DE1011246B

DE1011246B - Process for enamelling long workpieces

Info

Publication number: DE1011246B
Application number: DEB26878A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Funk; Dipl-Ing Ewald Woehner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-08-06
Filing date: 1953-08-06
Publication date: 1957-06-27

Description

Verfahren zum Emaillieren langer Werkstücke Es sind zum Erwärmen von langgestreckten Körpern, z. B. zur Vergütung von stabförmigem Material, bereits Ofen bekannt, durch die die Körper hindurchgeschoben werden. Im gleichen Zusammenhang ist ferner schon vorgeschlagen worden, zu erwärmendes, stabförmiges Material ortsfest zu lagern und einen das stabförmige Gut fast allseitig umschließenden Ofen darüber hinweg gleichmäßig zu bewegen. Die Querschnittsform des zu eiwärmenden Gutes gegenüber derjenigen des Ofendurchlasses ist dabei unwesentlich, da stets zwischen dem zu behandelnden Gut und den inneren Ofenwänden ein größerer Zwischenraum vorgesehen ist. Eine Berücksichtigung möglicher Formveränderungen der zu erwärmenden, langgestreckten Körper während und nach der Wärmebehandlung beim Austritt aus dem Ofen durch besondere Vorkehrungen ist dabei nicht erforderlich.Process for enamelling long workpieces It is used for heating elongated bodies, e.g. B. for remuneration of rod-shaped material, already Known furnace through which the bodies are pushed. In the same context it has also already been proposed that rod-shaped material to be heated be stationary to store and an oven that surrounds the rod-shaped material almost on all sides move away evenly. The cross-sectional shape of the goods to be heated opposite that of the furnace passage is insignificant because it is always between the to to be treated and the inner furnace walls provided a larger space is. A consideration of possible changes in shape of the elongated ones to be heated Body during and after heat treatment when exiting the furnace by special There is no need to take any precautions.

Das Emaillieren eines Werkstückes verlangt im allgemeinen einen allseitig geschlossenen Glühofen, der in der Regel gasbeheizt ist und dessen Größe von der Größe der zu emaillierenden Stücke abhängig ist. Es gibt nun Fälle, in denen die zu emaillierenden Stücke eine unerwünschte Aufteilung in mehrere einzelne Stücke erforderlich machen, da die vorhandenen Emaillieröfen wohl in Breite und Tiefe, aber nicht in ihrer Höhe ausreichend sind, um die in Frage stehenden Stücke aufzunehmen. Das ist bei langen Werkstücken, z. B. bei Rohren von 10 bis 10 m Länge, der Fall.The enamelling of a workpiece generally requires one on all sides closed annealing furnace, which is usually gas-heated and its size depends on the Size of the pieces to be enamelled depends. There are now cases where the Pieces to be enamelled an undesirable division into several individual pieces make necessary, as the existing enamelling ovens probably in width and depth, but not sufficient in height to accommodate the pieces in question. This is the case with long workpieces, e.g. B. in pipes of 10 to 10 m in length, the case.

Es sind zum Emaillieren von beliebigem Gut schon tunnelförmig aufgebaute Durchlauföfen bekannt, durch die zu behandelnde Körper horizontal und meist mehrere Ofenchargen gemeinsam von übereinanderliegenden Bahnen durch den Ofen hindurchbewegt werden. Mit einem derartigen Ofen läßt sich für einen in hohem Grad gleichmäßig zu emaillierenden, stabförmigen Körper der Ernailliervorgang nicht in der erforderlichen Weise feinfühlig beherrschen. Es können insbesondere in derartigen Durchlauföfen unerwünschte Formänderungen eines zu emaillierenden, geradlinigen oder in vorbestimmter Weise gekrümmten, stabförmigen Körpers nicht vermieden werden.There are already tunnel-shaped structures for enamelling any material Conveyor ovens known, through the body to be treated horizontally and usually several Oven batches moved through the oven together by lanes lying one above the other will. With such an oven can be to a high degree evenly to enamelling, rod-shaped body the enamelling process is not in the required Master the way sensitively. It can in particular in such continuous ovens unwanted changes in shape of a to be enamelled, rectilinear or predetermined Wise curved, rod-shaped bodies cannot be avoided.

