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Einrichtung zur fortlaufenden Vorbehandlung von Bändern aus Stahl
oder ähnlichem Metall für das anschließende überziehen der Bänder mit anderen Metallen
in Metall- oder Metallsalzbädern Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur
fortlaufenden Vorbehandlung von Bändern aus Stahl oder ähnlichem Metall für das
anschließende Überziehen der Bänder mit anderen Metallen in Metall- oder Metallsalzbädern
(Galvanisieren), bei der die Bänder nach einer Vorbehandlung, beispielsweise Waschen,
Entfetten, Beizen, Polieren usw., nacheinander einen Vorwärmofen mit Wärmerückgewinnung,
einen Reduktions- und Glühofen und eine Kammer durchlaufen, in der die Bänder vor
dem Eintritt in die Einrichtung zum Überziehen der Bänder auf die dafür notwendige
Temperatur gebracht werden, wobei die Öfen und die Kammer waagerecht über einem
Speicher für das zu behandelnde Band liegen, der wiederum waagerecht über dem Vorbehandlungsraum
für die Bänder angeordnet ist.
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Derartige Einrichtungen sind vor allem zur Vorbehandlung von Stahlbändern
für ein anschließendes Feuerverzinken bekannt, wobei diese Bänder einer Oxydationsbehandlung
und einer anschließenden Reduktionsbehandlung unterworfen werden, um ihre Oberfläche
für den nachträglich aufzubringenden Metallüberzug aufnahmefähig zu machen.
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Der Nachteil der bisher bekannten Einrichtungen der vorgenannten Art
liegt in ihrer Einseitigkeit, d. h. darin, daß sie nur für ganz bestimmte Bandqualitäten
und vielfach auch nur zur Vorbereitung der Metallbänder auf bestimmte Nachbehandlungen
einsetzbar sind, es sei denn, man nimmt grundlegende Abänderungen vor, was einen
fortlaufenden Produktionsgang ständig stört.
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Da das Rohmaterial, d. h. die anschließend mit einem andersartigen
Metallüberzug zu versehenden Metallbänder, aber entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck
des Endproduktes zwangläufig unterschiedlicher Qualität sein muß, ist man gezwungen,
für jedes Rohmaterial eine ihm angepaßte Einrichtung in Betrieb zu nehmen oder die
vorhandene Einrichtung von Fall zu Fall abzuwandeln. Dies bedingt aber erhöhte Investitionskosten
oder zumindest einen erhöhten Anfall an Arbeitslöhnen.
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Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen, indem sie eine Einrichtung
der eingangs erwähnten Art in der Weise ausbildet, daß eine Vorbehandlung von Bändern
aus Stahl oder ähnlichem Metall für das anschließende überziehen der Bänder mit
anderen Metallen in Metall- oder Metallsalzbädern an Metallbändern unterschiedlichen
Ursprungs und Zustandes durchgeführt werden kann, um auf diese Weise Fertigprodukte
zu erhalten, d. h. mit einem andersartigen Metall überzogene, beispielsweise galvanische
Metallbänder, deren mechanische Eigenschaften sehr verschiedenartigen Anforderungen
genügen, wobei auch in Betracht gezogen wird, daß sogar ein Tiefziehen derartiger,
mit einem andersartigen Metallüberzug versehener Metallbänder möglich sein muß.
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Gekennzeichnet ist eine erfindungsgemäße Einrichtung dadurch, daß
zwischen dem Ausgang des Vorbehandlungsraumes und dem Haupteingang in den Vorwärmofen
bzw. einem Nebeneingang in die Kammer ein senkrechter Verbindungsweg mit zwei Streckenführungen
vorgesehen ist, von denen die eine über eine senkrechte Zone zur Durchführung einer
oxydierenden Vorwärmung zum Eingang des Vorwärmofens verläuft, während die andere
dicht neben ihr unmittelbar durch einen Nebeneingang in die Kammer führt.
