DE1771337A1 - Process for coating a ferrous metal strip - Google Patents
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Description
Verfahren sum Überziehen eines eisenhaltigen MetallbandesMethod of coating a ferrous metal strip
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pertigbearbeitung τοη geschmolzenen Metallüberzügen, die auf Eisen- und Stahlbänder unter Verwendung eines Strahles aus einem laminar strömenden fluid aufgebracht worden sind, wobei dieser Strahl zur Steuerung der Dioke und Qualität des fertigbearbeiteten Überzugs verwendet wird.The invention relates to a method for finishing τοη molten metal coatings applied to iron and steel strips have been applied using a jet of a laminar flowing fluid, this jet for control the dioke and quality of the finished coating used will.
Bo!cnimtlich btiütsLt ein kontinuierlich -i^tcitindes s fahren zum Aufbringen von Metallüberzügen darin, oass zu»rst di·Bo! Cnimtlich btiütsLt a continuous -i ^ tcitindes s drive to apply metal coatings in it, oass zu »rst di ·
Sr.S oh/Gl Oberfläche Sr.S oh / Gl surface
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Oberfläche des zu überziehenden Bandas präpariert wird, um es für das geschmolzene Überaugsmetall aufnahmefähig zn machen, worauf das Unterlagenmetall in ein Bad aus einem geschmolzenen Überzugsmetall geleitet wird« Abschlieseend wird der aufgebrachte Überzug fertigbearbeiten Unter dem Be1JrIff "fertigbearbeiten" soll die Steuerung 9 die ßlättung sowie die Verfestigung des Überzugsmetalls verstanden werden.Surface of the prepared to be coated Banda to make it zn receptive to the molten Überaugsmetall, after which the base metal is passed into a bath of molten coating metal "Abschlieseend is the applied coating finishing Under the Be 1 JrIff" finishing "to the controller 9, the Smoothing as well as the solidification of the coating metal are understood.
Bisher wurde die Steuerung und Glättung des geschmolzenen Überzugsmetalls durch Verwendung von Ausgangswalzen durchgeführt, welche das geschmolzene Überzugsmetall auf der Oberfläche des Bandes kontaktieren, wenn dieses aus dem Überzugsbad auftaucht. Die Verfestigung des Überzugsmetalls, welches auf dem Band verbleibt, wird durch Vasserabsohreokung oder dergleichen durohgeführtoSo far, the control and smoothing of the molten coating metal has been carried out by using output rollers, which contact the molten plating metal on the surface of the strip as it emerges from the plating bath. The solidification of the coating metal which remains on the strip is carried out by water extraction or the like
Es ist eine bekannte Xatsaohe, dass die Verwendung der vorstehend beschriebenen Auegangswalzen keine sehr genaue Steuerung der Sicke des erhaltenen Überzugs ermöglicht0 Die Aufrechterhai tung einer gleichbleibenden Übersugsdicke von Band su Band eines gegebenen Bandes wird weitgehend dadurch ermöglicht, dass der Umfang der Ausgangswalzen während des Betriebs manuell verändert wird. Dies 1st natürlich eine äusserst schwierig durchzuführende Maßnahme und erfordert ein gut geschultes Personal· Zusätzlich hat diese fortwährende Veränderung des Itafangs der Ausgangswalzen eine schnelle Zerstörung derselben zur Folge, so-It is a known Xatsaohe that the use of Auegangswalzen described above does not allow for very precise control of the bead of the coating obtained 0 The Aufrechterhai tung a constant Übersugsdicke tape su band of a given band is largely made possible in that the periphery of the output rollers during operation is changed manually. This is of course an extremely difficult measure to carry out and requires well-trained personnel.
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dass öie Ausgangswalzen relativ häufig ersetzt werden massen»that the output rollers are replaced relatively frequently »
Es ißt ferner "bekannt, dass die Ausgangswalzen häufig ein charak° teristisches "(Eigermuster11 aiif der Oberfläche des Überzugs infolge von Furchen in den Yialsen oder infolge der Anwesenheit von aus dem Bad aufgenommener und an den Walzen anhaftender Schlacke und Oxjd zurüolclassen=It is also "known that the output rollers often leave a characteristic" (Eiger pattern 11 on the surface of the coating as a result of furrows in the yials or as a result of the presence of slag and oxide taken up from the bath and adhering to the rollers
Wie eine Erprobung in der Praxis gezeigt hat, ist bei der Aufbringung von Metalltiberzügen die Verwendung einer mechanischen Bearbeitungseinrichtung» wie beispielsweise die Verwendung von Ausgangs walzet:. ein begrenzender Faktor im Hinblick auf eine optimale Geschwindigkeit, mit welcher das Verfahren durchgeführt werden kanru Dies bedeutet, dass es bei verwendung von Ausgangs» walzen unmöglich ist, ein Band oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit zu überziehen und dabei ein befriedigendes Oberflächen« aussehen zu erzielen.As a test in practice has shown, is during the application of metal coatings, the use of mechanical processing equipment, such as the use of Starting walzet :. a limiting factor in terms of an optimal speed at which the process is performed be kanru This means that when using output » rolling is impossible to cover a strip above a certain speed and thereby achieve a satisfactory surface « look to achieve.
