DE2031816C3

DE2031816C3 - Verfahren zum Abkühlen eines auf einem Draht, Band oder einem anderen Profil ununterbrochener Länge durch Heißtauchmetallisierung abgeschiedenen Überzugs und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2031816C3
Application number: DE2031816A
Authority: DE
Inventors: Herman William John Birmingham Gardens Neusuedwales Wondergem
Original assignee: Australian Wire Industries Pty Ltd
Current assignee: Australian Wire Industries Pty Ltd
Priority date: 1969-06-26
Filing date: 1970-06-26
Publication date: 1982-01-07
Also published as: ZA704341B; BE752597A; DE2031816B2; US3727895A; DE2031816A1; GB1293197A; JPS4937899B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen eines auf einem Draht, Band oder einem anderen Profil ununterbrochener Länge durch Heißtauchmetallisierung abgeschiedenen Überzugs durch Abkühlung in einem mit Kühlflüssigkeit gefüllten Kanal und eine Vorrichtung in verschiedenen Ausführungsformen zur Durchführung dieses Verfahrens.

In der US-PS 20 72 060 ist ein Verfahren zur Heißtauchmetallisierung von Draht beschrieben, wobei der metallisierte Draht durch einen hii; Kühlflüssigkeit gefüllten Kanal hindurchgeführt wird.

Bei der Heißtauchmetallisierung von Drähten oder Bändern oder anderen Profilen muß der Überzug abgeschreckt werden. Hierbei ist es erwünscht, daß diese Abschreckung so bald wie möglich nach Beendigung des Beschichtungsprozesses durchgeführt wird. Auch soll hierbei ein mechanischer Abrieb der Beschichtung vermieden werden, bevor sie abgeschreckt worden ist. Erst durch die Abschreckung hat die Beschichtung eine Härte erhalten, die ausreicht, um zu verhindern, daß sie von Führungen verformt oder deformiert wird, die zur Steuerung der Richtung des Materials beim Durchgang durch die Beschichtungsund Abschreckvorrichtung notwendig sind. Eine andere Bedingung für die Vorrichtung zum Abkühlen besteht darin, daß eine solche Vorrichtung so gebaut sein soll, daß nur eine minimale Absrhreckwassermenge in die Beschickungsvorrichtung laufen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Abschreckvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Beschichtung bzw, einen Überzug ausreichend abzuschrecken, ohfie an ihm einen Abrieb zu verursachen, und die gleichzeitig in großem Maße Verhindert, daß Wasser aus der Vorrichtung in die Beschichtungs^

Vorrichtung entweicht.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß das zu kühlende Profil ununterbrochener Länge durch einen Kanal nach oben geführt wird, in den eine

Kühlflüssigkeit derart hineingelenkt wird, daß der Spalt zwischen dem Draht bzw. dem Profil und dem Kanal mindestens teilweise gefüllt ist, wobei die Kühlflüssigkeit am Drahteintrittsende des Kanals von dem Draht bzw. Profi! zumindest teilweise dadurch weggelenkt wird, daß ein unter Druck stehendes Gas auf das Drahteintrittsende des Kanais gerichtet wird. Weitere Ausführungen des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Die Durchfüh.-ung des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt mittels einer Vorrichtung, zu der ein mit Kühlflüssigkeit gefüllter Kanal zur Abkühlung des Profils gehört und die gekennzeichnet ist durch einen Kanal, durch den der Draht nach seiner Beschichtung nach oben hindurchführbar ist, wobei der Kanal so ausgebildet ist, daß er einen, den Draht bzw. das Profil umgebenden Spalt bildet und seitlich angeordnete Kühlflüssigkeitseintrittsbohrungen aufweist, die sich in den Kanal hinein öffnen und so beschaffen sind, daß sie den Spalt mindestens teilweise mit Kühlflüssigkeit füllen, wobei der Kanal so ausgebildet ist, daß er die Kühlflüssigkeit am Drahieintrittsende des Kanals von dem Draht bzw. Profil weglenkt, und daß ferner eine Einrichtung mit Druckluft oder einem anderer, geeigneten Gas bzw. anderen Gasen das Weglenken der Kühlflüssigkeit von dem Draht bzw. Profil am Drahteintrittsende des Kanals unterstützt. Weitere Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Durch die US-PS 20 72 060 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem der Draht oder ein Profil nach dem Überziehen durch einen Kanal geleitet wird, wobei in diesen Kanal eine Flüssigkeit eingeführt wird so daß der Spalt zwischen Kanal und Draht im wesentlichen gefüllt ist. Auch ist hierbei bekannt geworden, am Eintrittsende des Kanals die Flüssigkeit abzulenken, und zwar dadurch, daß sie unter einem bestimmten Winkel in diesen Kanal eintritt Bei diesem Verfahren liegt aber nicht die Aufgabe vor, die der Erfindung zugrunde liegt, weil die Beschichtungseinrichtung oberhalb des Kühlinjektors angeordnet ist, so daß die Kühlflüssigkeit den Beschichtungsvorgang nicht beeinträchtigen kann. Bei der Erfindung hingegen wird der Draht bzw. das Profil von einer unterhalb der Kühlvorrichtung angeordneten Beschichtungsvorrichtung nach oben geführt, so daß der Draht bzw. das Profil an einem unteren Ende der Kühlvorrichtung eingeführt werden muß. Nur bei einer derartigen Anordnung besteht die Möglichkeit, daß die Beschichtung ausreichend abgeschreckt wird, ohne an ihr einen Abrieb zu verursachen, wobei gleichzeitig der Vorteil entsteht, daß das Entweichen von Wasser in die Beschichtungsvorrichtung verhindert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Wasserabschreckvorrichtung gemäß der Erfindung, eingebaut in eine Draht-Heißtauchmetallisierungsanlage;

