DE1224113B - Vorrichtung zum Verzinnen oder Verbleien von Eisenband durch Tauchen in das schmelzfluessige UEberzugsmetall - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

int. Cl.:

C 23 c

Deutsche Kl.: 48 b-1/14

Nummer: 1224113

Aktenzeichen: K27424VIb/48b

Anmeldetag: 24. November 1955

Auslegetag: 1. September 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verzinnen oder Verbleien von Eisenband durch Tauchen in einen Behälter mit schmelzfiüssigem Uberzugsmetall, wobei das vorbehandelte Eisenband im Behälter um eine Umkehrwalze und sodann senkrecht nach oben durch ein auf der Metallbadoberfläche angeordnetes Ölbad od. dgl. geführt wird, das auf einer so hohen Temperatur gehalten wird, daß der Überzug auf dem Eisenband beim Durchgang durch das Bad geschmolzen bleibt, und in dem auf beiden Seiten des Eisenbandes mehrere, abwechselnd gegeneinander versetzte Abstreifer angeordnet sind, die so weit ineinandergreifen, daß eine Abbiegung des Eisenbands hervorgerufen wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung ähnlicher Art stehen zwei Paare von Abstreifern im rechten Winkel zu dem Eisenband, wobei ein Abstreifer jedes Paares unterhalb und der andere Abstreifer oberhalb des Spiegels des schmelzflüssigen Überzugsmetalls liegt; ein Ölbad ist in diesem Fall nicht vorhanden. Es hat sich herausgestellt, daß diese Vorrichtung nur zum Verzinken von Eisenblech mit verhältnismäßig geringen Arbeitsgeschwindigkeiten geeignet ist, während die senkrecht angeordneten Abstreifer beim Verzinnen oder Verbleien von Eisenblech Schlacke und andere Verunreinigungen nicht beseitigen können. Auch besteht bei senkrecht zum Eisenband stehenden Abstreifern die Gefahr, daß daran die oft beschädigten oder verbogenen Kanten des Bandes hängenbleiben und aufgerissen werden.

Beim Verzinnen oder Verbleien von Eisenblech war es bisher üblich, das aus dem schmelzflüssigen Uberzugsmetall austretende Eisenband durch Abquetschwalzen zu führen, die das überschüssige Uberzugsmetall entfernen. Diese Abquetschwalzen werden, falls erforderlich, ihrerseits mit Hilfe von Abstreifklingen von dem daran haftenden Überzugsmetall und sonstigen Verunreinigungen befreit. Die Abquetschwalzen ergeben aber verhältnismäßig schwere Überzüge, und eine ausreichende Gleichmäßigkeit konnte nur mit verhältnismäßig geringen Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht werden.

Diese Schwierigkeiten waren der Grund dafür, daß man für das Verzinnen oder Verbleien von Eisenblechen zu galvanischen Verfahren überging, die zwar zwar sehr gute Ergebnisse liefern, aber langsam und teuer sind.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, mit welcher dünne und gleichmäßige Überzüge von Zinn oder Blei auf Eisenband mit großer Arbeitsgeschwindigkeit erhalten werden können.

Vorrichtung zum Verzinnen oder Verbleien von
Eisenband durch Tauchen in das schmelzflüssige
Überzugsmetall

Anmelder:

Armco Steel Corporation,

Middletown, Ohio (V. St. A.);

South African Iron and Steel Industrial

Corporation Limited, Pretoria (Südafrika)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Christian M. Krüger,

Charles P. Warden,

Walter Driver, Pretoria;

William E. Holden,

Henry D. Gaff,

Daniel M. de Waal, Vanderbijl Park (Südafrika);

Tadeusz Sendzimir, Waterbury, Conn.;

Kasimir Oganowski,

Middletown, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 7. Februar 1955 (486 454)

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die in einem Ölbad angeordneten Abstreifer als schmalkantige Klingen ausgebildet sind, und gegen die Oberfläche des Eisenbandes zu dessen Bewegungsrichtung schräggestellt sind.