Die Erfahrung hat ferner gezeigte dass die Verwendung von Ausgangswalzen zusätzliche Probleme hinsichtlich bestimmter Situationen aufwirftο Bei der Überziehung von Stahl mit einer Blei-Zinn-Legierung oder mit Blei hat es sich beispielsweise als er» forderlich erwiesen, bis ssu 17 f> Zinn in das Überziehungsbad zu geben, damit die Ausgangesalzen in ausreichender Weise benetzt werden« Da Zinn in dem Überziehungsbad nicht besonders erwünscht .1st imd aussordern ein relativ teures Material ist, geht das Be-Experience has also shown that the use of exit rolls additional problems with regard to certain situations aufwirftο The overdraft of steel with a lead-tin alloy or lead, it has, for example, he found to be "conducive until ssu 17 f> tin in the Überziehungsbad so that the starting salts are adequately wetted. Since tin is not particularly desirable in the coating bath.
streben 109853/1468 BAD 0MalHÄL strive 109853/1468 BAD 0MalHÄL
streben dahins ein System zu entwickeln, nach dem in befriedigender Weise eine Blei-^inn-Leglerung mit geringem Zinngenalt aufgebracht werden kann.then strive to develop a system S, a lead ^ may be applied inn-Leglerung low Zinngenalt after satisfactorily.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich in erster Linie auf die Pertigbearbeiinmg eines geschmolzenen Metallüberzugs« iTachdem d.ie Oberfläche des ssu überziehenden Bandes in geeigneter Weise präpariert worden ist, wird das Band in ein Bad aus geschmolzenem Überzugsmetall eingeleitet und aus dem Bad in einer im all» gemeinen vertikalen Bewegungsrichtung herausgezogeno Wenn das Band aus dem Bad aus dem geschmolzenen Überzugsmetall austritt» zieht es einen Seil aus dem geschmolzenen Überzugsmetall mit sich mit ρ wobei das überzügen» teil einen konkaven Meniskus bildete Brfindungsgemäss wird die ungleichmässige Oberflächenschicht auf dem Band mittels eines laminar strömenden gasförmigen Strahles geglättet, so dass der aussere Seil des Überzugs in das Überzugsbad zurückfliesst, während eine gewünschte Menge des geschmolzenen Metalle an dem Band anhaftet und auf diesem verbleibt. Die Menge des an dem Band anhaftenden geschmolzenen Metalles (die Dicke des fertigen Überzugs) wird erfindungsgemäss dadurch ge« regelt,, dass, wie nachstehend noch näher erläutert wird, die Geschwindigkeit des Fluidstralxles, der Aufprallwinkel des Strahles auf das beschiohteto Bond«, die HÜhe der Aufpralletelle sowie die Form der DUsenöffmmgP welche den Strahl erzeugt, variiert werden O The present invention relates primarily to the finishing of a molten metal coating "Once the surface of the coating tape has been appropriately prepared, the tape is introduced into a bath of molten coating metal and removed from the bath in an in all" common vertical direction of movement pulled out o When the tape emerges from the bath of the molten coating metal, it pulls a rope from the molten coating metal with it with ρ whereby the coating part forms a concave meniscus gaseous jet smoothed so that the outer rope of the coating flows back into the coating bath, while a desired amount of the molten metal adheres to the strip and remains on it. The amount of molten metal adhering to the strip (the thickness of the finished coating) is regulated according to the invention by the speed of the fluid jet, the angle of impact of the jet on the bonded bond, the height, as will be explained in more detail below the impact point and the shape of the DUsenöffmmg P which generates the jet can be varied O
Kiel Keel
