DE2023900A1

DE2023900A1 - Wiping excess metal from elongated metal - bodies

Info

Publication number: DE2023900A1
Application number: DE19702023900
Authority: DE
Inventors: Yngve Dr. Västeras Sundberg (Schweden). P C23c 3-02
Original assignee: Allmänna Svenska Elektriska AB, Västeras (Schweden)
Priority date: 1969-05-19
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1970-11-26
Also published as: SE341651B

Abstract

Excess molten metal is wiped from elongated metal bodies such as wires, ribbons, pipes and the like after being subjected to processes such as hot galvanizing, by moving the coated body past an inductor fed preferably with single phase A.C. current. The inductor is flat or cylindrical, and is positioned close to the surface from which the excess metal is to be wiped, and is associated with a specific extension in the direction of movement of the metal body.

Description

Anordnung zum Abstreifen von flüssigem Metall von länglichen Metallkörpern Die Erfindung bezieht sich auf das Aufbringen von Metallüberzügen auf langgestreckte metallische massive oder hohle Körper, z.B. auf Bänder, Drähte, Rohre u.dgl., wobei die betreffenden Körper, wie z.B. beim Warmverzinken, durch ein Metallbad gezogen werden. Hierbei wird durch die Adhäsionskraft der Körperoberfläche in der Regel mehr geschmolzenes Metall mitgenommen als der jeweils erforderlichen Schichtdicke entspricht. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, um im ttberschuß mitgenommenes Metall von der Oberfläche der Körper abzustreifen. Arrangement for stripping liquid metal from elongated metal bodies The invention relates to the application of metal coatings to elongated metallic solid or hollow bodies, e.g. on strips, wires, pipes and the like., whereby the bodies in question, e.g. in hot galvanizing, are drawn through a metal bath will. This is usually due to the adhesive force of the body surface entrained more molten metal than the required layer thickness is equivalent to. The invention relates to an arrangement in order to carry along in excess Stripping metal from the surface of the body.

Bekannte Anordnungen verwenden zum Abstreifen des ilErschUssigen Metalles Rollen, durch die die Körper hindurchgezogen werden, oder es werden Dampf- oder Luftstrahlen gegen die Oberfläche der Körper gerichtet, die daa überschüssige Metall abstreifen und e B zum Sthmelzbad(I zurückführen.Use known arrangements to strip off the remaining metal Rollers through which the bodies are pulled, or there are steam or Jets of air directed against the surface of the body, which daa excess metal strip off and e B lead back to the Sthmelzbad (I.

Man hat auch bereits vorgeschlagen, das Band nach dem Austauchen aus dem Beschichtungsbad ein Magnetfeld passieren zu lassen und so in dem noch flüssigen Metall auf der Oberfläche des Körpers eine magnetohydrodvnamische Kraft zu erzeugen, die einen abstreifenden Effekt auf das geschmolzene Metall ausübt.It has also already been suggested that the tape should be removed after it has emerged to let a magnetic field pass through the coating bath and so in the still liquid one Metal on the surface of the body to generate a magnetohydrodovnamic force, which has a stripping effect on the molten metal.

Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung eines solchen Abstreifers und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper nach der Beschichtung mit geschmolzenem Metall an mindestens einem vorzugsweise mit Einphasenwechselstrom gespeisten Induktor vorbeibewegt wird, der eine im wesentlichen ebene oder zylindrische Form hat, nahe der Oberfläche liegt, von der Uberschlissiges Metall abgestreift werden soll, und eine gewisse Ausdehnung in der Bewegungsrichtung des Metallkörpers hat. Durch eine solche Anordnung kann man auf eine genau zu kontrollierende Weise eine dünne und verschleißstarke Schicht erhalten. Die Anordnung selbst arbeitet zuverlässig und ist wirtschaftlich sowohl im Aufbau als im Betrieb. In gewissen Fällen können mit Vorteil zwei einander gegenüberliegende Induktoren verwendet werden.The invention is a further development of such a wiper and is characterized in that the metal body after coating with molten Metal on at least one inductor, preferably fed with single-phase alternating current is moved past, which has a substantially planar or cylindrical shape, close the surface from which the excess metal is to be stripped, and has a certain expansion in the direction of movement of the metal body. By a such an arrangement can be made thin and in a precisely controlled manner Get a hard-wearing layer. The arrangement itself works reliably and is economical both in construction and in operation. In certain cases you can use Advantageously, two opposing inductors can be used.