Mit nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtungen können ohne weiteres Arbeitsgeschwindigkeiten von 90 bis 170 m/min oder mehr erreicht werden. Dabei wird ein dünner und sehr gleichmäßiger Überzug erhalten, der frei von Verunreinigungen ist, und dessen Dicke durch Einstellung des Drucks, mit dem die

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Abstreifer gegen das Eisenband pressen, genau be- auf einer Seite des durchlaufenden Bandes 3 befindet,

messen werden kann. Zwischen den beiden Trägern sind Querträger 18 be-

Vorzugsweise sind die Abstreifer derart angeordnet, festigt. An diesen Querträgern sind Abstreifer 19, mitdaß sie mit einer zu der Oberfläche des Eisenbandes tels Schrauben und Beilagscheiben 20 angebracht,
senkrechten Ebene einen Winkel von etwa 10 bis 15° 5 Auf der gegenüberliegenden Seite des durchlaufenbilden. ; den Bandes befindet sich ein weiteres Paar von Trä-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der gern 21. Die Träger dieses zweiten Paares sind jedoch

Zeichnung in einer schematischen Schnittansicht dar- mit Ansätzen 22 versehen, welche gleitbar in Führun-

gestellt. gen 23 am oberen Ende des Schachts 13 gelagert sind.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung io In die Ansätze 22 ist eine Spindel 24 eingeschraubt,

läuft das zu verzinnende oder zu verbleiende Eisen- welche drehbar, aber axial unverschieblich in einer

band 3 nach entsprechender Vorbehandlung in einen feststehenden Platte 25 gelagert ist. Mit einer Kurbel

Behälter 11, um eine im Behälter 11 angeordnete Um- 26 kann die Spindel 24 gedreht werden, wodurch die

kehrwalze 12 und dann senkrecht nach oben durch Träger 21 zu den Trägern 17 hin oder von diesen weg

einen Schacht 13. Der Behälter 11 ist mit dem 15 verstellbar sind. Zwischen den Trägern 21 verlaufen

schmelzflüssigen Uberzugsmetall 14 gefüllt, in welches Querträger 27, welche in gleicher Weise wie die Quer-

das untere Ende des Schachts 13 eintaucht. Der träger 18 Abstreifer 28 tragen.

Schacht 13 ist mit Öl oder einem gleichwertigen Ma- Bei der gezeigten Anordnung sind auf einer Seite

terial gefüllt. Da dieses Öl leichter als das schmelz- des Bandes 3 drei Abstreifer 19 und auf der anderen

flüssige Überzugsmetall 14 ist, bleibt auf der Ober- 20 Seite zwei Abstreifer 28 vorgesehen. Alle fünf Abstrei-

fläche des Überzugsmetalls 14 eine Ölsäule 15 stehen, fer liegen in der Ölsäule 15, und sie sind entlang dem

wobei die Grenzfläche 16 etwas tiefer als der übrige Band 3 abwechselnd auf der einen und der anderen

Spiegel steht. Das Eisenband 3 läuft durch die Ölsäule Seite angeordnet. Die Abstreifer haben die Form von

15 hindurch, bevor es in den freien Raum austritt. schmalkantigen Klingen, die in der Bewegungsrich-

Die Vorbehandlung des Eisenblechs kann in an sich 25 tung des Bandes 3 schräggestellt sind und mit ihren

bekannter Weise dadurch erfolgen, daß zunächst kalt- Vorderkanten über die ganze Breite des Bandes 3 an

gewalzte Bleche zu einem zusammenhängenden Band diesem anliegen. Der Abstand der Trägerpaare 17 und

zusammengeschweißt werden, worauf ein Entfetten 21 ist so eingestellt, daß die zu beiden Seiten liegenden

mittels Lösungsmitteln oder auf chemischem Wege Gruppen von Abstreifern fingerartig ineinandergrei-

oder auch durch Erhitzen in einem Oxydationsofen er- 30 fen, so daß das Band 3 beim Durchgang abwechselnd