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Ziel der Torliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens sivm Aufbringen eines metallischen Überzugs v das wesentlich höhere Übörsiehtmgsgeßcliwindigkeiten sowie eine schärfere Kontrolle der Dicke des fertigen Übermiga gestattet, wobei Überzüge mit li-orschie&enen Dicken auf die swai Seiten eines gegebenen BandQs aiifgebracht werden können, Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist ferner die Betriebsüberwachung während wesentlicher BstriGbejjerioden minimal 0 Aueserdem können bei der Durchführung des erfiadungsgemäösen Verfahrens bei der lertigbearbeitungsstufe itnderungen der Überaugsdicke in Querrichtung au den Bandseiten, welche durch Veränderungen in· der Bandform verursacht werden k5nnsn9 ausgeglichen werden» Ferner ermöglicht das erfindungßgeinäGse Verfahren die Aufbringung eines Blei~3inn<='t!berzugs mit geringem Zinngehalto The aim of the Torliegenden invention is to provide a method sivm applying a metallic coating v is the substantially higher Übörsiehtmgsgeßcliwindigkeiten as well as a sharper control of the thickness of the finished Übermiga permitted, said coatings having Li-orschie & enes thicknesses on the SwaI sites of a given BandQs can be aiifgebracht, wherein process of this invention is further operational monitoring at essential BstriGbejjerioden minimum 0 Aueserdem can in carrying out the erfiadungsgemäösen method in lertigbearbeitungsstufe itnderungen the Überaugsdicke transversely au the sides of the strip, which are caused by changes in · the strip shape "are compensated k5nnsn 9 also allows erfindungßgeinäGse method the application of a lead-tin coating with a low tin content , etc.
Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert . The invention is explained in more detail by means of the accompanying drawings.
Figur 1 zeigt in schematischer Weise eine erfindungsgemäss durch« geführte übsräsiehungsniethode.Figure 1 shows in a schematic manner a according to the invention by « guided overdriving rivet.
Figur 2 ist eine ßchematiache Zeichnung, welche auf der linken SuVtQ den Teil des Meniskus zeigt, welcher gebildet wird» wenn ein I'eil den geechmolscnen Überzugemetalls durch das sich bewegerde Band mitgeeogen wird-, In dem rechten Seil ist die Wirkung des FliuöatruMes auf dao Überaugometall ^eaeigtoFIG. 2 is a schematic drawing which shows on the left-hand side the part of the meniscus which is formed when a part of the molten coating metal is also weighed by the moving band. In the right-hand rope the effect of the fluid on it is Overaugometall ^ eaeigto
la 109853/UBS SADofilG(NAL la 109853 / UBS S ADo filG (NAL
Xn der Figur 1 ist, '..'ic bereits erwähnt, das erfindungsgemässe Vorfahron in seheiaatiecher Weise gezeigt* Ein Band 10 aus dem eisenhaltigen, eu betichiohtsnüen Untö:.\Lagenmetall wird von vier Spule 11 abgewickelt und durch eine Roixxigungeeinheit 12 geleitot ο Sie Reinigungseinheit 12 kann snii^der unter Anwendung von Chemikalien oder dizrch lJinv/irlcung von Wärme arbeiten, wobei im letzteren Falle dao Band in einer oxydierenden Atmosphäre er« hitst wird, so dass sich ein dünner homogener Oxidüberzug auf dem Band bildet.Xn of FIG. 1 is, '..' ic already mentioned, the inventive Ancestor shown in a seheiaatiecher way * A volume 10 from the ferrous, eu betichiohtsnüen Untö:. \ Layer metal is made of four Coil 11 unwound and guided through a Roixxigungeeinheit 12 ο You cleaning unit 12 can snii ^ the using Chemicals or exposure to heat work, with im the latter case dao band in an oxidizing atmosphere he " hitst, so that a thin homogeneous oxide coating is on the tape forms.
