden Methode erzielten.So far, there has been a surface treatment of double-sided hot-dip galvanized or hot-dip aluminized • Tape used nitrogen gas jet. However, the beam treatment was carried out in an ambient atmosphere. Blasting requires less nitrogen than air. The unified by such surface treatment However, the results obtained are more similar to those obtained by blasting with air obtained in an ambient atmosphere than those obtained with the present method.
In den US-PS 41 07 357 und 41 14 563 und in der DE-PS 26 56 524 sind Verfahren zum Überziehen von nur einer Seite eines Eisenbands beschrieben. Bei Durchführung dieser Verfahren wird das überzogene Band nach Kontakt mit der Überzugsschmcl/c in einer nicht-oxtdierendcn Schutzatmosphäre gehalten und wird mit Stickstoff oder einem nicht-oxidierenden Gasstrahl fertigbehandelt. Der Hauptzweck dieser Maßnahmen besteht jedoch in einer Verhinderung der Oxidation der nicht überzogenen Seite des Eisenbands oder, wenn die nicht überzogenene Seite einen Oxidfilm trägt, darin, ein Haften des Überzugsmetalls an dem Oxidfilm zu verhindern. In US-PS 41 07 357 and 41 14 563 and in DE-PS 26 56 524 describes methods for coating only one side of an iron strip. When performing In this process, the coated tape is in a non-oxidizing manner after contact with the coating material Protected atmosphere and is finished with nitrogen or a non-oxidizing gas jet. The main purpose of these measures, however, is to prevent the oxidation of the uncoated side of the iron tape or, if the uncoated side bears an oxide film, therein To prevent the clad metal from adhering to the oxide film.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung sowie t>ne Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit denen es gelingt, die Schlackenbildung auf der Oberfläche des Bades, die Bildung von Riffelungen und Wellen auf den Metallüberzügen, die Verluste an Überzugsmetall, den Zinkblumeneffekt und die Unregelmäßigkeiten in der Schichtdicke des Überzuges an Rändern und Kanten des Bandes zu verringern und zu opti mieren.The invention is based on the object of a method of the type mentioned at the beginning and to create a device for carrying out this process, with which it succeeds the slag formation on the surface of the bath, the formation of corrugations and Waves on the metal coatings, the loss of coating metal, the zinc flower effect and the irregularities to reduce the layer thickness of the coating on the edges and edges of the tape and to opti mate.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingang: genannten Gattung dadurch gelöst, daß ein in bezug au das Bad abgedichtetes Gehäuse für das zweiseitig über zogene Metallband bei dessen Austritt aus dem Bad mi einem Auslaß für das überzogene Band vorgesehei es wird, in dem eine nicht-oxidierende Atmosphäre auf rechterhalten wird, eine Strahldüse auf jeder Seite de überzogenen Bandes innerhalb des Gehäuses angeord net und der Sauerstoffgehalt des Gasstrahls und deThis object is achieved in the method of the type mentioned at the beginning in that a with respect to au the bath sealed housing for the two-sided drawn metal band when it emerges from the bath mi an outlet for the coated tape is provided in which a non-oxidizing atmosphere occurs On the right, a jet nozzle is arranged on each side of the coated tape within the housing net and the oxygen content of the gas jet and de
Atmosphäre innerhalb dieses Gehäuses auf weniger als 200 ppm gehalten wird.Atmosphere within this housing to less than 200 ppm is maintained.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die bei den bisher üblichen Fertigiingsbchandlungsmethoden auftretenden Probleme wesentlich verringert oder sogar beseitigt werden, wenn bei dem üblichen Durchlaiif-Schmel/.tauchverfahren zur beidseitigen Metallisierung das Überzugsmetall bei seinem Austritt aus dem Schu.dzbad von einem Gehäuse umgeben wird, in welchem eine nahezu sauerstofffreie Atmosphäre herrscht, und wenn das überzogene Band in diesem Gehäuse mit einem nicht-oxidierenden oder inerten Gas oberflächenbehandelt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren macht zwar Maßnahmen zur Minimierung der Blumenbildung nicht überflüssig, läßt jedoch diese Maßnahmen erstmalig wirkungsvoll und zuverlässig werden. Die Schlackenbildung und die damit zusammenhängenden Probleme werden stark verringert, und es treten keine Wi1IIiIiIgL1Ii bei der Slrahlbehundlung, selbst bei niedrigen Betriebsgeschwindigkciien mehr auf. Durch die ausgeprägte Herabsetzung der Schlackenbildiing werden Verluste an Überzugsmetall durch Abstreichen der Badoberfläche stark verringert.The invention is based on the finding that the problems that have arisen with the conventional manufacturing methods are substantially reduced or even eliminated if the coating metal is surrounded by a housing when it emerges from the protective bath in the usual pass-through melting / dipping process for metallization on both sides in which there is an almost oxygen-free atmosphere, and when the coated tape in this housing is surface-treated with a non-oxidizing or inert gas. The method according to the invention does not make measures to minimize the formation of flowers superfluous, but allows these measures to be effective and reliable for the first time. The slagging and associated problems are greatly reduced, and there are no Wi 1 IIiIiIgL 1 Ii in Slrahlbehundlung, even at low Betriebsgeschwindigkciien more. Due to the marked reduction in slag formation, losses of coating metal by wiping the bath surface are greatly reduced.
Eines der Hauptmerkmale der Erfindung besteht darin, daß alle mit der Regulierung des Überzugs an den Bandkanten verbundenen Probleme mit dem Ausschluß von Sauerstoff bei der abschließenden Oberflächenbehandlung völlig entfallen. Mindestbetriebsgeschwindigkeiten werden nicht mehr durch eine Oxidansammlung an den Kanten bestimmt, sondern nur noch durch das gewünschte Überzugsgewicht in bezug zu der Menge an boerzugsmetall, die durch die Strahldüsen von dem Band abgestreift wird. Zum Beispiel wurde gefunden, daß man Überzüge mit ausgezeichneter Qualität mit einem Überzugsgewicht von 275 g/m2 ohne Schwierigkeiten bei Geschwindigkeiten von nur 9,1 m/min erhalten kann. Wülste an den Kanten treten nicht auf. so daß v»IC ^»trSmvjüSCri SCrirvTCCiii gCgcnCiriariucr VcFSciZi WGT-den können, was die Notwendigkeit für eine genaue Einstellung entfallen läßt, das Geräusch stark verringert und das Problem der Zinkspritzer beseitigt. Der Bau der Düse kann vereinfacht werden und man kann eine Düse mit einer schlitzförmigen Düsenöffnung gleichförmiger Breite über ihre ganze Länge verwenden, was die Vielzahl spezieller Düsenkonstruktionen, sowie die Methoden und Mittel zur Regulierung der Kantendicken überflüssig macht. Bei allen Überzugsgewichten erhält man eine überlegene Gleichförmigkeit des Überzugs von Kante zu Kante, da keine Anpassung des Mittelteils an die dicken Kanten mehr erforderlich ist.One of the main features of the invention is that all the problems associated with regulating the coating on the belt edges with the exclusion of oxygen in the final surface treatment are eliminated. Minimum operating speeds are no longer determined by oxide build-up on the edges, but only by the desired coating weight in relation to the amount of drill metal that is stripped from the strip by the jet nozzles. For example, it has been found that excellent quality coatings can be obtained with a coating weight of 275 g / m 2 without difficulty at speeds as low as 9.1 m / min. Bulges on the edges do not occur. so that v »IC ^» trSmvjüSCri SCrirvTCCiii gCgcnCiriariucr VcFSciZi WGT- eliminating the need for precise adjustment, greatly reducing noise and eliminating the problem of zinc spatter. The construction of the nozzle can be simplified and one can use a nozzle with a slot-shaped nozzle opening of uniform width over its entire length, which eliminates the need for a variety of special nozzle designs, as well as the methods and means for regulating the edge thicknesses. With all coating weights, superior coating uniformity is obtained from edge to edge as there is no longer any need to match the central portion to the thick edges.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, scheint sich doch aufgrund der vorliegenden Erfindung zu ergeben, daß die Überzugswellen und die Kantenverdickungen bei den üblichen Fertigbehandlungen mit einem Gasstrahl vollständig durch Oxid des Überzugsmetalls verursacht werden. Irgendwo im Bereich der Strahleinwirkung, wahrscheinlich unmittelbar oberhalb des Punkts mit der Oberflächengeschwindigkeit Null, wird frisches (nicht-oxidiertes) Überzugsmetall freigelegt und bildet in diesem Moment eine sehr dünne Oxidhaut. Das Weiterlaufen oder die Verteilung dieser sehr dünnen Oxidhaut auf dem fertigen Überzug bestimmt das Auftreten von Überzugswellungen. In der derzeitigen Praxis hält der Strahl periodisch den Oxidfilm zurück. Dieser baut sich solange auf, bis der Strahl ihn nicht mehr länger zurückhalten kann, !n diesem Moment bricht ein Segment verhältnismäßig dickes Oxid ab und läuft mit dem fertigen Überzug weiter. Dieses mitlaufende Segment trägl unter sich einen Überzug, der dicker ist als derjenige, der durchläuft, wenn der Oxidfilm zurückgehalten wird. Dieser Prozeß wiederholt sich sekündlich mehrmals unter Wellenbildung.Without being bound to a theory, it seems to result from the present invention, that the coating waves and the thickened edges in the usual finish treatments with a gas jet caused entirely by oxide of the coating metal. Somewhere in the area of the beam impact, probably just above the zero surface velocity point, it becomes fresh (non-oxidized) coating metal is exposed and forms a very thin oxide skin at this moment. Running on or the distribution of this very thin oxide skin on the finished coating determines the occurrence of coating corrugations. In current practice it holds the beam periodically returns the oxide film. This builds up until the beam no longer holds it can hold back! n this moment a segment breaks relatively thick oxide and continues with the finished coating. This moving segment lazily under a cover that is thicker than the one which passes when the oxide film is retained. This process is repeated several times every second with wave formation.
