CS261600B1

CS261600B1 - A method of controlling the metal pick-up during hot-dip coating

Info

Publication number: CS261600B1
Application number: CS873187A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Kuban; Miroslav Kovarik; Jaromir Ing Henzl
Original assignee: Kuban Zdenek; Miroslav Kovarik; Jaromir Ing Henzl
Priority date: 1987-05-06
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS318787A1

Abstract

Způsob řízení náběru kovu při žárovém pokovování drátu, při kterém je drát přiváděn do stíracího otvoru pod hladinou pokovovací lázně a z tohoto otvoru vstupuje přímo do redukčního prostředí. Drát může do redukčního prostředí vstupovat ještě pod hladinou pokovovací lázně. K řízení tloustky náběru využívá vynález stíracího účinku intermetalických složek, které jsou přirozenými zplodinami reakce zejména mezi drátem a pokovovacím kovem.A method of controlling the metal pick-up during hot-dip plating of wire, in which the wire is fed into a scraping hole below the surface of the plating bath and from this hole enters directly into the reducing environment. The wire can enter the reducing environment even below the surface of the plating bath. To control the pick-up thickness, the invention uses the scraping effect of intermetallic components, which are natural products of the reaction, in particular, between the wire and the plating metal.

Description

(54)(54)

Způaob řízení náběru kovu při žárovém pokovování drátuThe method of metal pickup control during hot-dip coating of wire

Způsob řízení náběru kovu při žárovém pokovování drátu, při kterém je drát přiváděn do stíracího otvoru pod hladinou pokovovací lázně a z tohoto otvoru vstupuje přímo do redukčního prostředí. Drát může do redukčního prostředí vstupovat ještě pod hladinou pokovovací lázně.A method for controlling the metal pickup in a hot dip coating of a wire, in which the wire is fed into a scraper hole below the surface of the plating bath and enters directly from the hole into the reducing environment. The wire may enter the reducing environment below the level of the plating bath.

K řízení tloustky náběru využívá vynález stíracího účinku intermetalických složek, které jsou přirozenými zplodinami reakce zejména mezi drátem a pokovovacím kovem.The invention uses the wiping effect of the intermetallic components, which are the natural products of the reaction, in particular between the wire and the metal to control the thickness of the pickup.

261 600261 600

Vynález se týká způsobu řízení náběru kovu, zejména zinku^ při tlustém žárovém pokovování drátu, zejména ocelového.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling the uptake of metal, in particular zinc, in the thick hot-dip coating of wire, particularly steel.

