DE60103925T2

DE60103925T2 - Verfahren und vorrichtung zum schmelztauchbeschichten eines metallbandes

Info

Publication number: DE60103925T2
Application number: DE60103925T
Authority: DE
Inventors: Didier Dauchelle; Hugues Baudin; Patrice Lucas; Laurent Gacher; Yves Prigent
Original assignee: Sollac SA; Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: ArcelorMittal France SA
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: BG107779A; US20040052958A1; BG64800B1; BR0100006A; EE200300209A; DK1334217T3; CN1271234C; UA73220C2; EE04644B1; AR034274A1; DE60103925D1; MA25923A1; SK286793B6; BR0100006B1; EA004448B1; WO2002038824A1; YU36703A; ECSP034594A; ZA200303500B; AU2002223777B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen heißen Schmelztauchbeschichten eines Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes.
In zahlreichen industriellen Anwendungen verwendet man Stahlbleche, die mit einer Schicht beispielsweise zum Schutz gegen Korrosion und meistens mit einer Zinkschicht bedeckt sind.
Diese Art Bleche wird in verschiedenen Industrien zur Herstellung jeder Art von Werkstücken und insbesondere von Sichtteilen verwendet.
Zur Herstellung dieser Art Bleche verwendet man Anlagen zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten, in denen ein Stahlband in ein Bad aus geschmolzenem Metall, beispielsweise Zink, getaucht wird, das andere chemische Elemente enthalten kann, wie Aluminium, Eisen und gegebenenfalls Zusatzelemente, wie z. B. Blei, Antimon usw. Die Temperatur des Bads hängt von der Natur des Metalls ab, und beträgt im Fall von Zink etwa 460°C.
Im besonderen Fall der Heißgalvanisierung bildet sich bei dem Durchlauf des Stahlbands durch das geschmolzene Zinkband an der Oberfläche dieses Bandes eine intermetallische Legierung Fe-Zn-Al mit einer Dicke von einigen zehn Nanometern.
Die Korrosionsfestigkeit der auf diese Weise beschichteten Werkstücke wird durch das Zink gewährleistet, dessen Dicke meistens durch pneumatisches Abstreifen eingestellt wird. Die Haftung des Zinks an dem Stahlband wird durch die oben erwähnte intermetallische Legierungsschicht gewährleistet.
Vor dem Durchgang des Stahlbandes durch das geschmolzene Metallbad läuft dieses Stahlband zunächst durch einen Glühofen unter reduzierender Atmosphäre, um es nach der starken Verfestigung, die mit dem Kaltwalzvorgang verbunden ist, umzukristallisieren und seinen chemischen Oberflächenzustand zu präparieren, um die für den eigentlichen Schmelztauchbeschichtungsvorgang erforderlichen chemischen Reaktionen zu begünstigen. Das Stahlband wird je nach Sorte auf etwa 650 bis 900°C erhitzt, und zwar während der für die Umkristallisierung und die Oberflächenvorbereitung erforderlichen Zeit. Dann wird es mit Hilfe von Wärmetauschern auf eine Temperatur gekühlt, die nahe bei der des geschmolzenen Metallbads liegt.
Nach seinem Durchgang durch den Glühofen läuft das Stahlband durch einen Kanal, der auch "Einlaufglocke" oder "Horn" genannt wird, unter Schutzatmosphäre gegenüber dem Stahl und taucht in das Bad aus geschmolzenem Metall ein.
Der untere Teil des Kanals taucht in das Metallbad ein, um mit der Oberfläche des Bads und im Inneren des Kanals eine flüssige Dichtung zu bilden, die von dem Band bei seinem Durchlauf durch den Kanal durchquert wird.
Das Stahlband wird durch eine in das Metallbad eingetauchte Rolle umgelenkt und tritt aus diesem Metallbad aus und durchquert dann Abstreifmittel, die zur Regulierung des Überzugs aus flüssigem Metall auf diesem Stahlband dienen.