Di Erfindung iot im Llll folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In JLeJ?er zeigen: Fig. 1 eine zylindrische Spule mit einem in Bewegung befindlichen zylindrisehen Körper, Fig. 2 eine Anordnung mit zwei ebenen, einphasengespeisten Induktoren und Fig. 3 eine Anordnung, bei der beiderseits eine Bandes je drei einander iiberlappende Einphaseninduktoren mit entsprechender Phasenverschiebune angeordnet sind, d.h. mit anderen Worten, mehr phasengespeiste Spulen.The invention is described in more detail below with reference to the drawing. In JLeJ? He show: Fig. 1 shows a cylindrical coil with a in motion cylindrical body located, FIG. 2 shows an arrangement with two flat, single-phase feeds Inductors and Fig. 3 an arrangement in which on both sides a band three to each other overlapping single-phase inductors with a corresponding phase shift are, in other words, more phase-fed coils.

Fig. 1 zeigt einen zylindrischen Körper, nämlich ein Rohr 11 beim Austauchen riun einem Zinkbad 12, beispielsweise in Verbindung mit Warmverzinken. Das Rohr oder der Körper 11, der der auch massiv sein kann, bewegt sich in Richtung des Pfeiles A durch eine stillstehende zylindrische Spule 13 mit einer gewissen Aiisdehnung in der Bewegungsrichtung. Die Spule ist einphasengespeist und die momentane Stromrichtung wird durch + und - Zeichen angezeigt. Der zuviel aufgetragene Zinkbelag 14 wird beim Passieren durch das Wechselfeld B abgestreift, wobei der MetallUberschuß in das Bad 12 zurückläuft und ein dUnnerer Belag zurtickbleibt.Fig. 1 shows a cylindrical body, namely a tube 11 at Immersion in a zinc bath 12, for example in connection with hot galvanizing. The tube or body 11, which can also be solid, moves in the direction of the arrow A through a stationary cylindrical coil 13 with a certain Stretching in the direction of movement. The coil is single-phase fed and the instantaneous Current direction is indicated by + and - signs. The zinc coating applied too much 14 is stripped off when passing through the alternating field B, the metal excess runs back into the bath 12 and a thinner coating remains.

Die Feldrichtung B ist lotrecht in der Mitte der Spule und schrägen den oberen und unteren Teilen der Spule (siehe Big. 1). In dem linken Teil der Figur sieht man, wie ein Strom s in dem Belag induziert wird (in entgegengesetzter Richtung zur Stromrichtung im linken Spulenteil) und nach dem magnetischen Eraftgeßetæ f = s x B erhält man eine Volumenkraft f in der an den verschiedenen Spulenteilen in Fig. 1 gezeigten Richtung.The field direction B is perpendicular to the center of the coil and inclined the upper and lower parts of the coil (see Big. 1). In the left one Part of the figure shows how a current s is induced in the coating (in the opposite Direction to the direction of the current in the left part of the coil) and after the magnetic Eraftgeßetæ f = s x B a volume force f in is obtained on the various parts of the coil direction shown in FIG.

In dem rechten Spulenteil erhält man einen ensprechenden Verlauf, und wie man sieht, erhält man in dem unteren Teil der Spule eine nach unten gerichtete Komponente von f, die in abstreifender Richtung wirkt. Die Kräfte an dem oberen Teil der Spule haben weniger Bedeutung fEr das Abstreifen, haben aber einen gewissen ausdbichenden Effekt auf den Belag.In the right part of the coil you get a corresponding curve, and as can be seen, in the lower part of the coil one obtains a downward one Component of f that acts in the stripping direction. The forces on the upper one Parts of the bobbin are less important for stripping, but they are of a certain importance equalizing effect on the covering.

Im oberen Teil des Rohres werden die Variationen der Feldstärke H (gestrichelte Linie) und des Stromes s (durchgezogene Linie) gezeigt.In the upper part of the tube, the variations in the field strength H (dashed line) and the current s (solid line).

Die Spule kann in gewissen Fällen auch gleichstromgespeist sein.In certain cases, the coil can also be supplied with direct current.

Fig. 2 zeigt ein Band 15 beim Austauchen aus einem Zinkbad 16, z.B. in Verbindung mit Warmverzinken. Das Band 15 ist ueber nicht gezeigte Rollen oder Walzen in Pfeilrichtung in Bewegung zwischen zwei Induktoren 17, 18, von denen Jeder mit einer Raarnadelepule 19, 20 bzw. 21, 22 versehen ist, deren Schenkel 19-22 quer zu der Bewegungsrichtung liegen. Die Spulen sind einphasengespeist und untereinander phasengleich.Fig. 2 shows a strip 15 emerging from a zinc bath 16, e.g. in connection with hot galvanizing. The belt 15 is on rollers or not shown Rolling in the direction of the arrow in motion between two inductors 17, 18, each of which is provided with a Raarnadelepule 19, 20 or 21, 22, the legs 19-22 transversely to the direction of movement. The coils are single-phase fed and with each other in phase.