s Ein ähnlicher Mechanismus ist wahrscheinlich für die Entstehung von Überzugsmetallansammlungen entlang der Bandkanten verantwortlich. An den Kanten wird jedoch die Geometrie ein zusätzlicher wichtiger Faktor, da auf die K.intcnoberflächen keine Abstreifkraft einwirkt. Verhältnismäßig dickes Oxid gelangt mehr oder weniger kontinuierlich durch den Wirkungsbereich des Strahls und trägt unter sich einen dicken Überzug mit. Diese Oxidhülle um jede Bandkantenoberfläche ist der »Behälter«, der das Auftreten eines Zinkwulstes ermöglicht, wenn die Strahldüsen senkrecht versetzt sind.A similar mechanism is likely for the The formation of coating metal accumulations along the strip edges is responsible. At the edges is however, the geometry is an additional important factor since no stripping force acts on the surface of the ink. Relatively thick oxide passes more or less continuously through the area of action of the Strahls and carries a thick coating under it. This oxide shell around each tape edge surface is the "Container" that enables a zinc bead to appear when the jet nozzles are vertically offset.
Diese Ungleichmäßigkeiten des Überzugs werden durch Oxid auf dem geschmolzenen Überzugsmetall verursacht und sie werden bei der vorliegenden Erfindung durch Vermeidung einer Oxidation ausgeschaltet.These coating non-uniformities are caused by oxide on the molten coating metal and they are eliminated in the present invention by avoiding oxidation.
Üas nach liem eriindungsguniauen Verfahren erhaltene verzinkte Produkt besitzt so ausgezeichnete Oberflächenqualitäten nach dem Dressieren, daß es als freiliegender Teil von Autokarosserien, für Werkzeuge und dergleichen geeignet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich gut für das Feuerverzinken mit kurzen Eintauchzeiten und flachen Badtiegeln unter Verwendung einer nur teilweise eingetauchten Umlenkwalze.Obtained according to the inventive method Galvanized product has such excellent surface qualities after skin-passaging that it is considered to be more exposed Part of car bodies, is suitable for tools and the like. The method according to the invention is well suited for hot-dip galvanizing with short immersion times and using flat bath crucibles an only partially submerged deflection roller.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens gemäß den Patentansprüchen 6 bis 19 gelöst.The object on which the invention is based is also provided by a device for carrying out the The method described above is solved according to claims 6 to 19.
Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung sind auf das Überziehen eines Eisenbandes mit Zink. Zinklegierungen. Aluminium. Aluminiurnlegierun-The method and the device according to the invention are based on the coating of an iron strip with Zinc. Zinc alloys. Aluminum. Aluminum alloy
gen, Blei-Zinn-Legierungen, Blei und solchen Überzugsmetallen oder Metallegierungen anwendbar, die Oxide bilden, so daß eine annehmbare Fertigbearbeitung dergenes, lead-tin alloys, lead and such coating metals or metal alloys, the oxides form so that acceptable finishing of the
wuv;tuav.iit. umvii t_iin_ ul/iivmv uLi<iiiiu\.naiiuiuiig wu».i durch übliche Austrittswalzen nicht erzielt werden kann. Ohne darauf beschränkt zu sein, wird das erfindungsgemäße Verfahren nachstehend beispielsweise für das Feuerverzinken beschrieben. Das Verfahren kann bei verschiedenen Verzinkungsmethoden und -anlagen angewandt werden. Beispielsweise ist das Verfahren auf das flußmittelfreie Feuerverzinken von Eisenband anwendbar, wobei die Bandoberflächen einer Vorbehandlung unterworfen werden müssen, welche die Bandoberflächen oxidfrei macht und vorzugsweise das Band auf eine Temperatur nahe derjenigen des geschmolzenen Zink- oder Zinklegierungsbads zu dem Zeitpunkt bringt, zu welchem das Band unter dessen Oberfläche trtt. Eine unter Glühen in der Verzinkungsanlage stattfindende flußmittelfreie Hauptvorbehandlungsmethode ist das sogenannte Sendzimir- Verfahren oder die Oxidations-Reduktions-Methode, wie sie in den US-PS 21 10 893 und 21 97 622 beschrieben ist. Eine andere flußmittelfreie Vorbehandlungsmethode mit Glühen in der Verzinkungsanlage ist das sogenannte Selas-Verfahren, oder die mit direkt beheiztem Ofen durchgeführte. in der US-PS 33 20 085 beschriebene Methode. wuv; tuav.iit. umvii t_iin_ ul / iivmv uLi <iiiiu \ .naiiuiuiig wu ».i cannot be achieved with conventional exit rollers. Without being restricted to this, the method according to the invention is described below for hot-dip galvanizing, for example. The process can be applied to various galvanizing methods and plants. For example, the method is applicable to the flux-free hot-dip galvanizing of iron strip, where the strip surfaces must be subjected to a pretreatment which renders the strip surfaces oxide-free and preferably brings the strip to a temperature close to that of the molten zinc or zinc alloy bath at the time at which the strip is placed beneath its surface. A flux-free main pretreatment method that takes place while annealing in the galvanizing plant is the so-called Sendzimir method or the oxidation-reduction method, as described in US Pat. No. 2,110,893 and 2,197,622. Another flux-free pretreatment method with annealing in the galvanizing plant is the so-called Selas process, or the one carried out with a directly heated furnace. in US-PS 33 20 085 described method.
In dem Sendzimir-Verfahren wird ein Eisenband in einem oxidierenden Ofen (der ein direkt beheizter Ofen sein kann) auf eine Temperatur von etwa 370 bis 485°C ohne Steuerung der Ofenatmosphäre erhitzt in Luft abgeführt, um eine geregelte Oberflächenoxidschicht zu bilden, deren Aussehen von Hellgelb bis Purpur oder sogar Blau variiert, dann in einen eine Wasserstoff- oder Stickstoffatmosphäre enthaltenden Reduktionsofen ein-In the Sendzimir process, an iron band is made in an oxidizing oven (which can be a directly heated oven) to a temperature of about 370 to 485 ° C without controlling the furnace atmosphere heated in air discharged to a controlled surface oxide layer form, whose appearance varies from light yellow to purple or even blue, then into a hydrogen or A reduction furnace containing a nitrogen atmosphere
ίοίο
geführt, wo das Gut auf etwa 735 bis 925°C erhitzt und die geregelte Oxidschicht vollständig reudziert wird. Das Gut gelangt dann in einen Kühlabschnitt, der eine reduzierende Schutzatmosphäre. z. B. ein Wasserstoff-Stickstoffgemisch, enthält, dann wird es auf etwa die Temperatur der Schmelze des Übcrzugsmetalls gebracht und dann unter die Badoberfläche geführt, während es noch ν -n der Schutzatmosphäre umgeben ist.where the property is heated to around 735 to 925 ° C and the regulated oxide layer is completely reduced. The material then passes into a cooling section, which is a reducing protective atmosphere. z. B. a hydrogen-nitrogen mixture, contains, then it is brought to about the temperature of the melt of the coating metal and then passed under the bath surface while it is still ν -n surrounded by the protective atmosphere.
Bei dem Sfclas-Verfahren v/ird das Eisenband durch einen direkt beheizten Vorerhitzungsofen geführt. Das Band wird durch direkte Verbrennung von Brennstoff und Luft unter Erzeugung von gasförmigen Verbrennungsprodukten, die mindestens etwa 3% brennbare Stoffe in Form von Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthalten, erhitzt. Dabei erreicht das Band eine Temperatur voη etwa 535 bis 760° C, und behält völlig oxidfreie glänzende Oberflächen. Dann wird das Band in einen Reduktlonsabschnitt geführt, welcher in bezug auf den Vorerhitziingsahschnitt abgedichtet ist und eine Wasserstoff- und Stickstoffatmosphäre enthält; dort kann es weiter durch Strahlungsheizröhren auf etwa 650 bis 9250C erhitzt und dann auf etwa die Temperatur des Bades aus der Metallschmelze für den Überzug abgekühlt werden. Das Band wird dann unter die Badoberfläche eingeführt, während es noch von der Schutzatmosphäre umgeben ist.In the Sfclas process, the iron strip is passed through a directly heated preheating furnace. The belt is heated by the direct combustion of fuel and air to produce gaseous combustion products containing at least about 3% combustibles in the form of carbon monoxide and hydrogen. The tape reaches a temperature of about 535 to 760 ° C, and retains completely oxide-free shiny surfaces. The tape is then fed into a reduction section which is sealed with respect to the preheating section and contains a hydrogen and nitrogen atmosphere; there it can be further heated to about 650 to 925 ° C. by radiant heating tubes and then cooled to about the temperature of the bath made from the molten metal for the coating. The tape is then inserted under the bath surface while it is still surrounded by the protective atmosphere.
Andere verwandte Vorbehandlungsmethoden finden sich in den US-PS Rc 29 7 ib. 38 37 790. 4123291, 4123 292 und 4140 552. Der vorstehend genannte Stand der Technik stellt lediglich Beispiele für flußmittelfreie Feuerverzinkungsmethoden dar, auf welche die Erfindung anwendbar ist. Bei Anwendung solcher üblicher Methoden, wie sie vorstehend beschrieben wurden, muß das zu überziehende Metallband mindestens so lange in einer Schutzatmosphäre gehalten werden, bis es unter die Oberfläche des Bades aus geschmolzenem Zink oder geschmolzener Zinklegierung eintritt.Other related pretreatment methods can be found in US-PS Rc 29 7 ib. 38 37 790. 4123291, 4123 292 and 4140 552. The aforementioned State of the art merely represents examples of flux-free hot-dip galvanizing methods to which the Invention is applicable. When using such common methods as described above, the metal strip to be coated must be kept in a protective atmosphere at least until it enters below the surface of the bath of molten zinc or molten zinc alloy.
Eine solche Schutzatmosphäre ist nicht erforderlich, wenn mit Flußmittel oder mit einer chemischen Vorbedaß während des tatsächlichen Überziehens, wobei das Eisenband durch das geschmolzene Bad aus Zink oder Zinklegierung läuft, das Band die richtige Überzugstemperatur besitzt oder erlangt und seine Oberflächen oxids frei sind.Such a protective atmosphere is not necessary if with flux or with a chemical precondition during the actual plating, the iron band being passed through the molten bath of zinc or Zinc alloy runs, the strip has or is attaining the correct coating temperature and its surface oxide are free.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung istThe invention is explained further below with reference to the drawing. In the drawing is
Fi g. 1 eine halb schemaiische Querschnittsteilansichi einer kontinuierlichen Heißverzinkungsanlage für die lü Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,Fi g. 1 is a semi-schematic partial cross-sectional view a continuous hot galvanizing plant for carrying out the process according to the invention,
Fig. 2 eine vergrößerte, halb schematische Querschnittsteilansicht des Endes der Feuerverzinkungsanlage von Fig. 1,2 is an enlarged, semi-schematic partial cross-sectional view the end of the hot-dip galvanizing line of Fig. 1,
F i g. 3,4 und 5 vergrößerte, halb schematische Querschnittsteilansichten ähnlich F i g. 2, die jedoch verschiedene Anordnungen der Umlenkrolle zeigen,F i g. 3, 4 and 5 enlarged, semi-schematic partial cross-sectional views similar to FIG. 2, which however show different arrangements of the deflection pulley,
Fig.6 eine halb schematische Querschnittsteilansicht. welche das Gehäuse als integralen Teil des Mundstücks zeigt, durch welches das Band in das Schmelzbad eintritt, undFig. 6 is a semi-schematic partial cross-sectional view. which the housing as an integral part of the mouthpiece shows through which the strip enters the weld pool, and
F i g. 7 eine halb schematische Querschnittsteilansicht ähnlich Fig.6. jedoch mit einer nur teilweise eingetauchten Umlenkrolle und einer Pumpe für das geschmolzene Überzugsnietall.F i g. 7 is a semi-schematic partial cross-sectional view similar to FIG. but with one only partially submerged Pulley and a pump for the molten coating rivet.
Als Beispiel wird nachstehend das erfindungsgemäße Verfahren in Anwendung auf eine Feuerverzinkungsanlage vom Selas-Typ beschrieben. Die Anlage in F i g. 1 ist mit 1 bezeichnet. Der das Band zum Überziehen vorbereitende Ofen umfaßt einen direkt beheizten Ofen to 2, einen mit geregelter Atmosphäre betriebenen Heizofen 3, einen ersten Kühlabschnitt 4, einen zweiten Kühlabschnitt 5 und ein Mundstück 6. Das Mundstück 6 ist so gebaut, daß es unter die Oberfläche eines Bades 7 aus geschmolzenem Zink oder einer Zinklegierung, die sich in einem Überzugstiegel 8 befindet, reicht.As an example, the method according to the invention is applied to a hot-dip galvanizing plant below described by the Selas type. The plant in FIG. 1 is denoted by 1. The tape to put on The preparatory oven includes a direct heated oven to 2, a controlled atmosphere heating oven 3, a first cooling section 4, a second cooling section 5 and a mouthpiece 6. The mouthpiece 6 is built so that there is under the surface of a bath 7 of molten zinc or a zinc alloy which is in a coating pan 8 is enough.
Das zum Überziehen vorzubereitende Eisenband 9 tritt über Rollen 10 und 11 und durch Dichtungs- oder Verschiußroiien 12 und 13 in den direk! beheizter. OfenThe iron strip 9 to be prepared for coating occurs over rollers 10 and 11 and through sealing or Verschiußroiien 12 and 13 in the direk! heated. oven
2 ein, wobei die Rollen 12 und 13 so angeordnet sind, handlung arbeitende Methoden angewendet werden, 40 daß das Entweichen von Verbrennungsprodukten durch wie sie z.B. in den US-PS 28 24 020 und 28 24 021 be- die Eintrittsöffnung 14 des Vorerhitzungsofens 2 auf schrieben sind. Kurz gesagt, läßt man bei Anwendung einem Minimum gehalten wird. Der dh-'kt beheizte solcher chemischer Methoden das Eisenband durch ein Ofen 2 arbeitet bei einer Temperatur von etwa 126O0C. Flußmittelbad und durch Mittel laufen, die die richtige Die Funktion des direkt beheizten Ofens besteht darin. Dicke des Flußmittelüberzugs auf dem Band gewährlei- 45 rasch öl und dergleichen von den Oberflächen des Eisten. Das Eisenband wird dann durch eine Heizkammer senbands 9 wegzubrennen, und dabei gleichzeitig eine geführt, wo es zur Verdampfung des in der Flußmittellö- partielle Erhitzung zum Glühen des Bandes zu ergeben, sung enthaltenen Wassers erhitzt wird. Dann wird das Der auf die angegebene Temperatur direkt beheizte Eisenband weiter bis auf eine Temperatur nahe der ma- Ofen reicht zur Erwärmung des eintretenden Bandes2 a, wherein the rollers 12 and 13 are arranged, action-working methods are used, 40 that the escape of combustion products through the inlet opening 14 of the preheating furnace 2, for example in US Pat. No. 2,824,020 and 2,824,021 are written. In short, the application is allowed to be kept to a minimum. The dh-'kt heated such chemical methods, the iron belt through an oven 2 operates run consisting correct The function of the direct fired furnace is at a temperature of about 126o 0 C. flux bath and means. Thickness of the flux coating on the tape ensures that oil and the like are quickly removed from the surfaces of the ice. The iron band is then burned away through a heating chamber 9, and at the same time one passed, where it is heated to evaporate the water contained in the flux solution to give partial heating to anneal the band. The iron strip, which is directly heated to the specified temperature, is then further heated to a temperature close to the MAO furnace is sufficient to heat the incoming strip
auf eine Temperatur von etwa 535 bis 760°C aus, wenn dieses Rand von dem direkt beheizten Ofen in den Ofen 3 mit geregelter Atmosphäre läuft.to a temperature of about 535 to 760 ° C, if this edge from the directly heated oven into the oven 3 runs with a regulated atmosphere.
Das Eisenband 9 läuft um Umlenkrollen 15 und 16 und beginnt dann seinen Aufwärtsweg durch den Heizren läßt sich in gleicher Weise auf Feuerverzinkungsan- 55 ofen 3 mit geregelter Atmosphäre. Danach läuft das lagen mit solchen Flußmittel- oder chemischen Vorbe- Band um die Umlenkrolle 17 und nach unten wiederumThe iron belt 9 runs around pulleys 15 and 16 and then begins its upward path through the heater can be used in the same way on hot-dip galvanizing furnace 3 with a regulated atmosphere. Then it runs were with such flux or chemical passing tape around the pulley 17 and down again
durch den Ofen 3. Der mit geregelter Atmosphäre betriebene Heizofen kann mit Strahlungsheizröhren betrieben sein und erhöht die Temperatur des Eisenbands bO 9 weiter auf etwa 650 bis 925°C. je nach der Natur des Eisenbands und dessen gewünschten Endeigenschaften. Der Vorbereitungsofen der Überzugsanlage 1 kann eine oder mehrere Kühlkammern aufweisen. Lediglich zur Erläuterung ist der Ofen hier mit zwei Kühlkam-through the furnace 3. The controlled atmosphere heating furnace can be operated with radiant heating tubes and increases the temperature of the iron strip bO 9 further to about 650 to 925 ° C. depending on the nature of the Iron band and its desired end properties. The preparation oven of the coating system 1 can have one or more cooling chambers. The furnace is provided here with two cooling chambers for the sake of clarity.