Bas Band wird enschlieseend in einem bekannten kontinuierlich arbeitenden Glüh=' und Reduzierofen 13 eingeleitet, in welchem eine reduzierende Atmosphäre vorherrscht, An dem Singangsende ist eine entsprechende Ciasbeschickung vorgesehen e In dem Reduaierofen werden etwa in der Reinigungseinheit 12 auf der Oberfläche des Unterlagenmetalls gebildete Oxyde zu einem dünnen Übersug aus naszierendem Sisen reduziert»Bas tape is enschlieseend introduced into a known continuous annealing = 'and reduction furnace 13 in which a reducing atmosphere prevails, the Singangsende is a corresponding Ciasbeschickung provided e In the Reduaierofen be oxides formed as in the cleaning unit 12 on the surface of the base metal to reduced to a thin oversug of nascent sisen »
Geuiäss einer bevorzugten Aueführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Band 11 nach der Durchführung durch den Reduzierofen 13 und bei der Durchführung durch den Schacht 14· ungefähr auf die temperatur des geschmolzenen Bades abgekühlt· In dem Schacht 14 herrscht eine geeignete neutrale oder reduzierende Atmosphäre vor. Das Ausgangsende des Schachtes H taucht in das geschmolzene Me= tall in dem Bad 15 ein. Daher gelangt das Band 10 aus dem Schacht in das Bad· l&uft über die eingetauchte Walze 16 und taucht ausAccording to a preferred embodiment of the present invention the tape 11 after passing through the reducing furnace 13 and when passing through the shaft 14 · approximately on the temperature of the molten bath cooled · In the shaft 14 prevails a suitable neutral or reducing atmosphere. The exit end of the shaft H is immersed in the molten metal in the bath 15. Therefore, the tape 10 comes out of the shaft into the bath runs over the immersed roller 16 and emerges
demto the
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dem geschlossenen Bad in einer im wesentlichen vertikalen Bewe~ gungsrichtung auf a the closed bath in an essentially vertical direction of movement on a
Die vorstehend allgemein beschriebenen Stufen stellen das bekannte Sendsiiair-Verfahren dar, welches erstmalig in der US-Patentschrift 2 110 893 beschrieben wurde. Alle Aspekte und Variationen der vorstellend beschriebenen Stufen werden in dieser Patentschrift im Detail beschrieben« Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Prä» parierungsmethode nur beispielhaften Charakter besitzt und nicht zur Durchführung der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Andere Methoden zur Präparierung des Bandes, wie beispielsweise Beiz- und PlußmitteimethodeHf, können ebenfalls angewendet werden«,The steps generally described above represent the known Sendsiiair process, which was first described in US Pat. No. 2,110,893. All aspects and variations the steps described in the introduction are in this patent specification described in detail «It should be noted that this pre» paring method is only exemplary and not is required to practice the present invention. Other methods of preparing the tape such as Pickling and PlußmitteimethodeHf, can also be used «,
Wenn das Bad eus dem Überzugsbad auftaucht,, zieht es mit sich eine bestimmte Menge des geschmolzenen Überzugsmetalle mit. Diese Erscheinung ist als "Pumpwirkung" des Bandes bekannt und kann dadurch gesteuert werden, dass entweder das Ausmaß der Glätte der Bandoberfläche oder die Bandgeschwindigkeit variiert werden» Eine rauhe Bandoberfläche zieht grössere Mengen an geschmolzenem Überzugsmetall mit sich als eine glatte Oberfläche. In ähnlicher Weise hat eine hohe Bandgeschwindigkeit eine höhere Pumpwirkung auf gesohmolzenes Metall als eine niedrige Überziehungegeschwindigkeit zur Folge.When the bath emerges from the cover bath, it pulls one with it certain amount of molten coating metal with. This phenomenon is known as the "pumping action" of the belt and can thereby can be controlled so that either the degree of smoothness of the belt surface or the belt speed are varied »A a rough strip surface attracts greater amounts of molten coating metal than a smooth surface. In a similar way a high belt speed has a higher pumping effect on the molten material Metal as a slow overdraft speed.
In der Pigur 2 wird das zu überziehende Band ebenfalls durch die Bezugszahl 10 gekennzeichnete Der normale Spiegel des geschmolzeIn the Pigur 2, the tape to be coated is also passed through the Numeral 10 denoted the normal level of the melted
nennen
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nen Überzugsmetails in dem Bad wird durch die Bezugszahl 17 angegebene Betrachtet man die linke Seite des Bandes 1O9 dann stellt man fest, dass das sich bewegende. Band eine bestimmte Menge des geschmolzenen Üborzugsmetalls in Form eines heniskus 18 mit sich zieht» der sich oberhalb des normalen Badspiegels 17 erstreckt»nen coating details in the bath is indicated by the reference number 17 Looking at the left side of the belt 10 9 then one sees that the moving. Band pulls a certain amount of the molten coating metal with it in the form of a heniskus 18 »which extends above the normal bath level 17»
Erfindungsgemäss wird, ein im wesentlichen laminar strömender gasförmiger Strahl, welcher durch den Pfeil 19 auf der rechten Seite der Zeichnung gekennzeichnet wird0 auf das Band an einer Stelle gerichtet, an v/elcher clie Dicke des Überzugs grosser als die gewünschte Endüberzugsdicke i-ato Die Wirkung dieses gasförmigen Strahle bewirkt eine gleiohmässige Glättung des geschmolzenen Überzugs, so dass der äussere Teil desselben» wie aus dem rechten Teil von Figur 2 durch die linie 20 angegeben ist, zurUok in das Bad flieset, während eine gewünschte Menge des Überzugsmetalls an dem Band anhaftete Die abscherende Wirkung des gasförmigen Strahle ist mit einer glättenden Wirkung auf der Oberfläche des auf iam Band zurückbleibenden Überzugsmetalls verbunden.According to the invention, a substantially laminar flowing gaseous beam which is indicated by the arrow 19 on the right side of the drawing 0 directed at the belt at a point at v / hich clie thickness of the coating is greater than the desired Endüberzugsdicke i-ato The The effect of this gaseous jet causes a smooth smoothing of the molten coating, so that the outer part of the same »as indicated by the line 20 in the right part of Figure 2, flows back into the bath while a desired amount of the coating metal adhered to the strip The shearing effect of the gaseous jet is combined with a smoothing effect on the surface of the coating metal remaining on the strip.