folgt. Eine dadurch entstehende Oxydschicht wird in nach der einen und nach der anderen Seite aus der

einem Ofen in einer reduzierenden Atmosphäre ent- geradlinigen Bahn abgelenkt wird. Dadurch wird er-

fernt. .Das Band wird dann etwa auf die Temperatur reicht, daß das Band trotz darin vorhandener Wellun-

des im Behälter 11 befindlichen Uberzugsmetalls ab- gen oder Krümmungen elastisch flachgedrückt wird

gekühlt, bevor es in den Behälter eintritt. 35 und somit über seine ganze Breite gleichmäßig und

Das Öl 15 in dem Schacht 13 wird zweckmäßig auf glatt an den Abstreifern anliegt.

einer Temperatur gehalten, welche angenähert der des Die Abstreifer sollen so gebaut sein, daß sie nur

schmelzflüssigen Überzugsmetalls 14 entspricht. Auf eine schmale Berührungslinie mit dem Band besitzen,

jeden Fall wird die Temperatur des Öls in Abhängig- Der Hauptteil der Abstreifer ist so stark, daß er den

lceit von dem Schmelzpunkt des Uberzugsmetalls und 40 gestellten Anforderungen in bezug auf Festigkeit und

der Wanderungsgeschwindigkeit des Bandes so ge- Starrheit genügt. Die Abstreifer sind aber nach der

wählt, daß der auf dem Band 3 gebildete Überzug Berührungskante zu verjüngt und besitzen, wenn sie

während seines Durchlaufs durch die Ölsäule oder zu- neu sind, an der Berührungskante einen Radius von

mindest durch den unteren Teil der Ölsäule nicht er- etwa 1,6 mm. Diese Abmessung kann schwanken, die

starrt. Zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Tem- 45 Abstreifer sollen aber so gebaut sein, daß die Berüh-

peratur oder eines bestimmten Temperaturgradienten rungsfläche verhältnismäßig schmal ist. Da die Ab-

können für den Schacht 13 zusätzliche Heizeinrichtun- streiferklinge an der Berührungskante abgerundet ist,

gen vorgesehen sein. ist natürlich zu Anfang die Berührung der Abstreifer

Das in dem Schacht 13 verwendete Material ist in mit dem Band nahezu linienförmig. Bei längerem Beder Regel ausgekochtes Palmöl. Es können jedoch 50 trieb erfolgt eine gewisse Abnutzung, so daß nach auch andere Stoffe verwendet werden, welche bei den er- einer bestimmten Betriebszeit die Berührungslinie sich forderlichenTemperaturenflüssigundmitdemschmelz- zu etwa 0,8 bis 1,6 mm oder sogar noch etwas mehr flüssigen Überzugsmetall nicht mischbar sind. Solche verbreitert. Verbreitert sich jedoch die Berührungsanderen Stoffe sind ölige Stoffe, welche die erforder- fläche über etwa 2,4 mm, so erhält man nicht mehr die liehen Temperaturen ohne Zersetzung aushalten, oder 55 gewünschten Ergebnisse. In der Praxis haben sich auch nichtölige Stoffe, die den gestellten Anforderun- Abstreifer als befriedigend erwiesen, welche aus etwa gen entsprechen, z. B. geschmolzener Schwefel. Beim 0,70 °/o Kohlenstoff enthaltendem Stahl bestanden. Verzinnen betragen die benötigten Temperaturen min- Solche Abstreifer besitzen eine Abnutzungsbeständigdestens 200 bis 260° C. Zinn besitzt einen Schmelz- keit, welche ihre Verwendung ausreichend wirtschaftpunkt von 231,9° C. In der Praxis wird das Überzugs- 60 lieh gestaltet. Es ist jedoch durchaus möglich, metall 14 im Behälter 11 in der Regel zwischen 274 die Abstreifer oder zumindest deren Berührungsund 310° C gehalten, wobei eine Temperatur um etwa kanten aus härterem Metall, z.B. Wolframcarbid, 285° 'C bevorzugt ist. Wenn sich das Zinn auf dieser herzustellen.

