DE102008006909A1

DE102008006909A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung

Info

Publication number: DE102008006909A1
Application number: DE102008006909A
Authority: DE
Inventors: Holger Dr. Behrens; Klaus Dr. Frommann; Joachim Kuhlmann
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung von kalt oder warm gewalztem Stahlband, vorzugsweise mit Zink, Zn-Al-Legierungen oder Aluminium, wobei das Stahlband (1) vertikal von unten nach oben durch einen Beschichtungskessel (2) mit flüssigem Beschichtungsmetall (4) geführt wird, der auf der Unterseite mit einem Keramikkanal (3) versehen ist, der mittels eines elektromagnetischen Wanderfeldes abgedichtet wird, wobei gleichzeitig durch das Wanderfeld im flüssigen Beschichtungsmetall eine das Stahlband umgebende turbulente Strömung erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung. Um die Strömungsverhältnisse im Bad zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Strömung in den nicht vom Stahlband ausgefüllten Bereichen zwischen dessen Bandkanten und den Seiten des Keramikkanals durch Einsätze der Strömung im Bereich des Stahlbandes angeglichen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung von kalt oder warm gewalztem Stahlband, vorzugsweise mit Zink, Zn-Al-Legierungen oder Aluminium, wobei. das Stahlband vertikal von unten nach oben durch einen Beschichtungskessel mit flüssigem Beschichtungsmetall geführt wird, der auf der Unterseite mit einem Keramikkanal versehen ist, der mittels eines elektromagnetischen Wanderfeldes abgedichtet wird, wobei gleichzeitig durch das Wanderfeld im flüssigen Beschichtungsmetall eine das Stahlband umgebende turbulente Strömung erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Die Beschichtung von Stahlband mit flüssigem Metall, vorzugsweise Zink, Zn-Al-Legierungen und Aluminium, ist als so genannte CVGL (Continuous Vertical Galvanizing Line) aus der EP 0630 421 B1 bekannt.
Dabei wird – wie in der 3 schematisch dargestellt – das kalt gewalzte oder warm gewalzte Stahlband 1 ohne Umlenkung senkrecht durch den Beschichtungskessel 2, gezogen, wobei es zunächst durch einen Keramikkanal 3 auf der Unterseite des Beschichtungskessels durch einen Schlitz in denselben eintritt und mit dem flüssigen Beschichtungsmetall 4 beschichtet wird. Auf beiden breiten Seiten des Keramikkanals sind in der 3 nicht gezeigte Induktoren angeordnet, die ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugen, durch das der Kanal und damit auch der Beschichtungskessel nach unten abgedichtet wird. Das elektromagnetische Wanderfeld erzeugt im flüssigen Metall im Bereich des Keramikkanals Kräfte, vorzugsweise in vertikaler Richtung, die eine starke turbulente Strömung, des flüssigen Metalls im Kanal bewirken.
Die Breite des Keramikkanals 3 ist von der maximalen Breite des Stahlbandes abhängig, das auf der Anlage beschichtet wird. Dadurch ergibt sich bei geringeren Bandbreiten auf beiden Seiten des Bandes ein mehr oder weniger großer Abstand 6 zwischen den beiden Bandkanten 8 und der jeweiligen Kanalwand 5 an den Schmalseiten des Keramikkanals. In diesen Bereichen ohne Stahlband ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Induktion und Geometrie andere Strömungsbedingungen für die Metallschmelze im Kanal, als auf den beiden Seiten im Bereich des Stahlbandes. Dies kann zu Turbulenzen an der Radoberfläche und zu stärkerer Schlackenbildung in diesen Bereichen führen.
Ziel der Erfindung ist es, in den beiden Bereichen des Kanals zwischen den Bandkanten und den Schmalseiten des Kanals so weit wie möglich die gleichen Strömungsbedingungen zu schaffen wie auf den beiden Seiten im Bereich des Stahlbandes. Hierdurch werden möglichst gleichmäßige Bedingungen für die Wirkung des elektromagnetischen Wanderfeldes auf das flüssige Metall über die gesamte Breite des Keramikkanals erzeugt, wodurch Turbulenzen an der Badoberfläche minimiert und eine optimale Abdichtung des Keramikkanals erreicht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Strömung in den nicht vom Stahlband ausgefüllten Bereichen zwischen dessen Bandkanten und den Seiten des Keramikkanals durch Einsätze der Strömung im Bereich des Stahlbandes angeglichen wird.
Gemäß der hierzu vorgesehenen Vorrichtung bestehen diese Einsätze aus auf beiden Seiten des zu beschichtenden, durchlaufenden Stahlbandes von oben in den Keramikkanal einsetzbaren dünne Platten aus nicht magnetischem Stahl, vorzugsweise aus austenitischem Stahl, aus Nichteisenmetall oder aus Keramik.