Im besonderen Fall der Warmgalvanisierung ist die Oberfläche der flüssigen Dichtung im Inneren des Kanals im Allgemeinen mit Zinkoxid, das von der Reaktion zwischen der Atmosphäre im Inneren dieses Kanals und dem Zink der flüssigen Dichtung stammt, und mit festen Rückständen, die von der Auflösungsreaktion des Stahlbandes stammen, bedeckt.
Diese Rückstände oder andere Teilchen, die im Zinkbad in Übersättigung vorliegen, haben eine kleinere Volumensmasse als das flüssige Zink und steigen zur Oberfläche des Bads und insbesondere zur Oberfläche der flüssigen Dichtung auf.
Der Durchlauf des Stahlbands durch die Oberfläche der flüssigen Dichtung bewirkt die Mitnahme der sich stauenden Teilchen. Diese Teilchen, die durch die mit der Geschwindigkeit des Stahlbandes verbundene Bewegung der flüssigen Dichtung mitgenommen werden, werden nicht in das Volumen des Bads abgeführt und treten in der Zone der Extraktion des Bandes aus, indem sie Schönheitsfehler bzw. Oberflächenfehler erzeugen.
Infolgedessen weist das beschichtete Stahlband Schönheitsfehler auf, die bei dem Vorgang der Abstreifung des Zinks verstärkt werden oder zum Vorschein kommen.
Die mitgenommenen Teilchen werden nämlich von den pneumatischen Abstreifstrahlen zurückgehalten, bevor sie ausgestoßen oder aufgelöst werden, und erzeugen dadurch im flüssigen Zink dickenverminderte Streifen von einer Länge von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern.
Zum Entfernen der Zinkteilchen und der Rückstände auf der Oberfläche der flüssigen Dichtung wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen.
Eine erste Lösung zum Vermeiden dieser Nachteile besteht darin, dass die Oberfläche der flüssigen Dichtung durch Abpumpen der vom Bad stammenden Zinkoxide oder Rückstände gereinigt wird.
Diese Abpumpungen gestatten nur eine sehr lokale Reinigung der Oberfläche der flüssigen Dichtung und haben eine sehr geringe Wirksamkeit und einen sehr kleinen Wirkungsradius, was keine vollständige Reinigung der von dem Stahlband durchquerten flüssigen Dichtung gewährleistet.
Eine zweite Lösung besteht darin, dass die Oberfläche der flüssigen Dichtung an der Stelle des Durchgangs des Stahlbandes reduziert wird, indem auf Höhe dieser flüssigen Dichtung eine Platte aus Blech oder Keramik angeordnet wird, um einen Teil der an der Oberfläche vorliegenden Teilchen vom Band abzuhalten und eine Selbstreinigung der flüssigen Dichtung durch dieses Band zu erhalten.
Diese Anordnung gestattet jedoch nicht die Entfernung aller an der Oberfläche der flüssigen Dichtung vorhandenen Teilchen, und die Selbstreini gung ist um so stärker, je kleiner die Oberfläche der flüssigen Dichtung ist, was mit den industriellen Betriebsbedingungen unvereinbar ist.
Nach einer gewissen Betriebszeit nimmt die Speicherung der Teilchen außerhalb der Platte immer mehr zu und schließlich lösen sich Teilchenhaufen ab und gelangen auf das Stahlband zurück.
Der Einbau einer Platte, die an der Oberfläche der flüssigen Dichtung ausmündet, bildet ferner eine bevorzugte Stelle für das Einfangen von Zinkstaub.
Eine andere Lösung besteht darin, in dem Kanal an der Oberfläche der flüssigen Dichtung einen Rahmen vorzusehen, der das Stahlband umgibt.
Diese Anordnung gestattet es jedoch nicht, alle Fehler auszuschalten, die damit verbunden sind, dass Zinkoxide und Rückstände durch das Durchlaufen des Stahlbands mitgenommen werden.
