DE1446194B2

DE1446194B2 - Einrichtung zum fortlaufenden verzinken eines stahlrohres

Info

Publication number: DE1446194B2
Application number: DE19621446194
Authority: DE
Inventors: der Anmelder C23c 13 12 ist
Original assignee: Krengel, Theodore H , Chicago, 111 (V St A)
Priority date: 1961-05-01
Filing date: 1962-04-30
Publication date: 1971-04-08
Also published as: US3122114A; DE1446194A1

Description

Die Erfindung betrifft eine an eine Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen eines längsnahtgeschweißten Stahlrohres anschließende und zwischen einer Einrichtung zum Reinigen und einer Vorrichtung zum Kalibrieren angeordnete Einrichtung zum fortlaufenden Verzinken des Stahlrohres mit einem abgeschlossenen beheizbaren Vorratsbehälter für geschmolzenes Zink, in dem oberhalb des Schmelzbades ein vom Rohr waagerecht durchlaufener langgestreckter Überzugsbehälter angeordnet ist, dem über wenigstens einen Einlaß mittels einer Pumpe geschmolzenes Zink aus dem Schmelzbad zugeführt wird.

Eine derartige Einrichtung zum Aufbringen eines metallischen Überzugs auf ein Stahlrohr unmittelbar im Anschluß an seine Herstellung ist aus der USA.-Patentschrift 2 876 132 bereits bekannt. Dabei wird das waagerecht geführte Rohr vor dem Überziehen durch einen Säurebehälter geführt und mit Säure besprüht und durchläuft anschließend einen weiteren Behälter, in dem es mit einem Flußmittel behandelt wird. Ferner wird an das durchlaufende Rohr ein Gleichstrom angelegt, wobei sich die Kathode im Säurebehälter befindet und die Anode an den Vorratsbehälter für das Überzugsmetall angeschlossen ist.

Bei der bekannten Einrichtung führen das Besprühen mit Säure sowie das Aufbringen des Flußmittels zu einem großen apparativen Aufwand, wobei insbesondere auch die Raumaufwendigkeit ins Gewicht fällt, da ja alle Herstellungs- und Behandlungsstationen in gerader Ausrichtung hintereinander durchgeführt werden müssen. Ferner ist es von Nachteil, daß infolge des an das Rohr angelegten Stromes nicht nur während der Säurebehandlung Metall von der Rohroberfläche abgetragen wird, sondern entsprechend im Überzugsbehälter das Überzugsmetall aus der Schmelze elektrolytisch auf dem Rohr abgelagert wird. Dabei wird das Rohr vor dem Durchlaufen des Überzugsbehälters nicht erwärmt, so daß sich die Schmelze im Überzugsbehälter in unerwünscht starkem Maße abkühlte. Ferner ist auch keine Schutzgasatmosphäre vorgesehen, die eine Oxydation der Rohroberfläche vor dem Überziehen vermeiden könnte.

Allerdings ist es aus der deutschen Patentschrift 709 595 bereits bekannt, beim Aufschmelzen eines metallischen Überzugs auf ein Metallrohr unter einer Atmosphäre aus reduzierend wirkendem Schutzgas zu arbeiten, das eine Oxydation der Rohroberfläche ausschließt, und das Rohr dem Eintritt in die Schmelze mittels einer elektrischen Widerstandsheizung vorzuwärmen. Diese bekannte Einrichtung ist jedoch auf die Abdichtung des Schmelztiegels beim Eintritt des Rohres in die Schmelze gerichtet und erfordert einen schräg nach oben gerichteten Rohrvorschub. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Rohrführung eine Hintereinanderschaltung einer Vielzahl von Herstellungs- und Behandlungsstationen längs einer geraden Rohrführungsbahn nicht vorgenommen werden kann. Dementsprechend können bei dieser bekannten Vorrichtung nur vergleichsweise kurze Rohrlängen überzogen werden, so daß ein kontinuierlicher Betrieb nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie einfacher und weniger raumaufwendig ist, jedoch die Herstellung von verzinkten Rohren hoher Qualität und mit hoher Leistung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der eingangs genannten Einrichtung aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorratsbehälter für das geschmolzene Zink in an sich bekannter Weise ein vom Rohr durchlaufener Vorwärmer vorgeschaltet ist, der Vorwärmer und der Vorratsbehälter in an sich bekannter Weise mit Zuleitungen zur Aufrechterhaltung einer das Rohr umgebenden inerten oder reduzierenden Atmospäre versehen ist