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Dadurch ist es ohne iregendwelche Abwandlung der Einrichtung und ohne
schwerwiegende Unterbrechung des Produktionsablaufes möglich, das Band während der
Behandlung je nach seinem Zustand und seiner Art und auch entsprechend der für das
Endprodukt geforderten Qualität auf zwei verschiedenen Streckenführungen durchlaufen
zu lassen, und zwar einmal durch die senkrechte Zone zur Durchführung einer oxydierenden
Vorwärmung und den waagerechten Vorwärmofen mit anschließendem Reduktions- und Glühofen
in die Kammer, in welcher das Band vor seinem Eintritt in das Behandlungsbad
auf
die entsprechende Temperatur gebracht wird, oder dicht neben dieser Streckenführung
direkt in diese Kammer zur Erzielung der für die Badbehandlung erforderlichen Temperatur.
Zweckmäßigerweise ist der Nebeneingang zur Kammer durch eine Dichtung am Ausgang
der Vorkühlkammer und eine Dichtung am Haupteingang zur Kammer abgedichtet und im
Eingang zum Vorwärmofen eine Abdichtung in unmittelbarer Nachbarschaft einer Abdichtung
am Ausgang der senkrechten Vorwärmzone vorgesehen. Der Nebeneingang zur Kammer weist
vorzugsweise eine Abdichtung über einer Umlenkrolle unmittelbar neben einer am Eingang
zur senkrechten Vorwärmzone liegenden Umlenkrolle auf. An Stelle der Abdichtung
am Ausgang der Vorkühlkammer und der Abdichtung am Haupteingang zur Kammer kann
auch ein direkter Durchlaß zwischen diesen beiden Kammern mit einem Schieber zur
Freigabe bzw. unbedingt dichten Schließung dieses Durchlasses vorgesehen sein. Dabei
kann dieser Schieber verschiebbar in einer nach außen hin abgedichteten und an eine
Gasdrückleitüng angeschlossenen Kammer angeordnet sein und mittels seitlicher Zahnstangen
über Zahnräder und einen Kegeltrieb von einem außenliegenden Motor angetrieben und
geführt werden. Zur Abdichtung trägt der Schieber vorzugsweise auf der einen Seite
eine Dichtung und steht auf der anderen Seite unter dem Druck eines in der Kammerwandung
verschiebbaren Flansches, für dessen Antrieb und Führung geeignete Organe vorgesehen
sind. An den Eingängen und gegebenenfalls den Ausgängen der Behandlungskammern können
auch Dichtungs- und Klemmwalzen in zurückziehbaren Gestellen angeordnet werden.
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Infolge der mit einfachsten Mittel erzielbaren Umschaltung der Streckenführung
bis zur Kammer, in welcher die Bänder vor dem Eintritt in die Einrichtung zur Aufbringung
der andersartigen Metallüberzüge auf die dafür erforderliche Temperatur gebracht
werden, lassen sich die verschiedensten Bandqualitäten entsprechend dem jeweils
gewünschten Endprodukt ohne Unterbrechung des Produktionsablaufes behandeln. Dabei
kann es sich um kalt-oder warmgewalzte, geglühte oder nicht geglühte Bänder handeln,
die nach der Badbehandlung entsprechend der durchlaufenden Streckenführung die Einrichtung
als geglühte oder ungeglühte galvanisierte Metallbänder verlassen. Eine genauere
Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung; es zeigt F i g. 1 eine schematische
Schnittansicht einer Straße zur Behandlung von Bändern zu dem Zweck, sie mit einem
Überzug eines anderen Metalls zu versehen, welche auf die für die Vorbehandlung
erforderlichen Apparaturen beschränkt ist, und F i g. 2 einen Schnitt eines Teils
der Einrichtung in größerem Maßstab, welcher auf die Nähe der Haupteingänge und
-ausgänge und des sekundären Eingangs der Vorwärmkammer, der Vorkühlkammer und der
die Bänder auf die erforderliche Badtemperatur bringenden Kammer beschränkt ist.
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Bei dem dargestellten Beispiel wird das Band :t einem Paar abwechselnd
arbeitender Spulenabwickelvorrichtungen entnommen, an deren jede sich eine Einrichtung
mit Klemmwalzen und eine Ausrichtvorrichtung anschließt, wobei die beiden übereinanderliegenden
Aüsgangsbahrien durch eine Doppelschere und über zwei ebenfalls übereinanderliegende
konvergierende Einführungstische laufen, bevor sie über einen Tisch 2 laufen, welcher
mit einem zurückziehbaren Teil versehen ist, der über einem querliegenden Förderer
zur Abfuhr der Abfälle angeordnet ist. Diese an sich bekannte Apparatur ist nicht
dargestellt.
