DE10343648A1 - Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges und Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges und Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, in der der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (4) hindurchführbar ist, wobei im Bereich des Führungskanals (4) ein Magnet, insbesondere ein elektromagnetischer Induktor (5), angeordnet ist, der zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Behälter (3) ein Magnetfeld erzeugt, und wobei der Behälter (3) von einem Vorschmelzbehälter (6) mit geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) versorgt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung, wobei eine solche Vorrichtung zum Einsatz kommt. Um bestehende Anlagen in einfacher Weise und prozesstechnisch optimal umrüsten zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Vorschmelzbehälter (6) unterhalb des Führungskanals (4) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges, insbesondere eines Stahlbandes mit Zn, Al, Zn-Al-Legierungen, in der der Metallstrang vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall aufnehmenden Behälter und durch einen vorgeschalteten Führungskanal hindurchführbar ist, wobei auf beiden Seiten des Führungskanals elektromagnetische Induktoren angeordnet sind, die zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls im Behälter ein Magnetfeld erzeugen, und wobei der Behälter von einem Vorschmelzbehälter mit geschmolzenem Beschichtungsmetall versorgt wird.
  • Bekannte Metall-Tauchbeschichtungsanlagen für Metallbänder weisen einen wartungsintensiven Teil auf, nämlich das Beschichtungsgefäß mit der darin befindlichen Ausrüstung. Die Oberflächen der zu beschichtenden Metallbänder müssen vor der Beschichtung gereinigt und für die Verbindung mit dem Beschichtungsmetall aktiviert werden. Aus diesem Grunde wird das Band vor der Beschichtung in einem Durchiaufofen in einer reduzierenden Atmosphäre behandelt. Da die Oxidschichten zuvor chemisch entfernt werden, werden mit dem reduzierenden Wärmeprozess die Oberflächen so aktiviert, dass sie nach dem Wärmeprozess metallisch rein vorliegen. Dabei wird das Band auf die für die Beschichtung mit Zink, Aluminium oder Zink-Aluminium-Legierungen erforderliche Temperatur erwärmt.
  • Mit der Aktivierung der Bandoberfläche steigt aber die Affinität dieser Bandoberflächen für den umgebenden Luftsauerstoff. Um zu verhindern, dass Luftsauerstoff vor dem Beschichtungsprozess wieder an die Bandoberflächen gelangen kann, werden die Bänder in einem Tauchrüssel von oben in das Tauchbeschichtungsbad eingeführt. Da das Beschichtungsmetall in flüssiger Form vorliegt und man die Gravitation zusammen mit Abblasvorrichtungen ("Luftmesser") zur Einstellung der Beschichtungsdicke nutzen möchte, die nachfolgenden Prozesse jedoch eine Bandberührung bis zur vollständigen Erstarrung des Beschichtungsmetalls verbieten, muss das Band im Beschichtungsgefäß in eine senkrechte Richtung umgelenkt werden. Das geschieht mit einer Rolle, die im flüssigen Metall läuft. Durch das flüssige Beschichtungsmetall unterliegt diese Rolle einem starken Verschleiß und ist Ursache von Stillständen und damit Ausfällen im Produktionsbetrieb.
  • Durch die gewünschten geringen Auflagedicken des Beschichtungsmetalls, die sich im Mikrometerbereich bewegen können, werden hohe Anforderungen an die Qualität der Bandoberfläche gestellt. Das bedeutet, dass auch die Oberflächen der bandführenden Rollen von hoher Qualität sein müssen. Störungen an diesen Oberflächen führen im allgemeinen zu Schäden an der Bandoberfläche. Dies ist ein weiterer Grund für mögliche Stillstände der Anlage.
  • Um die Probleme zu vermeiden, die im Zusammenhang mit den im flüssigen Beschichtungsmetall laufenden Rollen stehen, sind Lösungen bekannt, die ein nach unten offenes Beschichtungsgefäß vorsehen, das in seinem unteren Bereich einen Führungskanal definierter Höhe zur vertikalen Banddurchführung nach oben aufweist und zur Abdichtung einen elektromagnetischen Verschluss besitzt. Es handelt sich hierbei um elektromagnetische Induktoren, die mit zurückdrängenden, pumpenden bzw. einschnürenden elektromagnetischen Wechsel- bzw. Wanderfeldern arbeiten, die das Beschichtungsgefäß nach unten abdichten.