Die Zinkdämpfe auf Höhe der flüssigen Dichtung kondensieren nämlich an den Wänden des Rahmens, und bei der geringsten Bewegung, die durch die Schwingungen und die thermischen Verbiegungen des Bandes beim Eintauchen verursacht wird, verschmutzen die Wände des Rahmens und werden auf diese Weise Zonen der Ablagerung von Fremdkörpern.
Diese Lösung kann also nur einige Stunden oder nur einige Tage funktionieren, bevor sie selbst zu einer zusätzlichen Fehlerquelle wird.
Diese Lösung liefert also nur eine partielle Behandlung der flüssigen Dichtung und gestattet es nicht, eine sehr geringe Fehlerdichte zu erreichen, die die Anforderungen der Kunden erhöht, die Oberflächen ohne Schönheitsfehler wünschen.
Man kennt ferner eine Lösung, mit der die Sauberkeit der flüssigen Dichtung durch Erneuerung des flüssigen Metallbads erhalten werden soll.
Die Erneuerung wird durch Einführung von flüssigem Zink vorgenommen, das in Nähe der Eintauchzone des Stahlbands in das Bad gepumpt wird.
Bei der Durchführung dieser Lösung treten jedoch große Schwierigkeiten auf.
Sie erfordert nämlich einen beträchtlichen Pumpdurchsatz, um eine Entleerungswirkung zu erzielen, und das abgepumpte und auf Höhe der flüssigen Dichtung eingeleitete Zink enthält die im Zinkbad erzeugten Rückstände.
Ferner kann die Rohrleitung für die Erneuerung des flüssigen Zinks auf dem Stahlband vor seinem Eintauchen Kratzer erzeugen und sie ist selbst eine Quelle von Fehlern durch Akkumulation von Zinkdämpfen, die oberhalb der flüssigen Dichtung kondensiert sind.
Ferner kennt man ein Verfahren, das auf der Erneuerung des Zinks auf Höhe der flüssigen Dichtung beruht und bei dem diese Erneuerung mit Hilfe eines Kastens aus rostfreiem Stahl vorgenommen wird, der das Stahlband umgibt und an der Oberfläche der flüssigen Dichtung ausmün det. Eine Pumpe saugt die Teilchen ab, die durch die auf diese Weise bewirkte Entleerung mitgenommen werden, und pumpt sie in das Volumen des Bads.
Dieses Verfahren erfordert ebenfalls einen sehr großen Pumpdurchsatz, um eine ständige Entleerungswirkung aufrechtzuerhalten, da der das Band umgebende Kasten in dem oberhalb der Bodenrolle gelegenen Volumen des Bads nicht hermetisch dicht sein kann.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Galvanisieren eines Metallbands zu schaffen, mit denen die oben genannten Nachteile vermieden werden können und mit denen die sehr niedrige Fehlerdichte erreicht werden kann, die die Anforderungen der Kunden, die Oberflächen ohne Schönheitsfehler wünschen, erfüllt.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten eines Metallbands in einer Wanne, die ein flüssiges Metallbad enthält, wobei man bei diesem Verfahren das Metallband kontinuierlich unter Schutzatmosphäre durch einen Kanal laufen lässt, dessen unterer Teil in das flüssige Metallbad eingetaucht ist, um mit der Oberfläche des Bads und im Inneren des Kanals eine flüssige Dichtung zu bilden, das Metallband auf einer im Metallbad angeordneten Umlenkrolle umlenkt und das beschichtete Metallband am Austritt aus dem Metallbad abstreift, dadurch gekennzeichnet, dass man eine natürliche Strömung des flüssigen Metalls von der Oberfläche der flüssigen Dichtung in eine Abflusskammer herstellt, die in dem Kanal vorgesehen ist und eine Innenwand aufweist, die den Kanal an seinem unteren Teil und mindestens gegenüber der auf der Seite der Umlenkrolle gelegenen Seite des Bands verlängert, wobei die obere Kante der Kammer unterhalb dieser Oberfläche positioniert ist und die Fallhöhe des flüssigen Metalls in der Kammer so bestimmt ist, dass das Wiederaufsteigen der Metalloxidteilchen und von intermetallischen Verbindungen im Gegenstrom zur Strömung des flüssigen Metalls verhindert wird, und man den Stand des flüssigen Metalls in der Kammer auf einem Stand unterhalb der Oberfläche der flüssigen Dichtung hält.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anlage zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten eines Metallbands, umfassend:

– eine ein flüssiges Metallbad enthaltende Wanne,
– einen Kanal zur Durchführung des Metallbands unter Schutzatmosphäre, dessen unterer Teil in das flüssige Metallbad eingetaucht ist, um mit der Oberfläche des Bads und im Inneren des Kanals eine flüssige Dichtung zu bilden,
– eine im Metallbad angeordnete Rolle zum Umlenken des Metallbands und
– Mittel zum Abstreifen des beschichteten Metallbands bei Austritt aus dem Metallbad,

Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:

– ist der Kanal in seinem unteren Teil und gegenüber der Seite des Bandes, die auf der zur Umlenkrolle entgegengesetzten Seite gelegen ist, durch eine auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung zu gerichtete Innenwand verlängert, deren obere Kante oberhalb dieser Oberfläche positioniert ist und eine dichte Kammer zum Speichern der Metalloxidteilchen bildet,
– ist die Fallhöhe des flüssigen Metalls in der Abflusskammer größer als 100 mm,
– weist die Innenwand jeder Kammer einen auf den Boden der Wanne zu ausgeweiteten unteren Teil und einen zum Metallbad parallelen oberen Teil auf,
– sind die Mittel zum Halten des Stands des flüssigen Metalls in der Abflusskammer von einer Pumpe gebildet, deren Saugseite mit der Kammer durch eine Verbindungsleitung verbunden ist und deren Druckseite mit einer Leitung zur Abfuhr des entnommenen Metalls in das Volumen des Bads versehen ist,
– weist die Anlage Mittel zur Visualisierung des Stands des flüssigen Metalls in der Abflusskammer auf,
– sind die Visualisierungsmittel von einem Behälter gebildet, der außerhalb des Kanals angeordnet ist und mit der Basis der Abflusskammer durch eine Verbindungsrohrleitung verbunden ist,
– ist der Kanal in seinem unteren Teil und gegenüber jedem seitlichen Rand des Metallbands durch eine Innenwand verlängert, die auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung zu gerichtet ist und deren obere Kante unterhalb dieser Oberfläche positioniert ist und eine Kammer zum Ausfließen des flüssigen Metalls bildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anlage zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten,
2 einen Schnitt durch den Kanal nach der Linie 2-2 von 1,
3 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Oberkante der Abflusskammer der erfindungsgemäßen Anlage,
4 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Oberkante der Abflusskammer der erfindungsgemäßen Anlage,
5 eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Kanals der erfindungsgemäßen Anlage im Querschnitt.
Im Folgenden wird ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Galvanisieren eines Metallbands beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch auf jedes Verfahren zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten anwendbar, bei dem eine Oberflächenverschmutzung auftritt und bei dem eine flüssige Dichtung sauber zu halten ist.
Zunächst durchläuft das Stahlband 1 nach Austritt aus dem Kaltwalzwerk einen nicht dargestellten Glühofen unter reduzierender Atmosphäre, um es nach der starken Verfestigung, die mit der Kaltwalzung verbunden ist, umzukristallisieren, und seinen chemischen Oberflächenzustand zu präparieren, um die für die Galvanisationsoperation erforderlichen chemischen Reaktionen zu begünstigen.
In diesem Ofen wird das Stahlband auf eine Temperatur zwischen beispielsweise 650 und 900°C erhitzt.
Bei Austritt aus dem Glühofen tritt das Stahlband 1 in eine Galvanisieranlage ein, die in 1 dargestellt ist und mit der allgemeinen Bezugszahl 10 bezeichnet ist.
Diese Anlage 10 besitzt eine Wanne 11, die ein flüssiges Zinkband 12 enthält, das chemische Elemente wie insbesondere Aluminium, Eisen und evtl. Zusatzelemente wie insbesondere Blei, Antimon enthält.