Ferner besteht bei großräumigen Emaillieröfen eine gewisse Schwierigkeit, im gesamten Ofenraum eine bestimmte Brenntemperatur so genau einzuhalten, daß die Emailschicht an jedem Punkt der Oberfläche eine ganz bestimmte gleichartige Beschaffenheit aufweist, die nur durch eine in sehr engen Grenzen liegende Brenntemperatur erreichbar ist. Zur näheren Erläuterung sei folgendes Beispiel angeführt: An ein Kobalt-Nickeloxyd-Stahlemail wird die Forderung gestellt, daß es durchweg eine grauschwarze Farbe zeigen soll, jedoch ohne dabei zu verbrennen: eine Forderung, die nur durch Einhaltung einer ganz bestimmten Grenztemperatur erfüllt werden kann. Es galt also, einen Weg zu finden, der erstens einen teueren, großräumigen Emaillierofen entbehrlich macht und Stücke größter Länge zu emaillieren gestattet und zweitens, der ermöglicht, die Einbrenntemperatur in engen Grenzen zu beherrschen.Furthermore, there is a certain difficulty with large-scale enamelling ovens to maintain a certain firing temperature in the entire furnace chamber so precisely that the The enamel layer has a very specific, similar texture at every point on the surface which can only be achieved by a firing temperature which is within very narrow limits is. The following example is given for a more detailed explanation: On a cobalt-nickel oxide steel enamel if the requirement is that it should show a gray-black color throughout, but without getting burned: a requirement that can only be achieved by complying with one very specific limit temperature can be met. So it was a matter of finding a way find, which firstly makes an expensive, spacious enamelling furnace superfluous and enamelling pieces of great length, and secondly, which enables to control the baking temperature within narrow limits.

Das vorliegende neue Verfahren zur Emaillierung langer Werkstücke ist dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung der Querschnittsgröße und Form des zu emaillierenden Werkstückes angepaßt wird, wobei in an sich bekannter Weise sowohl das Werkstück zur Heizvorrichtung als auch diese gegenüber dem Werkstück bewegt werden kann.The present new method for enamelling long workpieces is characterized in that an electrically operated heating device of cross-sectional size and the shape of the workpiece to be enamelled is adapted, in which case it is known per se Way both the workpiece to the heating device and this opposite the workpiece can be moved.

Das Verfahren sei an Hand der Zeichnung näher erläutert In Abb. 1 ist der zu emaillierende, stabförmige Körper A an einem Ende aufgehängt und wird durch ein Seil über die beiden Rollen B und C durch eine Seilwinde D, die durch einen regelbaren Getriebemotor E angetrieben wird, auf- bzw. abwärts bewegt, und zwar mit jeder gewünschten Geschwindigkeit. Der fest angeordnete Glühofen F, welcher elektrisch, aber auch- gasbeheizt sein kann, umschließt den Körper A konzentrisch.The method is explained in more detail with reference to the drawing in Fig. 1 the rod-shaped body A to be enamelled is suspended at one end and is by a rope over the two pulleys B and C by a winch D that goes through a controllable gear motor E is driven, moved up or down, and at any desired speed. The fixed annealing furnace F, which Can be heated electrically, but also gas, encloses the body A concentrically.

In Abb. 2 steht der zu emaillierende Körper A fest, und der Ofen F bewegt sich. Diese Anordnung ist besonders geeignet, wenn es sich nicht um gerade, sondern ,um leicht gekrümmte Werkstücke handelt, da die Bahn des sich bewegenden Ofens erforderlichenfalls auch in Kurven geführt werden kann.In Fig. 2 the body A to be enamelled is stationary, and the furnace F is moving. This arrangement is particularly suitable if it is not about straight, rather, it is about slightly curved workpieces, as the path of the moving Furnace can also be guided in curves if necessary.