Při nanášení tlustých povlaků z tavenin kovů na drát, při kterém obvykle pokovovaný drát vystupuje kolmo z lázně» je třeba řešit dva problémy. První z nich je nutnost vytvoření ochranné atmosféry v oblasti výstupní zóny drátu tak, aby chránila pokovený drát při výstupu z lázně a někdy i celou lázeň před nežádoucí oxidací. K tomu se používá kupř. dřevěné uhlí, sycené malým množstvím oleje, jehož vyhořívání na hladině lázně vytváří dostatečnou ochranu proti -oxidaci. Druhý problém vznikl tehdy, když se ke zvýšení produktivity zvýšily průtažné rychlosti. Spočíval v tom, že při vyšších rychlostech docházelo k tvorbě nepřípustně tlusté vrstvy kovového náběru na drátech a to jak u drátů ‘pokovovaných nahotovo, tak i u těch, které měly být podrobeny dalším operacím tažení. Proto bylo zavedeno mechanické stírání přebytečného kovu při výstupu drátu z lázně. Drát se nechal procházet vrstvou sypkého média, kupř. písku, koksu, antracitu nebo asbestových. pilin. Tyto materiály tvořily zároveň určitou ochrannou atmosféru, jejíž účinek mohl být zesilován ochrannými plyny. Další zvyšování průtažných, rychlostí a snaha šetřit povlakový kov si vynutily zavedení efektivnějších stíracích prostředků při dodržování podmínky existence ochranné atmosféry pro vyloučení kysličníkové vrstvy na povrchu drátu. Byly zavedeny stírací prvky, kterými pokovovaný drát pod hladinou procházel a které_rušily laminární proudění náberového kovu. Tak například na stávajícím zařízení se pokovovaný drát omotal jednoduchou nebo několikerou drátěnou smyčkou. Náběr kovu se sice snížil, ale nezůstal konstantní.Two problems have to be solved when applying thick coatings of molten metals to the wire, in which the normally metallized wire exits perpendicularly from the bath. The first is the need to create a protective atmosphere in the region of the exit zone of the wire so as to protect the metallized wire as it exits the bath and sometimes the entire bath from unwanted oxidation. For this purpose, e.g. charcoal, saturated with a small amount of oil, whose burning on the surface of the bath provides sufficient protection against oxidation. The second problem arose when stretching speeds increased to increase productivity. It consisted in the creation of an impermissibly thick layer of metal on the wires at higher speeds, both in the case of wires electroplated as well as those to be subjected to further drawing operations. Therefore, mechanical wiping of excess metal has been introduced when the wire exits the bath. The wire was passed through a layer of loose medium, e.g. sand, coke, anthracite or asbestos. sawdust. At the same time, these materials formed a protective atmosphere whose effect could be enhanced by protective gases. Further increases in the ductile velocities and the effort to conserve the coating metal have necessitated the introduction of more efficient wiping agents while maintaining a protective atmosphere condition to eliminate the oxide layer on the wire surface. Wiping elements have been introduced through which the metallized wire has passed under the surface and which has disrupted the laminar flow of the picked metal. For example, on an existing device, the metallized wire is wrapped with a single or multiple wire loop. The metal pickup has decreased but has not remained constant.

Časem se totiž otvor smyčky zanesl metaloidy, vznikajícími reakcí materiálu, ze kterého byla smyčka vytvořena,s roztaveným kovem. Byl-li otvor pro drát volen od počátku volnější, byl povrch pokoveného drátu nekvalitní. Prakticky stejné nevýhody měly stíracíOver time, the loop of the loop was clogged with metalloids, resulting from the reaction of the material from which the loop was formed with the molten metal. If the wire hole was chosen from the outset, the surface of the metallized wire was poor. Virtually the same drawbacks had

261 600 prvky různých tvarů, kterými drát procházel, které se používaly později. Jsou známy hřebeny s otevřenými otvory tvaru V, tvaru kruhového či půlkruhového, umístěnými vedle sebe, ponořené více či méně pod hladinu. K odstranění účinku viskozní síly, způsobující vytažení nadbytečné taveniny drátem vystupujícím z lázně, mohou být doplněny ještě drátěným stěračem nebo kovovým cylindrem·, umístěným pod hřebenem. Jak hřeben, je-li vytvořen z ocelového plechu, tak stěrač a konečně i pokovovaný drát reagují s roztaveným kovem. Stěrač je nutno vyměnit již po několika hodinách, provozu, hřeben rovněž. Novější způsoby náberu kovu používají ke stírání přebytečného kovu kruhového průvlaku, jehož průměr je k průměru pokovovaného drátu v poměru blízkému 1,1. Při tomto poměru se vzniklé intermetalické složky sice vyplavují na hladinu, ale přesto jeho bezpečná ochrana proti ucpání není zajištěna. Tento způsob se hodí spíše pro nižší tlouštky povlaku a nadto nese všechny nevýhody uz*avřených. stíracích prvků, tzn. obtížné zavádění drátů do kruhových otvorů. Žádný ze známých, způsobů, využívajících, různých tvarů stíracích prvků pro snižování vrstvy náborového kovu rušením jeho laminárního proudění, se zcela nevypořádal s vlivem intermetalických. složek, jako zplodin reakce mezi materiálem stíracích prvků, roztaveným kovem a drátem. U všech těchto způsobů dochází vlivem těchto složek ke vzniku nebo možnosti vzniku nepřípustných povrchových vad pokoveného drátu, což je jejich, společná a závažná nevýhoda.261 600 elements of various shapes that the wire went through, which were used later. Combs with open V-shaped openings, circular or semicircular, side by side, submerged more or less below the surface are known. To eliminate the effect of the viscous force causing the excess melt to be pulled out by the wire emerging from the bath, they may be supplemented by a wire wiper or a metal cylinder located below the ridge. Both the comb, when made of sheet steel, the wiper and finally the metallized wire react with the molten metal. The wiper must be replaced after only a few hours of operation, the comb as well. More recent metal removal methods use a round die having a diameter close to 1.1 to the diameter of the metallized wire to wipe off excess metal. At this ratio, the formed intermetallic components are washed out to the surface, but its safe protection against clogging is not ensured. Rather, this method is suitable for lower coating thicknesses and, moreover, bears all the disadvantages of closed. wiping elements, ie. difficult insertion of wires into circular holes. None of the known methods utilizing various shapes of wiping elements to reduce the recruiting metal layer by disturbing its laminar flow has been completely intermetallic. components such as reaction products between the wiper material, the molten metal and the wire. In all of these methods, these components give rise to or the possibility of inadmissible surface defects of the plated wire, which is their common and serious disadvantage.