Die Platten sind so angeordnet und ausgebildet, dass sie sich in der Ebene des zu beschichtenden Stahlbandes und damit im gleichen Abstand zu den inneren Kanalwänden befinden. Eine bevorzugte Ausführung dieser Platten besteht darin, dass der untere Teil der Platten, der sich im Bereich des unteren Endes der Säule aus flüssigem Metall befindet und nach unten aus diesem herausragt, aus Keramik besteht, während der obere Teil der Platten aus nichtmagnetischem Stahl oder Nichteisenmetall besteht. Der Abstand dieser Platten von den beiden Kanten des Stahlbandes soll so gering wie möglich sein, damit der Bereich zwischen dem Stahlband und den Platten auf beiden Seiten des Bandes über die gesamte Höhe der Säule aus flüssigem Metall so klein wie möglich ist. Dadurch wird erreicht, dass die Strömung des flüssigen Metalls auf der einen Bandseite nur geringfügig von der Strömung auf der anderen Bandseite beeinflusst wird, so dass praktisch die gleichen Strömungsverhältnisse über die gesamte Breite des Stahlbandes plus der Breite der 2 Platten vorliegen.
Die Länge der Platten soll auf jeden Fall so groß sein, dass sie länger sind als die Höhe der möglichen gesamten Säule des flüssigen Beschichtungsmetalls im Keramikkanal plus Badhöhe im Beschichtungskessel und erforderliche Länge zur Halterung der Platten oberhalb der Badoberfläche. Damit ergibt sich für die Platten die gleiche Eintauchlänge wie die des Stahlbandes. Dies ist erforderlich, für gleichmäßige Strömungsbedingungen über die gesamte Breite.
Bei Produktionsanlagen nach dem CVGL-Verfahren muss ein großer Bereich verschiedener Bandbreiten erzeugt werden. Der Keramikkanal der CVGL muss deshalb für die maximale Bandbreite ausgelegt werden. Daraus folgt, dass der Abstand zwischen den Kanten des Stahlbandes und den inneren Schmalseiten des Kanals unterschiedlich groß für kleine und große Bandbreiten ist.
Die Platten sollen auf beiden Seiten so breit sein, dass der Abstand zwischen ihren äußeren Kanten und den inneren Schmalseiten des Kanals möglichst gering ist, um über die gesamte Kanalbreite möglichst gleichmäßige Strömungsbedingungen zu erhalten. Deshalb sollen erfindungsgemäß für verschiedene Bandbreitenbereiche unterschiedlich breite Platten verwendet werden. Dabei ist die Anzahl unterschiedlicher Breiten der Platten vom Breitenbereich des Stahlbandes abhängig und soll auf eine möglichst geringe Anzahl beschränkt werden, um die. erforderliche Anzahl der Plattenwechsel gering zu halten.
Die Platten sind an ihrem oberen Ende mit speziellen Halterungen oberhalb des Metallbades befestigt. Mittels dieser verstellbaren Halterungen kann die Position der Platten innerhalb eines bestimmten Bereichs an die Bandbreite angepasst worden. Wird dieser Bereich überschritten, werden die Platten entsprechend dem aktuellen Bandbreitenbereich gewechselt. Hierfür sind spezielle Vorrichtungen vorgesehen, die einen schnellen Wechsel der Platten unterschiedlicher Breite auf beiden Seiten des Stahlbandes ermöglichen, Eine andere erfindungsgemäße Ausführung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass an Stelle einzelner Platten die eine bestimmte Breite haben, auf jeder Bandseite eine, aus jeweils 2 horizontal gegeneinander verschiebbaren Platten bestehende Vorrichtung gemäß 2 verwendet wird. Dabei kann die Gesamtbreite der Vorrichtung durch das Verschieben der Platten innerhalb eines bestimmten Bereichs vergrößert oder verkleinert werden. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung innerhalb dieses Bereichs an die jeweilige Bandbreite ohne einen Wechsel der Platten.
Die Erfindung soll nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden, wobei in diesen lediglich eine schematische Darstellung wiedergegeben ist.
Die den Stand der Technik allgemein wiedergebende 3 wurde eingangs bereits erläutert.
Gezeigt ist hierein zu beschichtendes Stahlband 1, das durch den mit flüssigem Beschichtungsmetal 4 gefüllten Beschichtungskessel 2 hindurchgeführt wird. Der Keramikkanal ist mit 3 bezeichnet. Zwischen der Kanalwand 5 und den Kanten 8 des Stahlbandes 1 ist ein relativ großer Abstand 6 oder Freiraum vorhanden. Erfindungsgemäß wird dieser Abstand oder Freiraum – wie die 1 zeigt – nun durch von oben in den Keramikkanal einsetzbaren Einsätze in Form dünner Platten 7 weitgehend ausgefüllt. Gehalten werden diese durch Halterungen 9.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die 2. Hierbei werden nicht einzelne Platten auf beiden Seiten des Stahlbandes in den vorhandenen Abstand oder Freiraum eingesetzt, sondern jeweils zwei eng aneinander anliegende Platten 10 und 11, die horizontal zur Veränderung ihrer Gesamtbreite verschiebbar sind, wie dies mit dem Pfeil 12 angedeutet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0630421 B1 [0002]