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Das Band 1 läuft am Eingang der Straße in eine Schweißmaschine 3 und
hierauf in eine Stanze 4, bevor es von einem einen S-förmigen Block bildenden Walzenpaar
5, 6 erfaßt wird, welches von einem eine Regelwirkung ausübenden Bremsmotor mit
einstellbarer Geschwindigkeit angetrieben wird. Über dem Boden 7 ist ein Gestell
8 errichtet, in welchem ein waagerechter Speicher angeordnet ist. Der Eingang in
den Speicher erfolgt auf einem lotrechten Weg 9, welcher zu einer Walze 10 am Eingang
einer waagerechten Bahn 11 führt, die in verhältnismäßig großen Abständen mit zurückziehbaren
Stützwalzen 12 versehen ist. Das entgegengesetzte Ende dieser Bahn enthält in dem
Speicher die Walze 14 eines Doppelschlittens 13, welcher das Band 1 in eine parallele
Bahn 15 umlenkt. Verhältnismäßig nahe beieinanderliegende Walzen 16 stützen diesen
unteren Abschnitt des Bandes.
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Auf der Eingangsseite läuft das der Bahn 15 folgende Band über eine
Umlenkrolle 17 auf eine Bahn 18, welche der Bahn 11 entspricht und über voneinander
entfernte zurückziehbare Walzen 19 verläuft, welche den Walzen 12 entsprechen, worauf
es auf die zweite sintere Walze 20 des Schlittens 13 gelangt. Auf diese Walze 20
folgt eine der Bahn 15 entsprechende Bahn 21, auf welcher das Band von dicht beieinanderliegenden,
den Walzen 16 entsprechenden Walzen 22 getragen wird, worauf es auf eine der Walze
17 entsprechende Walze 23 gelangt.
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Der Schlitten 13 ist mit Rollen 14 versehen, welche auf zwei nicht
dargestellten Schienenpaaren rollen. Er ist mit eitlem Kabel 25 verbunden, welches
durch eine Arbeitströmme126 unter mechanischer Spannung gehalten wird. Hinter der
Walze 23 läuft das Band auf einer abwärts gehenden Bahn bis zu einer Walze 27 am
Eingang einer Bürstapparatur 28. Hinter dieser gelangt das Band über eine Walze
29 in einen Entfettungsbehälter 30, in welchem es durch ein Walzenpaar 31, 32 geführt
wird. Hinter der Walze 32 läuft das Band durch eine Wascheinrichtung 33, beider=
seits welcher erhöht liegende Führungswalzen 34 und 35 angeordnet sind.
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Hinter der Walze 35 läuft das Band durch eine Beiz- oder Polierwanne
36, in welcher es durch zwei Walzen 37 und 38 untergetaucht gehalten wird. Es tritt
über eine Abzugswalze 39 aus, welche am Eingang einer Bürstvorrichtung 40 liegt,
welcher eine Waschvorrichtung 41 und ein Trockenapparat 42 folgen, bevor es durch
einen zweiten S-förmigen Block läuft, welcher durch zwei Walzen 43 und 44 gebildet
wird, die wie die Walzen 5 und 6 ausgebildet sind und in gleicher Weise von einem
eine Regelwirkung ausübenden Bremsmotor mit einstellbarer Geschwindigkeit angetrieben
werden.