Tento nedostatek je odstraněn způsobem řízení náberu kovu při žárovém pokovování,podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že pokovovaný drát je přiváděn pod hladinou pokovovací lázně do stíracího otvoru, ze kterého vstupuje přímo do redukčního prostředí. Do redukčního prostředí může' pokovený drát vstupovat ještě pod hladinou pokovovací lázně.This drawback is overcome by the metal-plating control method according to the invention. Its essence is that the metallized wire is fed below the level of the plating bath into the wiping hole from which it enters directly into the reducing environment. The plated wire may enter the reducing environment even below the level of the plating bath.

Rozhodující výhodou způsobu podle vynálezu je využití intermetalických složek, které jsou přirozenými zplodinami reakce mezi drátem a pokovovacím kovem a vždy při pokovování drátu vnikají, k řízenému snižování náberu kovu při průchodu pokoveného drátu stíracím prvkem. Pokovovaný drát vstupuje do stíracího prvku již pod hladinou pokovovacího kovu, což zmenšuje vliv výkyvu statického' tlaku, vzniklého· případným kolísáním hladiny pokovovací lázně, na shluk intermetalických složek. Umístění prostoru ohraničujícího redukční prostředí bezprostředně ke stíracímu prvku umožňuje jehoThe decisive advantage of the method according to the invention is the use of intermetallic components, which are natural products of the reaction between the wire and the metal and which always penetrate during the metal plating, to control the metal removal by passing the metal wire through the wiping element. The metallized wire enters the scraper element already below the level of the metal plating, which reduces the effect of the static pressure fluctuation caused by possible fluctuations in the level of the plating bath on the agglomeration of intermetallic components. The location of the space delimiting the reducing environment immediately to the wiper element allows it to be

261 600 temperování teplem pokovovací lázně, což zvyšuje jeho redukční působení. Praktickým důsledkem využití intermetalických složek jako stíracíh.o prostředku je jejich, pružnost, takže ani otřesy drátu při průchodu stíracím otvorem nezpůsobují změny v tlouŠtce povlakové vrstvy.261 600 heat treatment of the plating bath, which increases its reducing effect. The practical consequence of using the intermetallic components as scraping means is their flexibility, so that even the shaking of the wire when passing through the scraper opening does not cause changes in the thickness of the coating layer.

Připojený výkres schematicky znázorňuje snižování náběru kovu při pokovování drátu způsobem podle vynálezu.The accompanying drawing schematically illustrates the reduction of metal take-up when metallizing a wire according to the method of the invention.