Claims

Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung von kalt oder warm gewalztem Stahlband, vorzugsweise mit Zink, Zn-Al-Legierungen oder Aluminium, wobei das Stahlband (1) vertikal von unten nach oben durch einen Beschichtungskessel (2) mit flüssigem Beschichtungsmetall (4) geführt wird, der auf der Unterseite mit einem Keramikkanal (3) versehen ist, der mittels eines elektromagnetischen Wanderfeldes abgedichtet wird, wobei gleichzeitig durch das Wanderfeld im flüssigen Beschichtungsmetall eine das Stahlband umgebende turbulente Strömung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung in den nicht vom Stahlband ausgefüllten Bereichen zwischen dessen Bandkanten und den Seiten des Keramikkanals durch Einsätze der Strömung im Bereich des Stahlbandes angeglichen wird.
Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung von kalt oder warm gewalztem Stahlband, vorzugsweise mit Zink, Zn-Al-Legierungen oder Aluminium, wobei das Stahlband (1) vertikal von unten nach oben durch einen Beschichtungskessel (2) mit flüssigem Beschichtungsmetall (4) geführt wird, der auf der Unterseite mit einem Keramikkanal (3) versehen ist, und wobei ein elektromagnetisches Wanderfeld vorgesehen ist zur Abdichtung des Keramikkanals und zur Erzeugung einer turbulenten Strömung im flüssigen Beschichtungsmetall, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten des zu beschichtenden, durchlaufenden Stahlbandes (1) dünne Platten (7) aus nicht magnetischem Stahl, vorzugsweise aus austenitischem Stahl, aus Nichteisenmetall oder aus Keramik von oben in den Keramikkanal (3) einsetzbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall – oder Keramikplatten (7) in derselben Ebene wie das zu beschichtende Stahlband (1) in einem möglichst geringem Abstand parallel zu den Bandkanten (8) auf beiden Seiten des Stahlbandes zwischen dessen Bandkanten (8) und den Schmalseiten (5) des Keramikkanals (3) angeordnet sind.
Vorrichtung – nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Platten (7) größer ist als die gesamte Säule der Metallschmelze (4) im Beschichtungskessel (2) und im Keramikkanal (3), so dass die Platten sowohl im Keramikkanal (3) als auch im Beschichtungskessel (2) aus der Metallschmelze (4) herausragen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (7) zur Anpassung an unterschiedlichen Breiten der zu beschichtenden Stahlbänder mittels einer Halterung (9) so verstellbar angeordnet sind, dass der Abstand zu den Bandkanten minimal ist bzw. bleibt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten jeweils mehrteilig ausgebildet sind, vorzugsweise aus jeweils zwei Platten (10) und (11) bestehen, die in horizontaler Richtung gegeneinander verschiebbar sind, wobei die beiden Platten eine Fläche bilden, deren Breite entsprechend dem Abstand zwischen den Bandkanten (8) und den Schmalseiten (5) des Keramikkanals (3) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten im oberen Teil aus nicht magnetischem Stahl oder Nichteisenmetall. bestehen, während der untere Teil, der sich im unteren Bereich der Säule aus flüssigem Metall befindet und aus dieser nach unten herausragt, aus Keramik besteht.