DE1079917B - Vorrichtung zum Herstellen von Aluminiumueberzuegen auf langgestreckten Metallkoerpern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Aluminiumüberzügen auf langgestreckten Metallkörpern, insbesondere Drähten oder Rändern, durch Tauchen.

Wenn solche Körper nach einem der bisher bekannten Verfahren mit Aluminiumüberzügen versehen werden, so tritt beim Heraustreten der Körper aus dem geschmolzenen Aluminium eine Neigung zur Bildung verstärkter Stellen, wie Ringen oder »Beeren«, in den Überzügen auf. Derartige Stellen sind unerwünscht und wirken bei Nachbehandlungen, wie anschließendem Ziehen von Drähten, störend.

Wenn Metallbänder nach einem der bekannten Verfahren mit Aluminium überzogen werden, so weist der Überzug häufig eine mehr oder weniger starke Streifung auf. Es sind schön verschiedene mechanische Mittel zum Vermeiden solcher Unregelmäßigkeiten in der Uberzugsstärke vorgeschlagen worden. Diese mechanischen Mittel sind jedoch umständlich herzustellen, schwierig in genauer Einstellung zu halten und darüber hinaus auch in der Anwendung teuer.

Die bekannten Mittel und Verfahren, welche zur Regelung der Stärke und Gleichmäßigkeit von Überzügen aus Metallen, wie Zink oder Zinn, dienen, lassen sich in der Praxis für Aluminium nicht anwenden. Der Hauptgrund hierfür liegt darin, daß Aluminium eine große Affinität zu Sauerstoff hat. Die leichte Bildung von Aluminiumoxyd verhindert die wirksame Benutzung von beim Überziehen mit anderen Metallen benutzten Austrittsvorrichtungen. Oxydeinschlüsse in dem Überzug kommen daher häufig vor. Auch die Bildung von Oxyd auf dem Bad und dessen zeitweilige Bewegung sind die Ursache für die Ungleichmäßigkeiten der Überzüge auf Drähten oder Bändern. Aluminiumoxyd kann aber nicht durch Wasserstoff oder andere gebräuchliche Reduktionsgase reduziert werden. Das Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Herstellen vonAluminiumüberzügen auf langgestreckten Metallkörpern zu schaffen, die eine möglichst große Gleichförmigkeit des Überzuges gewährleistet. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung, deren Schmelzbadbehälter in bekannter Weise über Durchlässe an seinem Boden mit gleichachsig zu diesen Durchlässen liegenden Induktionsspulen verbunden ist, zwischen denen das Schmelzbad kommuniziert.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist mindestens über einem der Durchlässe ein rohrförmiger Körper angeordnet, der mit seinem oberen Ende aus der Schmelzbadoberfläche herausragt. Dieser rohrförmige Körper weist an seinem obersten Teil eine an beiden Seiten offene Führung auf, durch welche sich der zu überziehende Körper innerhalb der zum erheblichen Teil aus dem Durchlaß thermisch nach oben getriebenen Aluminiumströmung bewegt. Um eine Tur-Vorrichtung

zum Herstellen von Aluminiumüberzügen auf langgestreckten Metallkörpern

Anmelder:

Marshall George Whitfield,
Garden City, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos,
Patentanwälte, Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3

Marshall George Whitfield, Garden City, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

bulenz der Aluminiumströmung zu erzielen, kann innerhalb der Führung eine Anzahl fester Finger in geeigneter Weise angeordnet werden.

Wenn es sich darum handelt, Bänder von gewisser Breite mit Aluminium zu ,überziehen, so können zwei rohrförmige Körper vorgesehen werden, die an der Oberfläche in zwei einander gegenüberliegende Öffnungen übergehen, zwischen denen sich das Band achsparallel bewegt. - ' .

In jedem Falle wird an" "der Austrittsstelle des mit Aluminium überzogenen Metallkörpers eine Zone von möglichst wenig Äluminiumoxyd enthaltendem Aluminium geschaffen. Erst nach dem Austreten des gleichmäßig überzogenen Metallkörpers aus dem Bad bildet sich auf dem Aluminiumüberzug eine Aluminiumoxydschicht. Der Überzug bleibt dabei gleichförmig, und er enthält keine Einschlüsse von Aluminiumoxyd.