Fig. 2 eine geschnittene Stirnansicht der Wasserabschreckvorrichtung und

Fig.3 einen Teil einer geschnittenen Stirnansicht längs der Linie 3-3 in F i g, 2,

Obgleich die dargestellte Ausführungsform sich auf das Kühlen eines kurz vorher auf einen metallbeschich· tetefi Draht bzw, Profil aufgebrachten Zinküberzugs bezieht, läßt sich die hier beschriebene Lehre sulbstver* ständlich auch auf drs Kühlen oder eine andere Behandlung von Bändern und anderen ununterbrochenen, flachen oder andersgearteten Teilen anwenden, sowie auf Überzüge, die nicht aus Zink bestehen, sondern beispielsweise aus Aluminium oder Chrom.
Die Wasserabschreckvorrichtung Q weist mehrere Abschreckeinheiten (siehe F i g. 3) auf, die jede mit drei koaxialen Rohren 1, 2 und 3 versehen ist, durch die Draht, der mit Hilfe einer Vorrichtung A, die neben der Wasserabschreckvorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet ist, mit Zink beschichtet wurde, zur

ίο Abschreckung geschickt wird, wobei die Drahtbewegungsrichtung aufwärts durch die Rohre 1, 2 bzw. 3 hindurch verläuft

Das Rohr 3 ist mit einer primären Wassereintrittsbohrung 4 und einer sekundären Wassereintrittsbohrung 4a, die kleiner ist als die Bohrung 4, versehen, und beide Bohrungen münden tangential in dem Rohr 3 (siehe F i g. 3), so daß das durch die Rohrleitungen P von einem Vorratssammler M abgegebene Kühlwasser zwischen dem Rohr 3 und dem durch ihn hindurchwandernden Draht e'mr.n stabilen, schraubenförmigen Wasserfluß bewirkt. Die Wassereintrittsbohru ^en 4, 4a sind in geeigneter Weise zwischen den Enden >^J=s Ruhres 3 so angeordnet daß während des Betriebs im wesentlichen der ganze Ringspalt zwischen dem Draht und dem Rohr 3 vollständig mit Wasser gefüllt ist

Das ^.ohr 3 ist an seinem unteren Ende erweitert, und das obere Ende des Rohres 2 befindet sich neben dem erweiterten Teil, um einen ringförmigen Durchgang 5 zu bilden, durch den dii Hauptmenge des im Rohr 3 befindlichen Wassers in ein Wasser-Überlaufreservoir 6 strömt. Die Wasserbewegung im Rohr 3, das sich erweiternde Ende des Rohres, die Bohrungsgrößen und die Wasserstromgeschwindigkeit bzw. -menge sind so gewählt, daß sichergestellt ist daß das durch die Bohrungen 4 und 4a zugeführte Wasser dem Ausfluß durch den Durchgang 5 im wesentlichen das Gleichgewicht hält.

Sollte die den Bohrungen 4 und 4a zuströmende Wassermenge größer werden als der Ausfluß du.ch den ringförmigen Durchgang 5. dann würde der Überlauf am oberen Ende des Rohres 3 von dem Trichter T auigenommen und zum Reservoir 6 zurückgeführt.