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Hinter den Walzen 43 und 44 läuft das Band durch einen Spannungswächter
mit zwei beiderseits einer Tänzerwalze 47 angeordneten Walzen 45 und 46 mit festen
Achsen. Hinter der Walze 46 läuft das Band unter einer Walze 48 vorbei, bevor es
auf
einer lotrechten Bahn 49 durch eine Vorwärmzorie 50 mit oxydierender
oder nicht oxydierender Atmosphäre läuft, welche mit Heizelementen 52 und an ihrem
Ausgang mit Abdichtungsklemmwalzen 51 versehen ist. In der Nähe dieser Walzen 51
sind Klemmwalzen 53 angeordnet, welche an dem so abgedichteten Eingang einer Vorwärmzone
54 liegen. Auf der Seite dieses Eingangs ist innerhalb der Kammer eine Umlenkwalze
48 a angeordnet, welche mit der Eingangswalze 48 in einer Flucht liegt, und hinter
welcher das Band auf einer waagerechten Bahn 55 verläuft, wobei es durch eine Reihe
von Antriebswalzen 56 gestützt wird. Der Austritt aus der Kammer 54 erfolgt über
einen Durchlaß 57 mit verkleinertem Querschnitt am Eingang eines Glüh- und Reduktionsofens
58, in welchem untere Antriebswalzen 59, eine einzige Umlenkwalze 60 auf
der Seite des geschlossenen Endes des Ofens und über den Walzen 59 liegende Antriebswalzen
61 vorgesehen sind, welche die zweite Bahn 62 des Bandes hinter der Walze 60 halten.
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Aus dem Ofen 58 tritt das Band über einen verengten Durchlaß 63 aus,
welcher diesen Ofen von einer Kühlkammer 64 trennt, welche von dem Vorwärmofen 54
durch eine wärmedurchlässige Wand 65 getrennt ist. In dieser Kühlkammer 64 sind
Antriebswalzen 66 vorgesehen.
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Diese Kühlkammer verläßt das Band durch eine Dichtung 67, welche von
der Bahn 62 waagerecht durchlaufen wird, worauf dieses über eine Tragwalze
68 und eine mit dieser zusammenwirkende Umlenkwalze 69 läuft, bevor es über
einen verengten Durchlaß 70 in die nur teilweise in F i g. 1 dargestellte
Kammer 71 gelangt, welche mit Strahlrohren für ihre Erwärmung sowie mit Vorrichtungen
zum Einblasen von Kühlluft versehen ist; um je nach Bedarf das sie durchlaufende
Band erwärmen oder schonend kühlen zu können.
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Unter der durch die Tragwalze 68 und die Umlenkwalze 69 gebildeten
Anordnung liegt in einer lotrechten, zur Umlenkwalze tangentialen Richtung ein mit
Abdichtungsklemmwalzen 73 versehener Eingang 72 und in der gleichen Richtung, aber
tiefer, eine neben der Walze 48 angeordnete Umlenkwalze 74.
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In dem eine Vorwärmkammer bildenden Ofen 54 sind nicht dargestellte
Heizelemente sowie Vorrichtungen zur Zufuhr eines reduzierenden Gases vorgesehen.
Ebenso sind in dem Ofen 58 Heizelemente und Vorrichtungen zur Zufuhr eines reduzierenden
Gases vorgesehen, welche ebenfalls nicht dargestellt sind.
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Während des Stillstandes der Antriebswalzen 5, 6 bei Verbindung zweier
aufeinanderfolgender Spulen durch die Schweißmaschine 3 und die Stanze 4 wird durch
den Schlitten 13 des Speichers eine fortlaufende Speisung der übrigen Straße bei
Freigabe durch das Kabel 25 möglich. Nach erfolgter Verbindung beider Spulenenden
werden die Walzen 5, 6 zunächst mit einer etwas höheren Drehzahl angetrieben und
das Kabel 25 wieder auf seiner Trommel 26 aufgewunden, so daß der
Schlitten 13 wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt.
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Von der Walze 23 aus läuft jedenfalls das Band mit konstanter Geschwindigkeit,
und seine Spannung wird durch die Tänzerwalze 47 geregelt.
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Falls eine Entfettung erforderlich ist, werden die Bürstvorrichtung
28 und die Entfettungsvorrichtung 30 in Betrieb genommen. Es gibt auch Fälle, in
denen nur ein Bürsten erforderlich ist. Falls das Band poliert werden soll, wird
die Wanne 36 gefüllt. ledesmal, wenn das Band durch ein Flüssigkeitsbad geführt
wird, werden die Trocken- und Waschvorrichtungen eingeschaltet.