Das auf dem Band verbleibende Überzugsmetall wird anschliessend in üblicher Weise verfestigt, worauf das überzogene Band zum Versand sowie zur weiteren Verarbeitung an der Stelle 21 aufgewickelt wird.The coating metal remaining on the belt is then used solidified in the usual way, whereupon the coated tape is wound up at point 21 for shipping and further processing will.
Wie bereits erwähnte ist es wichtig, dass der auf den überzug aus geschmolzenem Metall geriohtete gasförmige Strahl in glatterAs mentioned earlier, it is important to look at the cover molten metal straightened gaseous jet in smoother
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BADBATH
Weise den überzug abschert; wobei ein Glätten der Oberfläche an demjenigen Teil des Überzugsmetalls erfolgt, welches auf dem eisenhaltigen Unterlagenband verbleibt. Dies geschieht erfindungsgemäss durch die Verwendung eines im wesentlichen laminar strömenden Strahles aus einem gasförmigen Fluide Druokveränderungen oder eine Turbulenz in dem gasförmigen Strahl erzeugen Störungen auf der Oberfläche des überzogenen Bandes. Eine Turbulenz in den oberen und unteren Strahlgrenzen oder längs dieser Grenzen erzeugt eine Turbulenz in dem abgesoherten geschmolzenen Überzugsmetall, so dass in dem auf dem Band zurückbleibenden Film Störungsstellen sowie restliche Mueter zu erkennen sind· Ferner ist es bekannt, dass die Oberfläche des Überzugsmetails in dem Bad (insbesondere im Falle von Aluminium oder Zink) mit Oxyd, Schlacke oder dergleichen bedeckt wird, wobei diese Oxyde und diese Schlacke durch die Pumpwirkung des Streifem längs des Meniskus aufwärts gezogen wird. Ist die abscherende Wirkung nicht scharf und sauber, dann werden Teile von Oxyd und Schlacke in den fertigen Metallüberzug eingebracht. Zur Aufreohterhaltung eines gleiohmässigen fertigen Überzugs muss der Strahlfluss laminar und duroh einen scharfen oesohwindigkeitsgradienten in Querrichtung zu seiner engen Abmessung charakterisiert sein. Dies bedeutet, dass die Grenzflächen des Strahle bei dessen enger Abmessung mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit wie die inneren Schichten des fluiden Strah3.es fliessen, während praktisch nur ein minimaler Sineohluee der umgebenden Atmosphäre erfolgt, und zwar deshalb, da ganz allgemein keine Turbulenzen auftreten»Way the coating shears off; wherein the surface is smoothed on that part of the coating metal which remains on the iron-containing substrate strip. According to the invention, this takes place through the use of an essentially laminar flowing jet from a gaseous fluid. Pressure changes or turbulence in the gaseous jet produce disturbances on the surface of the coated strip. Turbulence in the upper and lower jet boundaries or along these boundaries creates turbulence in the molten coating metal that has drained away, so that defects and residual dimensions can be seen in the film remaining on the tape.Furthermore, it is known that the surface of the coating detail in the Bath (especially in the case of aluminum or zinc) is covered with oxide, slag or the like, these oxides and this slag being drawn up along the meniscus by the pumping action of the strip em. If the shearing effect is not sharp and clean, parts of oxide and slag are introduced into the finished metal coating. In order to maintain a uniform finished coating, the jet flow must be characterized in a laminar manner and with a sharp velocity gradient in the transverse direction to its narrow dimension. This means that the boundary surfaces of the jet, with its narrow dimensions, flow at practically the same speed as the inner layers of the fluid jet, while practically only a minimal level of the surrounding atmosphere occurs, namely because there are generally no turbulences »
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Es bestehen zwei leicht unterschiedliche Möglichkeiten, nach welchen der im wesentlichen laminare Strahlfluss die Oxyde längs des Meniskus angehen kann. Ist der Druck relativ hoch, dann nimmt man an, dass die Oxyde zusammen mit Überschussigem Obersugametall in das Bad zurückgespult werden. Wird der Druck abgesenkt, dann nimmt man an, dass die Oxyde zu kleinen Einzelteilohen aerbreohen, welche in gleichförmiger Weise auf das Stahl aufgebracht weräan. In jedem Falle vermeidet das erfindungsgemäese Verfahren die Situation, bei welcher sich Oxyde aufbauen gelassen werden, wobei in periodischen Abständen ein Anhaften an den Stahl in Form grosser Klumpen erfolgt.There are two slightly different possibilities, according to which the essentially laminar jet flow along the oxides of the meniscus. If the pressure is relatively high, then it is assumed that the oxides are together with excess upper suction metal rewound into the bathroom. When the pressure is lowered, it is believed that the oxides break down into small pieces that are uniformly applied to the steel weräan. In any case, the method according to the invention avoids the situation in which oxides are allowed to build up, with periodic adhesion to the steel in the form large lump occurs.
