DE102007015964A1

DE102007015964A1 - Vorrichtung zum Einbringen metallischer Barren in ein Metallbad

Info

Publication number: DE102007015964A1
Application number: DE102007015964A
Authority: DE
Inventors: Peter De Kock; Matthias Dr. Kretschmer; Holger Dr. Behrens
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09
Also published as: RU2009140406A; MX2009010545A; DE502008002219D1; ATE494520T1; JP2010523813A; CA2679531A1; AU2008234219A1; EP2142874B1; WO2008119416A1; AU2008234219B2; KR20090107053A; BRPI0808117A2; EP2142874A1; CN101680716A; US20100096785A1; TW200900533A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Einbringen metallischer Barren (2) in ein Metallbad (3), insbesondere von Zinkbarren in ein Zinkbad, wobei die Vorrichtung (1) Zuführmittel (4) aufweist, mit denen ein Barren (2) dem Metallbad (3) zugeführt werden kann, und wobei die Vorrichtung (1) Heizmittel (5) aufweist, mit denen der Barren (2) vor und/oder während seiner Zuführung in das Metallbad (3) auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt werden kann. Um die Prozessführung zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Heizmittel (5) mindestens ein autark betriebenes Heizelement aufweisen, das unabhängig von anderen Anlagenteilen betrieben werden kann, mit denen die Vorrichtung (1) zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen metallischer Barren in ein Metallbad, insbesondere von Zinkbarren in ein Zinkbad, wobei die Vorrichtung Zuführmittel aufweist, mit denen ein Barren dem Metallbad zugeführt werden kann, und wobei die Vorrichtung Heizmittel aufweist, mit denen der Barren vor und/oder während seiner Zuführung in das Metallbad auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt werden kann.
In Feuerverzinkungsanlagen wird das zu verzinkende Band durch ein Metallbad mit einer flüssigen Zinklegierung geführt. Das dabei für die Beschichtung verwendete Zink wird hierdurch kontinuierlich aus dem Zinkbad ausgetragen. Daher muss Zink in das Bad nachgeführt werden, um einen konstanten Füllgrad des Zinkbades aufrechtzuerhalten.
Hierfür sind Chargiervorrichtungen bekannt, mit denen Metallbarren in den Behälter mit der Metallschmelze gefördert werden können. Dabei tritt in nachteiliger Weise auf, dass die Temperatur der Metallschmelze mit Zugabe neuen Barrenmaterials Schwankungen unterworfen ist. Der kalte zugeführte Barren kühlt durch Entzug von Wärme die Schmelze im Aufnahmebehälter ab, insbesondere im Bereich der Zugabestelle, so dass der Prozess der Beschichtung gestört werden kann. Ferner ist es nachteilig, dass auf diese Weise die Bildung von Zinkschlacke gefördert wird.
Es ist deshalb bekannt, die dem Metallbad zuzuführende Schmelze zunächst in einem Vorschmelzbehälter aufzuschmelzen, der vom eigentlichen Beschichtungsbad getrennt ist, und dann die insoweit temperierte Schmelze schlackenfrei dem Beschichtungsbad zuzugeben. Die Entfernung der Schlacke erfolgt im Vorschmelzbehälter. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass der Einsatz eines Vorschmelzbehälters relativ aufwändig ist; das System erfordert zusätzlich Platz und ist teuer.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es aus der EP 1 091 011 B1 bekannt geworden, die zuzugebenden Metallbarren vor der Zuführung in den Schmelzebehälter vorzuwärmen. Dies erfolgt so, dass die Wärme eines ohnehin für den Schmelztauchbeschichtungsprozess benötigten Ofens den zuzuführenden Barren zugeleitet wird, um sie auf eine gewünschte Temperatur zu erwärmen. Dabei wird heiße Luft aus dem Ofen über ein Gebläse einem Wärmetauscher zugeleitet, der die Luft erhitzt, mit der die Barren dann aufgeheizt werden.
Eine ähnliche Lösung ist aus der JP 1128 1264 bekannt. Auch hier wird Wärme von einem Schmelzofen in Form heißer Luft auf die zuzuführenden Barren geleitet, die erst dann dem Metallbad zugeführt werden, wenn sie eine gewisse Temperatur aufweisen.
