DE102005029576A1 - Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, in welcher der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (6) hindurchgeführt wird, in dessem Bereich beiderseits des Metallstranges (1) mindestens zwei Induktoren (8) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Behälter (3) angeordnet sind, und in welcher dem Führungskanal (6) ein Führungsmittel aufweisender und unter Schutzgas stehender Ofenraum (9) vorgeschaltet ist. DOLLAR A Um bei den vorgegebenen Bedingungen eine dauerhaft gute Abdichtung zwischen dem Führungskanal (6) und dem Ofenraum (9) sicher zu stellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem Ofenraum (9) und dem Führungskanal (6) eine gasdichte, hitzebeständige und flexible Dichtung (13) angeordnet ist.

Description

  • Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges, insbesondere eines Stahlbandes, in welcher der Metallstrang vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall aufnehmenden Behälter und durch einen vorgeschalteten Führungskanal hindurchgeführt wird, in dessen Bereich beiderseits des Metallstranges mindestens zwei Induktoren zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls im Behälter angeordnet sind, und in welcher dem Führungskanal ein Führungsmittel aufweisender und unter Schutzgas stehender Ofenraum vorgeschaltet ist.
  • Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 196 28 512 C1 oder der EP 0630 421 B1 bekannt.
  • Bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik muß Sorge dafür getragen werden, dass zwischen dem Ofenraum und dem Führungskanal eine wirksame Abdichtung sichergestellt ist. Dies kann bei den dort herrschenden Ofentemperaturen und den zwangsläufig verwendeten hitzebeständigen Werkstoffen jedoch problematisch sein, beispielsweise wegen der zwischen dem Führungskanal und dem Ofenraum unvermeidbar auftretenden Relativbewegungen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung aufzuzeigen, welche die bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung im Besonderen auftretenden Umstände berücksichtigt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist zunächst im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ofenraum und dem Führungskanal eine gasdichte, hitzebeständige und flexible Dichtung angeordnet ist.
  • Diese gebündelten Eigenschaften führen zu einer dauerhaft sicheren Abdichtung des Übergangsbereichs des Führungskanals in den Ofenraum.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird insbesondere die Flexibilität dadurch sichergestellt, dass die Dichtung eine in einem Behälter aufgenommene Flüssigkeit umfaßt. Dabei versteht es sich von selbst, dass sowohl die Flüssigkeit als auch der Behälter den dort herrschenden Temperaturen standhalten müssen.
  • Die Lagerung der Flüssigkeit erfolgt vorzugsweise derart, dass der Behälter eine mit der Flüssigkeit gefüllte ringförmige Rinne umfaßt, die auf einer oberen Öffnung des Ofenraums dicht aufsitzt bzw. dicht verbunden ist und sich um einen unteren Abschnitt des Führungskanals erstreckt.
  • Zur Abdichtung nach oben, aber unter Schaffung eines gewissen allseitigen Bewegungsspielraums, kann dann vorgesehen sein, dass der Behälter einen mit dem Führungskanal verbundenen und sich um den Führungskanal erstreckenden topfförmigen Deckel umfaßt, der mit einem nach unten gerichteten Rand in die Flüssigkeit rundum und mit axialem und radialem Spiel zur Innenseite der Rinne eintaucht. Da die Eintauchtiefe und auch die Konzentrizität des Randes bezüglich der Rinne etwas variieren kann, ist sowohl ein axialer als auch radialer Bewegungsspielraum gesichert.
  • Um die hohen Anforderungen an die Hitzebeständigkeit zu erfüllen, bietet es sich insbesondere an, dass die Rinne mit einem flüssigen Metall gefüllt und zur ständigen Sicherstellung des flüssigen Zustands auch beheizt ist.