Vorzugsweise sollte der Strahl unter einem Druck betrieben werden, der niedrig genug ist, dass der Druckabfall zwischen der inneren und äusseren Atmosphäre keine !Turbulenz verursacht. Theoretische Untersuchungen geben den Hinweis, dass der Innendruck weniger als ungefähr 50 i> des Druckes ausserhalb der läse (gemessen auf einer absoluten Basis) betragen soll, damit gewährleistet ist, dass die vollständige Expandierung dee Fluids innerhalb der Umfassung der Düse erfolgt. Sin derartiger Strahl wird mit einer Geschwindigkeit betrieben, die geringer ale die Schallgeschwindigkeit ist.Preferably, the jet should be operated at a pressure low enough that the pressure drop between the inner and outer atmosphere does not cause turbulence. Theoretical studies indicate that the internal pressure should be less than about 50 % of the pressure outside the nozzle (measured on an absolute basis) in order to ensure that the complete expansion of the fluid occurs within the circumference of the nozzle. Such a beam is operated at a speed which is less than the speed of sound.
Vorzugsweise wird eine konvergente Düse verwendet, welche derartig konstruiert ist, dass die maTimale GesohwiTHUgkait des Abstromee an der Auegangsstelle aus der Düse und nicht innerhalb der DüsePreferably a convergent nozzle is used which is such is constructed that the maTimal GesohwiTHUgkait of the Abstromee at the exit point from the nozzle and not inside the nozzle
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oder ausserhalb der Düse erreicht wirde Unter diesen Bedingungen wird litir eine minimale Turbulenz erzeugt.or outside the nozzle e Under these conditions minimal turbulence is generated.
Wie bereits erwähnt» können die Bandgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit des Strahles, die Schärfe des Gesohwindigkeitegradienten in Querrichtung zu der engen Abmessung des Strahls, der Aufprallwinkel, die Höhe des Aufprallpunktes sowie die Gesamtkraft, welche von dem Strahl ausgeübt wird« derart variiert werden, dass eine genaue Steuerung der Dicke des auf dem Band verbleibenden Überzugsmetalls möglich 1st« Die Natur dieser verschiedenen Paktoren wird nachstehend kurz erläuterte Die Geschwindigkeit des Strahls (untor der Annahme, dass ein Strahl mit Unterschallgeschwindigkeit vorliegt) ist proportional der Quadratwurzel des Druckabfalles. Die Sohärfe des Geschwindigkeitsgradienten in Quer= rlohtung zu der engen Abmessung des Strahls ist anfänglich von einer genauen Auegestaltung der Düse abhängig. Anschliessend nimmt die Schärfe des Geschwindigkeitsgradienten als Punktion der Entfernung von der Düse ab. Der Aufprallwinkel des Strahls bewirkt einerseits, dass ein gewisser Prozentsatz des überzugsmetalls abgezogen wird und andererseits ein gewisser Prozentsatz der Kraft des Strahles auf den auf dem Band verbleibenden überzug ausgeübt wirdο Die von dem Strahl ausgeübte Gesamtkraft ist etwa proportional dem Produkt aus Druckabfall und Düsenöffnungo As already mentioned "the belt speed, the speed of the jet, the sharpness of the velocity gradient in the transverse direction to the narrow dimension of the jet, the angle of impact, the height of the point of impact and the total force exerted by the jet" can be varied in such a way that a Exact control of the thickness of the coating metal remaining on the strip is possible. The nature of these various factors is briefly discussed below. The velocity of the jet (assuming a subsonic jet is present) is proportional to the square root of the pressure drop. The sharpness of the velocity gradient in the transverse direction to the narrow dimensions of the jet is initially dependent on the precise design of the nozzle. The sharpness of the velocity gradient then decreases as a puncture of the distance from the nozzle. The angle of impact of the jet has the effect on the one hand that a certain percentage of the coating metal is withdrawn and on the other hand a certain percentage of the force of the jet is exerted on the coating remaining on the belt o The total force exerted by the jet is roughly proportional to the product of pressure drop and nozzle opening o