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Falls für das Endprodukt ein geglühtes Metallband erforderlich ist
und das Ausgangsmaterial ungeglüht angeliefert wird, führt man das Band von der
Walze 48 aus nach oben in die Zone 50, in welcher durch die Heizelemente 52 eine
oxydierende oder nicht oxydierende Atmosphäre erzeugt werden kann.
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Von dieser Oxydationszone gelangt das Band dann über den Vorwäimofen
54 in den Reduktions- und Glühofen 58, von dem aus es durch eine Vorkühlkammer 64
in die Kammer 71 gelangt, in welcher es endgültig auf die für die anschließende
Metall-oder Metallsalz-Badbehandlung erforderliche Temperatur gebracht wird. Die
Erwärmung des Vorwärinofens 54 erfolgt durch Wärmeaustausch mit der darüberliegenden
Vorkühlkammer 64 durch die gemeinsame Wand 65 hindurch, so daß die in dieser Kammer
64 dem Band entzogene Wärme zum großen Teil für den Vorwärmofen zurückgewonnen wird.
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Da in diesem Reduktions- und Glühofen 58 die beiden nahe beieinanderliegenden
Trume des Bandes ihre Wärme systematisch austauschen, wird eine vorteilhafte Homogenisierung
der Behandlungstemperaturen und eine Ersparnis an aufzuwendender Wärmeenergie erreicht.
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Falls keine Reduktions- und Glühbehandlung des Bandes erforderlich
ist, wird es von der Walze 48 der Walze 74 zugeführt und gelangt dadurch unmittelbar
in die Kammer 71, in welcher es kalt ankommt. Es wird dann durch gesteuerte Erwärmung
in einer bestimmten Atmosphäre auf die richtige Temperatur gebracht, so daß es in
dem richtigen Zustand zu dem Metall- bzw. Metallsalzbad gelangt.
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Die obige Anlage ist äußerst anpassungsfähig, da sie durch einfache
Änderung des durchlaufenen Weges oder durch Änderung des Betriebszustands und der
Atmosphäre des durch die Durchlaufzone 50 gebildeten Vorwärmofens allen in der Praxis
bei Blechbändern beliebigen Ursprungs und beliebiger endgültiger mechansicher Eigenschaften
angetroffenen Bedingungen angepaßt werden kann.
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Eine derartige Anlage bleibt hinsichtlich des Aufwandes an Wärmeenergie
infolge des in ihr auftretenden Wärmeaustausches und der Wärmerückgewinnung sehr
wirtschaftlich. Sie nimmt trotz der geringen Zahl von haarnadelförrnigen Rückführungen
und Biegungen der Bänder infolge der übereinanderlagerung der Einzeleinrichtungen
wenig Platz ein.
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Eine entsprechende Platzeinsparung läßt sich auch auf der Ausgangsseite
nach dem Durchlauf durch die Kammer 71 und das Metall- bzw. Metallsalzbad erreichen,
da die Kammer 71 waagerecht über einem dem oben beschriebenen Speicher ähnlichen
Ausgangsspeicher sowie über dem flüssigen Metallbad und den Einrichtungen zur Konditionierung
des behandelten Bandes liegt, wobei diese Einrichtungen abwechselnd gespeiste Aufspulmaschinen,
Besichtungstische mit Umgehungsklappen, fliegende Scheren, Planiermaschinen und
stoßweise gespeiste Aufstapelvorrichtungen umfassen, die über querliegenden Transportwagen
liegen, welche die je nach Bedarf zugeschnittenen Tafeln von mit dem gewünschten
Metallüberzug versehenen Blechen aufnehmen.