ίο und die Pumpe sowie der Einlaß für die Zufuhr des schmelzflüssigen Zinks in einer zum Überlaufen aus dem Uberzugsbehälter ausreichenden Menge bemessen sind.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung fallen das Besprühen des Rohrs mit Säure sowie das Aufbringen eines Flußmittels und die entsprechenden Vorrichtungen weg. Gleichfalls wird ohne Anlegen eines Stromes an das durchlaufende Rohr gearbeitet. Dadurch vereinfacht sich die Einrichtung und beansprucht einen geringeren Raum. Die drei kennzeichnenden Merkmale stellen in ihrem Zusammenwirken sicher, daß trotzdem das Rohr vor dem bzw. beim Verzinken keine schädliche Oberflächenoxydation erfährt, so daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ein Qualitätserzeugnis hergestellt wird. Dabei schirmt die Schutzgasatmosphäre den Rohrstrang vor dem Zutritt oxydierend wirkender Medien ab, die Vorwärmung des Rohres ermöglicht eine schnelle Verarbeitung bzw. Verzinkung des Rohres, so daß neben der erzielten Leistungssteigerung auch die für eine mögliche Oxydation vorhandene Einwirkungszeit gering ist, und schließlich führt die Versorgung des Überzugsbehälters mit schmelzflüssigem Zink im Überschuß nicht nur dazu, daß in vorteilhafter Weise das durchlaufende Rohr stets mit frischem heißem Zink in Berührung kommt, sondern auch ein Schmelzfluß durch den Uberzugsbehälter auftritt, der dahin wirkt, daß eine trotz der vorhergehenden Reinigung noch auf dem Rohr vorhandene Oxidschicht abgewaschen bzw. weggespült wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß der Einlaß für die Zufuhr des schmelzflüssigen Zinks in der Nähe der Rohreinlaßöffnung angeordnet ist und in der Nähe der Rohrauslaßöffnung eine Ablauf-Öffnung am Überzugsbehälter vorgesehen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schmelze in Richtung des durchlaufenden Rohrs im wesentlichen über die ganze Länge des Überzugsbehälters strömt.

Ferner hat sich eine Ausführung als zweckmäßig erwiesen, bei welcher der Vorwärmer eine elektrische Induktionsheizeinrichtung aufweist. Auf diese Weise läßt sich das Rohr auch bei vergleichsweise hoher Durchlaufgeschwindigkeit auf engem Raum in ausreichendem Maße vorwärmen. Allerdings ist es aus der USA.-Patentschrift 2 543 936 bereits bekannt, einen Vollprofil aufweisenden durchlaufenden Strang, der mit einem metallischen Überzug versehen werden soll, mittels Induktionsheizung vorzuwärmen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Maßnahme stehen die Atmosphären im Vorwärmer und im Vorratsbehälter miteinander in Verbindung. Dadurch ergeben sich insbesondere Vorteile hinsichtlich der Behälterabdichtungen an den Durchführungsstellen des Rohres.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Gesamtanlage mit

den hintereinander angeordneten Stationen zum Herstellen und Verzinken eines Stahlrohres;

F i g. 2 zeigt die Einrichtung zum Verzinken des Stahlrohres in einem Teillängsschnitt;

F i g. 3 und 4 sind Schnitte längs Linien 3-3 und 4-4 in Fig. 2.