Es wurde festgestellt, dass die vorstehend angegebenen Faktoren miteinander in Beziehung stehen müssen, um ein kontinuierlichesIt was found that the above factors must be related to one another in order to have a continuous
.?liessen.? left
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Fliesaen von überschüssigem Metall von dem Aufprallpunkt zurüok in das Bad aufrechtzuerhalten. Durch, dieses Fliessen werden Schlacke und Oxyd auf den überzug in das Bad zurückgeführt. Laboruntersuchungen haben ergeben, dass im Falle von Zink als Überzugsmaterial ein minimalee Zürückfliessen von ungefähr 142 g (5 ounces) pro Minute pro 25 mm (1 inch) Bandbreite erforderlich ist, um eine befriedigende Fertigbearbeitung durchzuführen. Jede Erhöhung dieser Rlickflieesgesohwindigkeit erhöht die Fertigungsbearbeitungwirkung durch eine schnellere Rückführung unerwünschter Oxyde in das Bad» wobei die ausgleichend· Wirkung erhöht wird.Tile back excess metal from the point of impact maintain in the bathroom. By becoming this flow Slag and oxide returned to the coating in the bath. Laboratory tests have shown that in the case of zinc as Coating material a minimal back flow of approximately 142 grams (5 ounces) per minute per 25 mm (1 inch) belt width is required to achieve satisfactory finish. Every increase in this reverse fly speed increases the production processing effect through a faster return of undesired oxides into the bath »whereby the compensating · Effect is increased.
Wie bereits erwähnt, prallt der gasförmige Strahl auf das Überzugsmetall in einer Höhe oberhalb des Bades auf, wobei an dieser Stelle die Dicke des Überzugs grosser als die gewünschte Enddicke des Überzugs ist. Es ist natürlich bekannt, dass die Dicke des geschmolzenen Metallüberzugs an jedem gegebenen Punkt oberhalb des Bades eine Funktion der Bandgeschwindigkeit, der Bandoberfläche, der Viskosität des Überzugsmetalle sowie der Dichte des Überzugsmetalls ist.As already mentioned, the gaseous jet strikes the coating metal at a height above the bath, at which point Make the thickness of the coating greater than the desired final thickness of the coating. It is of course known that the thickness of the molten metal coating at any given point above the bath is a function of the belt speed, the belt surface area, the viscosity of the coating metals and the density of the coating metal.
Untersuchungen haben folgende Grenzwerte für eine ZinküberziehungB anlage ergeben. Die Düsenechlit ζ öffnung kann zwischen 0,25 mm und 2,50 mm (0,010 und 0,100 inches) eohwanken, wobei die optimale öffnung in der GrÖBsenordnung von 0,63 mm (0,025 inches) liegt. Der Aufprallwinkel des Strahle auf das Band (der WinkelInvestigations have the following limit values for zinc coating B. system result. The nozzle chlit ζ opening can be between 0.25 mm and 2.50 mm (0.010 and 0.100 inches), with the optimal opening on the order of 0.63 mm (0.025 inches) lies. The angle of impact of the beam on the tape (the angle
wirdwill
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wird unter Bezugnahme auf eine Ebene gemessen, die normal zu der Oberfläche des Bandes verläuft) kann zwisohen 10° aufwarte und 20° abwärts schwanken, wobei der optimale Winkel bei ungefähr abwärts liegt· Die Entfernung zwischen dem Düsenende und dem Band kann zwischen 3,2 und 62 mm (1/8 und 2 1/2 inches) liegen. Die Höhe des Aufprallpunktee oberhalb des Bades schwankt mit der Bandgeschwindigkeit. Bei einer Geschwindigkeit von 90 m pro Minute (300 feet pro Minute) liegt der Aufprallpunkt etwa 30 - 38 mm (12 - 15 inches) oberhalb des normalen Badspiegele. Der Druck des Strahles kann zwischen 17 g/em (4 ounces per square inch) und 0,7 kg/cm (10 psi) schwanken.is measured with reference to a plane normal to the Surface of the band) can wait between 10 ° and Swing down 20 °, with the optimal angle at approximately Down · The distance between the nozzle end and the tape can be between 3.2 and 62 mm (1/8 and 2 1/2 inches). the The height of the impact point above the bath fluctuates with the belt speed. At a speed of 90 meters per minute (300 feet per minute), the point of impact is approximately 30-38 mm (12-15 inches) above the normal bathroom level. The pressure of the jet can be between 17 g / em (4 ounces per square inch) and 0.7 kg / cm (10 psi).