  • Eine solche Lösung ist beispielsweise aus der EP 0 673 444 B1 bekannt. Einen elektromagnetischen Verschluss zur Abdichtung des Beschichtungsgefäßes nach unten setzt auch die Lösung gemäß der WO 96/03533 bzw. diejenige gemäß der JP 5086446 ein.
  • Für eine genaue Regelung der Lage des Metallstranges im Führungskanal sehen die DE 195 35 854 A1 und die DE 100 14 867 A1 spezielle Lösungen vor. Gemäß den dort offenbarten Konzepten sind neben den Spulen zur Erzeugung des elektromagnetischen Wanderfeldes zusätzliche Korrekturspulen vorgesehen, die mit einem Regelungssystem in Verbindung stehen und dafür Sorge tragen, dass das Metallband beim Abweichen von der Mittellage in diese wieder zurückgeholt wird.
  • Bei einer aus der EP 0 630 421 B1 bekannten Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten eines Metallstranges ist unterhalb des Beschichtungsgefäßes eine elektromagnetische Verschlusseinrichtung angeordnet. Vorgesehen ist dort, dass dem Behälter für das schmelzflüssige Beschichtungsmetall ein Vorschmelzbehälter zugeordnet ist, wobei der Behälter volumenmäßig um ein Vielfaches kleiner als der Vorschmelzbehälter ist. Der Behälter ist zum Nachfüllen bzw. zum Entleeren mit dem Vorschmelzbehälter über Zuführ- und Abführkanäle verbunden, wobei das geschmolzene Überzugsmaterial zwischen dem Vorschmelzbehälter und dem Beschichtungsbehälter unter Abschluss von Luftsauerstoff umwälzbar ist.
  • Nach dieser Ausführung ist der Vorschmelzbehälter für das Beschichtungsmetall seitlich des eigentlichen Beschichtungsbehälters angeordnet. Diese Anordnung des Vorschmelzbehälters ist besonders günstig für neue Schmelztauchbeschichtungsanlagen, die für eine optimale Durchführung des Schmelztauchbeschichtungsprozesses ausgelegt werden können.
  • Es hat sich herausgestellt, dass das Vertikalbeschichtungsverfahren (auch bekannt unter der Bezeichnung CVGL – Verfahren = Continuous Vertical Galvanizing Line – Verfahren) prozesstechnisch günstiger ist als das konventionelle Schmelztauchbeschichtungsverfahren, das mit einer im geschmolzenen Beschichtungsmetall laufenden Umlenkrolle und Stabilisierungsrollen arbeitet. Deshalb besteht der Wunsch, bestehende Schmelztauchbeschichtungsanlagen zu Vertikalbeschichtungsanlagen umzurüsten. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die Platzverhältnisses zu beachten, die häufig konzeptionelle Kompromisse erfordern, die zu keinen optimalen Prozessbedingungen führen.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, bestehende konventionelle Schmelztauchbeschichtungsanlagen so umzurüsten, dass auch das vertikale Beschichtungsverfahren optimal durchgeführt werden kann, wobei maximaler Nutzen aus der bestehenden Anlage gezogen werden soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Vorschmelzbehälter direkt unterhalb des Behälters und insbesondere des Führungskanals angeordnet ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Vorschmelzbehälter zur Aufnahme einer im geschmolzenen Beschichtungsmetall angeordneten Umlenkrolle geeignet ist, es sich bei diesem also um einen solchen Behälter handelt, der für die klassische Durchführung des Schmelztauchbeschichtungsverfahrens geeignet ist.
  • Mit dieser Ausgestaltung wird ein einfaches und kostengünstiges Konzept für die Umrüstung bzw. Modernisierung bestehender Schmelztauchbeschichtungsanlagen auf das Vertikalbeschichtungsverfahren geschaffen, bei dem dennoch optimale Prozessbedingungen realisiert werden können. Der Behälter für die Schmelztauchbeschichtung samt dem vorgeschalteten Führungskanal ist direkt über der konventionellen Anlage und dort über deren Beschichtungsbehälter an geordnet, der als Vorschmelzbehälter fungiert; der Beschichtungsbehälter, der beim klassischen Verfahren die im Beschichtungsmetall eintauchende Umlenkrolle aufweist, wird also als Vorschmelzbehälter für die Vertikalbeschichtungsanlage genutzt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Metallstrang durch einen von einem Ofen kommenden Ofenrüssel in einer Zuführrichtung gefördert, wobei der Metallstrang mit mindestens einer Umlenkrolle, vorzugsweise mit zwei Umlenkrollen, in die vertikale Richtung umgelenkt und über mindestens eine Führungsrolle dem Führungskanal zugeführt wird.
  • Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Schnittlinie der Verlängerung des Metallstranges in Zuführrichtung mit der Verlängerung des Metallstranges in vertikale Richtung durch den Führungskanal unterhalb des Pegelstandes des geschmolzenen Beschichtungsmetalls im Vorschmelzbehälter liegt.
  • Bevorzugt sind das Ende des Ofenrüssels und das untere Ende des Führungskanals mit einer gasdichten und beheizten Rollenkammer verbunden. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass zwischen dem Ende des Ofenrüssels und der Rollenkammer eine Schleuse, insbesondere eine Rollenschleuse, angeordnet ist.
  • Die Vorrichtung hat weiterhin vorzugsweise eine steuerbare oder regelbare Pumpe zum Pumpen von geschmolzenem Beschichtungsmetall aus dem Vorschmelzbehälter in den Behälter. Ferner kann ein steuerbarer oder regelbarer Abfluss zum Überleiten von geschmolzenem Beschichtungsmetall vom Behälter in den Vorschmelzbehälter vorgesehen werden. Leitungen zwischen dem Behälter, dem Vorschmelzbehälter, der Pumpe bzw. dem Abfluss können beheizbar ausgebildet sein.
  • Oberhalb des Behälters kann eine Umlenkrolle angeordnet werden, die den Metallstrang aus der vertikalen Richtung umlenkt. Diese Umlenkrolle ist mit Vorteil wassergekühlt, um mit der Kühlstrecke oberhalb des Beschichtungsgefäßes der umzurüstenden bzw. zu modernisierenden Beschichtungsanlage auskommen zu können.
  • Mindestens eine der vorhandenen Umlenkrollen sowie die Führungsrollen, die mit dem Metallstrang Kontakt haben, können mit einer keramischen Beschichtung versehen werden, die nicht von geschmolzenem Beschichtungsmetall benetzbar ist.
  • Das Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung des Metallstranges im Vertikalbeschichtungsverfahren, bei dem der Behälter von einem Vorschmelzbehälter mit geschmolzenem Beschichtungsmetall versorgt wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren des Beschichtungsprozesses geschmolzenes Beschichtungsmetall bei sich in Förderrichtung bewegendem Metallstrang vom Vorschmelzbehälter in den zunächst noch leeren Behälter gefördert wird.
  • Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass vor dem Anfahren des Beschichtungsprozesses in der Rollenkammer durch Beaufschlagung der Rollenkammer mit einem Schutzgas und Einstellung einer gewünschten Temperatur in der Rollenkammer eine Atmosphäre mit sehr niedrigem Taupunkt hergestellt wird, die die Anhaftung des Beschichtungsmetalls an der Oberfläche des Metallstranges begünstigt.
  • Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass der Metallstrang dem Führungskanal mit einer Temperatur zwischen 450 °C und 530 °C zugeführt wird.
  • Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Pegelhöhe des Beschichtungsmetalls im Behälter gemäß einem vorgegebenen Wert gesteuert oder geregelt wird.
  • Zwischen Vorschmelzbehälter und Behälter kann vorteilhafter Weise mittels der Pumpe und dem Abfluss ein Transfer von geschmolzenem Beschichtungsmetall erfolgen, dessen Volumenstrom wesentlich größer ist, vorzugsweise mindestens fünf Mal so groß ist, als der Austrag an Beschichtungsmetall aus dem Behälter durch den Metallstrang.
  • Dem Vorschmelzbehälter kann neues Beschichtungsmetall in fester Form zugeführt werden. Aus dem Vorschmelzbehälter können, vorzugsweise periodisch, Verunreinigungen abgeführt werden.
    •
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch die Seitenansicht einer Schmelztauchbeschichtungsanlage zur Beschichtung eines Metallstranges mit Überzugsmetall.