Temperatur befindet, hat sich eine durchschnittliche An Stelle des dargestellten, ziemlich schweren Ab-Ölbadtemperatur von 252° C als vollständig zufrie- 65 Streiferkörpers mit sich verjüngender und abgerunde-

denstellend erwiesen. ter Abstreifleiste kann auch eine etwa 0,8 bis 1,6 mm

An der Oberseite des Schachts 13 ist ein Paar von dicke Klinge verwendet werden, die in einem stärkeren

Trägern 17 befestigt, z.B. angeschraubt, welches sich Versteifungsteil sitzt, das ihr die nötige Festigkeit ver-

leiht. Eine solche dünne Klinge kann in dem Versteifungsteil verstellbar angeordnet werden, damit die Abnutzung ausgeglichen werden kann.

Hinsichtlich der Schrägstellung werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Abstreifer um etwa 10 bis 15° gegen eine zur Bandoberfläche senkrechte Ebene geneigt sind.

Die Abstreifer entfernen einen Teil des geschmolzenen Uberzugsmetalls von der Oberfläche des Bandes, wobei das geschmolzene Uberzugsmetall in das Bad zurückfließt. Dabei unterstützt die Schrägstellung der Abstreifer das Entfernen des geschmolzenen Überzugsmetalls.

Die Verwendung metallischer Abstreifer, welche von dem geschmolzenen Überzugsmetall benetzbar sind, hat sich als zweckmäßig erwiesen. Nichtbenetzbare Abstreifer, z. B. aus Speckstein oder anderen verhältnismäßig harten nichtmetallischen Stoffen bestehende, können besonders beim Arbeiten mit großen Geschwindigkeiten verwendet werden, während bei niedrigeren Geschwindigkeiten festgestellt wurde, daß sie eher dazu führen, daß auf der Oberfläche des Fertigerzeugnisses Streifen zurückbleiben.

Zusätzlich zu den gezeigten, in der Ölsäule angeordneten Abstreifern können gegebenenfalls weitere Abstreifer, in dem schmelzflüssigen Überzugsmetall angeordnet sein, die aber dann eine andere Aufgabe haben; sie können den endgültigen Überzug nicht beeinflussen, sondern nur zum Entfernen von Oxyden oder Fremdstoffen von den Oberflächen des Bandes oder zum Abbiegen des Bandes im Zusammenwirken mit den in dem Öl befindlichen Abstreif ern dienen.

Die Oberflächen des Bandes sollen während der Führung durch die Ölsäule nur mit den Abstreifern in Berührung kommen. Insbesondere soll die Verwendung von Walzen in der Ölsäule vermieden werden. Eine brauchbare Steuerung des Überzugs wird bereits mit drei Abstreifern erreicht, von denen zwei auf der einen und der dritte auf der entgegengesetzten Seite des Bandes angeordnet sind, wobei sich mindestens zwei der Abstreifer innerhalb des Öles befinden.

Wie bereits gesagt, sollen die Abstreifer so angeordnet sein, daß das Band abgebogen wird, um eine Abflachung und eine gleichmäßige Berührung zu gewährleisten. Der Grad des Ineinandergreifens der Abstreifer ist veränderlich, wodurch die Abbiegung des Bandes eingestellt werden kann. Die Abbiegung soll jedoch nicht so groß oder so scharf sein, daß an dem Band Einkehlungen entstehen. Die Abstreifer sollen daher einen solchen Abstand voneinander besitzen, daß man eine geeignete Abbiegung ohne scharfe Knicke erhält. Bei der praktischen Ausführung hat sich ein Abstand der Abstreifer von etwa 100 mm in der Bewegungsrichtung des Bandes bei einer auf das Band ausgeübten Zugkraft von etwa 70 kp/cm² als vollständig ausreichend erwiesen. Der Grad des Ineinandergreifens der Abstreifer kann dabei von 0,8 bis 1,6 mm oder weiter gehen.