Weitere Eigenarten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind aus den Zeichnungsbeispielen ersichtlich. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen rohrförmigen Körper, durch den das zu überziehende Material geführt wird,

Fig. 3 einen Querschnitt und

Fig. 4 eine Draufsicht eines in anderer Weise ausgebildeten rohrförmigen Körpers,

90 J 770/246

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Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung dung von besonderem Wert, da die Unterhaltung

zum Überziehen von Metallbändern mit Aluminium, mechanisch wirkender Auftriebsvorrichtungen unter-

Fig. 5 und 7 je eine Draufsicht auf Einrichtungen halb der Oberfläche des Aluminiumbades sehr große

zum Erzeugen von Wirbelbewegungen des geschmol- Schwierigkeiten bereitet,

zenen Aluminiums. 5 Durch die beschriebene Ausbildung der Vorrichtung

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, welche besonders nach der Erfindung wird die Bildung von Aluminiumzum Überziehen von Draht mit Aluminium geeignet oxyd an dem Draht oder Band während des Auftauist, Das das Aluminiumbad aufnehmende Gefäß 10 ist chens nicht vollständig unterbunden. Der noch flüsin bekannter Weise im Boden mit Durchlässen 13 ver- sige, aus dem Bad herausgeführte Aluminiumüberzug sehen, zwischen denen Induktionsheizspulen 13 a an- io kann vor der Verfestigung an der Oberfläche leicht geordnet sind. In den durch die Induktionsspulen be- oxydieren.

heizten Durchlässen 13 strömt das flüssige Aluminium Gemäß der Erfindung wird aber die Oxydation nicht

nach oben, während es in den nicht beheizten Durch- durch Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmo-

lässen nach unten strömt. In dem dargestellten Aus- Sphäre oberhalb der Austrittsstelle verhindert. Viel-

führungsbeispiel sind die Strömungsrichtungen durch 15 mehr wird das Bad an der Austrittsstelle des Drahtes,

Pfeile angedeutet. Bandes oder sonstigen zu überziehenden Körpers durch

Über einem durch eine Induktionsspule 13a beheiz- eine Strömung von den sich auf dem Bad bildenden

ten Durchlaß 13 befindet sich ein rohrförmiger Körper verhältnismäßig zusammenhängenden Oxydschichten

14, der an seinem obersten Teil eine an beiden Seiten oder Oxydringen befreit, die sonst Einschlüsse oder

offene Führung 15 aufweist. Der Körper 14 ist mittels 20 Ungleichmäßigkeiten des Überzuges verursachen wür-

eines Flansches 16 befestigt und mit einem Arm 17 den. Die mit der Vorrichtung nach der Erfindung mit

versehen, der zwecks besserer Halterung mit dem Ge- einem Überzug versehenen Drähte, Bänder oder son-

fäß 10 oder mit einem sich über das Gefäß erstrecken- stigen Teile haben einen überall gleichstarken, von

den Träger verbunden werden kann. Das obere Ende Aluminiumoxyd überdeckten Überzug,

der Führung 15 ragt über den Spiegel 18 des geschmol- 25 Die Fig. 3 und 4 zeigen eine abgewandelte Führung

zenen Aluminiums im Gefäß 10 hinaus. Die Verbin- 15j bei der Finger 24 innerhalb der Führung vorge-

dung zwischen dem Körper 14 und der Führung 15 sehen sind. Diese Finger rufen eine zusätzliche Bewe-

verläuft schräg nach oben, so daß das geschmolzene gung des geschmolzenen Metalls an der Austrittsstelle

Metall aus dem unteren Teil des Körpers 14 aufwärts des Drahtes 20 hervor,

in die Führung 15 strömt. Im Metallbad ist eine Rolle 30 Aluminiumoxyd, das sich auf der Oberfläche des

19 angeordnet, um welche der zu überziehende Draht geschmolzenen Aluminiums bildet, stellt eine Schicht