jede übliche Vorbehandlungsmethode, wie sie der vor- 05 mern 4 und 5 dargestellt. Aus dem Ofen 3 mit geregelter stehend besprochene Stand der Technik angibt, umfas- Atmosphäre gelangt das Band 9 um Umlenkrollen 18 sen. Ganz allgemein betreffen diese Ausdrücke jede ge- und 19 in die Kühlkammer 4. Die Kammer 4 kann in eignete Vorbehandlungsmethode, deren Ergebnis so ist. bekannter Weise mit Kühlröhren ausgestattet sein. Beiany common pretreatment method, as shown in previous 05 mornings 4 and 5. From the oven 3 with regulated State of the art discussed above indicates that the belt 9 passes around deflection rollers 18 in an atmosphere sen. In very general terms, these expressions relate to each and every 19 and 19 in the cooling chamber 4. The chamber 4 can be shown in FIG suitable pre-treatment method, the result of which is like this. known way be equipped with cooling tubes. at
ximalen Temperatur der Stabilität des Flußmittclüberzugs auf dem Band erhitzt. Man läßt das Band dann unter die Oberfläche des Bades aus geschmolzenem Zink oder geschmolzener Zinklegierung eintreten, so daß es überzogen wird. Das erfindungsgemäße Verfahlß ih i liThe maximum temperature of the stability of the flux coating heated on the tape. The tape is then left under the surface of the bath of molten material Zinc or molten zinc alloy enter so that it is coated. The method according to the invention ih i li
handiungssystemen anwenden.use handing systems.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Anwendung einer besonderen Vorbehandlung des Eisenbandes in der Feuerverzinkungsanlage beschränkt ist und daß die Ausdrükke »Vorbehandlung« und »vorbehandelt«, wie sie hier in bezug auf das zu überziehende Eisenband verwendet werden, so breit interpretiert werden müssen, daß sieFrom the above it can be seen that the method according to the invention does not apply to the application of a special one Pretreatment of the iron strip in the hot-dip galvanizing plant is limited and that the expressions "Pretreatment" and "pretreated" as used here in relation to the iron strip to be coated must be interpreted so broadly that they
dciii dargestellten Ausführun^rsbeispiel läuft das Eisenband 9 dreimal senkrecht durch die Kühlkammer 4, wobei es um zwei Umlcnkrollen 20 und 21 geführt wird. Danach gelangt das Eisenband 9 über Umlenkrollcn 22 und 23 in die zweite Kühlkammer 5, die, ebenfalls in bekannter Weise, eine Strahlkühlung besitzen kann.In the exemplary embodiment shown, the iron belt runs 9 three times vertically through the cooling chamber 4, whereby it is guided around two circumferential rollers 20 and 21. The iron strip 9 then passes over deflection rollers 22 and 23 into the second cooling chamber 5, which is also in known way, can have a jet cooling.
Die Temperatur, auf welche das Eisenband 9 abgekühlt wird, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Da das geschmolzene Überzugsmetall 7 in dem Tiegel 8 Zink oder eine Zinklegierung ist, wird das Metallband vorzugsweise auf etwa 4500C abgekühlt. In einigen Fällen kann das Band selbst jedoch als weiteres Mittel zur Einführung von Wärme in die Über/ugssehmelze 7 dienen. Unter diesen Umständen kann das Lisenband 9 in das Bad 7 mit einer etwas höheren Temperatur als der Schmelzpunkt des darin enthaltenen Zinks oder der Zinklegierung eingeführt werden. Wenn das Band selbst nicht als eine Wärmequelle für das Bad 7 dienen soll, kann es mit einer etwas niedrigeren Temperatur als die als 200 ppm und vorzugsweise weniger als 100 ppm auf rechtcrhalten. Jede geeignete nicht-oxidierende oder inerte Atmosphäre kann verwendet werden. Eine Stickstoffatmosphäre i;;t bevorzugt, da sie am wirtschaftlichsten ist. Die Strahldüsen 28 und 29 können als die Quelle der Atmosphäre in dem Gehäuse 27 dienen, obwohl Einlasse für zusätzliches Gas. z. B. der Einlaß 34, gegebenenfalls vorhanden sein können.The temperature to which the iron strip 9 is cooled depends on numerous factors. As the molten coating metal in the crucible 8 zinc or a zinc alloy 7, the metal strip is preferably cooled to about 450 0 C. In some cases, however, the tape itself can serve as a further means of introducing heat into the outer layer 7. Under these circumstances, the Lisenband 9 can be introduced into the bath 7 at a slightly higher temperature than the melting point of the zinc or zinc alloy contained therein. If the tape itself is not intended to serve as a heat source for the bath 7, it can maintain a temperature somewhat lower than that of 200 ppm and preferably less than 100 ppm. Any suitable non-oxidizing or inert atmosphere can be used. A nitrogen atmosphere is i ;; t preferred as it is the most economical. The jet nozzles 28 and 29 can serve as the source of the atmosphere in the housing 27, although inlets for additional gas. z. B. the inlet 34, may optionally be present.
Ein Teil des Stickstoffs in dem Gehäuse 27 kann abgeführt und durch die Strahldüsen 28 und 29 wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. Das ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Dort besitzt das Gehäuse 27 einen Auslaß 35. Dieser Auslaß 35 ist vorzugsweise mit einem bei hoher Temperatur beständigen Beutel 35a zum Sammeln von Zinkoxidteilchen verbunden. Von dem Beutel 35a gelangt die aus dem Gehäuse 27 abgezogene Atmosphäre in einen Wärmeaustauscher 36. Der Wärmeaustauscher 36 ist bei 37 mit dem Einlaß eines Gebläses 39 verbunden. Der Zweck des WärmeaustauschersA part of the nitrogen in the housing 27 can be discharged and returned to the jet nozzles 28 and 29 Be returned to the cycle. This is shown schematically in FIG. There the housing 27 has a Outlet 35. This outlet 35 is preferably provided with a high temperature resistant bag 35a for Collecting zinc oxide particles associated. The withdrawn from the housing 27 arrives from the bag 35a Atmosphere into a heat exchanger 36. The heat exchanger 36 is at 37 with the inlet of a fan 39 connected. The purpose of the heat exchanger
des Bades eineeführt werden. Auf jpHrn FnII so!! die 20 besteh! in der Kühlung des Stickstoffs aus dem Gehäuseof the bathroom. On jpHrn FnII so !! the 20 exist! in the cooling of the nitrogen from the housing
Bandtemperatur hoch genug sein, um ein Angießen des geschmolze ^en Überzugsmetalls daran zu verhindern. Gleichzeitig darf die Bandtemperatur jedoch nicht so hoch sein, daß eine zu starke Legierungsbildung zwischen Überzugsmetall und Basismetall eintritt.Belt temperature must be high enough to prevent the molten coating metal from pouring onto it. At the same time, however, the strip temperature must not be so high that an excessive alloy formation between Plating metal and base metal enters.
Aus der Kühlkammer 5 gelangt das F.isenband 9 um die Umlenkrolle 24 in das Mundstück 6. Es sei bemerkt, daß das freie Ende des Mundstücks 6 nach unten unter die Oberfläche des Zink- oder Zinklegierungsbads 7 reicht. Das Eisenband läuft um die Rolle 25, die es nach unten richtet, und gelangt dann nach unten in das Bad 7. Innerhalb des Bades wird das Band um eine oder mehrere Umlenkrollen geführt, so daß es etwa senkrecht nach oben austritt. Bei der Ausführungsform von Fig. I ist nur eine einzige Umlenkrolle 26 dargestellt. Das beidseitig überzogene Eisenband 9a verläßt die Schmelze 7 des Überzugsmetalls und tritt in ein Gehäuse 27 ein, dessen unteres Ende in die Schmelze 7 des Überzugsmetalls unter Bildung einer Abdichtung eintritt. In demFrom the cooling chamber 5 the iron band 9 passes around the pulley 24 into the mouthpiece 6. It should be noted that that the free end of the mouthpiece 6 is down below the surface of the zinc or zinc alloy bath 7 enough. The iron band runs around the roller 25, which directs it downwards, and then passes downwards into the bath 7. Within the bath, the belt is guided around one or more pulleys so that it follows approximately vertically exits at the top. In the embodiment of FIG. I, only a single deflection roller 26 is shown. That on both sides coated iron strip 9a leaves the melt 7 of the coating metal and enters a housing 27, the lower end of which enters the melt 7 of the coating metal to form a seal. By doing
27 vor dem Gebläse 39. um eine Überhitzung der Lager und Abdichtungen in dem Gebläse zu verhindern. Der Beutel 35a könnte auch zwischen Wärmeaustauscher 36 und Gebläse 39 angeordnet werden, obwohl er sich bevorzugt vor dem Austauscher 36 befindet, um ein Verstopfen der Rippen des Wärmeaustauschers mit Zinkstaub zu verhindern. Der Ausstoß 40 aus dem Gebläse 39 wird über Leitungen 41 und 42 mit den Strahldüsen27 in front of the fan 39. to prevent the bearings from overheating and prevent seals in the fan. The bag 35a could also be placed between the heat exchanger 36 and fan 39, although preferably located in front of exchanger 36, to avoid clogging to prevent the fins of the heat exchanger with zinc dust. The output 40 from the fan 39 is connected to the jet nozzles via lines 41 and 42
28 und 29 verbunden. Die Leitungen 41 und 42 können Ventile 43 bzw. 44 enthalten, so daß der Überdruck an den Strahldüsen 28 und 29 reguliert werden kann. Es wurde gefunden, daß durch die Verwendung eines solchen abgedichteten I.eilungssyslcns mehr als 50% des Bedarfs an hochreinem Stickstoff aus dem Gehäuse 27 J5 durch die Strahldüsen 28 und 29 im Kreislauf geführt werden können, wodurch der Stickstoffverbrauch verringert wird. Frischer Stickstoff kann in das System über die mit der Leitung 37 zwischen dem Wärmeaustauscher 36 und dem Einlaß 38 des Gebläses 39 angeschlos-28 and 29 connected. The lines 41 and 42 may contain valves 43 and 44, respectively, so that the overpressure occurs the jet nozzles 28 and 29 can be regulated. It has been found that by using such sealed distribution system more than 50% of the need for high-purity nitrogen from the housing 27 J5 circulated through the jet nozzles 28 and 29 can be, whereby the nitrogen consumption is reduced. Fresh nitrogen can pass into the system connected to the line 37 between the heat exchanger 36 and the inlet 38 of the fan 39
Gehäuse 27 läuft das beidseitig überzogene Eisenband 40 sene Leitung 45 zugeführt werden. Die Zirkulationsge-9a zwischen einem Paar Strahldüsen 28 und 29 hindurch. schwindigkeit der Atmosphäre wird so eingestellt, daßHousing 27 runs the iron strip coated on both sides 40 must be fed line 45. The circulation rate 9a between a pair of jet nozzles 28 and 29. velocity of the atmosphere is adjusted so that
Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß das obere Ende des direkt beheizten Ofens 2 über eine Leitung 30 mit einem Abluftgebläse 31 verbunden ist. Der Auslaß 32 des Abluftgebläses 31 kann direkt mit einem Kamin oder mit Mitteln zur Ausnutzung von Abgas (nicht dargestellt) verbunden sein. Der Ofen zur Vorbereitung des Bandes in der Überzugsanlage 1 kann mit Überdruck betrieben werden (um das Eindringen von Sauerstoff aus der Umgebungsatmosphäre zu verhindern), indem man die Abführungsgeschwindigkeit der Verbrennungsprodukte aus dem direkt beheizten Ofen 2 reguliert. Zu diesem Zweck kann in der Leitung 30 ein Schieber 33 angeordnet sein. Die Bedingungen, unter welchen der Vorbereitungsofen in der Überzugsanlage 1 gefahren wird, fallen nicht in den Rahmen der Erfindung.From Fig. 1 it can be seen that the upper end of the directly heated furnace 2 via a line 30 with a Exhaust fan 31 is connected. The outlet 32 of the exhaust fan 31 can be connected directly to a chimney or with Means for utilizing exhaust gas (not shown) may be connected. The oven for preparing the tape In the coating system 1 can be operated with overpressure (to prevent the penetration of oxygen from the ambient atmosphere to prevent) by reducing the rate of discharge of the products of combustion regulated from the directly heated furnace 2. For this purpose, a slide 33 can be arranged in the line 30 be. The conditions under which the preparation oven in the coating system 1 is operated fall not within the scope of the invention.