Nachteilig ist bei den vorbeschriebenen Verfahren, dass der Prozess relativ schwer zu kontrollieren ist. Über die Nutzung der (Ab-)Wärme eines Ofens nahe der Einbringvorrichtung für die Barren kann zwar Energie aus diesem Ofen genutzt werden. Allerdings ist der Wärmetauschprozess relativ träge, so dass die genaue und schnelle Aufwärmung der zuzuführenden Barren nicht problemlos möglich ist.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und eine Vorrichtung zum Einbringen metallischer Barren in ein Metallbad vorzuschlagen, bei der dieser negative Effekt nicht auftreten kann. Die Vorrichtung soll sich dadurch auszeichnen, dass eine einfachere Prozessführung möglich ist und die benötigten Prozessparameter genauer und schneller regelbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Heizmittel der Vorrichtung mindestens ein autark betriebenes Heizelement aufweisen, das unabhängig von anderen Anlagenteilen betrieben werden kann, mit denen die Vorrichtung zusammenwirkt.
Dadurch, dass das vorgeschlagene Heizelement nicht auf eine Energiezufuhr von einem anderen Anlagenteil angewiesen ist, kann die Temperierung des zuzuführenden Barrens sehr viel schneller und präziser erfolgen, so dass die Prozessführung leichter wird.
Bei dem Heizelement kann es sich um einen Gasbrenner oder um ein elektrisch betriebenes Element handeln; in letzterem Falle ist vor allem ein Induktionsheizelement geeignet.
Die Zuführmittel können eine Haltevorrichtung für mindestens einen Barren aufweisen, mit der der Barren so gehalten werden kann, dass er zumindest teilweise in das Metallbad eintaucht. Die Haltevorrichtung ist dabei bevorzugt mit Bewegungsmitteln ausgestattet, die sie zwischen einer ersten Position, in der sich der Barren außerhalb des Metallbades befindet, und einer zweiten Position, in der sich der Barren zumindest teilweise innerhalb des Metallbades befindet, bewegen können. Die Bewegungsmittel der Haltevorrichtung können dabei so ausgebildet sein, dass sie eine kombinierte Hub- und Kippbewegung der Haltevorrichtung ausführen können. Damit kann der aufzuschmelzende Barren präzise so in das Metallbad eingefahren werden, dass ein gewünschter Grad des Aufschmelzens von metallischem Material stattfindet.
Bei einer solchen Lösung ist dann mit Vorteil vorgesehen, dass die Heizmittel auf dem Zuführmittel, insbesondere im Bereich der Haltevorrichtung, beweglich angeordnet sind.
Es ist aber alternativ möglich, dass die Heizmittel im Bereich der Zuführmittel in Förderrichtung vor dem Metallbad ortsfest angeordnet sind. Die Heizmittel können dabei im Bereich eines Teils der Zuführmittel angeordnet sein, auf dem der Barren in horizontale Richtung gefördert wird.
Um einen möglichst automatisierten Betrieb zu ermöglichen, hat die Vorrichtung bevorzugt Fördermittel zum vorzugsweise automatischen Fördern von Barren von einer Auflage- oder Lagerstation auf die Haltevorrichtung. Die Fördermittel können dabei einen Hubbalkenförderer und/oder einen Schiebemechanismus aufweisen. Die Fördermittel können auch zwei parallel angeordnete Haltevorrichtungen für Barren beschicken.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es möglich, die Temperatur des dem Metallbad zuzuführenden Barrens schnell und exakt auf eine gewünschte Temperatur vorzuwärmen, so dass eine optimale Prozessführung erfolgen kann. Die Vorheizung erfolgt in präziser und ökonomischer Weise.
Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen ist es weiterhin möglich, die Barrenheizung in die Badspielgelregelung mit einzubeziehen. Eine Temperaturerhöhung der Vorheizung des Barrens fördert das Abschmelzen des Barrens. Hierdurch wird der Badspiegel erhöht. Umgekehrt führt eine Absenkung der Temperatur der Vorheizung zu einer Verringerung des Badspiegels.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung eine Zinkbarrenchargiereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
2 in perspektivischer Darstellung eine alternative Ausführungsform der Zinkbarrenchargiervorrichtung.
