CH515339A - Einrichtung zum Feuerverzinken mit keramischer Auskleidung der Verzinkungswanne bzw. des Verzinkungskessels - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zum   Feuerrerzinken    mit keramischer Auskleidung der Verzinkungswanne bzw. des Verzinkungskessels
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Feuerverzinken mit keramischer Auskleidung der Verzinkungswanne bzw. des Verzinkungskessels.



   Es ist bekannt, Zink zum Zwecke der Feuerverzinkung auf induktivem Wege dadurch zu schmelzen, dass eine aus kohlenstoffarmem, siliziumfreiem Stahl geschweisste Wanne oder ein Verzinkungskessel induktiv aufgeheizt werden, die ihre Wärme dann durch Wärmeleitung an das Zink abgeben und es somit zum Schmelzen bringen.



   Um die notwendige Temperatur mit einer geringen Temperaturtoleranz zu halten, muss bei der mit 50 Hz zu erreichenden Eindringtiefe von ca. 7 mm ein natürliches Temperaturgefälle von der äusseren Wannen- bzw. Kes   selwand    aus vorhanden sein, welche gegenüber der   Zinkbadtemperatur von 450 bis 4600 C um ca. 30 bis 350 C höher liegt. Nun findet aber, abgesehen von der    ständigen Zinkdiffusion in das Eisen, ab 4700 C eine erhöhte Zinkdiffusion in das Eisen statt welche zu einer erheblichen Herabsetzung der Wannen- bzw. Kesselhaltbarkeit führt, vor allen Dingen dann, wenn, wie in der Praxis beinahe immer, diskontinuierlich verzinkt wird, so dass die Temperatur auf 4700 C und darüber hochlaufen kann.

  Hinzu kommt noch die   interkristalline    Korrosion, die durch Ausbauchung an zugspannungsbeanspruchten Stellen auftreten kann.



   Zweck der Erfindung ist, die temperaturabhängige Zinkdiffusion als massgebenden Faktor für die Haltbarkeit bzw. für die Standzeit von Verzinkungswannen und -kesseln auszuschalten.



   Diese erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Wanne bzw. im Kessel ein elektrisch leitender Ring von geringem magnetischem Widerstand vorgesehen ist, in dem durch induktive Einkopplung der elektrischen Energie die Wärmeenergie zum Schmelzen des Zinks bzw. zur Aufrechterhaltung des Verzinkungsprozesses erzeugt wird.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die guten Eigenschaften der induktiven Erwärmung einer Stahlwanne mit den guten Eigenschaften der längeren Standzeit einer keramischen Wanne zu verbinden.



   Zweckmässig kann bei einer solchen Einrichtung mit horizontalen Verzinkungswanne der untere äussere Teil der Verzinkungswanne aus Beton mit einer auf dem Wannenrand umlaufenden Rinne ausgeführt sein. Ebenso können auf den inneren Rand der Rinne die in Beton eingegossenen Induktionsspulen aufgesetzt sein. Der Boden der Betonwanne kann mit einer gegen Zink resistenten keramischen Wanne monolithisch ausgestampft und der innere Teil der keramischen Auskleidung - einschliesslich Wannenboden - mit Spezial-Schamottesteinen ausgemauert sein. In diese Ausmauerung wird vorteilhaft ein der inneren Wannenform angepasster Stahlring entsprechender Dicke aufgesetzt. Der zwischen Induktionsspule und Stahlring verbleibende Raum wird zweckmässig weiterhin monolithisch ausgestampft, um die keramische Wanne zu erhalten.

  Zum Schutze gegen ein Ausbauchen der Wannenlängswände wird vorzugsweise zwischen umlaufender Rinne und Fluröffnung ein Balken gegen die Betonsäule der Induktionsspule gesetzt. Da die induktive Energieeinkopplung nur bis in eine Tiefe von 7 mm an der äusseren Wannenwand erfolgt, kann die durch Zinkdiffusion im Eisen hervorgerufene Abtragung des Stahlringes ebenfalls bis auf 7 mm Dicke erfolgen, ohne dass die Energieeinkopplung beeinträchtigt wird, wobei einzelne, durch Lochfrasskorrosion entstandene Löcher im Stahlring die Beheizung des Zinkbades nicht wesentlich beeinflussen, da ja die eigentliche Wanne durch die keramische Auskleidung gebildet wird.



   Die überwachung des jeweiligen Zustandes der keramischen Wanne kann vorteilhaft durch Widerstandsbzw. Spannungsmessung zwischen dem Stahlring und einem gegen die Induktionsspule isolierten Drahtnetz  erfolgen. Die hohe Abtragungsmöglichkeit des Stahlringes und die ständige Überwachung des Zustandes der keramischen Wannenauskleidung erlauben eine wesentliche Erhöhung der Wannenstandzeit.



   Bei einer bewährten Ausführungsform ist der senkrechte Verzinkungskessel so ausgeführt, dass die Schamottesteinausmauerung und die Induktionsspule tragende Betonsegmente zur Übertragung des statischen Drukkes des flüssigen Zinks mit keramischen Massen hinterstampft werden und der Stahlring als Verschleissteil aus in flüssigem Zink auswechselbaren Ringsegmenten besteht. Die für die elektrische Symmetrierung und I(ompensierung erforderlichen Einrichtungen können hierbei in einem Begehungsschacht auf Bühnen unmittelbar neben den Spulenanschlüssen angeordnet sein.



   Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer waagerechten Wanne,
Fig. 2 einen Schnitt A-A nach Fig. 1,
Fig. 3 die Draufsicht auf einen vertikalen Verzinkungskessel, und
Fig. 4 einen Schnitt B-B nach Fig. 3.



     Die    Zinkwanne 1 wird durch den Stahlring 2 nach innen begrenzt. In dem Stahlring 2 wird die Wärmeenergie durch induktive Einkopplung von Elektroenergie nach dem Jouleschen Gesetz erzeugt. Zwischen der Induktionsspule 3, die durch Betonsäulen 4 gehalten wird, befindet sich die monolithisch aufgebaute keramische Wanne 5. Den statischen Druck des flüssigen Zinks nehmen die in die Rinne 6 eingesetzten Balken 7, die sich am oberen Ende gegen die Fluröffnung 8 abstützen, auf.



  Die Fluröffnung 8 ist mit einer Abdeckung 9 gegen den Stahlring 2 abgeschlossen. Das ganze sitzt auf einer Betonwanne 10. Die   Kontrolle    des Zustandes der keramischen Auskleidung 5 erfolgt durch eine Widerstandsbzw. Spannungsmessung zwischen Stahlring 2 und einem Drahtgewebe 11.



   Der Zinkkessel 30 wird durch den äusseren Betonmantel 12 mit einem als Mannschlitz versehenen Durchbruch 29 nach dem Begehungsschacht 31 gebildet. In die Aussparung des Betonmantels 12 werden die Induktionsspulen tragende Betonsegmente 14 auf den Absatz 32 aufgebaut, wobei die Spulenanschlüsse 18 durch den Mannschlitz 29 herausragen. Zur Herstellung der Kraftschlüssigkeit für den statischen Druck des flüssigen Zinks werden die Spulensegmente 14 mit einer feinkörnigen keramischen Masse hinterstampft.



   Der Kesselboden wird in einer bestimmten Schichthöhe aufgestampft und mit Schamottesteinen ausgemauert.



  Der eigentliche Kessel wird durch die Spezial-Schamottesteine 16 mit dem Absatz 33 gebildet. Der zwischen dem die Induktionsspule tragenden Betonsegment und der Schamotteauskleidung 16 verbleibende Zwischenraum 15 wird mit einer gegen flüssiges Zink resistenten Masse hinterstampft, so dass auch hier die Übertragung des vom flüssigen Zink kommenden statischen Druckes gegeben ist. Für die induktive Wärmeerzeugung zum Aufschmelzen des Zinks und zur Nachlieferung der dem Zinkbad entzogenen Wärme werden Ringsegmente 17 aus kohlenstoffarmem, siliziumfreiem Eisen auf den Absatz 33 aufsetzend eingefahren.   Das    untere Viertel des Kessels 30 wird hierbei zur Vermeidung der Hartzinkaufwirbelung nicht beheizt.



   Die für die Stromzuführung erforderlichen Stromschienen 19 werden im Begehungsschacht 31 auf den Stromschienenträgern 20 und dem Montageeisen 21   angebracht    Der Wasserzu- bzw. Wasserabfluss wird für die Kühlung der Induktionsspulen benötigt. Die für den einphasigen elektrischen Anschluss erforderliche Symmetrieeinrichtung 23 und für die Verbesserung des Phasenwinkels erforderliche Parallelkapazität 24 sind auf den Bühnen 27 untergebracht und gegen zufällige Berührung durch eine Barriere 25 geschützt. Die Bühnen 27 sind über die Treppe 26 erreichbar. Zur Sicherheit dient das Geländer 28.

 

   Die Standzeit einer solchen Wanne bzw. eines solchen Kessels ist, bedingt durch die keramische Auskleidung, beinahe unbegrenzt. Bei dem Verzinkungskessel können die als Verschleissteil geltenden Stahlringe 17 mittels   Spezialgreifer    ohne Auspumpen des flüssigen Zinks ausgewechselt und es kann somit auf die Verwendung eines Reservekessels verzichtet werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Einrichtung zum Feuerverzinken mit keramischer Auskleidung der Verzinkungswanne bzw. des Verzinkungskessels, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wanne bzw. im Kessel ein elektrisch leitender Ring (2 bzw. 17) von geringem magnetischem Widerstand vorgesehen ist, in dem durch induktive Einkopplung der elektrischen Energie die Wärmeenergie zum Schmelzen des Zinks bzw. zur Aufrechterhaltung des Verzinkungsprozesses erzeugt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch mit einer Verzinkungswanne, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil der Verzinkungswanne aus einer mit einer auf dem Wannenrand umlaufenden Rinne (6) versehenen Betonwanne (10) gebildet ist.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der umlaufenden Rinne (6) der Betonwanne (10) und der oberen Fluröffnung (8) stehender Balken (7) zur Aufnahme des statischen Druckes des flüssigen Zinks vorgesehen ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schamottesteinausmauerung (16) und die Induktionsspule tragende Betonsegrnente (14) mit hinterstampften keramischen Massen (15, 13) abgestützt sind.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlring aus auswechselbaren Ringsegmenten (17) besteht, derart, dass diese auch bei Vorhandensein von flüssigem Zink ausgewechselt werden können.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für die elektrische Symmetrierung und Kompensierung erforderlichen Einrichtungen in einem Begehungsschacht (31) auf Bühnen (27) unmittelbar neben den Spulenanschlüssen angeordnet sind.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Stahlring (2) und der Induktionsspule (3) isoliert angebrachtes Drahtnetz (11) zur Überwachung des Verschleisses der keramischen Auskleidung durch Widerstands- bzw. Spannungsmessung.