Die Anzahl der Induktoren kann auch eins oder drei oder mehr betragen, und die Spulen können in einen Eisenkern mit Nuten für jeden Induktor eingelegt werden.The number of inductors can also be one or three or more, and the coils can be inserted into an iron core with slots for each inductor will.

Die Wahl zwischen den Induktoren nach Fig. 1 und 2 wird nach folgenden Überlegungen bestimmt.The choice between the inductors according to FIGS. 1 and 2 is made according to the following Considerations determined.

Wenn möglich, sollte aufgrund seiner größeren Einfachheit ein Induktor gemäß Fig. 1 gewählt werden. Es gibt jedoch Fälle, in denen dieser nicht angewendet werden kann. Hat der Körper mit der geschmolzenen Schicht zu kleine Abmessungen im Verhältnis zu der Eindringtiefe des induzierten Stromes, wird der induzierte Strom unzureichend und damit auch die Abstreifkraft. Dies ist oft bei dünnen Bändern der Fall.If possible, because of its greater simplicity, it should be an inductor according to FIG. 1 can be selected. However, there are cases when this is not applied can be. The dimensions of the body with the melted layer are too small in relation to the penetration depth of the induced current, the induced Insufficient current and thus also the stripping force. This is often the case with thin ligaments the case.

Die Eindringtiefe errechnet sich nach folgender Formel: wobei 6 der spez. Widerstand, w die Winkelfrequenz -= Z gr . Brequenz (in Hz), /uO die Permeabilität der Luft und /Ur die relative Permeabilität ist.The penetration depth is calculated using the following formula: where 6 is the spec. Resistance, w the angular frequency - = Z gr. Frequency (in Hz), / uO is the permeability of the air and / Ur is the relative permeability.

Handelt es sich um ein Band, so ist ein Induktor gemäß Fig. 2 anwendbar. Mit seiner Hilfe erhält man ein Feld quer durch das Band (Querield) und ee entstehen induzierte Ströme in dem Band und dem geschmolzenen Belag, wie es in der Figur gezeigt ist. Die momentanen Richtungen sind mit + und angegeben.If it is a tape, an inductor according to FIG. 2 can be used. With its help you get a field across the band (Querield) and ee arise induced currents in the Tape and the melted topping like it is shown in the figure. The current directions are indicated with + and.

Auch hier komnen die induzierten Ströme im wesentlichen innerhalb einer Eindringtiefe vor, aber diese soll nun in der Bewegungsrichtung des Bandes berechnet werden. Der Abstand zwischen den Stchenkeln eines Induktors soll größer gewählt werden als zwei Eindringtiefen, da man hierdurch vermeidet, daß die Ströme + und - gebietsmäßig ineinander eindringen und sich voneinander subtrahieren.Here, too, the induced currents come essentially within a depth of penetration, but this should now be in the direction of movement of the belt be calculated. The distance between the legs of an inductor should be larger be chosen as two penetration depths, since this avoids that the currents + and - penetrate into each other regionally and subtract from each other.

Bei Wechselstrom ist Netzfrequenz denkbar, aber es kann oft zweckmäßig sein, eine höhere Frequenz anzuwenden, um wie erwähnt eine kleinere Eindringtiefe zu erhalten und hierdurch einmal das Anwendungsgebiet der Induktoren nach Fig. 1 und 2 zu verschieben und zum anderen kleinere Abmessungen für die Induktoren zu erhalten.In the case of alternating current, mains frequency is conceivable, but it can often be useful be to use a higher frequency in order to achieve a smaller penetration depth as mentioned and thereby once the area of application of the inductors according to FIG. 1 and 2 to move and to the other smaller dimensions for the inductors obtain.