In Fig.2 sind das Mundstück 6, der Schmelztiegel 8 und das Gehäuse 27 von F i g. 1 vergrößert dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Ausführungsform von F i g. 1 und 2 bilden das Mundstück 6 und das Gehäuse 27 völlig getrennte Gebilde. Dem Fachmann ist klar, daß das Gehäuse 27 auch mit dem Mundstück 6 ein Ganzes bilden könnte. Bei Verwendung eines Systems zur chemischen Vorbehandlung und einer Flußmittelvorbehandlung kann das Mundstück 6 weggelassen werden. Gemäß der Erfindung wird in dem Gehäuse 27 eine nicht-oxidierende Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt von weniger eine Infiltration von Luft durch den Schlitz 46, durch welchen das überzogene Band 9a aus dem Gehäuse 27 austritt, vermieden wird.The mouthpiece 6 and the crucible 8 are shown in FIG and the housing 27 of FIG. 1 shown enlarged. The same parts are provided with the same reference symbols. In the embodiment of FIG. 1 and 2 form the mouthpiece 6 and the housing 27 completely separate structures. It is clear to the person skilled in the art that the housing 27 could also form a whole with the mouthpiece 6. at Using a chemical pretreatment system and flux pretreatment can do that Mouthpiece 6 can be omitted. According to the invention in the housing 27 is a non-oxidizing Atmosphere with an oxygen content of less an infiltration of air through the slot 46 through which the coated tape 9a leaks out of the housing 27 is avoided.
Die Strahldüsen 28 und 29 sind auf jeweils einer Seite des beidseitig überzogenen Metallbands 9a direkt einander gegenüberliegend angeordnet (F i g. 1). Da jedoch Kantenprobleme, einschließlich einer Wulstbildung, durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, werden die Strahldüsen 28 und 29 bevorzugt senkrecht gegeneinander versetzt angeordnet (Fig.2). Dadurch wird ein Verstopfen der Düsen durch Zinkspritzer und das Wegblasen von einer Düse zur anderen, wie vorstehend erläutert, vermieden. Jede der Düsen kannThe jet nozzles 28 and 29 are each directly opposite one another on one side of the metal strip 9a which is coated on both sides arranged opposite one another (FIG. 1). However, since edge problems, including bulging, can be avoided by the method according to the invention, the jet nozzles 28 and 29 are preferably perpendicular arranged offset from one another (Fig. 2). Through this clogging of the nozzles by zinc splash and blowing away from one nozzle to another, like explained above, avoided. Any of the nozzles can
G5 sich oberhalb der anderen befinden. Die höhere der beiden Strahldüsen (in diesem Fall die Düse 28) kann sich bis zu etwa 0.6 m oder mehr über dem Schmelzbad befinden. Die Strahldüsen 28 und 29 können um jeden gewünschten Betrag senkrecht gegeneinander versetzt sein. Im allgemeinen sind sie um 5 bis 15,25 cm versetzt In der Regel befinden sich die Düsen innerhalb etwa 3,8 cm des Bandes. Wenn die Strahldüsen versetzt sind, wird der von den Düsen verursachte Geräuschpegel bei der Fertigbearbeitung stark herabgesetzt. Die Strahldüsen 28 und 29 können einfacher Bauart sein mit einer einfachen rechtwinkligen Strahlöffnung und ohne gekrümmte Mundstücke, Verschlüsse, Ventile oder andere Vorrichtungen. Ausgezeichnete Ergebnisse erzielt manG5 are above the others. The higher of the two Jet nozzles (in this case nozzle 28) can be up to about 0.6 m or more above the weld pool. The jet nozzles 28 and 29 can be offset perpendicular to one another by any desired amount be. Generally they are offset from 5 to 15.25 cm. Typically the nozzles are within about 3.8 cm of the ribbon. If the jet nozzles are offset, the noise level made by the nozzles will be at of finishing is greatly reduced. The jet nozzles 28 and 29 can be of a simple design with a simple right-angled jet opening and without a curved one Mouthpieces, closures, valves or other devices. Excellent results are achieved
iook
mit Strahldüsen mit einer einfachen rechtwinkligen Öffnung mit einer gleichmäßigen Breite von 125 bis 2,05 mm über ihre ganze Länge.with jet nozzles with a simple rectangular opening with a uniform width of 125 to 2.05 mm over its entire length.
Das Gehäuse 27 besitzt eine Austrittsöffnung oder einen Schlitz 4ö für das beidseitig überzogene Eisenband 9a Dabei muß darauf geachtet werden, daß Umgebungsluft nicht durch den Schlitz 46 infolge hoher Gasgeschwindigkeiten und Turbulenzen innerhalb des Gehäuses nahe bei dem Schlitz 46 eingesaugt wird. Durch den Schlitz 46 eingesaugte Umgebungsluft würde einen zu hohen Sauerstoffgehalt in dem Gehäuse 27 ergeben. Die Verwendung von Umlenkplatten oder einer zusätzlichen Stickstoffspülung rund um den Bandausgang 46 kann zur Verhinderung einer solchen Luftansaugung beitragen. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden jedoch durch einfache Anbringung eines kurzen Kamins 47 erzielt, wobei sich der Austrittsschlitz 46 dann am oberen Ende des Kamins 47 befindetThe housing 27 has an outlet opening or a slot 40 for the iron strip coated on both sides 9a Care must be taken that ambient air does not pass through the slot 46 as a result of high gas velocities and sucking in turbulence within the housing proximate to the slot 46. By Ambient air sucked in through the slot 46 would result in an excessively high oxygen content in the housing 27. The use of baffles or an additional nitrogen purge around the belt exit 46 can help prevent such air intake. Excellent results were however achieved by simply attaching a short chimney 47, the outlet slot 46 then at the top End of the chimney 47 is located
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenbehandlung ermöglicht ein kurzes Eintauchen bei flachem Eadtiegel mit einer nur teilweise untergetauchten Umlenkrolle. Das ist darauf zurückzuführen, daß das erfindungsgeniäße Verfahren die Bildung von Oxid auf der Oberfläche des Bades und auf der partiell untergetauchten Umlenkrolle auf einem Minimum hält Dies hat zahlreiche Vorteile. Zunächst wird ein kleineres Schmelzbad benötigt; ferner werden die Menge des eingetauchten Eisenbandes und die Eintauchdauer stark herabgesetzt wodurch die Menge von in dem Überzugsmetall aus dem Eisenband in Lösung gehendem Eisen herabgesetzt wird.The inventive method for surface treatment enables a short immersion at shallow Eat crucible with a deflecting roller that is only partially submerged. This is due to the fact that the method according to the invention, the formation of oxide on the surface of the bath and on the partially submerged Keeping idler pulley to a minimum This has numerous advantages. First will be a smaller one Weld pool required; furthermore, the amount of the iron tape immersed and the immersion time become large thereby reducing the amount of iron going into solution in the coating metal from the iron strip is reduced.
F i g. 3 erläutert den Betrieb mit kurzer Eintauchdauer und flachem Schmelztiegel. Der flache Tiegel 48 enthält ein Bad aus geschmolzenem Überzugsmetall 49. welches ein wesentlich geringeres Volumen einnimmt als das Bad 7 von F i g. 2.F i g. 3 illustrates the short immersion and flat crucible operation. The flat crucible 48 contains a bath of molten plating metal 49 which takes up a much smaller volume than the bath 7 of FIG. 2.
Das Mundstück 50 ist mit seinem untersten Ende unterhalb der Badoberfläche 49 dargestellt, so daß es durch das Bad abgedichtet ist Das Mundstück 50 enthält eine Umlenkrolle 51. Die UmlenkroUe 52 unterscheidet sich von der Tiegelrolle 26 in F i g. 2 dadurch, daß sie nur teilweise in das Bad aus geschmolzenem Metall 49 eintaucht. Die Einrichtung von F i g. 3 besitzt ein Gehäuse 53. dessen unterer rückwärtiger Rand 53a ieicht nach unten und innen gebogen ist, so daß er mit dem geschmolzenen Übcrzugssbad 49 eine Dichtung bildet und gleichzeitig ein Spiel für den Weg des nichtüberzogenen Eisenbandes 54 zwischen Umlenkrolle 51 und Umlenkrolle 52 schafft. Das überzogene Eisenband 54a läuft dann zwischen einem Paar Strahldüsen 55 und 56 hindurch nach oben durch einen Kamin 57 und einen Austrittsschlitz 58.The mouthpiece 50 is shown with its lowermost end below the bath surface 49, so that it is sealed by the bath. The mouthpiece 50 contains a deflection roller 51. The deflection roller 52 differs from the crucible roller 26 in FIG. 2 in that they are only partially molten in the bath Metal 49 dips. The establishment of F i g. 3 has a housing 53. its lower rear edge 53a It is bent slightly downward and inward so that it forms a seal with the molten coating bath 49 forms and at the same time a game for the path of the uncoated iron strip 54 between deflection roller 51 and idler pulley 52 creates. The coated iron tape 54a then runs between a pair of jet nozzles 55 and 55 56 up through a chimney 57 and an exit slot 58.
Der Betrieb der Überzugs- und Oberflächenbchandlungseinrichtung von Fig.3 gleicht im wesentlichen dem in bezug auf F i g. 2 beschriebenen. Auch hier können die Strahldüsen 55 und 56 mit einem Kreislaufsystem (nicht dargestellt), wie es in F i g. 2 gezeigt ist, verbunden sein. Der Hauptunterschied /wischen dem in I·' i g. 3 und dem in !·" i g. 2 beschriebenen Betrieb liegt darin, daß die UmlenkroUe 52 nur teilweise eingetaucht ist, was die vorstehend angegebenen Vorteile ergibt.The operation of the coating and surface treating device of Figure 3 is essentially the same with respect to F i g. 2 described. Here too you can the jet nozzles 55 and 56 with a circulatory system (not shown), as shown in FIG. 2 is connected be. The main difference / wipe that in I · 'i g. 3 and the operation described in! · "I g in that the UmlenkroUe 52 is only partially immersed is what gives the advantages noted above.
Der Betrag, zu welchem die Umlenkrolle 52 in das Bad 49 eintaucht, ist veränderlich. In F i g. 3 ist die Umlenkrolle 52 um mehr als die Hälfte eingetaucht. Bei geeigneter Gestaltung des Mundstücks 55 und des Teils 53.7 des Gehäuses 53 könnte die Rolle 52 weniger als die Hälfte eingetaucht sein, insbesondere in den Fällen, in welchen die Rollenlager (nicht dargestellt) über der Badoberfläche gehalten werden sollen.The amount to which the deflection roller 52 dips into the bath 49 is variable. In Fig. 3 is the pulley 52 submerged by more than half. With a suitable design of the mouthpiece 55 and the part 53.7 of the housing 53, the roller 52 could be less than half immersed, especially in the cases in which the roller bearings (not shown) are to be held above the bath surface.
Der Sumpf aus geschmolzenem Metall 59 zwischen der UmlenkroUe 52 und dem von der Umlenkrolle erfaßten Eisenband 54 muß so groß sein, daß ein ausreichendes Oberziehen der Rückseite oder der der Rolle zugekehrten Seite des Eisenbandes gewährleistet ist Natürlich nimmt die Größe des Sumpfs 59 in dem Maße ab, in welchem der Betrag, um welchen die Umlenkrolle 52 eintaucht, abnimmt Die Erfindung umfaßt die Verbesserung dieser Situation durch Verwendung einer gerillten Umlenkrolle 52 oder durch Mittel, um zusätzliches geschmolzenes Oberzugsmetall in den Sumpf 59 zu pumpen, wie nachstehend beschrieben.The sump of molten metal 59 between the pulley 52 and that engaged by the pulley Iron belt 54 must be so large that a sufficient covering of the back or that of the roll facing side of the iron band is guaranteed. Of course, the size of the sump 59 increases to the extent the amount by which the pulley 52 is immersed decreases. The invention includes the improvement this situation by using a grooved pulley 52 or by means of additional to pump molten overlay metal into sump 59 as described below.
F i g. 4 erläutert eine andere Ausführungsform, welche gewährleistet daß die Rückseite oder die Rollenseite des Eisenbandes beim Arbeiten mit einem flachen Tiegel ausreichend überzogen wird. Das Gehäuse 60 weist ein Paar Strahldüsen 61 und 62, einen Austrittskamin 63 und einen Einlaß 64 für die inerte oder nicht-oxidierende Atmosphäre auf. Das Gehäuse 60 kann ebenfalls an das System zur Kreislauf führung der Atmosphäre, wie es in bezug auf Fig.:? beschrieben ist angeschlossen sein. Das untere Ende des Gehäuses 60 taucht in ein Bad 65 aus geschmolzenem; Überzugsmetall, das sich in einem flachen Tiegel 66 befindet Das unterste Ende des Mundstücks 67 reicht unter die Oberfläche des geschmolzenen Überzugsmetallbads 65.F i g. Figure 4 illustrates another embodiment which ensures that the back or the roller side of the iron belt when working with a flat one The crucible is sufficiently coated. The housing 60 has a pair of jet nozzles 61 and 62, an exit chimney 63 and an inlet 64 for the inert or non-oxidizing atmosphere. The housing 60 can also to the system for circulating the atmosphere, as it relates to Fig.:? is to be connected. The lower end of the housing 60 is immersed into a bath 65 of molten; Plating metal, which is in a shallow crucible 66 The bottom one The end of the mouthpiece 67 extends below the surface of the molten plating metal bath 65.
Das zu überziehende Eisenband 68 läuft um die Umlenkrolle 69 in dem Mundstück 67 und tritt beim Umlaufen um eine erste Umlenkrolle 70 in das Bad ein. Von der Umlenkrolle 70 läuft es zu einer zweiten Umlenkrolle 71, welche das überzogene Band 68a nach oben durch das Gehäuse 60 richtetThe iron band 68 to be coated runs around the pulley 69 in the mouthpiece 67 and enters the bath as it revolves around a first deflection roller 70. Of the Deflection roller 70 it runs to a second deflection roller 71, which the coated tape 68a through upwards the housing 60 aligns
Der Betrag, zu welchem die Umlenkrollen 70 und 71 in das Schmelzbad 65 eintauchen, kann variiert werden. Bei dem dargestellten Beispiel tauchen die Umlenkrollen 70 und 71 in das geschmolzene Überzugsmetallbad 65 um weniger als die Hälfte ihres Durchmessers ein. Die untergetauchte Strecke des Bands 686 zwischen den Umlenkrollen 70 und 71 gewährleistet ein ausreichendes Überziehen der Rückseite oder der Rollenseite des Eisenbandes. Es wurde festgestellt daß die mit einem flachen Tiegel arbeitende, vorstehend in bezug auf F i g. 3 und 4 beschriebene Methode die in bezug auf F i g. 1 und 2 erzielten Eigenschaften oder Vorteile, die man bei der Oberflächenbehandlung mit eingeschlossenem Stickstoff erzielt, nicht wesentlich verändert.The amount by which the deflection rollers 70 and 71 immerse into the molten bath 65 can be varied. In the example shown, idler pulleys 70 and 71 are immersed in the molten plating metal bath 65 by less than half its diameter. The submerged belt 686 range between the deflection rollers 70 and 71 ensures a sufficient covering of the rear or the roller side of the iron band. It has been found that the one working with a flat crucible, referring to FIG F i g. 3 and 4, the method described with reference to FIG. 1 and 2 achieved properties or advantages that obtained in the surface treatment with trapped nitrogen, not significantly changed.
Wie bereits gezeigt, können in der erfindungsgemäßen Einrichtung verschiedene Anordnungen von Umlenkrollen verwendet werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 5 dargestellt. Der Tiegel 72 enthält ein Bad aus geschmolzenem Überzugsmetall. Das Mundstück 74 taucht mit seinem unteren Ende in das Schmelzbad 73 und weist eine Umlenkrolle 75 auf. Das Gehäuse 76 taucht mit seinem unteren Ende in das Schmelzbad 73 ein. Das Gehäuse 76 kann gegebenenfalls mit einem Auslaßkamin 77 und einer Zuführung für Atmosphäre versehen sein. Das Gehäuse 76 enthält ein l'iiar Strahldüsen 79 und 80. Auch hier kann (Jus Gehäuse 76 mit dem System zur Kreislaufführung der Atmosphäre (nicht dargestellt) von F i g. 2 verbunden sein.As already shown, various arrangements of deflection pulleys can be used in the device according to the invention be used. Another embodiment is shown in FIG. 5 shown. The crucible 72 contains a bath of molten plating metal. The lower end of the mouthpiece 74 dips into the Melt bath 73 and has a deflection roller 75. The lower end of the housing 76 dips into the Melt pool 73 a. The housing 76 can optionally be provided with an outlet chimney 77 and a feed be provided for atmosphere. The housing 76 contains a l'iiar jet nozzles 79 and 80. Here too (Jus Housing 76 containing the atmospheric recirculation system (not shown) of FIG. 2 connected be.
Bei dieser Ausführungsform tritt das zu überziehende Eisenband 81 in die Schmelze des Überzugsmetalls ein und läuft um eine Gruppe von drei Rollen 82,83 und 84. Die Rollen 83 und 84 sind Stabilisierungsrollen, wel ehe die Bandform regulieren, indem sie sicherstellen daß das überzogene Band 81a. wenn es zwischen derIn this embodiment, the iron strip 81 to be coated enters the melt of the coating metal one and runs around a group of three rollers 82, 83 and 84. The rollers 83 and 84 are stabilizing rollers, wel before regulating the tape shape by making sure that the coated tape 81a. if there is between the
2525th
3030th
3535
4040
Strahldüsen 79 und 80 hindurchlauft, flach istJet nozzles 79 and 80 passes through, is flat
Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen wurden das Gehäuse und das Mundstück als getrennte Gebilde dargestellt Die Erfindung umfaßt jedoch auch eine Ausführungsform, bei welcher Mundstück und Gehäuse ein integrales einstückiges Gebilde sind. Dies ist in F i g. 6 dargestelltIn all the embodiments described so far, the housing and the mouthpiece have been separate Structure shown However, the invention also includes an embodiment in which the mouthpiece and housing are an integral one-piece structure. This is in FIG. 6 shown
F i g. 6 zeigt einen üblichen Schmelztiegel 85, der ein Bad 86 aus geschmolzenem Uberzugsmetall enthält Das aus Mundstück und Gehäuse bestehende Gebilde ist als Ganzes mit 87 bezeichnet; es besitzt einen Mundstückteil 87a und einen Gehäuseteil 876. Der Mundstückteil 87a enthält in seinem Innern eine Umlenkrolle 88. Der Gehäuseteil 876 besitzt einen Austrittskamin 89. Der Gehäuseteil 876 kann einen Gaseinlaß 90 aufweisen. Strahlabstreifer 91 und 92 sind in dem Gehäuseteil 876 angeordnet Auch kann der Gehäuseteil 876 an ein (nicht dargestelltes) System zur Kreislaufführung der Atmosphäre angeschlossen sein, das dem in F i g. 2 besprochenen entspricht Bei der Ausführungsform von F i g. 6 wird eine eingetauchte Umlenkrolle 93 verwendet F i g. 6 shows a conventional crucible 85 that uses a Bath 86 of molten coating metal contains the structure consisting of the mouthpiece and housing is designated as a whole with 87; it has a mouthpiece part 87a and a housing part 876. The mouthpiece part 87a contains a deflection roller 88 in its interior. The housing part 876 has an outlet chimney 89. The housing part 876 may have a gas inlet 90. Jet scrapers 91 and 92 are in the housing part 876 arranged. The housing part 876 can also be connected to a (not shown) system for circulating the Be connected to the atmosphere that is shown in FIG. FIG. 2 corresponds to that discussed in the embodiment of FIG F i g. 6, a submerged pulley 93 is used
Unter normalen Umständen enthalten der Mundstückteil 87a und der Gehäuseteil 876 unterschiedliche Atmosphären, weshalb zwischen ihnen Abdichtungsmittel vorgesehen werden sollten. Diese Abdichtungsmittel können eine beliebige geeignete Form aufweisen. Beispielsweise bestehen sie in der Zeichnung aus zwei Paaren von Abdichtrollen 94—95 und 96-97.Under normal circumstances, mouthpiece portion 87a and housing portion 876 contain different ones Atmospheres and therefore sealing means should be provided between them. This sealant can be of any suitable shape. For example, in the drawing they consist of two pairs of sealing rolls 94-95 and 96-97.
Die Erfindung umfaßt die Anbringung eines Einlasses 98 für ein geeignetes, nicht-oxidierendes Gas zwischen den Abdichtroilen 94—95 und 96—97. Vorzugsweise befindet sich die nicht-oxidierende Atmosphäre zwischen den Abdichtroilen 94—95 und 96—97 unter einem etwas höhreren Druck als der Druck der in dem Mundstückteil 87a und in dem Gehäuseteil 876 herrschenden Atmosphäre. Dadurch wird sichergestellt, daß entweder der Gehäuseteil 876 oder der das Band vorbereitende, mit dem Mundstück 87a verbundene Ofen ohne Verunreinigung des anderen Teils abgeschaltet werden können. Auch wird eine Verunreinigung der Atmosphäre innerhalb des Gchäuseteils 876, die aus Quellen um Eintrittsende der üblichen Bandvorbereitungseinrichtung stammt, verhindert.The invention includes the provision of an inlet 98 for a suitable non-oxidizing gas therebetween the sealing tubes 94-95 and 96-97. Preferably the non-oxidizing atmosphere is between the sealing tubes 94-95 and 96-97 under a pressure slightly higher than that in the mouthpiece part 87a and in the housing part 876 prevailing atmosphere. This will ensure that either the housing part 876 or the furnace preparing the belt connected to the mouthpiece 87a without contamination the other part can be switched off. It also becomes a pollution of the atmosphere within the housing part 876, coming from sources at the entry end of the usual tape preparation device originates, prevents.
Das zu überziehende Band 99 läuft um eine es nach unten richtende Umlenkrolle 88 zwischen Abdichtrollenpaaren 94—95 und 96-97 hindurch. Das Band 99 tritt dann in das Bad ein und läuft dort um die Umlenkrolle 93. Danach läuft das überzogene Band 99a nach oben zwischen den Strahldüsen 91 und 92 hindurch und tritt durch den Kamin 89 aus. Der Betrieb der Einrichtung und die dabei erzielten Vorteile sind somit im wesentlichen die gleichen wie in bezug auf F i g. 1 und 2 beschrieben.The tape 99 to be coated runs around a deflecting roller 88, which is directed downwards, between pairs of sealing rollers 94-95 and 96-97 through. The belt 99 then enters the bath and runs around the pulley 93. Thereafter, the coated tape 99a runs upward between the jet nozzles 91 and 92 through and exits through chimney 89. The operation of the device and the advantages thereby achieved are thus essential the same as with respect to FIG. 1 and 2 described.
Die integrale Ausführungsform von F i g. 0 kann auch bei einem Betrieb mit flachem Tiegel angewendet werden. Dies ist in Fig. 7 dargestellt. In Fig. 7 gleicht die Mundstück-Gehäusestruktur der von Fig.6 und gleiche Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Ausführungsform von Fig. 7 enthält der flache Tiegel 100 ein flaches Bad 102 aus geschmolzenem Überzugsmetall. Die Umlenkrolle 103 taucht zum Teil in das geschmolzene Metallbad 102 ein. Bei diesem Ausführungsbeispiel taucht die Umlenkrolle 103 um weniger als die Hälfte ihres Durchmessers unter das Bad. Die Rolle 103 könnte natürlich auch um mehr als die Hälfte ihres Durchmessers eintauchen, wie dies in bezug auf die Tiegelrolle 52 von Fig. 3 dargestellt ist. Auch konnte die Einrichtung von F i g. 7 mit einem Paar Tiegelrollen der Art, wie sie in bezug auf F i g. 4 beschrieben sind, ausgestattet sein.The integral embodiment of FIG. 0 can also be used for operation with a flat crucible. This is shown in FIG. 7. In Fig. 7 is the same The mouthpiece housing structure of FIG. 6 and the same parts are therefore provided with the same reference numerals. In the embodiment of FIG. 7, the contains shallow crucible 100, a shallow bath 102 of molten plating metal. The pulley 103 dips to Part in the molten metal bath 102. With this one In the exemplary embodiment, the deflection roller 103 dips below the bath by less than half its diameter. The roller 103 could of course also dip more than half its diameter, as in relation to this on the crucible roll 52 of FIG. The establishment of F i g. 7 with a pair of pan rollers the way they are in relation to F i g. 4 are described.
Bei der beispielhaften Ausführungsform von Fig.7 wird eine Pumpe für das geschmolzene Oberzugsmetall des Bades 102 mit einem Auslaß 104 verwendet die einen Sumpf 105 aus geschmolzenem Oberzugsmetall zwischen dem Eisenband 99 und der Umlenkrolle 103 erzeugt, wobei dieser Sumpf ein ausreichendes Oberziehen der Rück- oder Rollenseite des Eisenmetallbands sicherstellt Eine solche Pumpe für geschmolzenes Oberzugsmetall könnte auch in der Ausführungsform von F i g. 3 vorgesehen werden, wenn der Sumpf 59 in F i g. 3 nicht ausreichen würde. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung, bei welchen die Umlenkrolle nur teilweise eingetaucht ist, umfaßt die Erfindung auch die Verwendung einer gerillten Umlenkrolle. Die Rillen oder Rinnen tragen geschmolzenes Überzugsmetall zu der der Rolle zugewandten Seite des Eisenbandes. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Oxidprobleme in bezug auf das Band und die Bandkanten auftreten, können, wie sich gezeigt hat, verhältnismäßig dicke Überzüge bei niedrigeren Streckengeschwindigkeiten erzielt werden, wobei diese Überzüge ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften aufweisen. Zum Beispiel wurden bei einer geringstmöglichen geregelten Abstreifwirkung durch die Strahldüsen Überzugsgewichte von bis zu etwa 543 g/m2 bei Bandgeschwindigkeiten von 12 m/min im Laboratorium erzielt. Eine laboratorimnismäßige Feuerverzinkungsanlage unter Verwendung eines 10,16 cm Bandes wurde mit einem Gehäuse ähnlich dem Gehäuse 27 von Fig.2 eingerichtet. Der Kamin 47 war 15.25 cm hoch und besaß einen 31,75 mm breiten und 12,7 cm langen Austrittsschlitz 46. Das Gehäuse war mit einem Paar Strahldüsen (entsprechend den Strahldüsen 28 und 29 von Fig.2) ausgestattet, die jeweils eine schlitzförmige, über die ganze Länge 1,27 mm breite Öffnung aufwiesen. Die untere der beiden Strahldüsen wurde von der Badoberfläche in einem Abstand von 10 cm gehalten. Die andere Strahldüse war.senkrecht und nach oben um 12,7 mm versetzt. Die Strahldüsen wurden von dem Band in einem Abstand von etwa 6,35 mm gehalten. Das Gehäuse war an ein Kreislaufführungssystem der in Fig.2 dargestellten Art angeschlossen. Frischer Stickstoff wurde mit einer Geschwindigkeit von 85 nvVh die Stickstoffatmosphäre innerhalb des Gehäuses wurde auf einem Druck von 12,7 mm Wassersäule gehalten.In the exemplary embodiment of FIG. 7, a pump is used for the molten cover metal of the bath 102 with an outlet 104 which creates a sump 105 of molten cover metal between the iron belt 99 and the pulley 103, this sump being sufficient to draw the back or forth Such a pump for molten cover metal could also be used in the embodiment of FIG. 3 can be provided when the sump 59 in FIG. 3 would not be enough. In all embodiments of the invention in which the deflection roller is only partially submerged, the invention also includes the use of a grooved deflection roller. The grooves or channels carry molten coating metal to the side of the iron belt facing the roller. Since there are no oxide problems with respect to the strip and the strip edges in the process of the invention, it has been found that relatively thick coatings can be obtained at lower line speeds, these coatings having excellent surface properties. For example, with the lowest possible controlled wiping effect by the jet nozzles, coating weights of up to about 543 g / m 2 at belt speeds of 12 m / min were achieved in the laboratory. A laboratory hot dip galvanizing line using 10.16 cm tape was set up with a housing similar to housing 27 of Figure 2. The chimney 47 was 15.25 cm high and had an outlet slot 46 31.75 mm wide and 12.7 cm long. The housing was equipped with a pair of jet nozzles (corresponding to the jet nozzles 28 and 29 of FIG. had 1.27 mm wide opening over the entire length. The lower of the two jet nozzles was kept at a distance of 10 cm from the bath surface. The other jet nozzle was vertical and offset upwards by 12.7 mm. The jet nozzles were spaced approximately 6.35 mm from the tape. The housing was connected to a circulation system of the type shown in FIG. Fresh nitrogen was added at a rate of 85 nvVh and the nitrogen atmosphere within the housing was maintained at a pressure of 12.7 mm of water.
Das Eisenband bestand aus 0,381 mm kaltgewalztem Stahl mit verhältnismäßig glatten Oberflächen mit 1,27 μιπ und 3346 Kp/m. Während dieses Durchlaufs wurde ein Überzug von 183 g/m2 bei einer Bandgeschwindigkeit von 21,4 m/min erzeugt. Der Einfluß einer Sauerstoffverunreinigung in dem hochreinen Stickstoff enthaltenden Gehäuse wurde durch Zumessung von steigenden Mengen Druckluft in das Kreislaufsystem bis zum Auftreten von Fehlern in dem geschmolzenen Überzug berechnet. Bei einem Sauerstoffgehalt unter 50 ppm war der geschmolzene Überzug glänzend, glatt, frei von sichtbarem Oxid und ohne Anzeichen von Kantenpföblemen. Der erstarrte Überzug zeigte glanzlose glatte Blumen ohne Krislallgrenzenrclicf. Mit absichtlicher Erhöhung des Sauerstoffgehalt."; traten bei einem Sauerstoffgehall von 140 ppm keine Wellungen auf. Störende Oberflächeneffekte wurden erstmals bei einem Sauerstoffgehalt in dem Gehäuse von 200 ppm in Form von Oxidknötchen an den Kanten, Wellungen, einer dicken Metallkante und etwas Kristallerenzen hr-The iron strip consisted of 0.381 mm cold-rolled steel with relatively smooth surfaces with 1.27 μm and 3346 Kp / m. During this run a coating of 183 g / m 2 was produced at a belt speed of 21.4 m / min. The impact of oxygen contamination in the high purity nitrogen containing enclosure was calculated by metering increasing amounts of pressurized air into the circulatory system until defects appeared in the molten coating. At less than 50 ppm oxygen, the molten coating was shiny, smooth, free of visible oxide and with no evidence of edge problems. The solidified coating showed dull, smooth flowers with no crystal boundaries. With an intentional increase in the oxygen content. "; No corrugations occurred at an oxygen content of 140 ppm. Disruptive surface effects were first heard at an oxygen content in the housing of 200 ppm in the form of oxide nodules on the edges, corrugations, a thick metal edge and some crystalline substances.
1717th
obachtet Diese Zustände wurden rait Zunahme des Sauerstoffgehalts auf 600 ppm stetig ausgeprägter. Oberflächliche Oxidstreifen entwickelten sich, wenn der Sauerstoffgehalt etwa 700 ppm erreichte. Diese Oxidstreifen verliefen nach innen von der Bandkante aus und vergrößerten sich zu groben Oxidfedern, wenn der Sauerstoffgehalt 850 ppm erreichte.observed These conditions became more and more pronounced as the oxygen content increased to 600 ppm. Superficial oxide streaks developed when the oxygen level reached about 700 ppm. These oxide strips ran inward from the belt edge and enlarged to form coarse oxide springs when the oxygen content Reached 850 ppm.
Dieser Durchlauf zeigte, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine glatte, gleichmäßige Feuerverzinkung ohne die üblichen Wellungen, Schlackenbildung, Oxidschleier und Kantenfehler infolge Oxidbildung ergibt Vereinfachte Strahldüsen mit gleichförmigen Schlitzöffnungen können verwendet und senkrecht gegeneinander versetzt werden, ohne daß Zinkspritzer stören und ohne daß dicke Kantenüberzüge oder Wülste auftreten. Der Geräuschpegel der Oberflächenbehandlung wurde drastisch verringert, und zwar nicht nur dadurch, daß die Düsen gegeneinander versetzt werden können. Der Zusammenhang zwischen Sauerstoffverunreinigung des zur OberflSiAenbehandlung verwendeten Gases und der Qualität der Überzugsoberfiäche wurde deutlich aufgezeigt Der Sauerstoffgehalt innerhalb des Gehäuses soll auf weniger als 200 ppm und vorzugsweise unter 100 ppm gehallen werden. Bei anderen ähnlichen Durchlaufen wurde Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 85 mVh durch die Strahldüsen im Kreislauf geführt, wobei man 423 m3/h oder weniger frischen Stickstoff benötigte, was die Möglichkeit bestätigt, mehr als 50% des für die abschließende Oberflächenbehandlung benötigten hochreinen Gases im Kreislauf führen zu köniien.This run showed that the process according to the invention results in smooth, uniform hot-dip galvanizing without the usual corrugations, slag formation, oxide haze and edge defects as a result of oxide formation.Simplified jet nozzles with uniform slot openings can be used and offset perpendicularly to one another without zinc splashes disturbing and without thick edge coatings or bulges appear. The surface treatment noise level has been drastically reduced, and not just because the nozzles can be offset from one another. The relationship between oxygen contamination of the gas used for surface treatment and the quality of the coating surface was clearly shown. The oxygen content within the housing should be less than 200 ppm and preferably below 100 ppm. In other similar runs, nitrogen was circulated through the jet nozzles at a rate of 85 mVh, requiring 423 m 3 / h or less of fresh nitrogen, confirming the possibility of more than 50% of the high purity gas required for the final surface treatment in the To be able to lead a cycle.
In der Zeichnung is*, das Gehäuse halbschematisch dargestellt Dem Fachmynn ist jedoch klar, daß das Gehäuse geeignete Trägermittel um' dergleichen aufweist. Ferner kann das Gehäuse als Ganzes oder teilweise für Wartungszwecke, oder wenn eine reguläre Oberflächenbehandlung mit Luft durchgeführt werden soll, entfernt werden.In the drawing is *, the housing is semi-schematic However, it is clear to the specialist that the housing suitable support means around 'the like. Furthermore, the housing as a whole or in part for For maintenance purposes or if regular surface treatment with air is to be carried out, removed will.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| 8310 | Action for declaration of annulment | ||
| 8314 | Invalidation rejected | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ARMCO STEEL CO., L.P., MIDDLETOWN, OHIO, US |
|
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: PRINZ, E., DIPL.-ING. LEISER, G., DIPL.-ING. SCHWEPFINGER, K., DIPL.-ING. BUNKE, H., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. DEGWERT, H., DIPL.-PHYS., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: AK STEEL CORP., MIDDLETOWN, OHIO, US |