Die Temperatur dieses flüssigen Zinkbads beträgt etwa 460°C.
Bei Austritt aus dem Glühofen wird das Stahlband 1 mit Hilfe von Wärmetauschern auf eine Temperatur nahe der des flüssigen Zinkbads gekühlt und wird dann in das flüssige Zinkbad 12 eingetaucht.
Bei diesem Eintauchen bildet sich an der Oberfläche des Stahlbands 1 eine intermetallische Legierung Fe-Zn-Al, die es gestattet, die Verbindung zwischen dem Stahlband und dem nach dem Abstreifen auf diesem Stahlband 1 bleibenden Zink zu gewährleisten.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Galvanisieranlage 1 einen Kanal 13 auf, durch welchen das Stahlband 1 unter einer Schutzatmosphäre gegenüber dem Stahl läuft.
Dieser Kanal 13, der auch "Einlaufglocke" oder "Horn" genannt wird, besitzt in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt.
Der untere Teil 13a des Kanals 13 ist in das Zinkbad 12 eingetaucht, so dass mit der Oberfläche dieses Bads 12 und im Inneren dieses Kanals 13 eine flüssige Dichtung 14 gebildet wird.
Auf diese Weise durchquert das Stahlband 1 bei Eintauchen in das flüssige Zinkbad 12 die Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 im unteren Teil 13a des Kanals 13.
Das Stahlband 1 wird durch eine Rolle 15 umgelenkt, die gewöhnlich Bodenrolle genannt wird und die im Zinkband 12 angeordnet ist. Nach Austritt aus diesem Zinkbad 12 durchläuft das beschichtete Stahlband 1 Abstreifmittel 16, die beispielsweise aus Düsen 16a zum Aufspritzen von Luft bestehen, die auf jede Seite des Stahlbands 1 zu gerichtet sind, um die Dicke der flüssigen Zinkbeschichtung zu regulieren.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, ist der untere Teil 13a des Kanals 13 auf der Seite, die der auf der Seite der Umlenkrolle 15 gelegenen Seite des Bandes 1 zugewandt ist, durch eine Innenwand 20 verlängert, die auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 zu gerichtet ist und die mit diesem unteren Teil 13a des Kanals 13 eine Kammer 25 zum Abfließen des flüssigen Zinks bildet, wie aus dem Nachstehenden hervorgeht.
Die Oberkante 21 der Innenwand 20 ist unterhalb der Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 positioniert und die Kammer 25 ist mit Mitteln zum Halten des Stands des flüssigen Zinks in dieser Kammer auf einem Stand unterhalb der Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 versehen, um eine natürliche Strömung des flüssigen Zinks von dieser Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 zu der Kammer 25 zu erzeugen.
Der untere Teil 13a des Kanals 13, der gegenüber der Seite des Bandes 1 gelegen ist, die auf der zur Umlenkrolle entgegengesetzten Seite 15 gelegen ist, ist ferner durch eine Innenwand 26 verlängert, die auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 zu gerichtet ist und mit diesem unteren Teil 13a eine dichte Kammer 29 zum Speichern der Teilchen, insbesondere der Zinkoxidteilchen, bildet.
Die Oberkante 27 der Innenwand 26 ist über der Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 positioniert.
Die Fallhöhe des flüssigen Metalls in der Abflusskammer 25 ist so bestimmt, dass das Wiederaufsteigen der Metalloxidteilchen und von intermetallischen Verbindungen im Gegenstrom zur Strömung des flüssigen Metalls verhindert wird, und diese Höhe ist größer als 50 mm und vorzugsweise größer als 100 mm.
Die Innenwände 20 und 26 besitzen vorzugsweise einen auf den Boden der Wanne 11 zu ausgeweiteten unteren Teil. Die Innenwände 20 und 26 der Kammern 25 und 29 bestehen aus rostfreiem Stahl und haben eine Dicke von beispielsweise 10 bis 20 mm.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, ist die Oberkante 21 der Innenwand 20 geradlinig und vorzugsweise zugespitzt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, besitzt die Oberkante 21 der Innenwand 20 der Abflusskammer 25 in Längsrichtung eine Folge von Vertiefungen 22 und Erhebungen 23.
Die Vertiefungen 22 und die Erhebungen 23 haben die Form von Kreisbögen und die Amplitude "a" zwischen diesen Vertiefungen und diesen Erhöhungen beträgt vorzugsweise 5 bis 10 mm.
Der Abstand "d" zwischen den Vertiefungen 22 und den Erhöhungen 23 beträgt beispielsweise etwa 150 mm.
Bei dieser Ausführungsform ist die Oberkante 21 der Innenwand 20 ebenfalls vorzugsweise zugespitzt.
Die Mittel zum Halten des Stands des flüssigen Zinks in der Abflusskammer 25 sind von einer Pumpe 30 gebildet, deren Saugseite mit der Kammer 25 durch eine Verbindungsleitung verbunden ist und deren Drucksei te mit einer Leitung 32 zur Abfuhr des entnommenen Zinks in das Volumen des Bads 12 versehen ist.
Die Anlage besitzt ferner Mittel zur Visualisierung des Stands des flüssigen Zinks in der Abflusskammer 25 oder jedes andere Mittel, das die Visualisierung des Stands des flüssigen Zinks gestattet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen diese Visualisierungsmittel aus einem Behälter 35, der außerhalb des Kanals 13 angeordnet ist und mit der Basis der Abflusskammer 25 durch eine Verbindungsrohrleitung 36 verbunden ist.
Wie in 1 dargestellt ist, ist die Stelle des Anschlusses der Pumpe 30 an die Abflusskammer 25 oberhalb der Stelle des Anschlusses des Behälters 35 an die Kammer 25 gelegen.
Mit Hilfe des externen Behälters 35 kann der Flüssigkeitsstand der Abflusskammer 25 nach außen aus dem unteren Teil 13a des Kanals 13 heraus in eine günstigere Umgebung übertragen werden, so dass dieser Stand leicht erfasst werden kann. Zu diesem Zweck kann der Behälter 35 mit einem Detektor für den Stand des flüssigen Zinks ausgerüstet sein, wie z. B. einem Kontaktgeber, der eine Signallampe speist, einem Radar oder einem Laserstrahl.
Gemäß einer Abwandlung, die in 5 dargestellt ist, ist der Kanal 13 in seinem unteren Teil und gegenüber jedem Seitenrand des Stahlbands 1 durch eine Innenwand 40 verlängert, die auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 zu gerichtet ist und deren Oberkante unter der Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 positioniert ist.
Jede Innenwand 41 bildet mit dem unteren Teil des Kanals 13 eine Kammer 42 zum Abfließen des flüssigen Zinks.
Das Stahlband 1 tritt allgemein in das Zinkbad 12 über den Kanal 13 und die flüssige Dichtung 14 ein, und dieses Band nimmt Zinkoxide und die Rückstände aus dem Bad mit, indem es auf diese Weise Schönheitsfehler im Überzug erzeugt.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 mit Hilfe der Innenwände 20 und 26 reduziert und die zwischen diesen Wänden 20 und 26 isolierte Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 fließt in die Abflusskammer 25 ab, indem sie unter die Oberkante 21 der Innenwand 20 dieser Kammer 25 absinkt.
Die Oxidteilchen und die Rückstände oder andere Teilchen, die an der Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 schwimmen und die die Ursache der Schönheitsfehler sind, werden in die Abflusskammer 25 mitgenommen, und das in dieser Kammer 25 enthaltene flüssige Zink wird abgepumpt, um es auf einem ausreichend niedrigen Stand zu halten, um das natürliche Abfließen des Zinks von der Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 zu dieser Kammer 25 zu gestatten.
Auf diese Weise wird die zwischen den beiden Wänden 20 und 26 isolierte freie Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 ständig erneuert und das flüssige Zink, das von der Pumpe 30 in der Kammer 25 abgesaugt wird, wird im hinteren Teil der Wanne 11 über die Abfuhrleitung 32 in das Zinkbad 12 eingeleitet.
Auf diese Weise läuft das Stahlband 1 beim Eintauchen durch die ständig gereinigte Oberfläche der flüssigen Dichtung 14 und verlässt das Zinkbad 12 mit einem Minimum an Fehlern.
Die dichte Kammer 29 dient als Auffang für Zinkoxide oder andere Teilchen, die von der geneigten unteren Wand des Kanals kommen können, und gestattet die Speicherung dieser Oxide, um das Stahlband 1 zu schützen.
Der äußere Behälter 35 gestattet die Erfassung des Stands des flüssigen Zinks in der Abflusskammer 25 und die Einstellung dieses Stands so, dass er unter dem Stand des Bads 12 gehalten wird, indem beispielsweise auf die Einführung von Zinkbarren in die Wanne 11 eingewirkt wird.
Wenn die Anlage zusätzlich zur Abflusskammer 25 zwei seitliche Abflusskammern 42 aufweist, erhöht sich die Wirksamkeit der Anlage beträchtlich.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anlage wird die Fehlerdichte auf den beschichteten Oberflächen des Stahlbandes beträchtlich verringert, und die auf diese Weise erhaltene Aussehensqualität des Überzugs entspricht dem von den Kunden verlangten Kriterien, die Werkstücke wünschen, deren Oberflächen frei von Schönheitsfehlern sind.
Die Erfindung ist auf jede durch Schmelztauchbeschichtung hergestellte Metallbeschichtung anwendbar.

Claims

Verfahren zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten eines Metallbands (1) in einer Wanne (11), die ein flüssiges Metallbad enthält, wobei man bei diesem Verfahren das Metallband (1) kontinuierlich unter Schutzatmosphäre durch einen Kanal (13) laufen läßt, dessen unterer Teil (13a) in das flüssige Metallbad (12) eingetaucht ist, um mit der Oberfläche des Bads und im Inneren des Kanals (13) eine flüssige Dichtung (14) zu bilden, das Metallband (1) auf einer im Metallbad (12) angeordneten Umlenkrolle umlenkt und das beschichtete Metallband (1) am Austritt aus dem Metallbad (12) abstreift, dadurch gekennzeichnet, daß man eine natürliche Strömung des flüssigen Metalls von der Oberfläche der flüssigen Dichtung (14) in eine Abflußkammer (25) herstellt, die in dem Kanal (13) vorgesehen ist und eine Innenwand aufweist, die den Kanal (13) an seinem unteren Teil und mindestens gegenüber der auf der Seite der Umlenkrolle (15) gelegenen Seite des Bands (1) verlängert, wobei die obere Kante (21) der Kammer (25) unterhalb dieser Oberfläche positioniert ist und die Fallhöhe des flüssigen Metalls in der Kammer (25) so bestimmt ist, daß das Wiederaufsteigen der Metalloxidteilchen und von intermetallischen Verbindungen im Gegenstrom zur Strömung des flüssigen Metalls verhindert wird, und man den Stand des flüssigen Metalls in der Kammer (25) auf einem Stand unterhalb der Oberfläche der flüssigen Dichtung (14) hält.