Die Regelung des Gewichts des Überzugs hängt ab von dem Druck, welchen die Abstreifer auf das Band ausüben, von der Schärfe der Abstreiferkanten, der Schrägstellung der Abstreifer und der Beschaffenheit des Materials der Abstreifer bezüglich einer Benetzbarkeit oder Nichtbenetzbarkeit durch das schmelzflüssige Überzugsmetall. Der Druck der Abstreifer gegen das Band hängt wiederum von der Spannung ab, mit welcher das Band unter den Abstreifern durchgezogen wird, sowie von dem Ausmaß der Abbiegung des Bandes, das sich durch den Grad des Ineinandergreifens der Abstreifer ergibt.

Durch Einstellung dieser Faktoren kann das Gewicht des endgültigen Überzugs in weiten Grenzen geändert werden. In der Praxis wurden brauchbare Zinnüberzüge mit einem Gewicht von etwa 11,2 g/m² bis zu etwa 44,9 g/m² erhalten.

Das Ineinandergreifen der Abstreifer und der wirksame Druck auf das Band werden bei der dargestellten Ausführungsform durch Änderung der Stellung der beweglichen Träger 21 geregelt. Es sind auch andere Anordnungen möglich, z. B. die Montierung der Träger auf einen Rahmen, welcher aus dem Schacht 13 entnommen werden kann, wenn die Abstreifer gewechselt werden müssen. Es können auch zwei oder mehr Abstreifer um eine Welle herum angeordnet und die Wellen in Gruppen zusammengefaßt werden, so daß jeweils ein anderer Abstreifer mit dem Band in Berührung kommt, wenn man jede Welle in eine neue Stellung weiterdreht.

Nachdem das Band das Ölbad verlassen hat, erstarrt der Überzug aus geschmolzenem Metall auf seinen Oberflächen rasch, was durch Luftgebläse oder andere Kühlmittel gegebenenfalls beschleunigt werden kann. Man kann auch das Ölbad verlängern und an seinem oberen Ende Kühlschlangen anbringen, um so den Überzug rasch abzukühlen. Die Abstreifer sollen jedoch die Oberflächen des Bandes in einem Teil des Ölbades berühren, in welchem der Überzug noch geschmolzen ist.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verzinnen oder Verbleien von Eisenband durch Tauchen in einen Behälter mit schmelzflüssigem Überzugsmetall, wobei das vorbehandelte Eisenband im Behälter um eine Umkehrwalze und sodann senkrecht nach oben durch ein auf der Metallbadoberfläche angeordnetes ölbad od. dgl. geführt wird, das auf einer so hohen Temperatur gehalten wird, daß der Überzug auf dem Eisenband beim Durchgang durch das Bad geschmolzen bleibt, und in dem auf beiden Seiten des Eisenbandes mehrere, abwechselnd gegeneinander versetzte Abstreifer angeordnet sind, die so weit ineinandergreifen, daß eine Abbiegung des Eisenbandes hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer (19, 28) als schmalkantige Klingen ausgebildet sind und gegen die Oberfläche des Eisenbandes (3) zu dessen Bewegungsrichtung schräggestellt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer derart angeordnet sind, daß sie mit einer zu der Oberfläche des Eisenbandes senkrechten Ebene einen Winkel von etwa 10 bis 15° bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkanten der Abstreifer mit einem Radius von etwa 1,6 mm halbkreisförmig abgerundet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer aus einem von dem geschmolzenen Überzugsmetall benetzbaren Metall bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer aus einem von dem geschmolzenen Überzugsmetall nicht benetzbaren Metall bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifer (19, 28) an Trägerpaaren (17, 21) angebracht sind, von denen wenigstens eines quer zur Bewegungsrichtung des Eisenbandes (3) verstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 306 429, 325 672, 644;

britische Patentschrift Nr. 391941; USA.-Patentschriften Nr. 1712413, 2338438, 398 034,2401374.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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