Obgleich nun das meiste Kühlwasser aufgrund des erweiterten Endes und des schraubenförmig gewundenen Wasserstroms durch den Durchgang 5 läuft, neigt doch eine kleine Wassermenge dazu in das Rohr 2 einzutreten. Da wichtig ist, daß verhindert wird, daß zumindest in einem erheblichen Umfang Wasser in die Beschichtungsvorrichtung A eintritt, öffnen sich die Rohre 2 und 1 in eine Druckluftsammelleitung 8. die eine Lufteintrittsöffnunjj 9 und wenigstens eine kleine Ablauföffnung 10 für jede Einheit aufweist, die in dis Reservoir 6 mündet. Die in der Sammelleitung 8 vorhin Jene Luft strömt hauptsächlich durch die Rohre 1 und 2, und nur eine kleine Menge geht durch die Öffnung 10 verloren. Der Luftstrom durch das Rohr 2 hilft mit, das durch den Durchgang 5 strömende Wasser abzulenken, während der Luftstrom durch das Rohr 1 dazu dient, daß pin Entweichen von Wasser aus dem Rohr 1 in die Heißtauchmetallisierungsvorrichtung A verhindert wird.

Um in dieser Hinsicht eine weitere Hilfe iü bieten, ist das untere Ende des Rohres 2 nach außen erweitert, wie aus der Zeichnung ersichtlich, so daß jegliches Wasser, das durch dieses Rohr entgegen dem Luftstrom läuft, vom Eintreten in das Rohr 1 abgelenkt wird und durch die Ablauföffnung 10 zum Reservoir 6 strömt.
Wie beim Kühlwasser so werden auch hier die

Lufteintrittsöffnung 9, die Pohre 1 und 2 und die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit der Luft so ausgewählt, daß sie einen zufriedenstellenden Betriebsablauf gewährleisten.

Im Hinblick auf die enge Anordnung der Heißtauchmetallisierungsvorrichtung A am Rohr 1 ist zwischen dem Rohr 1 und dem Metallschmelzbad eine mit einer Öffnung versehene Prallplatte B angeordnet, die die meiste aus dem Rohr 1 austretende Luft ablenkt und weitgehend ein Verlöschen der Flamme an der Beschichtungsvorrichtung A verhindert.

Um sicherzustellen, daß sich das Beschichtungsmetatl in der Beschichlungsvorrichtung A infolge unrichtiger Betriebsweise der Vorrichtung nicht verfestigt, kann ein Wasserabschaltventil vorgesehen werden, das betätigt wird, falls der Luftdruck in der Sammelleitung 8 erheblich abfällt.

Aus dem obigen ergibt sich, daß die Abschreckvorrichtung nach der hier beschriebenen Ausführungsform neben der Beschichtungsvorrichtung sicher betrieben werden kann, so daß der beschichtete Draht unmittelbar nach dem Beschichtungsvorgang abgeschreckt werden kann, wobei ein Minimum an Wasser aus der Abschreckvorrichtung in das Metallschmelzbad entweicht.

Es besteht auch beispielsweise die Möglichkeit, die Luftsammelleitungsanordnung wegzulassen und stattdessen mehrere erweiterte Rohre, die dem Rohr 2 gleichen, in Reihe vorzusehen, um einen Wasserdurchgang zur Heißtauchmetallisierungsvorrichtung zu vermeiden. Alternativ dazu läßt sich die Luftsammelleitung 8 durch eine Einrichtung ersetzen, die einert ringförmigen Luftstrahl erzeugt, der nach oben in das Rohr 2 hinein gerichtet ist. Des weiteren kann eine Wassersammeirinne vorgesehen werden, die das Wasser aufnimmt das durch das Rohr 2 läuft, oder es kann eine der Sammelleitung 8 ähnliche Konstruktion vorgesehen werden.

Für Bänder kann es notwendig werden, das Rohr 3 durch ein Rohr mit Rechteck-Querschnitt zu ersetzen. Für andere Teile können ebenfalls in geeigneter Weise geformte Rohre erforderlich werden.