Gemäß F i g. 1 wird ein Stahlband 10 von einer Vorratsrolle 12 mit einer Achse 14 abgezogen. Da die aufgerollten Stahlbänder 10 eine begrenzte Länge aufweisen und die Anlage kontinuierlich betrieben wird, wird jeweils das vordere Ende 18 mit dem hinteren Ende 16 des vorhergehenden Stahlbandes 10 verschweißt, wie es bei 19 angedeutet ist. Dazu ist eine Spannvorrichtung 20 vorgesehen. Das Stahlband 10 wird über Umlenkrollen 22,24,28 und 30 geführt, wobei zwischen den Rollen 24 und 28 eine nicht dargestellte entfernte Rolle vorgesehen ist, die an einem Wagen längs einer Schiene 36 bewegbar ist, um eine kontinuierliche Zuführung des Stahlbands 10 trotz einer Verschweißung der Stahlbandenden 16 und 18 im Stillstand zu ermöglichen. Dabei bildet das Stahlband 10 eine Schleife 26, die auf einer Unterstützung 42 aufliegt. Das Stahlband 10 gelangt dann über eine Kantenbearbeitungsvorrichtung 46 sowie über eine Vorrichtung 47 zum Abwischen von Spänen und Materialrückständen zur Rohrformungseinrichtung 48, in der das Stahlband unter Umbiegung seiner Längskanten bis in gegenseitige Anlage zu einem Rohr geformt wird.

Das gekrümmte Stahlband durchläuft dann eine Schweißvorrichtung 50 zum Ausbilden einer Längsnaht, so daß aus dem Stahlband 10 ein Rohr 56 entsteht. Dieses durchläuft eine Vorrichtung 52 zum Glätten der Schweißnaht, worauf, wie bei 53 angedeutet, das Rohr abgeschreckt wird. Ferner ist eine Schutzgas-Lichtbogenschweißvorrichtung als Hilfsschweißvorrichtung 54 vorgesehen, die beim Versagen der Schweißvorrichtung 50 eingesetzt wird. Anschließend durchläuft das Rohr 56 ein rohrförmiges Gehäuse 58, indem es zunächst durch Besprühen mit Waschwasser bzw. mit einer Waschlösung entfettet und gereinigt wird. Im Gehäuseabschnitt 78 wird das Rohr 56 dann abgespült und im anschließenden Gehäuseabschnitt 80 gebeizt, wozu ein Vorratsbehälter 80 für das Beizmittel vorgesehen ist. Dann folgt im Gehäuseabschnitt 96 ein erneutes Spülen, worauf das aus dem Gehäuse 58 ausgetretene Rohr 56 an einer Trocknungsvorrichtung 97 vorbeigeführt wird.

Das so vorbehandelte Rohr 56 durchläuft einen rohrförmigen Vorwärmer 116 mit einer Induktionsheizeinrichtung 120, an den sich ein langgestreckter Überzugsbehälter 122 anschließt, der in einem Vorratsbehälter 132 für geschmolzenes Zink angeordnet ist.

Das verzinkte Rohr 56 wird dann bei 164 abgeschreckt und in mehreren hintereinander angeordneten Kühlabschnitten 190 vollständig abgekühlt. Es läuft dann an einer Markierungswalze 191 vorbei durch eine Kalibrierwalzvorrichtung 192 und wird dann in einer Vorrichtung 194 mittels einer mitbewegbaren Schere in Rohrabschnitte von vorbestimmter Länge unterteilt.

Gemäß F i g. 2 ist der Vorratsbehälter 132 für das geschmolzene Zink an seiner Oberseite durch eine Haube 100 mit Seiten- und Stirnwänden 104 und einer oberen Wand 102 abgedeckt. Der Rahmen 108 des Vorratsbehälters 132 trägt an seiner Oberkante einen umlaufenden trogförmigen Rand 106, der mit einem Dichtungsmaterial 112 gefüllt ist, in den die umlaufende untere Kante 110 der Haube 100 eingreift. An die Haube 100 ist eine Zuleitung 114 für ein inertes oder reduzierendes Schutzgas angeschlossen. Eine weitere Zuleitung 118 für dieses Schutzgas ist an den Vorwärmer 116 mit der Induktionsheizeinrichtung 120 angeschlossen, wobei der rohrförmige Vorwärmer 116 durch die Haube 100 in den Vorratsbehälter 132 eingeführt ist, der beheizbar ist und wie

ίο dargestellt flüssiges Zink enthält.