Die Anforderungen, die an Emailüberzüge gestellt werden, sind sehr vielfältig, und durch Veränderung von Art und Verhältnis der verwendeten Emailrohstoffe kann man diesen Anforderungen auch in vielfähiger Weise gerecht werden. Für die Beschaffenheit des Emails ist der Brennvorgang von entscheidender Wichtigkeit; ob es sich nun darum handelt, mit starker Anfangshitze und dann langsam abklingenden Temperaturen zu brennen oder, umgekehrt, mit langsamer Aufheizung und hoher Endtemperatur oder mit einer Temperaturspitze in der Mitte eines langsam an- und abklingenden Erhitzungsvorganges.The requirements that are placed on enamel coatings are very high diverse, and by changing the type and ratio of the enamel raw materials used one can meet these requirements in a multitude of ways Way just will. The firing process is more important for the quality of the enamel Importance; whether it is now, with strong initial heat and then slowly to burn with decreasing temperatures or, conversely, with slow heating and high end temperature or with a temperature peak in the middle of a slowly increasing and decaying heating process.

Bei dem vorliegenden Verfahren lassen sich nun alle nur denkbaren Möglichkeiten eines Brennvorganges verwirklichen, indem sich im Brennofen, je nach Erfordernis, leicht Zonen verschiedener Beheizungsstärke einstellen lassen. Die Länge und Größe des Ofens richtet sich nach Art und Zusammensetzung des Emails und nach Querschnittsgröße und Form des zu emaillierenden Körpers A, der entsprechend vorbereitet-mit Emailfritten gepudert bzw. besprühtbis zur Erreichung der vorbestimmten Ofentemperatur außerhalb des Ofens F sich befindet. Alsdann wird nach Abb. 1 das Rohr A durch den Ofen F bzw. nach Abb. 2 der Ofen F über das Rohr A bewegt, wobei durch die konstant eingestellten Ofentemperaturen die Einbrandstärke durch die Bewegungsgeschwindigkeit genau eingeregelt werden kann. Das gewünschte Ergebnis ist am erkaltenden Stabende sofort dem kontrollierenden Auge sichtbar, ein Vorteil des Verfahrens, der gegenüber dem Großraumofen Ausschußbrände weitgehend vermeidet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Beheizungsart in Verbindung mit der lotrechten Aufhängung des zu emaillierenden Werkstückes Verbiegungen völlig gerade gewünschter Stäbe am besten zu vermeiden gestattet, während die gleiche Aufgabe auch in dieser Hinsicht für einen großräumigen Ofen zumindest sehr schwierig ist.In the case of the present method, all are conceivable Realize the possibilities of a firing process by being in the kiln, depending on Requirement to easily set zones with different heating levels. the The length and size of the furnace depends on the type and composition of the enamel and according to the cross-sectional size and shape of the body A to be enamelled, the corresponding prepared - powdered or sprayed with enamel frits until the predetermined Oven temperature outside the oven F is. Then according to Fig. 1 the Tube A moves through the furnace F or, according to Fig. 2, the furnace F over the tube A, with The penetration strength through the movement speed through the constant set furnace temperatures can be adjusted precisely. The desired result is at the end of the rod as it cools immediately visible to the inspecting eye, an advantage of the procedure compared to that the large-capacity furnace largely avoids reject fires. Another benefit is there in that the type of heating in conjunction with the vertical suspension of the to enamelling workpiece, bending completely straight bars is best to avoid allowed while doing the same job in this regard for too a large oven is at least very difficult.

Eine weitere verfahrensmäßige Vereinfachung besteht darin, die Emailfritten erst in dem Augenblick fortlaufend aufzubringen, wenn das Stabstück A in den Ofen F einläuft bzw. der Ofen F über das Stabstück A sich bewegt, indem vor dem Ofeneingang eine mit dem Ofen verbundene Sprühvorrichtung angeordnet wird, der die Aufgabe zufällt, die Werkstoffoberfläche mit einer gleichmäßig verteilten Schicht -von Emailfritte zu versehen. Hierbei kann vorteilhaft eine bei Lackierungen bekannte Methode Verwendung finden. Der zu emaillierende Körper wird unter hohe elektrische Spannung gesetzt, die die aufgesprühten Fritteteilchen anzieht und eine wesentliche Einsparung an wertvoller Fritte erreichen läßt. Sofern es sich darum handelt, Emailüberzüge herzustellen, die in mehreren Schichten aufgetragen werden und bei denen jede Schicht auch einen nachfolgenden Brennvorgang erfordert, kann das vorliegende Verfahren besonders vorteilhaft eingesetzt werden. Mehrschichtige Emailüberzüge können erfindungsgemäß damit in einem ein zigen Arbeitsgang hergestellt werden, indem man mehrere Brennöfen hintereinanderschaltet, wobei jeder dieser Öfen vor seinem Eingang eine Vorrichtung zur Aufbringung der jeweils notwendigen Emailfritten trägt. Erforderlichenfalls können in den Arbeitsgang auch Öfen zur Vortrocknung oder für Zwischenglühungen eingeschaltet werden. Die Aufbringung der Emailfritten unmittelbar vor dem Brennen bringt gewisse Vorteile in bezug auf die Führung bzw. gute Einhaltung der zentrischen Lage des zu emaillierenden Stückes im Ofenquerschnitt mit sich. Je näher am Ofen nämlich das stabförmige Werkstück geführt werden kann, desto besser ist seine Lage im Ofen zentriert. Ein Führung des an der Oberfläche unbehandelten Werkstückes und des emaillierten Werkstückes nach einer gewissen Abkühlungslänge ist ohne weiteres am äußeren Umfang möglich. Dagegen erleidet ein vorher im ganzen mit Emailfritte versehener Stab durch eine Führung am äußeren Umfang leicht Beschädigungen der noch nicht gebrannten Deckschicht, und man muß dann (z. B. bei Rohren Führungsstangen im Rohrinnern) andere zentrierende Führungen anwenden.Another procedural simplification is to use the enamel frits only to be applied continuously at the moment when the piece of rod A is in the oven F enters or the furnace F moves over the rod piece A by in front of the furnace entrance a spray device connected to the furnace is arranged, which is responsible for the task, the material surface with an evenly distributed layer of enamel frit to provide. A method known for painting can advantageously be used here Find. The body to be enamelled is placed under high electrical voltage, which attracts the sprayed fry particles and a substantial saving valuable frit can be achieved. If it is a question of producing enamel coatings, which are applied in several layers and with each layer also one Requires subsequent firing, the present method can be particularly advantageous can be used. According to the invention, multilayer enamel coatings can thus be used in can be produced in a single operation by connecting several kilns in series, Each of these ovens has a device for applying the the necessary enamel frits. If necessary, can be in the operation ovens for pre-drying or intermediate annealing can also be switched on. the Applying the enamel frits immediately before firing has certain advantages with regard to the leadership or good compliance with the central position of the to be enamelled Piece in the oven cross-section with itself. The closer the rod-shaped workpiece is to the furnace the better it is centered in the furnace. Introduction the surface of the untreated workpiece and the enamelled workpiece after a certain length of cooling is easily possible on the outer circumference. On the other hand, a rod previously provided entirely with enamel frit suffers from a Guiding on the outer circumference, slight damage to the not yet fired top layer, and you then have to (e.g. guide rods inside the pipe in the case of pipes) other centering Apply guides.

Es können auch mehrere bündelförmig parallel gestellte Werkstücke gleichzeitig emailliert werden, indem die Werkstücke bzw. die jedes Werkstück konzentrisch umschließenden Öfen miteinander verbunden gemeinsam bewegt werden.Several workpieces can also be placed in a bundle in parallel can be enamelled at the same time by placing the workpieces or each workpiece concentrically surrounding ovens connected to each other are moved together.

Claims

PATENT CLAIMS; 1. Procedure for enamelling long workpieces in a heating device, characterized in that. that the electrically operated heater is adapted to the cross-sectional size and shape of the workpiece to be enamelled and in a known manner both the workpiece for the heating device and this for Workpiece can be moved.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the workpiece has several adjustable temperature and adjustable heating zones Speed hikes through.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the application of the enamel frit in the same process as the firing a spray device connected to the furnace in front of the furnace entrance takes place.

4. Procedure according to claims 1 to 3, characterized in that to achieve multilayer Emails more than one oven, each with its own application device, one behind the other arranged is used.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that that the workpiece to be enamelled during the application of the enamel frits under this attracting electrical voltage is set. Considered publications: German Patent Nos. 613 570, 619 000; »Consultation room for ceramics, glass, email« 1952, p. 252; Dr. A 1 d i n g e r, "The practical email specialist", 2nd edition, 1950, pp. 160, 161; Dr. Stuckert, "Die Emailfabrikation", 2nd edition, 1941, p. 34 and 35.