20 in Pfeilrichtung herumläuft. Die Rolle 19 befindet von erheblicher Zähigkeit dar, die nicht nur als solche sich tiefer als die Führung 15 und wird im Gefäß 10 schwer zu entfernen ist, sondern auch, wenn sie ent-•durch beliebige geeignete Mittel, z. B. einen Träger 21 fernt werden soll, schwer aufzubrechen ist. Die zu- und einen Drehzapfen 22 in ihrer Lage gehalten. Der 35 sätzliche Wirbelung, die durch die Finger 24 hervorzu überziehende Draht 20 läuft von der Rolle durch gerufen wird, ist hierfür wertvoll. Die Finger können die Führung 15 und verläßt durch diese das Bad. an der Führung 15 angebracht, können aber auch Teile

Während des Betriebes wird das Überzugsmetall eines Aufsatzstückes 23 sein, das über das obere Ende

durch die Tätigkeit des Induktionsofens in geschmol- der Führung 15 geschoben werden kann und dem-

zenem Zustand gehalten. Kühlere Teile des Metalls ge- 40 gemäß austauschbar ist.

langen durch einen der Durchlässe 13 nach unten und In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine abgewandelteVorrich-

werden durch Induktionsspulen, die an den Durchlas- tung gezeigt, die insbesondere zur Herstellung von

sen angeordnet sind, erwärmt und steigen rasch auf. Überzügen auf Bändern dient. Hier ist das Gefäß für

Dieser Umlauf wird dazu benutzt, flüssiges, von Alu- das Metallbad mit 25 bezeichnet. Der Induktionsheiz-

miniumoxyd freies Aluminium durch den rohrförmi- 45 ofen weist Durchlässe 26 auf, in denen das Metall nach

gen Körper 14 aufwärts in die Führung 15 zu fördern, oben strömt. Über den Durchlässen 26 ist je ein rohr-

damit es an der Austrittsstelle des Drahtes 20 sich auf förmiger Körper 28 mittels eines Haltewulstes 29 und

den Spiegel 18 des Bades ergießt, wie durch Pfeile in gegebenenfalls weiterer Halterungen 30 befestigt. Die

der Fig. 1 angedeutet ist. Auf diese Weise ist eine hin- oberen Enden 31 der rohrförmigen Körper 28 reichen

reichende Strömungsgeschwindigkeit gegeben, um 50 nach oben bis zum oder bis etwas über den Spiegel

Oxyde, die sich an der Austrittsstelle des Drahtes ge- des geschmolzenen Metalls. Sie sind so gekrümmt und

bildet haben, wegzuspülen. Die übliche Oxydansamm- angeordnet, daß das durch die Körper 28 aufsteigende

lung an der Oberfläche 18 des Bades wird jedoch nicht geschmolzene Aluminium an gegenüberliegende Ober-

nur durch die Strömung des geschmolzenen Metalls flächen des mit Aluminium zu überziehenden Bandes

von dem auftauchenden Draht ferngehalten, sondern 55 27 gelangt. In den Fig. S und 6 sind die Richtungen

auch noch dadurch, daß die Führung 15 mit ihrem un- der flüssigen Metallströme durch Pfeile angezeigt,

terenEnde unter den Spiegel 18 des Metallbades reicht. Wenn das geschmolzene Metall in raschem Strom

Aus dem unteren Teil des Bades tritt ebenfalls ge- quer zu den Oberflächen des aus dem Bad auftauchenschmolzenes Metall in die Führung 15, wie durch den Bandes 27 gelenkt wird, so wird eine beträchtliche Pfeile in der Fig. 1 angedeutet ist. Obwohl die durch 60 Verbesserung der Gleichförmigkeit des Überzuges er-Induktionsöfen hervorgerufene Strömung des ge- reicht. Der erzeugte Metallstrom besteht aus oxydschmolzenen Metalls für die Zwecke der Erfindung freiem Aluminium und hält das Oxyd von der Oberhinreicht, können Vorkehrungen getroffen werden, um fläche des Bades und von den Oberflächen des auftau-Menge und Geschwindigkeit des Metallauftriebes in chenden Bandes fern. Die Wirbelung des Metalls trägt etwa gewünschter Weise zu erhöhen. Bei einem Dop- 65 dazu bei, den sich ansammelnden Oxydfilm in der pelspulen- Einphasenofen z. B. bewirkt eine Strom- Nähe der Oberflächen des Bandes verteilt zu halten.
stärke von etwa 60 KW in Verbindung mit einem sym- Nach einer bevorzugten Ausführungsform der ermetrischen Magnetfeld einen kräftigen Metallauftrieb. findungsgemäßen Vorrichtung können Vorkehrungen Die Anwendung der Auftriebskräfte einer Induktions- dafür getroffen sein, daß eine Komponente des Horiheizung ist bei der vorgesehenen Anordnung der Erfin- 70 zontalstromes von den Oberflächen des Bandes abge-