In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Einbringen von Zinkbarren 2 in ein Metallbad 3 dargestellt. Aus dem Metallbad 3 ragt in bekannter Weise ein Ofenrüssel 11 heraus, in dem das zu beschichtende Metallband (nicht dargestellt) geführt wird. Die Zuführung von Barren 2 in das Metallbad 3 erfolgt mit den dargestellten Zuführmitteln 4. Bestandteil der Zuführmittel 4 ist eine Haltevorrichtung 6, die den in das Metallbad 3 einzubringenden Barren 2 so hält, dass er in einem gewünschten Grade in das Bad 3 eintaucht und so abschmelzen kann.
Ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung 1 ist ein Heizmittel 5, das ein (nicht näher dargestellt) autark betriebenes Heizelement aufweist, das unabhängig von anderen Anlagenteilen betrieben werden kann, mit denen die Vorrichtung 1 zusammenwirkt. Vor allem weist das Heizelement eine eigene Energieversorgung auf, die nicht an andere Anlagenteile gekoppelt ist. Insbesondere wird nicht die Wärme eines anderen Ofens genutzt, um die Barren 2 aufzuwärmen.
Als Heizelement kann ein Gasbrenner oder eine elektrische Heizvorrichtung eingesetzt werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung einer Induktionsheizung, mit der eine schnelle Erwärmung des Barrens 2 möglich ist.
Eine Besonderheit besteht darin, dass die Heizmittel 5 beweglich angeordnet sind. Wie in der Zusammenschau der beiden Chargiervorrichtungen 1 der 1 gesehen werden kann, macht das Heizmittel 5 die (Hub- und Kipp-)Bewegung der Haltevorrichtung 6 mit. Damit kann der Barren 2 bis zum Eintauchen in das Metallbad 3 genau temperiert gehalten werden. Die Heizmittel 5 sind also auf der Chargiervorrichtung mitbeweglich befestigt. Der Barren 2 kann konstant beheizt werden und kann auch noch während des Abschmelzvorgangs selber temperiert werden.
Eine andere Möglichkeit ist in 2 dargestellt. Dort sind die Heizmittel 5 stationär angeordnet, und zwar in dem Bereich, über den der Barren 2 horizontal auf den Zuführmitteln 4 geführt wird. Hierbei kann der Barren 2 in einer Warteposition aufgeheizt werden, während der vorangegangene Barren im Metallbad abschmilzt. Der so vorgeheizte Barren 2 reduziert bei seinem Eintauchen in das Metallbad die Temperaturdifferenz, die er ohne Vorheizung hervorrufen würde.
In den Figuren ist eine Anordnung gezeigt, bei der zwei Chargiervorrichtungen 1 seitlich neben dem Ofenrüssel 11 angeordnet sind. Die linke bzw. hintere Chargiervorrichtung taucht dabei gerade den Metallbarren 2 in das Metallbad 3 ein, so dass er abschmelzen kann. Die rechte bzw. vordere Chargiervorrichtung 1 hält den Barren 2 in einer noch nicht eintauchenden Stellung. Wie zu sehen ist, kann die Haltevorrichtung 6 zwischen zwei Position bewegt werden, nämlich zwischen einer ersten Position (rechts bzw. vorne), in der der Metallbarren 2 noch nicht in das Metallbad 3 eintaucht, und einer zweiten Position (links bzw. hinten), in der der Barren 2 eintaucht und abschmilzt. Die Halterung des Barrens 2 erfolgt dabei durch ein Korbelement 10.
Die generelle Handhabung der Barren 2 ist aus der weiteren apparativen Ausgestaltung gemäß der Figuren ersichtlich: Die Eingabe der Zinkbarren 2 erfolgt durch einen Gabelstapler an einer Auflage- oder Lagerstation 9, die sich am Ende eines Hubbalkenförderers 7 befindet. Die Barren 2 werden vorzugsweise von der Bedienungsseite her auf den als Schrittförderer ausgebildeten Hubbalkenförderer 7 aufgegeben. Durch die Förderbewegung des Hubbalkenförderers 7 werden die Zinkbarren 2 zur Anlagenmitte hin transportiert.
Sind die Zinkbarren 2 am Ende des Hubbalkenförderers 7 angekommen, werden sie durch einen zugeordneten Schiebermechanismus 8 weitertransportiert; der Zinkbarren 2 wird jetzt in einem 90°-Winkel zum Zufuhrförderer 7 in Richtung Haltevorrichtung 6 geschoben. Als Transportfläche dient ein Überleittisch 12 mit einer Edelstahlplatte, über die der Barren 2 geschoben wird. Zwischen dem Förderer 7 und der Haltevorrichtung 6 befindet sich noch eine Zwischenposition. Diese dient zur Überbrückung des Abstandes zwischen dem Förderer 7 und der Haltevorrichtung 6 und als Speicher für den Fall eines Versorgungsengpasses bei der Zinkbarrenanlieferung.
Der Hub des Schiebemechanismus 8 transportiert den Barren 2 vom Förderer 7 auf die Zwischenposition und gleichzeitig den Barren 2 aus der Zwischenposition in oder auf die Haltevorrichtung 6. Die Haltevorrichtung 6 hebt nach der Beschickung mit einem Barren 2 durch nicht näher dargestellte Bewegungsmittel den Zinkbarren 2 vom Überleittisch 12 ab und kippt den Barren 2 gleichzeitig in Richtung Metallbad 3. Dabei stützt sich der Zinkbarren 2 auf dem Korbelement 10 ab. Im letzten Abschnitt des Hubweges wird das Korbelement 10 mit dem Zinkbarren 2 in das flüssige Zink im Metallbad 3 eingetaucht.

1: Vorrichtung zum Einbringen metallischer Barren
2: metallischer Barren (Zinkbarren)
3: Metallbad
4: Zuführmittel
5: Heizmittel
6: Haltevorrichtung
7: Fördermittel (Hubbalkenförderer)
8: Fördermittel (Schiebemechanismus)
9: Auflage- oder Lagerstation
10: Korbelement
11: Ofenrüssel
12: Überleittisch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1091011 B1 [0005]
- JP 11281264 [0006]

Claims

Vorrichtung (1) zum Einbringen metallischer Barren (2) in ein Metallbad (3), insbesondere von Zinkbarren in ein Zinkbad, wobei die Vorrichtung (1) Zuführmittel (4) aufweist, mit denen ein Barren (2) dem Metallbad (3) zugeführt werden kann, und wobei die Vorrichtung (1) Heizmittel (5) aufweist, mit denen der Barren (2) vor und/oder während seiner Zuführung in das Metallbad (3) auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel (5) mindestens ein autark betriebenes Heizelement aufweisen, das unabhängig von anderen Anlagenteilen betrieben werden kann, mit denen die Vorrichtung (1) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement ein Gasbrenner ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement ein elektrisch betriebenes Element ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement ein Induktionsheizelement ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführmittel (4) eine Haltevorrichtung (6) für mindestens einen Barren (2) aufweisen, mit der der Barren (2) so gehalten werden kann, dass er zumindest teilweise in das Metallbad (3) eintaucht.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (6) mit Bewegungsmitteln ausgestattet ist, die sie zwischen einer ersten Position, in der sich der Barren (2) außerhalb des Metallbades (3) befindet, und einer zweiten Position, in der sich der Barren (2) zumindest teilweise innerhalb des Metallbades (3) befindet, bewegen können.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsmittel der Haltevorrichtung (6) so ausgebildet sind, dass sie eine kombinierte Hub- und Kippbewegung der Haltevorrichtung (6) ausführen können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel (5) auf dem Zuführmittel (4), insbesondere im Bereich der Haltevorrichtung (6), beweglich angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel (5) im Bereich der Zuführmittel (4) in Förderrichtung vor dem Metallbad (3) ortsfest angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel (5) im Bereich eines Teils der Zuführmittel (4) angeordnet sind, auf dem der Barren (2) in horizontale Richtung gefördert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie Fördermittel (7, 8) zum vorzugsweise automatischen Fördern von Barren (2) von einer Auflage- oder Lagerstation (9) auf die Haltevorrichtung (6) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel (7, 8) einen Hubbalkenförderer (7) und/oder einen Schiebemechanismus (8) aufweisen.