  • Wenn die Rinne mit einem gewissen radialem Abstand zum unteren Abschnitt des Führungskanals angeordnet ist, dann wird in der Dichtung auch ein horizontaler Bewegungsspielraum geschaffen, der nicht nur die genannten Relativbewegungen horizontal ausgleichen, sondern insbesondere auch zur Anordnung einer Heizung genutzt werden kann.
  • Insbesondere wird es dann möglich, dass die ringförmige Rinne durch auf beiden Seiten der Rinne, also radial, angeordnete Heizleitungen in kompakter Anordnung elektrisch beheizt wird.
  • Wenn die Flüssigkeit zum Abdichten aus dem selben Metall wie das Beschichtungsmetall besteht, wie z. B. eine geschmolzenen Legierung aus Zinn, Leichtmetall oder Zink, dann kann der gesamte Aufbau der Vorrichtung, auch bezüglich der Werkstoffwahl, vereinfacht bzw. vereinheitlicht werden.
  • Mit den vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine flexible Verbindung erreicht, die Relativbewegungen zwischen dem Führungskanal und dem Führungsmittel, wie Führungsrollen, umfassenden Ofenraum in jeder Richtung zuläßt, ohne die Funktion der Gasdichtigkeit zu verlieren. Insbesondere werden dadurch auch die um den Führungskanal angeordneten Induktoren vor durch im Laufe der Betriebszeit der Vorrichtung entstehende, undichte Verbindungsstellen austretenden heißen Gasen geschützt.
    •
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
  • Die einzige 1 zeigt in teils grober, schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung mit einem durch diese hindurch geführten Metallstrang 1 im mittigen Schnitt, wobei nur der für die Erfindung wesentliche Bereich der Vorrichtung dargestellt ist.
  • Bei der in 1 nur abschnittsweise dargestellten Vorrichtung wird ein zu beschichtender Metallstrang 1 in Form eines Stahlbandes vertikal durch ein Bad aus schmelzflüssigem Beschichtungsmetall 2 in Förderrichtung FR abgezogen. Das Beschichtungsmetall 2 kann insbesondere Zink oder ein Aluminium sein und ist. In einem geeigneten, nur angedeuteten Behälter 3 unter Luftabschluß aufgenommen.
  • Im Boden 4 des Behälters 3 ist eine Durchtrittsöffnung 5 für den Metallstrang 1 angeordnet. An den Boden 4 schließt sich an die Durchtrittsöffnung 5 nach unten ein Führungskanal 6 in Form eines schmalen, rechteckigen Rohres an. Der bandförmige Metallstrang 1 wird mit allseitigem Spiel durch den Führungskanal 6 geführt, wobei der frei gebliebene Querschnitt des Führungskanals 6 in Form eines Ringspaltes RS über eine gewisse vertikale Strecke mit Beschichtungsmetall 2 ausgefüllt ist, so dass der Metallstrang 1 im oberen Abschnitt 7 des Führungskanals 6 von Beschichtungsmetall 2 umgeben ist. Das Beschichtungsmetall 2 bildet somit im oberen Bereich 7 eine flüssige Ringdichtung, die den Ringspalt RS eine gewisse axiale Strecke nach unten ausfüllt.
  • Zur Sicherstellung der Dichtwirkung dieser Ringdichtung, d. h. zur dauerhaft sicheren Abdichtung des Ringspalts RS im Führungskanal 6 nach unten sind Induktoren 8 beiderseits der Längswände 9 des Führungskanals 6 angeordnet. Die Induktoren 8 erzeugen ein starkes magnetisches Feld im Bereich des Führungskanals 6, das der Schwerkraft des dort ringförmigen Beschichtungsmetalls 2 soweit ent gegenwirkt, dass das Beschichtungsmetall 2 nach unten aus dem Führungskanal 6 nicht austreten kann, sondern im Wesentlichen ortsfest verharrt.
  • Die Art der Induktoren 8 und ihre Wirkungsweise, sowie weitere Merkmale der Vorrichtung sind im einzelnen in dem genannten Stand der Technik beschrieben.