Der langgestreckte Überzugsbehälter 122 ist trogförmig ausgebildet und besitzt an seinen Stirnseiten eine Rohreinlaßöffnung 124 und eine Rohrauslaßöffnung 126, durch die hindurch das Rohr 56 vorbewegt wird. Dem Überzugsbehälter 122 ist ein Zulauf 130 für flüssiges Zink zugeordnet, der an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossen ist, die flüssiges Zink aus dem Vorratsbehälter 132 ansaugt. Die Mündungsöffnung 128 des Zulaufs 130 ist in der Nähe der Rohreinlaßöffnung 124 angeordnet. Dabei sind die Pumpe sowie der Zulauf 130 mit der Mündungsöffnung 128 so bemessen, daß dem Uberzugsbehälter 122 das flüssige Zink in einer Menge zugeführt wird, die größer ist als die auf dem Rohr 56 abgelagerte Zinkmenge. Im Boden 182 des trogförmigen Überzugsbehälters 122 ist eine Ablauföffnung 180 in der Nähe der Rohrauslaßöffnung 126 vorgesehen, an die sich ein nach unten in den Vorratsbehälter 132 ragendes Ablaufrohr 184 anschließt.

Zum Abstreifen von auf dem Rohr 56 abgelagertem überschüssigem Zink ist im Vorratsbehälter 132 in Rohrdurchlaufrichtung hinter dem Überzugsbehälter 122 gemäß F i g. 2 und 4 ein Stahlklotz 150 mit an seiner Oberseite ausgebildeter Rille 152 angeordnet, die in der Oberseite 154 des Stahlklotzes 150 ausgebildet ist, einen dem Rohr 56 angepaßten halbkreisförmigen Querschnitt aufweist und den unteren Teil des Rohres 56 aufnimmt. Dem vorderen Abschnitt 156 des Stahlklotzes 150 ist eine Rolle 158 zugeordnet, die an ihrem Umfang eine entsprechende Rille 160 von halbkreisförmigem Querschnitt aufweist, durch die der obere Teil des Rohrs 56 läuft. Dabei liegt die untere Kante 162 der Rolle 158 im wesentlichen in der Ebene der Oberseite 154 des Stahlklotzes 50. Auf diese Weise wird überschüssiges Zink vom Rohr 56 abgestreift und in den Vorratsbehälter 132 zurückgeführt. Dabei wird nicht nur Zink eingespart, sondern es wird auch eine im wesentlichen glatte Rohroberfläche ohne tropfenförmige Ansätze durch abfließendes Zink erreicht.

Claims

Patentansprüche:

1. An eine Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen eines längsnahtgeschweißten, Stahlrohres anschließende und zwischen einer Einrichtung zum Reinigen und einer Vorrichtung zum Kalibrieren angeordnete Einrichtung zum fortlaufenden Verzinken des Stahlrohres mit einem abgeschlossenen beheizbaren Vorratsbehälter für geschmolzenes Zink, in dem oberhalb des Schmelzbades ein vom Rohr waagerecht durchlaufener langgestreckter Überzugsbehälter angeordnet ist, dem über wenigstens einen Zulauf mittels einer Pumpe geschmolzenes Zink aus dem Schmelzbad zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorratsbehälter

(132) für das geschmolzene Zink in an sich bekannter Weise ein vom Rohr (56) durchlaufener Vorwärmer (116) vorgeschaltet ist, der Vorwärmer und der Vorratsbehälter in an sich bekannter Weise mit Zuleitungen (118,114) zur Aufrechterhaltung einer das Rohr umgebenden inerten oder reduzierenden Atmosphäre versehen ist und die Pumpe sowie der Zulauf (130) für die Zufuhr des schmelzflüssigen Zinks in einer zum Überlaufen aus dem Überzugsbehälter (122) ausreichenden Menge bemessen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (128) für die Zufuhr

des schmelzflüssigen Zinks in der Nähe der Rohreinlaßöffnung (124) angeordnet ist und in der Nähe der Rohrauslaßöffnung (126) eine Ablauföffnung (180) am Überzugsbehälter (122) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (116) eine elektrische Induktions-Heizeinrichtung (120) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphären im Vorwärmer (116) und im Vorratsbehälter (132) miteinander in Verbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen