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Vorrichtung zur Regelung der überzugsdicke beim kontinuierlichen überziehen
von Draht-und Bandmaterial mit schmelzflüssigem Metall Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Regelung der überzugsdicke beim kontinuierlichen überziehen von
Draht- und Bandmaterial und schmelzflüssigem Metall, wobei das überzogene Material
senkrecht nach oben aus dem Überzugsbad austritt und mit Spiel durch die axiale
Bohrung eines Abstreifelementes aus einem nicht benetzbaren Material sowie durch
eine eine Schutzgasatmosphäre enthaltende Kammer hindurchläuft.
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In der USA.-Patentschrift 2 914 423 ist eine derartige Vorrichtung
beschrieben, bei der das Abstreifelement festliegt. Dieses. festliegende Abstreifelement
kann zu Unregelmäßigkeiten in der überzugsdicke führen.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 526 731 ist es bekannt, das Draht- und
Bandmaterial einer Endbehandlung mittels eines Gases zu unterwerfen. Das Material
wird bei seiner Aufwärtsbewegung einem nichtoxydierenden oder einem reduzierenden
Gas ausgesetzt, wodurch die Ausbildung von Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche
vermieden wird. In der USA.-Patentschrift 2 526 731 wird die technische Lehre gegeben,
das Gas gegenüber dem Material abwärts strömen zu lassen, und das eingeleitete Gas
wird am unteren Ende der Behandlungskammer abgezogen und auf der Oberfläche des
überzugsbades verbrannt. Die Gase, die am oberen Ende aus der Kammer eintreten,
werden ebenfalls verbrannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der die Herstellung eines derartigen überzuges wesentlich verbessert
wird.
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Erfindungsgemäß wird dies durch ein in einem Halter radial verschiebbar
angeordnetes Abstreifelement erreicht und durch eine im wesentlichen tangential
zur inneren Oberfläche des Halters zur Einführung eines Schutzgases geführte Leitung
im Halter, die oberhalb des Abstreifelementes in den Halter eintritt, und durch
einen einen Drall erzeugenden Bauteil im Halter für das Schutzgas mit einer axialen
Bohrung für den Durchgang des überzogenen Materials, wobei der Bauteil eine äußere
Ringnut aufweist, die im wesentlichen mit der Einführungsleitung fluchtet, sowie
eine Anzahl Kanäle, die sich von der Ringnut nach innen und unten durch den Bauteil
hindurch erstrecken und die tangential in der Bohrung münden.
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Dadurch, daß das Abstreifelement radial verschiebbar im Halter angeordnet
ist, wird eine schwimmende Lage dieses Abstreifelementes erreicht, und diese schwimmende
Lagerung trägt zur Erzeugung von Überzügen mit gleichförmiger Dicke bei. In vorteilhafter
Weise wird ferner durch die spezielle Anordnung und Ausführung der Zuführungsleitung
und des einen Drall erzeugenden Bauteils und durch die spezielle Gestaltung dieses
Bauteils dafür Sorge getragen, daß das verwendete Gas um das Draht- und Bandmaterial
herumwirbelt, ohne auf dieses aufzuprallen. Dadurch werden die Oberflächeneigenschaften
wesentlich verbessert.
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In vorteilhafter Weise kann auch der Bauteil, der einen Drall erzeugt,
radial verschiebbar gelagert sein. Mit Vorteil kann dieser Bauteil eine zweite Ringnut
oberhalb der ersten Ringnut aufweisen, und ferner kann der Halter mit einer inneren
Ringnut versehen sein, die mit der zweiten Ringnut des Bauteils fluchtet, und ein
Dichtungsmaterial kann innerhalb der beiden gegenüberliegenden Ringnuten angeordnet
sein. Hierdurch wird eine sehr gute Abdichtung der Behandlungskammer mit einfachsten
Mitteln erzielt.
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Die Kanäle im Bauteil, welches einen Drall erzeugt, können mit Vorteil
um dessen Achse herum symmetrisch verteilt angeordnet sein.
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Um das Abstreifelement einfach und betriebssicher zu gestalten, kann
mit Vorteil dieses Abstreifelement einen oberen Flansch aufweisen, dessen Durchmesser
größer ist als die Durchführungsöffnung im Halter, und das Abstreifelement, dessen
Durchmesser wesentlich kleiner ist als der der Öffnung, kann sich durch
die
Öffnung hindurch erstrecken, während der obere Flansch sich auf den Boden des Halters
abstützt.
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Der die Drall- oder Wirbelbewegung des Gases erzeugende Bauteil kann
einen Hauptkörper aufweisen, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist als der
Innendurchmesser des Halters, und einen Flansch, dessen Durchmesser größer ist als
der Innendurchmesser des Halters, und der Bauteil kann derart in dem Halter sitzen,
daß sich der Hauptkörper innerhalb des Halters befindet, während der obere Flansch
sich auf den oberen Rand des Halters abstützt. Hierdurch wird ein besonders einfacher
und kompakter Aufbau erzielt.
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Die Erfindung soll unter- Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung
erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 eine senkrechte Schnittansicht eines Teiles
einer überziehvorrichtung für Draht- und Bandmaterial, F i g. 2 eine Seitenansicht
des Abstreifelementes in vergrößertem Maßstab, und zwar gesehen von der rechten
Seite der F i g. 1, F i g. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in einem noch größeren
Maßstab und F i g. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 der F i g. 3, die ein
weiteres Ausführungsbeispiel zeigt. Ein Teil der überziehvorrichtung ist in F i
g. 1 dargestellt. Diese überziehvorrichtung weist einen Tiegel 12 auf, welcher eine
abschüssige Bodenoberfläche 14 aufweisen kann. Das Material 15 bewegt sich durch
die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung nach oben und kommt aus einer Vorbehandlungskammer,
in welcher das Material einer Oxydations-Reduktions-Behandlung unterworfen werden
kann, wie es in den USA.-Patentschriften 2110 893 und 2136 957 beschrieben ist.
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Das Material wird durch die Öffnung 13 durch den Boden des Tiegels
12 geführt, und zwar in Richtung senkrecht nach oben, und tritt in senkrechter Richtung
aus dem schmelzflüssigen Metall aus. Unmittelbar über dem Metall wird das Material
durch ein Abstreifelement 22 geführt.
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Das Abstreifelement, welches aus einem nicht benetzbaren Material
besteht, ist in einem Halter 30 angeordnet. Der Halter 30 ist an der Anlage befestigt
und wird in seiner Lage gegenüber dem überzugsbad festgehalten. Als Beispiel ist
in den F i g. 2 und 3 eine Halterung gezeigt, bei welcher Bolzenöffnungen 31 Schraubenbolzen
aufnehmen, welche den Halter 30 in der gewünschten Lage festhalten. Der Halter weist
einen becherartigen inneren Aufbau auf.
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Die Bohrung 32 ist zylindrisch, und es ist ein flacher Boden 33 vorgesehen
(F i g. 4). In der Mitte des Bodens 33 ist eine Bohrung 34 vorgesehen, bei welcher
das Abstreifelement angeordnet ist. Wie aus den F i g. 1 und 4 deutlich hervorgeht,
weist das Abstreifelement 22 eine Bohrung 22a auf, welche zur Einstellung der Dicke
des Überzugs des Materials 15 dient. Das Abstreifelement 22 ist mit einem oberen
Flansch 22b versehen. Der Durchmesser des Zylinderabschnittes des Abstreifelementes
22 ist wesentlich kleiner als der Durchmesser der Bohrung 34, während der Durchmesser
des oberen Flansches 22 b größer ist als der der Bohrung 34. Auf diese Weise wird
das Abstreifelement 22 von seinem Flansch 22 b getragen, der auf der Oberfläche
33 aufliegt, wobei sich der Zylinderabschnitt durch die Bohrung 34 mit einem wesentlichen
Spiel erstreckt, so daß das Abstreifelement 22 frei ist, um - radial zum
Material in jeder Richtung zu gleiten. Diese Anordnung ist gemeint, wenn gesagt
wird, daß das Abstreifelement »schwimmt«.
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Ein Bauteil 35 zur Erzeugung einer wirbelnden Schutzgasatmosphäre
ist vorgesehen. Dieser Bauteil 35 weist eine axiale Bohrung 36 auf, durch die das
Material und die wirbelnden Schutzgase hindurchgehen, und er weist ferner einen
Zylinderabschnitt 37 und einen oberen Flansch 38 auf. Ähnlich wie bei der Anordnung
des Abstreifelementes 22 wird der Bauteil 35 am Halter 30 durch den Flansch 38 getragen,
wobei sich der Zylinderabschnitt 37 nach unten in den Halter und in die Nähe des
Abstreifelementes 22 erstreckt.
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Der Zylinderabschnitt 37 weist eine äußere ringförmige Nut 39 auf,
von der aus eine Anzahl von Kanälen 40 zum Inneren 36 des Bauteiles 35 führen. Es
sei bemerkt, daß die Kanäle 40, von denen lediglich zwei dargestellt sind, symmetrisch
um die Achse des Bauteils 35 angeordnet sind und daß diese Kanäle im wesentlichen
tangential zur inneren Oberfläche der Bohrung 36 verlaufen, wobei sie in diese Bohrung
nach abwärts gerichtet eintreten.
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Eine Leitung 41 für ein Schutzgas tritt in den Halter in Flucht mit
der Nut 39 ein, wie es im vorstehenden beschrieben ist. Weiterhin verläuft die Leitung
41 im wesentlichen tangential zur Innenfläche 32 des Halters.
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Das Schutzgas, das durch die Leitung 41 eintritt, wird in Umfangsrichtung
um den Bauteil 35 geleitet, und zwar durch die ringförmige Nut 39, und gelangt dann
durch die Kanäle 40 in die Bohrung 36, wo das Gas um das Material herumwirbelt,
ohne direkt auf dieses aufzuprallen.
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Es sei bemerkt, daß zwischen dem Bauteil 35 und dem Abstreifelement
22 genügend freier Spielraum vorhanden ist, um ein Hängenbleiben des Abstreifelementes
22 während der seitlichen Verschiebung zu vermeiden. Das Gewicht des Abstreifelementes
22 ist zusammen mit dem Gasdruck ausreichend, um eine gute Dichtung für das Gas
zu bilden und um dessen Austritt längs der Außenseite des Abtreifelementes 22 zu
verhindern.
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Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist und wenn das Material
15 geschmolzenes überzugsmetall aus dem Bad herauszieht und das Abstreifelement
22 an dessen unterem Ende berührt, so wird dadurch eine ausreichende seitlich gerichtete
Kraft ausgeübt, um einen gleichförmigen radialen Abstand zwischen dem Material und
dem Abstreifelement 22 aufrechtzuerhalten. Dies erzeugt zusammen mit den natürlichen
Kräften der Oberflächenspannung des geschmolzenen Metalls eine gleichförmige Schichtung
des überzugsmetalls um das Material herum. Die senkrechten Abmessungen der Bohrung
22a und die Größe des Spielraumes zwischen dem Material und der Bohrung 22a können
in der Weise bestimmt werden, wie es in der USA.-Patentschrift 2 914 423 beschrieben
ist.
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Würde man den Gasstrom direkt auf den mit dem Material aufsteigenden
geschmolzenen Überzug richten, so würde sich ein Endprodukt ergeben, welches nicht
so glatt ist, wie man es wünscht. Durch die Erfindung wird das direkte Aufprallen
des Gasstromes vermieden, und es wird ein glatterer Überzug erzeugt.
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F i g. 4 zeigt eine zusätzliche Abänderung, die in F i g. 1 nicht
dargestellt ist. Der Bauteil 35 weist
eine zusätzliche Nut 42 oberhalb
der Nut 39 auf. Weiterhin weist der Halter 30 eine komplementäre Nut 43 auf. Ein
Dichtungsmaterial 44 kann zwischen den Nuten 42 und 43 angeordnet sein, um eine
Dichtung für das nichtoxydierende Gas zu bilden.