Die bei einer einphasigen Wechselstromspeisung der Induktoren entstehende Kraft ist bekanntlich pulsierend, mit zwei Maxima je Wechselstromperiode. Beim schnellen Vo ibewegen eines mit einer Schmelze beschichteten Körpers aa einem Induktor kann dies dazu fiihren, daß der Belag nach des Abstreifen eine ungleichmäßige Dicke hat. Der Weg, dies B verhindern, ist daß man den Induktor so dimensioniert bzw. die Frequenz eo wählt, daß ein bestimmter Punkt des Körpers das Gebiet, in dem die Kraft eine nach unten gerichtete oponente hat, nicht zwischen zwei Kraftmaxima, d.h. in 1/2 Wechselstromperiode passieren kann.The resulting from a single-phase alternating current supply of the inductors Force is known to be pulsating, with two maxima per alternating current period. At the fast Vo ibewegen a body coated with a melt aa an inductor can this leads to the fact that the covering has an uneven thickness after it has been stripped off. The way to prevent this is to dimension the inductor or the frequency eo selects that a certain point of the body is the area in which the force is one has downward oponents, not between two force maxima, i.e. can happen in 1/2 AC period.

Wenn möglich, versucht man, die Induktoren so ZU dimensionieren, daß die Netzfrequenz die obengenannten Bedingungen erfüllt, aber in gewissen Fällen kann es zweckmä3g sein, 4000 Hz oder mehr zu verwenden.If possible, one tries to dimension the inductors so that the mains frequency meets the above conditions, but in certain cases it may be convenient to use 4000 Hz or more.

Indem man die Induktoranordnung doppelseitig macht, kann man zulassen, daß das Band ziemlich große seitliche Bewegungen ausführt, ohne daß nennenswerte Variationen in der Repulsionskraft auftreten.By making the inductor arrangement double sided, one can allow that the band makes rather large lateral movements without any appreciable Variations in repulsion force occur.

Fig. 3 zeigt eine Mehrphasenausfuhrung mit drei einander überlappenden Spulen auf Jeder Seite des Bandes, wobei zwischen den verschiedenen Spulen 23, 24, 25 Phasenungleichheit besteht. Man erhält in diesem Fall ein wanderndes Feld in der Schicht, dieses sll durch geeignete Wahl der Phasen in den verschiedenen Spulen nach unten gerichtet sein, um den Abstreifeffekt im Verhältnis zum Einphasen-Fall noch zu verstärken.Fig. 3 shows a multi-phase version with three overlapping Spools on each side of the tape, with between the various spools 23, 24, 25 phase inequality exists. In this case you get a moving field in the layer, this sll through suitable choice of phases in the various coils be directed downwards to the stripping effect in relation to the single-phase case still to be strengthened.

Man kann die Anordnung mit verschiedenen Neßorganen für die Belagstärke, Temperatur usw. versehen und das Aussignal von diesem Meßorgan die Bewegungsgeschwindigkeit, die Speisung der Spulen usw. mit dem Ziel steuern lassen, die Schichtdicke beispielsweise auf einen konstanten Wert zu regeln.You can arrange the arrangement with different measuring organs for the thickness of the covering, Temperature etc. and the output signal from this measuring device the speed of movement, the feed of the coils etc. with the aim of controlling the layer thickness for example to regulate to a constant value.

Die Erfindung kann auf verschiedene Arten im Rahmen der nachfolgenden PatentansprUche variiert werden.The invention can be implemented in various ways within the scope of the following Claims are varied.

Claims

Patent claims:

tj arrangement for wiping off an excess of liquid Metal from the surface of elongated metal bodies, e.g. from strips or wires or solid or hollow cylindrical bodies, characterized in that the Metal body (11) after coating with molten metal on at least one The inductor (13), which is preferably fed with single-phase alternating current, is moved past, which is substantially planar or cylindrical in shape, is close to the surface, from which the excess metal is to be stripped, and some expansion in the direction of movement of the metal body.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the body (15) after metal coating between at least two inductors (17, 18) passed through will.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the inductors (17, 18) are opposite one another.

4. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that each Inductor (17, 18) has at least one hairpin-shaped coil (19, 20).

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the legs of the hairpin coil (19, 20) are substantially transverse to the direction of movement with a respective leg division of at least twice the penetration depth (K) of the coil field in the molten metal, the penetration depth () from the designation results, in the f the spec. Resistance, w the angular frequency - 2nd frequency (in Hz), / uO the permeability of the air and / Ur the relative permeability isd.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the coil (13) has a straight cylindrical shape and a metal body with substantially encloses corresponding outer shape.

7. Arrangement according to claim 4 and / or 5, characterized in that Each inductor has several single-phase coils (23) arranged one above the other, which with In each case phase-shifted alternating current are fed and in the melted Metal generate a traveling field.

8. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the speed of movement of the metal body and the frequency of the alternating current gives such values that a certain point of the body half of the winding side of a coil must not pass faster than the duration corresponds to half an alternating current period of the supplied alternating current.

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