Wie F i g. 2 zeigt,
liegt der Ausgang 67 der Vorkühlkammer 64 dem Haupteingang 70 der Kammer 71 gegenüber,
wobei die Verbindung zwischen dem Eingang 70 und dem Ausgang 67 über einen Durchlaß
80 erfolgt, durch welchen das zu behandelnde Band von der Ausgangswalze 66 der Kammer
64 zu der Umlenkwalze 69 der Kammer 71 gelangen kann. Im mittleren Abschnitt dieses
Durchlasses ist ein beweglicher Flansch 81 angeordnet, welchem ein fester Flansch
82 gegenüberliegt. Diese beiden Flansche sind in den Seiten eines dichten, nach
außen über die Wand des Durchlasses 80 vorstehenden Kastens 83 angeordnet, dessen
eine Seite eine Kammer 84 bildet. In dieser Kammer, in welcher eine geeignete Schutzgasatmosphäre
über eine von einer entsprechenden Gasquelle herkommende, mit einem Hahn versehene
Leitung 84a erzielt werden kann, liegt ein Schieber 85, welcher zwischen die Flansche
81 und 82 geschoben werden kann, um den Durchlaß 80 dicht zu verschließen. Hierfür
sind die lotrechten Kanten des Schiebers mit Zahnstangen versehen, welche von seitlichen
Zahnrädern 86 geführt und angetrieben werden, die synchron von einem Motor 87 über
Kegelradzwischengetriebe 88 angetrieben werden. Die Zahnräder sind auf Wellen angebracht,
welche wenigstens durch eine Seite des Kastens 84 treten und abgedichtet sind.
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Zur Herstellung der Abdichtung trägt der Schieber 85 auf der Seite
der Kammer 71 einen plastischen Belag 87, während sich an ihm auf der entgegengesetzten
Seite der Flansch 81 abstützen kann, welcher in Führungen 89 in der entsprechenden
Wand des Kastens 83 durch denselben Antrieb 88 wie der Schieber verschiebbar ist.
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Diese einseitige Abdichtung ist ausreichend, da, wenn die Kammer 71
allein in Betrieb ist, nur in ihr eine Gasatmosphäre mit leichtem überdruck herrscht,
in der unbenutzten Vorkühlkammer 64 dagegen-nur Atmosphärendruck herrscht.
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Der Schieber 85 wird dagegen angehoben, wenn beide Kammern 64 und
71 gleichzeitig benutzt werden, wobei in ihnen dann die gleiche, z. B. neutrale
oder reduzierende Gasatmosphäre zum Schutz des behandelten Blechbandes gegen jede
Oxydation bis zum Ausgang der Kammer 71 und bis zu seinem Durchgang durch das Metall-
bzw. Metallsalzbad herrscht. Wie im unteren Teil der F i g. 2 dargestellt, werden
zweckmäßig an den Eingängen der Vorwännkammer 54 und der Kammer 71, d. h. unter
dem Nebeneingang 72, Abdichtungsklemmwalzen 53 und 73 vorgesehen, welche in Gestellen
90 und 91 gelagert sind und gegenbenenfalls so verschwenkt werden können, daß sie
diese Eingänge vollständig freilegen. Beim Übergang des Bandes aus der Vorkühlkammer
64 in die Kammer 71 wird der Durchlaß 72 mittels einer nicht dargestellten, mit
einer Dichtung versehenen Platte dicht verschlossen, welche durch Bolzen oder auf
andere Weise unter diesem Durchlaß befestigt wird, wobei das Kippgestell abgehoben
ist.
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Auf der Seite der Kammer 54 ist das Gestell 90
in der
angehobenen Arbeitsstellung und auf der Seite des Eingangs 72 das Gestell 91 heruntergeschwenkt
dargestellt.
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Hierfür ist z. B. das Gestell 91 an einer seitlichen Schwenkachse
92 angebracht, und das Gegengewicht 93 zur dichten Anpressung der Walzen 73 und
der Dichtungskeile 94 wird von einem Winkelhebel 95 getragen, welcher an das Ende
eines Lenkers 96 angelenkt ist, der seinerseits auf einer Achse 97 schwenkbar ist.
Das Knie des Hebels 95 ist an einer Gelenkachse 98 in einem schwenkbaren Gabelkopf
99 schwenkbar, welcher den Lenker 100 zur übertragung der Druckkräfte trägt. Dieser
Gabelkopf ist an einer oberen Achse 101 angelenkt.
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Diese Einbauart gestattet, das Gegengewicht in die günstigste Stellung
zu bringen, wenn das Gestell gegen die entsprechende C)ffnung geklappt ist, ohne
sein Zurückziehen zu behindern, wenn dies erforderlich ist.