Der Strahl kann aus irgendeinem Fluid bestehen, es hat sich jedoch herausgestellt, dass üuft am geeignetsten für Blei-Zinn-Überzüge ist, während trockener (überhitzter) Wasserdampf für ein Zinküberziehungsverfahren am zweckmässigsten ist.The jet can consist of any fluid, but it has been found that air is most suitable for lead-tin coatings, while dry (superheated) water vapor is most suitable for a zinc plating process is most appropriate.
Ein gesohiokter Arbeiter wird es ermöglichen, dass das zu überziehende Band nicht vollkommen eben ist, wenn es aus dem Überziehungsbad auftauoht und an den Gasstrahlen vorbeigeleitet wird. Aus den vorstehenden Ausführungen geht ferner hervor, dass die Entfernung zwischen dem Ende der Strahldüse und dem überzogenen Band die Absoherwirkung·des Strahles verändert. Dies bedeutet, dass mit der Entfernung des Bandes von dem Strahl die Absoherwirkung vermindert wird, Um diese Abnahme der Absoherwirkung auf einem Teil der ganzen Bandbreite zu kompensieren, ist es erforderlich. A socked worker will allow the tape to be coated to not be perfectly flat as it thaws out of the coating bath and bypasses the gas jets. From the foregoing it can also be seen that the distance between the end of the jet nozzle and the coated tape changes the suction effect of the jet. This means that with the removal of the tape from the beam, the absorption effect is reduced. In order to compensate for this decrease in the absorption effect on part of the whole bandwidth, it is necessary.
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derlich, die Grosse des Büsensohlitsea an diesem Seil des Bandes zu erhöhen,, da bei einem konstanten Trmam/trnmik· aie Mlsohwirkung proportional der Düsenöffnung ist· Beugt eich daher der Mittelteil des Bandes von einer gegebenen Düse weg, dann kann die Grosse des zentralen Teiles dieser Düse erhöht werden, so dass der erhaltene Strahl eine gleichmässige Übersugsdioke ftber die ganze Bandbreite trotz einer Biegung desselben ermöglicht.This is necessary to increase the size of the bushing seat on this rope of the belt, since with a constant flow rate the milling effect is proportional to the nozzle opening This nozzle can be increased, so that the jet obtained enables a uniform Übersugsdioke ft over the entire bandwidth in spite of a bend of the same.
Die Vorrichtung, mit welcher diese Einstellung der Grosse der Dttsenöffnung bewerkstelligt wird, fällt nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung. Eine vollständige Beschreibung der Vorrichtung zur Erzielung dieses Ergebnisses findet sich in der US-Patentschrift 3 3H 163.The device with which this setting of the size of the Dttsen opening is accomplished does not fall within the scope of the present invention. A complete description of the apparatus for achieving this result is found in U.S. Patent 3,3H,163.
Es wurde ferner gefunden, dass die Anwendung eines höheren Druckes des zum Fertigbearbeiten verwendeten Mediums die Wirkung herabsetzt, dass Veränderungen der Entfernung zwischen der Dttse und dem Band einen Einfluss auf die Dicke des auf den Band verbleibenden Überzugs ausüben. Die Anwendung die&.s Prinzips ermöglicht die Aufbringung gleiohmässlgerer Überzüge anf ein Band, welches gebogen oder anderweitig deformiert 1st.It was also found that the use of a higher pressure of the medium used for finishing reduces the effect that changes in the distance between the nozzle and exert an influence on the thickness of the coating remaining on the tape. The application made possible by the & .s principle the application of more uniform coatings to a tape, which bent or otherwise deformed 1st.
BAD 109853/U68BATH 109853 / U68
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