Anlage zum kontinuierlichen Schmelztauchbeschichten eines Metallbands (1), umfassend: – eine ein flüssiges Metallbad (12) enthaltende Wanne (11), – einen Kanal (13) zur Durchführung des Metallbands (1) unter Schutzatmosphäre, dessen unterer Teil (13a) in das flüssige Metallbad (12) eingetaucht ist, um mit der Oberfläche des Bads (12) und im Inneren des Kanals (13) eine flüssige Dichtung (14) zu bilden, – eine im Metallbad (12) angeordnete Rolle (15) zum Umlenken des Metallbands (1) und – Mittel (16) zum Abstreifen des beschichteten Metallbands (1) bei Austritt aus dem Metallbad (12), dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (13) in seinem unteren Teil (13a) und gegenüber der auf der Seite der Umlenkrolle (15) gelegenen Seite des Bands (1) durch eine auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung (14) zu gerichtete Innenwand (20) verlängert ist, deren Oberkante (21) unterhalb dieser Oberfläche positioniert ist und eine Kammer (25) zum Abfließen des flüssigen Metalls bildet, die mit Mitteln (30) zum Halten des Stands des flüssigen Metalls in der Kammer (25) auf einem Stand unterhalb der Oberfläche der flüssigen Dichtung (14) versehen ist, um eine natürliche Strömung des flüssigen Metalls von dieser Oberfläche zu der Kammer (25) zu erzeugen, wobei die Fallhöhe des flüssigen Metalls in der Kammer größer als 50 mm ist, um das Wiederaufsteigen der Metalloxidteilchen und von intermetallischen Verbindungen im Gegenstrom zur Strömung des flüssigen Metalls zu verhindern.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (13) in seinem unteren Teil (13a) und gegenüber der Seite des Bandes (1), die auf der zur Umlenkrolle (15) entgegengesetzten Seite gelegen ist, durch eine auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung (14) zu gerichtete Innenwand (26) verlängert ist, deren obere Kante (27) oberhalb dieser Oberfläche positioniert ist und eine dichte Kammer (29) zum Speichern der Metalloxidteilchen bildet.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (20; 26) jeder Kammer (25; 29) einen auf den Boden der Wanne (11) zu ausgeweiteten unteren Teil und einen zum Metallband (1) parallelen oberen Teil aufweist.
Anlage nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallhöhe des flüssigen Metalls in der Abflußkammer (25) größer als 100 mm ist.
Anlage nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante (21) der Innenwand (20) der Abflußkammer (25) geradlinig ist.
Anlage nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante (21) der Innenwand (20) der Abflußkammer (25) in Längsrichtung eine Folge von Vertiefungen (22) und Erhebungen (23) aufweist.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (22) und die Erhebungen (23) die Form von Kreisbögen haben.
Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude zwischen den Vertiefungen (22) und den Erhebungen (23) zwischen 5 und 10 mm beträgt.
Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Vertiefungen (22) und den Erhebungen (23) etwa 150 mm beträgt.
Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante (21) der Innenwand (20) der Abflußkammer (25) verjüngt ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (20; 26) jeder Kammer (25; 29) aus rostfreiem Stahl besteht und eine Dicke von beispielsweise 10 bis 20 mm besitzt.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Halten des Stands des flüssigen Metalls in der Abflußkammer (25) von einer Pumpe (30) gebildet sind, deren Saugseite mit der Kammer (25) durch eine Verbindungsleitung (31) verbunden ist und deren Druckseite mit einer Leitung (32) zur Abfuhr des entnommenen Metalls in das Volumen des Bads (12) versehen ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (35) zur Visualisierung des Stands des flüssigen Metalls in der Abflußkammer (25) aufweist.
Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Visualisierungsmittel von einem Behälter (35) gebildet sind, der außerhalb des Kanals (13) angeordnet ist und mit der Basis der Abflußkammer (25) durch eine Verbindungsrohrleitung (36) verbunden ist.
Anlage nach den Ansprüche 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle des Anschlusses der Pumpe (30) an die Abflußkammer (25) oberhalb der Stelle des Anschlusses des Behälters (35) an die Kammer (25) gelegen ist.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (35) eine Pufferkapazität für flüssiges Metall für die Abflußkammer (25) bildet.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (35) mit einem Fühler für den Stand des flüssigen Metalls versehen ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (13) in seinem unteren Teil (13a) und gegenüber jedem seitlichen Rand des Metallbands (1) durch eine Innenwand (40) verlängert ist, die auf die Oberfläche der flüssigen Dichtung (14) zu gerichtet ist und deren obere Kante unterhalb dieser Oberfläche positioniert ist und eine Kammer (42) zum Ausfließen des flüssigen Metalls bildet.