leitet wird, wie auch Mittel vorgesehen werden können, um eine zusätzliche Wirbelung hervorzurufen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Scheiben oder Finger 33 vorgesehen sind, welche schräg zu den Oberflächen des Bandes 27 angeordnet sind und in die Horizontalströmung des geschmolzenen Metalls hineinragen. Diese Scheiben oder Finger lenken einen Teil des Metalls der Horizontalströmung von den Oberflächen des Bandes weg und fähren hierbei Oxyde mit fort. Auch dienen die Scheiben oder Finger dazu, den Oxydfilm zu unterbrechen. Die Scheiben oder Finger können an Stangen oder Armen 34 angeordnet sein, so daß diese Einrichtung leicht zum Zwecke der Reinigung oder des Austausches entfernt werden kann.

Die von den Oberflächen des Bandes abströmende Komponente kann dadurch vergrößert werden, daß die Ausströmdüse 31 sich in einer mit Bezug auf dieOberflächen leicht aufwärts gerichteten Stellung befindet.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zum Herstellen von Aluminiumüberzügen kann außer für Drähte oder Bänder auch zum Überziehen sonstiger langgestreckter Teile benutzt werden. Natürlich ist es ferner möglich, die Vorrichtung sowohl an der Eintrittsstelle als auch an der Austrittsstelle vorzusehen. Ferner können auch Einzelgegenstände mit der Vorrichtung nach der Erfindung mit Metall überzogen werden. Dann fallen die Eintritts- und Austrittsstelle zusammen. Die Einzelgegenstände können durch das Bad mit Hilfe geeigneter Transportmittel kontinuierlich durchgeführt werden.

Es ist auch sehr vorteilhaft, über die überzogenen Körper an der Austrittsstelle kalte Luft zu blasen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Aluminiumüberzügen auf langgestreckten Metallkörpern, insbesondere Drähten oder Bändern, durch Tauchen, wobei der Schmelzbadbehälter über Durchlässe an dessen Boden mit gleichachsig zu diesen Durch-

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40 lassen liegenden Induktionsspulen verbunden ist, zwischen denen das Schmelzbad kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens über einem der Durchlässe (13., 26) ein rohrförmiger Körper (14, 28) angeordnet ist, der mit seinem oberen Ende aus der Schmelzbadoberfläche herausragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (14) an seinem obersten Teil eine an beiden Enden offene Führung (15) aufweist, durch welche sich der zu überziehende Körper (20) innerhalb der zum erheblichen Teil aus dem Durchlaß (13) thermisch nach oben getriebenen Aluminiumströmung bewegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Führung (15) nahe der Schmelzbadoberfläche eine Anzahl fester Finger so angeordnet sind, daß sich eine Turbulenz der Strömung ergibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 in Anwendung auf das Überziehen von Bändern mit Aluminium, wobei über zwei Durchlässe jeweils ein rohrförmiger Körper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper (28) an der Badoberfläche in zwei einander gegenüberliegende öffnungen (31) übergehen, zwischen denen sich das Band (27) achsparallel bewegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Öffnungen (31) in der Horizontalen gegeneinander versetzt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Badoberfläche parallel zu beiden Seiten des Bandes (27) quer zur Metallströmung an Armen (34) Finger oder Scheiben (33) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger oder Scheiben (33) rechtwinklig der Metallströmung entgegengerichtet abgebogen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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