  • Nach unten zu mündet der Führungskanal 6 in einen nicht gezeigte Führungsrollen für den Metallstrang 1 aufweisenden und unter Schutzgas stehenden Ofenraum 9 ein. Zur Abdichtung dieser Verbindung erstreckt sich der Führungskanal 6 mit seinem unteren Ende 10 mit Spiel bis in eine obere Öffnung 11 des Ofenraums 9. Um die Öffnung 11 herum und um einen darüber liegenden unteren Abschnitt 12 des Führungskanals 6 ist eine flexible Dichtung 13 angeordnet, die sich wie folgt zusammensetzt:
    Eine koaxial zum Führungskanal 6 angeordnete und auf der Decke 14 des Ofenraums 9 dicht aufliegende bzw. verbundene ringförmige und im Querschnitt U-förmige Rinne 15, die überwiegend mit schmelzflüssigem Metall 16 gefüllt ist. Ein mit dem Führungskanal 6 dicht verbundener topfförmiger Deckel 17, der den Abschnitt 12 des Führungskanals 6 koaxial umgibt und mit einem nach unten gerichteten umlaufenden Rand 18 in das Metall 16 eintaucht und dabei radiales und axiales Spiel SP zur Innenseite 19 der Rinne 15 einhält.
  • Die Rinne 15 ist im axialen Abstand AB zum Führungskanal 6 angeordnet. In diesem Ringspalt können innen an der Rinne 15, wie auch außen, elektrische Heizleitungen 20 angeordnet sein, um das dichtende Metall 16 flüssig zu halten.
    • 1
    Metallstrang
    2
    Beschichtungsmetall
    3
    Behälter
    4
    Boden
    5
    Durchtrittsöffnung
    6
    Führungskanal
    7
    oberer Abschnitt
    8
    Induktoren
    9
    Ofenraum
    10
    unteres Ende
    11
    obere Öffnung
    12
    unterer Abschnitt
    13
    Dichtung
    14
    Decke
    15
    Rinne
    16
    Metall
    17
    Deckel
    18
    Rand
    19
    Innenseite
    20
    Heizleitungen
    AB
    Abstand
    FR
    Förderrichtung
    RS
    Ringspalt
    SP
    Spiel

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, in welcher der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (6) hindurchgeführt wird, in dessen Bereich beiderseits des Metallstranges (1) mindestens zwei Induktoren (8) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Behälter (3) angeordnet sind, und in welcher dem Führungskanal (6) ein Führungsmittel aufweisender und unter Schutzgas stehender Ofenraum (9) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ofenraum (9) und dem Führungskanal (6) eine gasdichte, hitzebeständige und flexible Dichtung (13) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (13) eine in einem Behälter (15, 17) aufgenommene Flüssigkeit (16) umfaßt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine mit der Flüssigkeit (16) gefüllte ringförmige Rinne (15) umfaßt, die auf einer oberen Öffnung (11) des Ofenraums (9) dicht aufsitzt und sich um einen unteren Abschnitt (12) des Führungskanals (6) erstreckt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einen mit dem Führungskanal (6) verbundenen und sich um den Führungskanal (6) erstreckenden topfförmigen Deckel (17) umfaßt, der mit einem nach unten gerichteten Rand (18) in die Flüssigkeit (16) rundum und mit axialem und radialem Spiel (SP) zur Innenseite (19) der Rinne (15) eintaucht
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (15) mit einem flüssigen Metall (16) gefüllt und beheizt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (15) mit radialem Abstand (AB) zum unteren Abschnitt (12) des Führungskanals (6) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (15) durch auf beiden Seiten der Rinne (15) angeordnete Heizleitungen (20) elektrisch beheizt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Flüssigkeit (16) aus dem selben Metall wie das Beschichtungsmetall (2) besteht.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (16) aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink, Aluminium oder Zinn besteht.
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