  • Die dargestellte Schmelztauchbeschichtungsanlage arbeitet nach dem Vertikalbeschichtungsverfahren, d. h. der Metallstrang 1 läuft in Förderrichtung R durch einen Führungskanal 4 vertikal nach oben und kommt mit dem geschmolzenen Beschichtungsmetall 2 in Kontakt, das sich in einem Behälter 3 sowie im oberen Teil des Führungskanals 4 befindet.
  • Beachtlich ist, dass diese Vertikalbeschichtungsanlage auf einer umgerüsteten Schmelztauchbeschichtungsanlage basiert, in der das klassische Schmelztauchbeschichtungsverfahren (mit Umlenkrolle im geschmolzenen Beschichtungsmetall) durchgeführt wird. Dabei tritt der Metallstrang 1 in einer Zuführrichtung Z in einen Behälter 6 ein, in dem sich geschmolzenes Beschichtungsmetall 2 befindet. Eine Umlenkrolle 7 lenkt den Metallstrang 1 in vertikale Richtung V um. Oberhalb des Behälters 6 ist eine Abblasvorrichtung 22 angeordnet, die ein "Luftmesser" darstellt, über das die Schichtdicke des Beschichtungsmetalls 2 auf dem Metallstrang 1 einstellt wird. Weiter oberhalb ist eine Kühlstrecke 23 angeordnet, die den Metallstrang 1 samt Beschichtungsmetall 2 abkühlt.
  • Dargestellt ist, dass die Schnittlinie 12 der Verlängerung des Metallstranges 1 in Zuführrichtung Z mit der Verlängerung des Metallstranges 1 in vertikale Richtung V durch den Führungskanal 4 unterhalb des Pegelstandes 13 des Beschichtungsmetalls 2 im Behälter 6 liegt.
  • Die beiden Umlenkrollen 10 und 11 sind also so angeordnet, dass die Passlinie des Metallstranges 1 sowohl im Ofenrüssel 9 als auch im vertikalen Teil der Schmelztauchbeschichtungsanlage – im Vergleich mit der ursprünglichen klassischen Beschichtungsanlage – nicht verändert wird.
  • Bei der dargestellten Schmelztauchbeschichtungsanlage tritt der Metallstrang 1 jedoch nicht in das sich im Behälter 6 befindliche Beschichtungsmetall ein, sondern es erfolgt eine Umlenkung des Metallstranges 1 von der Zuführrichtung Z über die Umlenkrollen 10 und 11 in die vertikale Richtung V, so dass der Metallstrang 1 oberhalb der Umlenkrolle 10 und der Führungsrollen 24 in den Führungskanal 4 eintreten kann. Elektromagnetische Induktoren 5 halten das sich im Behälter 3 befindliche Beschichtungsmetall 2 zurück, so dass dieses nicht nach unten durch den Führungskanal 4 auslaufen kann.
  • Die in der ursprünglichen Anlage im geschmolzenen Beschichtungsmetall 2 laufende Umlenkrolle 7 ist gestrichelt dargestellt, womit angedeutet werden soll, dass sie bei der dargestellten Schmelztauchbeschichtungsanlage nicht mehr benötigt wird und folglich demontiert werden kann.
  • Der Metallstrang 1 wird dabei zunächst in einem Ofen 8 erwärmt und in Förderrichtung R transportiert. Er gelangt über einen Ofenrüssel 9, den die ursprüngliche Schmelztauchbeschichtungsanlage aufweist, über eine Rollenschleuse 15 in eine Rollenkammer 14 (vorzugsweise elektrisch beheizt), die das Ende des Ofenrüssels 9 und das untere Ende des Führungskanals 4 gasdicht miteinander verbindet.
  • In der Rollenkammer 14 wird der Metallstrang 14 auf der im Ofen eingestellten Temperatur T gehalten.
  • Die Doppelrollenschleuse 15 hat die Aufgabe, unterschiedliche Schutzgasatmosphären im Ofen 8 einerseits und in der Rollenkammer 14 andererseits voneinander zu trennen und zu verhindern, dass im Falle einer Störung Luft aus der Rollenkammer 14 in den Ofen 8 gelangen kann. Außerdem erfüllt sie eine wichtige verfahrenstechnische Funktion beim Anfahren der Schmelztauchbeschichtungsanlage: Die Abdichtung der Schutzgasatmosphäre in der Rollenkammer 14 ermöglicht, innerhalb kurzer Zeit den für die Beschichtung erforderlichen niedrigen Taupunkt zu erreichen. Das bewirkt, dass innerhalb sehr kurzer Zeit nach Einfüllen des Beschichtungsmetalls 2 in den Behälter 3 eine einwandfreie Haftung des Beschichtungsmetalls 2 am Metallstrang 1 erzielt werden kann, was einen wichtigen Vorteil gegenüber dem konventionellen Schmelztauchbeschichtungsverfahrens darstellt.
  • Die Schleuse 15 kann mit Stickstoff oder einem anderen Schutzgas beaufschlagt werden, so dass die benötigte Abdichtung der Atmosphäre der Rollenkammer 14 gegenüber derjenigen im Ofen 8 erfolgt. Die Rollenkammer 14 ist ebenfalls mit Schutzgas gefüllt, wobei vorzugsweise Stickstoff, Formiergas (Stickstoff mit maximal 5 % Wasserstoff) oder ein Schutzgas mit geringer Wärmeleitfähigkeit (z. B. Argon) zum Einsatz kommt.
  • Der Behälter 6 der ursprünglichen Schmelztauchbeschichtungsanlage dient als Vorschmelzbehälter, d. h. aus ihm wird geschmolzenes Beschichtungsmetall 2 durch eine in der Schmelze eingetauchte steuerbare oder regelbare Pumpe 16 sowie eine beheizbare Leitung 19 in den Behälter 3 gefördert. Im Bodenbereich des Behälters 3 ist ein steuerbarer oder regelbarer Abfluss 17 angeordnet, der aus einem betätigbaren Stopfen besteht (bewegbar in Richtung des Doppelpfeils).
  • Über den Abfluss 17 kann über eine weitere beheizbare Leitung 20 Beschichtungsmetall 2 vom Behälter 3 zurück in den Vorschmelzbehälter 6 gelangen.
  • Durch entsprechende Ansteuerung der Pumpe 16 bzw. des Abflusses 17 kann im Behälter 3 eine gewünschte Pegelhöhe h an Beschichtungsmetall 2 aufrecht erhalten werden. In den Leitungen 19 bzw. 20 ist die Förderbewegung des Beschichtungsmetalls 2 schematisch durch Pfeile angegeben.
  • Oberhalb der Schmeiztauchbeschichtungsanlage und der Luftkühlstrecke 23 ist eine flüssigkeitsgekühlte Umlenkrolle 21 vorgesehen, die den Metallstrang aus der vertikalen Richtung V ablenkt und in Förderrichtung R von der Schmelztauchbeschichtungsanlage weg fördert.
  • Die Pumpe 16 ist seitlich unterhalb der Rollenkammer 14 angeordnet; die Pumpe 16 taucht in das geschmolzene Beschichtungsmetall 2 im Vorschmelzbehälter 6 ein.
  • Das Volumen des Vorschmelzbehälters 6 ist ein Vielfaches desjenigen des Behälters 3.
  • Die Rücklaufleitung 20 für geschmolzenes Beschichtungsmetall 2 aus dem Behälter 3 in den Vorschmelzbehälter 6 endet unterhalb des Pegelstandes 13 im Vorschmelzbehälter 6.
  • Die von der Pumpe 16 vom Vorschmelzbehälter 6 in den Behälter 3 geförderte Menge geschmolzenen Beschichtungsmetalls 2 bleibt vorzugsweise weitgehend konstant. Hierdurch ergibt sich ein konstanter Umlauf an Beschichtungsmetall, bei dem ständig frisches und von Verunreinigungen freies Beschichtungsmetall vom Vorschmelzbehälter 6 in den Behälter 3 gefördert wird. Die Temperaturregelung des Beschichtungsmetalls 2 erfolgt im Vorschmelzbehälter 6, dessen Pegelstand 13 laufend durch das Einschmelzen von Blöcken festen Beschichtungsmetalls geregelt bzw. konstant gehalten wird. Der Pegelstand 13 im Vorschmelzbehälter 6 wird dabei so eingestellt, dass im Falle einer Störung der Schmelztauchbeschichtungsanlage das gesamte Beschichtungsmetall 2 aus dem Behälter 3 vom Vorschmelzbehälter 6 aufgenommen werden kann.
  • Das "Luftmesser" 22 und die Kühlstrecke 23 sind ähnlich wie bei der konventionellen Schmelztauchbeschichtung oberhalb des Behälters 3 angeordnet. Die Luftkühlstrecke 23 wird wegen der gegenüber der kürzeren zur Verfügung stehenden Kühllänge in ihrer Leistung entsprechend angepasst. Als zusätzliche Maßnahme zur Kühlung des Metallstranges 1 kann eine von innen wassergekühlte Umlenkrolle 21 verwendet werden.
  • Der Vorschmelzbehälter 6 ist mit einer nicht dargestellten Chargiervorrichtung versehen, mittels derer feste Blöcke Beschichtungsmetall in den Vorschmelzbehälter 6 zum Einschmelzen eingesetzt werden können.
  • Der zu beschichtende gereinigte Metallstrang 1 aus warmgewalztem oder kaltgewalztem Stahl wird bei der Beschichtung mit Zink mit einer Temperatur zwischen 450 °C und 530 °C durch die Endzone des Ofens 8 und den Ofenrüssel 9 sowie über die mit Schutzgas beaufschlagte Schleuse 15 der Rollenkammer 14 zugeführt, wobei zu Beginn des Beschichtungsprozesses des Behälter 3 zunächst noch leer ist, d. h. es befindet sich zunächst kein Beschichtungsmetall 2 in ihm.
  • Nach Anlauf des Metallstranges 1 in Förderrichtung R wird über die Pumpe 16 geschmolzenes Beschichtungsmetall 2 vom Vorschmelzbehälter 6 in den Behälter 3 gepumpt. Vorher wurden die elektromagnetischen Induktoren 5 aktiviert, so dass das in den Behälter 3 eingefüllte Beschichtungsmetall 2 in diesem zurückgehalten wird und nicht nach unten auslaufen kann.
  • Anschließend wird durch entsprechende Ansteuerung bzw. Regelung sowohl der Pumpe 16 als auch des Abflusses 17 die gewünschte Pegelhöhe h im Behälter 3 aufrecht erhalten.
  • Die Pegelhöhe h im Behälter 3 wird dabei bei möglichst konstanter Zufuhr von geschmolzenem Beschichtungsmetall 2 durch die Pumpe 16 sowie durch entsprechend gesteuerten oder geregelten Abfluss geschmolzenen Beschichtungsmetalls 2 über den Ausfluss 17 in Abhängigkeit der Bandgeschwindigkeit und der gewünschten Beschichtungsqualität gesteuert oder geregelt.
  • Die durch das Pumpen bzw. den Rückfluss zwischen Vorschmelzbehälter 6 und Behälter 3 umgewälzte Menge geschmolzenen Beschichtungsmetalls 2 beträgt dabei ein Vielfaches der durch den Metallstrang 1 als Beschichtung ausgetragenen Menge Beschichtungsmetall pro Zeit.
  • Durch das Pumpen geschmolzenen Beschichtungsmetalls 2 vom Vorschmelzbehälter 6 in den Behälter 3 wird ständig frisches und sauberes Beschichtungsmetall dem Behälter 3 zugeführt. Verunreinigungen, insbesondere Hartzink, können im Vorschmelzbehälter 6 ausgeschieden und dann in gewünschten Zeitintervallen aus diesem entfernt werden.
    • 1
    Metallstrang
    2
    geschmolzenes Beschichtungsmetall
    3
    Behälter
    4
    Führungskanal
    5
    Induktor (Magnet)
    6
    Vorschmelzbehälter
    7
    Umlenkrolle
    8
    Ofen
    9
    Ofenrüssel
    10
    Umlenkrolle
    11
    Umlenkrolle
    12
    Schnittlinie
    13
    Pegelstand
    14
    Rollenkammer
    15
    Schleuse (Rollenschleuse)
    16
    Pumpe
    17
    Abfluss
    18
    –
    19
    Leitung
    20
    Leitung
    21
    Umlenkrolle
    22
    Abblasvorrichtung
    23
    Kühlstrecke
    24
    Führungsrollen
    Z
    Zuführrichtung
    V
    vertikale Richtung
    T
    Temperatur
    h
    Pegelhöhe
    R
    Förderrichtung des Metallstranges

Claims (17)

  1. Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, in der der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (4) hindurchführbar ist, wobei im Bereich des Führungskanals (4) elektromagnetische Induktoren (5), angeordnet sind, die zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Aufnahmebehälter (3) ein Magnetfeld erzeugen, und wobei der Aufnahmebehälter (3) von einem Vorschmelzbehälter (6) mit geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschmelzbehälter (6) unterhalb des Führungskanals (4) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschmelzbehälter (6) zur Aufnahme einer im geschmolzenen Beschichtungsmetall (2) angeordneten Umlenkrolle (7) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen von einem Ofen (8) kommenden Ofenrüssel (9), aus dem der Metallstrang (1) in Zuführrichtung (Z) abläuft, wobei der Metallstrang (1) mit mindestens einer Umlenkrolle (10, 11), vorzugsweise mit zwei Umlenkrollen, in die vertikale Richtung (V) umgelenkt und dem Führungskanal (4) zugeführt wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittlinie (12) der Verlängerung des Metallstranges (1) in Zuführrichtung (Z) mit der Verlängerung des Metallstranges (1) in vertikaler Richtung (V) durch den Führungskanal (4) unterhalb des Pegelstandes (13) des geschmolzenen Beschichtungsmetalls (2) im Vorschmelzbehälter (6) liegt, so dass die Passlinie des Metallstranges (1) im Vergleich zum konventionellen Verfahren nicht verändert wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Ofenrüssels (9) und das untere Ende des Führungskanals (4) mit einer gasdichten Rollenkammer (14) verbunden sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende des Ofenrüssels (9) und der Rollenkammer (14) eine Schleuse (15), insbesondere eine Rollenschleuse, angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine steuerbare oder regelbare Pumpe (16) zum Pumpen von geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) aus dem Vorschmelzbehälter (6) in den Aufnahmebehälter (3).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen steuerbaren oder regelbaren Abfluss (17) zum Überleiten von geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) vom Aufnahmebehälter (3) in den Vorschmelzbehälter (6).
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen (19, 20) zwischen Aufnahmebehälter (3), Vorschmelzbehälter (6), Pumpe (16) und/oder Abfluss (17) beheizbar ausgebildet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Aufnahmebehälters (3) eine Umlenkrolle (21) angeordnet ist, die den Metallstrang (1) aus der vertikalen Richtung (V) umlenkt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Umlenkrollen (10, 11, 21), sowie die Führungsrollen (24) mit einer keramischen Beschichtung versehen ist, die nicht von geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) benetzbar ist.
  12. Verfahren zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, bei dem der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (4) hindurchgeführt wird, wobei im Bereich des Führungskanals (4) ein Magnetfeld, insbesondere ein elektromagnetisches Feld, erzeugt wird, um das Beschichtungsmetall (2) im Aufnahmebehälter (3) zurückzuhalten, und wobei der Aufnahmebehälter (3) von einem Vorschmelzbehälter (6) mit geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) versorgt wird, wobei eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Einsatz kommt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren des Beschichtungsprozesses geschmolzenes Beschichtungsmetall (2) bei sich in Förderrichtung (R) bewegendem Metallstrang (1) vom Vorschmelzbehälter (6) in den zunächst leeren vorgeheizten Aufnahmebehälter (3) gefördert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anfahren des Beschichtungsprozesses in der Rollenkammer (14) durch Beaufschlagung der Rollenkammer (14) mit einem Schutzgas und/oder Einstellung einer gewünschten Temperatur (T) in der Rollenkammer (14) eine Atmosphäre hergestellt wird, die die Anhaftung des Beschichtungsmetalls (2) an der Oberfläche des Metallstranges (1) begünstigt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstrang (1) bei der Beschichtung mit Zink dem Führungskanal (4) mit einer Temperatur zwischen 450 °C und 530 °C zugeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pegelhöhe (h) des Beschichtungsmetalls (2) im Aufnahmebehälter (3) gemäß einem vorgegebenen Wert gesteuert oder geregelt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorschmelzbehälter (6) und Aufnahmebehälter (3) mittels der Pumpe (16) und dem Abfluss (17) ein Transfer von geschmolzenem Beschichtungsmetall (2) erfolgt, dessen Volumenstrom wesentlich größer ist, vorzugsweise mindestens fünf Mal so groß ist, als der Austrag an Beschichtungsmetall (2) aus dem Behälter (3) durch den Metallstrang (1).
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Vorschmelzbehälter (6), vorzugsweise periodisch, Verunreinigungen abgeführt werden.
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