Ocelový drát 1 vstupuje pod hladinou' pokovovací zinkové lázně 2 do komory 2» jejíž dno obsahuje stírací otvor 31. Kužel povlakového kovu, který pokovovaný drát 2 vynáší z lázně 2. ₍je při rozběhu rušen pouze stíracím otvorem 31. Postupně dochází k hromadění intermetalických složek 4, vznikajících, zejména reakcí mezi pokovovacím drátem JL a roztaveným zinkem. Jsou to slitiny o vyšší měrné hmotnosti než jakou má roztavený zinek]a o vysoké viskozitě. Shromažďují se pod stíracím otvorem 31 a dostávají se i mezi jeho stěny a pokovený drát JL. K účinku stíracího otvoru 31 postupně přistupuje stírací účinek intermetalických složek _4· P° rozběhu, kdy již pronikly do stíracího otvoru 31 a ucpaly jej, působí již tyto intermetalické složky 4 trvale a samy jako stírací prostředek, který udržuje vrstvu povlakového kovu 5_ dlouhodobě na konstantních hodnotách. Uvnitř komory 2 prochází pokovený drát 2 redukčním prostředím .6jvytvářeným hořícím dřevěným uhlím, syceným lojem.The steel wire 1 enters below the surface of the galvanizing bath 2 into the chamber 2, the bottom of which comprises a scraper hole 31. A cone of coating metal which carries the metalized wire 2 out of the bath 2. ₍ interrupted only by the scraper hole 31). These are alloys of higher density than molten zinc and of high viscosity, and are gathered below the wiping hole 31 and also get between its walls and the metallized wire 11. The wiping opening 31 is gradually being treated with the wiping effect of the intermetallic components 4, when they have already penetrated and clogged the wiping opening 31, and these intermetallic components 4 act permanently and themselves as a wiping means which keeps the coating metal layer 5 constant Inside the chamber 2 a metallized wire 2 passes a reducing environment 6 formed by burning charcoal, saturated with tallow.

Claims

In all of the following examples, a wiper comb is used as a scraper element, each groove being formed by a recess of a width greater than the diameter of the metallized wire, passing into a circular opening with a diameter greater than the width of the recess and provided with an induction run.

Example 1;

plating. wire: yoy 1.6 mm, steel, patented lead scratch comb: 3 mm hole, boride finish bath: zinc, temperature 448 to 452 C stretch speed: 22.8 m / min reducing environment: tallow carbon

The average take-up by the process according to the invention is 188.4 g Zn / m 2 vs. p

average take-off achieved by conventional technology 247.9 g Zn / m, ie 24.0% reduction.

Example 2: 261 βοο metallized wire; y 2.05 mm, steel, patented lead wiping comb: aperture 4.5 mm bath: zinc at 446 - 452 C stretch speed: 16.5 m / min reducing environment: tallow charcoal

The average take-off by the method according to the invention is 214.0 g Zn / m compared to the average take-off achieved by conventional technology 259.2 g Zn / m ² , ie a decrease of 17.4% ·

Example 3:

metallized wire: 1.32 mm plated, steel, patented lead scratch comb: 3 mm hole, boride coating bath: zinc, · temperature 448 - 454 C elongation speed: 30 m / min reducing environment: tallow carbon

The average take-off by the method according to the invention is 220.5 g Zn / m over the average take-off achieved by conventional technology of 250.4 Zn / m ² , i.e. a reduction of 11.9%.

In all examples, it has been found that the intermetallic components achieve a full wiping effect within the first thirty minutes of operation and that the zinc uptake further changes only slightly. The average values of all examples are obtained from measurements repeated approximately every 6 hours for 28 hours. The results of all tests meet the requirements for wire coating for further drawing.

261 600

OF THE INVENTION

1. A method for controlling metal pickup in hot-dip plating, characterized in that the wire (1) is fed below the level of the plating bath (2) into the wiping hole (31) from which it enters directly into the reducing environment (6).

Method according to claim 1, characterized in that the wire (1) enters the reducing environment (6) below the level of the plating bath (2).