Die dargestellte Ausführungsform ist für eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Heißtauchmetallisierungsanlage gebaut. Für mit geringer Geschwindigkeit laufende Anlagen braucht nur eine Wässereintfitlsböhrung im Rohr 3 vorgesehen zu werden, die jedoch vorzugsweise eine Düse aufweist, welche sich so weit in das Rohr 3 hinein erstreckt, daß sie neben dem Draht liegt. In ähnlicher Weise hat es sich für eine derartige Einheit als vorteilhaft erwiesen, das obere Ende des Rohres 2 innerhalb des erweiterten Endes des Rohres 3 anzuordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abkühlen eines auf einem Draht, Band oder einem anderen Profil ununterbrochener Länge durch Heißtauchmetallisierung abgeschiedenen Überzugs, wobei der metallbeschichtete Gegenstand in einem mit Kühlflüssigkeit gefüllten Kanal abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu kühlende Profil ununterbrochener Länge durch einen Kanal nach oben geführt wird, in den eine Kühlflüssigkeit derart hineingelenkt wird, daß der Spalt zwischen dem Draht und dem Kanal mindestens teilweise gefüllt ist, und daß die Kühlflüssigkeit am Drahteintrittsende des Kanals von dem Draht zumindest teilweise dadurch weggelenkt wird, daß ein unter Druck stehendes Gas auf das Drahteintrittsende des Kanals gerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit tangential so in den Kanal hineingelenkt wird, daß in ihm eine schraubenförmige St/ömung entsteht.

3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht nach oben durch drei getrennte, koaxiale Kanäle geleitet wird, daß eine Kühlflüssigkeit tangential in den obersten der Kanäle hineingelenkt wird, um den Spalt zwischen dem Draht und dem Kanal mit einem schraubenförmigen Flüssigkeitsstrom zu füllen, und daß ein unter Druck stehendes Gas nach oben durch den mittleren Kanal und nach unten in den verbleibenden Kanal geleitet wird, so daß das unter Druck stehende Gas die Flüssigkeit /on dem Draht am Drahteintrittsende des obersten der Kanäle ablenkt

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1—3, wobe^: ein mit Kühlflüsiigkeit gefüllter Kanal zur Abküniung des Gegenstandes einbezogen ist, gekennzeichnet durch einen Kanal (3), durch den der Draht nach seiner Beschichtung nach oben hindurchführbar ist, wobei der Kanal so ausgebildet ist, daß er einen den Draht umgebenden Spalt bildet und seitlich angeordnete Kühlflüssigkeitseintrittsbohrungen (4, 4a) aufweist, die sich in den Kanal (3) hinein öffnen und so beschaffen sind, daß sie den Spalt mindestens teilweise mit Kühlflüssigkeit füllen, wobei der Kanal to ausgebildet ist, daß er die Kühlflüssigkeit am Drahteintrittsende des Kanals von dem Draht Weglenkt, und daß eine Einrichtung (8, 9) mit Druckluft oder einem anderen geeigneten Gas bzw. anderen Gasen das Weglenken der Kühlflüssigkeit von dem Draht am Drahteintrittsende des Kanals Unterstützt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsbohrung (4, 4a) tangential to zum Kanal (3) verläuft, daß die von der Bohrung abgegebene Kühlflüssigkeit zwischen dem Draht Und dem Kanal einen schraubenförmigen Strömungsweg einschlägt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahteintrittsende (5) des Kanals (3) zur Ablenkung der Kühlflüssigkeit von dem Draht erweitert ist,

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, gekennzeichnet durch einen Kanal (2), der zu dem Kanal (3) koaxial und unterhalb des Drahteintrittsendes des Kanals (3) angeordnet ist, und dadurch, daß durch Erweiterung des Kanals (3) an dessen Drahteintritts^ ende ein Durchgang für den Flüssigkeitsaustritt

zwischen dem Drahteintrittsende des Kanals (3) und dem Kanal (2) geschaffen ist, wobei dieser Durchgang zur Bewegungsrichtung des Drahtes geneigt verläuft und den Hauptteil der Kühlflüssigkeit hindurchläßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (8, 9) die Druckluft oder das andere geeignete Gas bzw. die anderen Gase durch den Kanal lenkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Kanal (1), der koaxial zu den Kanälen (2, 3) und unterhalb des Kanals (2) angeordnet ist, und zusammen mit dem Kanal (2) an eine Sammelleitung (8) für Druckluft oder ein anderes geeignetes Gas bzw. andere Gase angeschlossen ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mehrere Gruppen koaxialer Kanäle (1, 2, 3), die in einer Reihe angeordnet sind und für die Abkühlung mehrerer aus einer Ummantelüngseinrichtung (A) austretender Drähte dienen, wobei die Kanäle (2, 1) eine gemeinsame Sammelleitung (8) haben und wobei ein gemeinsames Reservoir (6) für die aus den Durchgängen (5) und aus der Sammelleitung (8) durch eine Bohrung (10) zwischen der Sammelleitung (8) und dem Reservoir (6) austretende Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.