DE2033565A1

DE2033565A1 - Verfahren zum Überziehen eines eisen haltigen Metallbandes

Info

Publication number: DE2033565A1
Application number: DE19702033565
Authority: DE
Inventors: Hart F Parks Noel W Pierson Marvin B Schnedler Paul E Middletown; Köhler. John B North Can ton Ohio Strait Richard E Ashland Ky (VSt A) Graff
Original assignee: Armco Steel Co LP
Current assignee: Armco Steel Co LP
Priority date: 1969-07-15
Filing date: 1970-07-07
Publication date: 1971-01-28
Also published as: US4137347A; BG22848A4; DE2033565B2; FR2051754B2; BE753512R; FR2051754A2; NL7010385A; GB1304532A; ES381755A2; ZA704512B; JPS5317535B1; SU365900A3

Description

Verfahren zum Überziehen eines eisenhaltigen Metallbandes (Zusatz zu Patent ......

Deutsche Patentanmeldung P 17 71 337.0-45)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung von aus einer Schmelze aufgebrachten Metallüberzügen. Nachdem die Oberfläche des zu beschichtenden Bandmaterials in geeigneter Weise durch Reinigen vorbereitet ist, wird das Bandmaterial in der Regel senkrecht in ein Bad aus aufgeschmolzenem Beschichtungsmetall eingeführt und aus diesem (wieder) abgezogen. Beim Austritt des Bandmaterials aus der zum Beschichten verwendeten Metallschmelze zieht bzw. nimmt es unter Ausbildung eines konkaven Meniskus einen Teil des aufgeschmolzenen üeschichtungsmetalls mit. Erfindungsgemäß wird die auf dem Bandmaterial befindliche, ungleichmäßige, metallische Oberflächenbeschichtung mittels oines laminar strömenden Strahls eines fließfähigen Mediums sauber abgeschert, so daß der äußere Teil des Beechichtungsmetalls in das Bad zurückfließt und Auf dem Bandmaterial die Jeweils gewünschte

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Menge

.Menge an Beschichtungsmetall haften oder hängen bleibt. Die Mengender an dem .Bandmaterial anhaftenden Metallschmelze, d.h. die Dicke des fertigen Überzugs, wird erfindungsgemäß■dadurch gesteuert, daß man, wie später noch eingehender ausgeführt wird, die Geschwindigkeit des Strahls des fließfähigen Mediums, den Auftreffwinkel des Strahls auf das beschichtete üandmaterial_s die Höhe der Auftreffstelle und die Form der den Strahl bilden» den Düsenöffnung variiert.

Gegenstand des Hauptpatents

(Deutsche Patentanmeldung P 17 71 337.0-45) ist ein Verfahren zum Überziehen eines eisenhaltigen Metallbandes, welches dadurch gekennzeichnet ist,

a) die Oberfläche des eisenhaltigen Bandes zur Aufnahme eines geschmolzenen Metallüberzugs präpariert wird,

b) das Band durch ein Bad aus geschmolzenem Beschichtungsmetall geleitet wird, wobei eine bestimmte Menge des geschmolzenen Beschichtungsmetalls aus dem Bad durch das sich bewegende Band mitgenommen wird,

c) ein im wesentlichen laminar strömender Strahl aus einem gasförmigen, fließfähigen Medium auf die Oberfläche des beschichteten Bandes nach dessen Auftauchen aus dem Bad in einer Höhe gerichtet wird, bei welcher die Dicke des Beschichtungsmetalls großer ist als die gewünschte Schichtenddicke, wobei der aufprallende Strahl einen kontinuierlichen Rückfluß des geschmolzenen Beschichtungsmetalls. in das Bad zur Folge hat, während die jeweils gewünschte Menge an aufgeschmolzenem Beschichtungsmetall an dem Bandmaterial haften bleibt und

d)

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. 20335&5⁵

ά) die enge Abmessung des Strahls quer zu einem Teil desselben.umrissen wird, wobei der „V/ischeff ekt" genau bemessen wird und über die gesamte Bandbreite eine gleichmäßig dicke Schicht zurückbleibt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum überziehen eines eisenhaltigen Metallbandes anzugeben, bei welchem sich die Schichtdicke über die Stirnflächen des Bandes beliebig steuern läßt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Überziehen eines eisenhaltigen Wetalltandes, bei welchem . -

a) die Oberfläche des eisenhaltigen Bandes zur Aufnahme eines geschmolzenen Metallüberzugs präpariert wird;

b) das Band durch ein Bad aus geschmolzenem Beschichtungsmetall geleitet wird, wobei eine bestimmte Menge des geschmolzenen Beschichtungsmetall s aus dem Bad durch das sich bewegende Band mitgenommen wird';

c) ein im wesentlichen laminar strömender Strahl aus einem gasförmigen, fließfähigen Medium auf die Oberfläche des beschichteten jaandes nach dessen Auftauchen aus dem Bad in einer · Höhe gerichtet wird, bei welcher die Dicke des Beschichtungsmetalls größer ist als die gewünschte Schichtenddicke, wobei der auftreffende Strahl einen kontinuierlichen Rückfluß des geschmolzenen Beschichtungsmetalls in das Bad zur Folge hat, während die jeweils gewünschte Menge an aufgeschmolzenem Beschichtungsmetall an dem Bandmaterial haften bleibt, und

d) ^J .009885/1.549.

d) die enge Abmessung des Strahls quer zu einem Teil desselben, umrissen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die enge Abmessung des Strahls quer zu seiner gesamten Breite stufenweise umrissen wird, um auf diese V/eise über das .bandmaterial von Kante zu Kante eine Verteilung des Gewichts der Beschichtung zu steuern und um die Ausbildung einer besonders starken Kantenbeschichtung und von Oxidkörnern zu vermeiden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird die enge Abmessung des Strahls stufenweise von seinem Mittelpunkt zu seiner Kante vergrößert.

Die Form oder der Umriß der Düsenöffnung umreißt die enge Abmessung des Strahls des fließfähigen Mediums und gestattet somit eine Änderung der Wischwirkung des .Strahls über die Bandbreite, Somit wird es möglich, quer zur Bandbreite eine · optimale Verteilung des Beschichtungsgewichts herbeizuführen. .Gleichzeitig läßt sich hierdurch die Ablagerung starker Schichten und die Ausbildung von Oxidkörnern an den Bandkanten vermeiden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig.1: Eine schematische Darstellung des

Beschichtungsvorgangs im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Pig.2: eine schematische Darstellung, in welcher auf der linken Seite ein Teil des Meniskus, der durch die von dem sich bewegenden Band aus dem Bad

mit-009885/1549

mitgenommene Metallschmelze gebildet wird, und auf der rechten Seite die Wirkung des laminar strömenden Strahls des fließfähigen Mediums ' bei der Kachbehandlung des Schmelze-Überzugs dargestellt sind;

Fig. 5: eine schematische Darstellung-der

bevorzugten Form der den Strahl erzeugenden Düsenöffnung;

Pig. 4: eine schematische Darstellung des Beschichtungsmetallbades und des aus diesem austretenden Bandes in der Draufsicht, und zwar in einejn Zustand, der vermieden werden sollj und

Mg. 5: eine ähnliche schematische Darstellung wie Pig. 4-, wobei jedoch die Badoberfläche in einem Zustand gezeigt ist, wie er sich, beim erfindungsgemäßen Umreißen des Strahls des fließfähigen Mediums einstellt.

Pig. 1 zeigt schematisch das Verfahren des Hauptpatents. Hierbei wird ein Band 10 aus dem zu beschichtenden, eisenhaltigen Grundmetall von einer Spule 11 abgewickelt und durch eine Reinigungseinheit 12 geführt. Die Eeinigunp^seinheit 12 kann entweder unter Anwendung von Chemikalien oder durch. Einwirkung von Wärme arbeiten, wobei im letzteren Falle das Band in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt wird, so daß sich ein dünner homogener Oxidüberzug auf dem Band bildet.

In o^e^^em ^aIIe wird das Band anschließend einem kontinuierlich arbeitenden Glüh- und Reduzier-

ofen 009885/1549

ofen 13 zugeführt. In dem Reduzierofen 15 werden sämtliche durch die Reinigungseinheit 12- auf der Oberfläche des Grundmetalls gebildete Oxide zu einem dünnen Überzug aus naszierendem Eisen reduziert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung -wird das Band 10 in einer Kühlζone des Ofens etwa auf die Temperatur des Schmelzebades abgekühlt und anschließend aus dem Ofen einem Schacht 14 zugeführt, in welchem eine geeignete neutrale oder reduzierende Atmosphäre vorherrscht. Das Ende des bchaentes 14 taucht in die Metallschmelze in dem .Bad 15 ein» Das aus dem Schacht 14 austretende Band 10 wird um eine Senkerwalze 16 herum- und an einer Stabilisatorwalze 16a vorbeigeführt und tritt schließlich aus dem Schmelzebad in praktisch senkrechter Richtung aus.

Diese ganas allgemein geschilderte Oxidations-Reduktionsbehandlung bildet das heilte weit verbreitete Sendzimir-Verfahren. Sämtliche Modifikationen und Abwandlungen der geschilderten Stufen sind bereits in allen Einzelheiten in der Fachliteratur beschrieben und brauchen somit hier nicht wiederholt zu werden. Selbstverständlich bildet dieses Vorbereitungsverfahren lediglich ein Beispiel aus zahlreichen anderen geeigneten Verfahren» oeine Durchführung ist nicht notwendigerweise Vorbedingung für eine erfolgreiche Durchführung des Verfahrens der Erfindung. Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung können auch andere Verfahren zum Vorbereiten des .Bandes, beispielsweise Beia- und Schmelzflußver- £ahren^angewandt werden„

Wenn

Wenn das Band aus dem Beschichtungsbad auftaucht, nimmt es eine bestimmte Menge des geschmolzenen Beschichtungsmetalls 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. Sine rauhe Band-"oberfläche nimmt größere Mengen an geschmolzenem Beschichtungsmetall mit als eine glatte Oberfläche. In entsprechender Weise übt eine hohe Bandgeschwindigkeit eine höhere „Pumpwirkung" auf das geschmolzene Metall aus als eine niedrige BeSchichtungsgeschwindigkeit .

In Fig. 2 wird das zu beschichtende Band ebenfalls mit 10 bezeichnet. Der normale Spiegel des geschmolzenen Metalls in dem Bad wird mit 17 bezeichnet. Betrachtet man die linke Seite des Bandes 10, so kann man feststellen, daß das sich bewegende Band eine bestimmte Menge an geschmolzenem Beschichtungsmetall in Form eines sich über den normalen Badspiegel 17 erstreckenden Meniskus 16 mitnimmt. Diese Erscheinung ist in allen Einzelheiten im Hauptpatent erläutert. ' '

Ein sich verjunge.nder, praktisch laminar strömender Strahl eines fließfähigen ISediums, der auf der rechten Seite des Bandes mit 19 bezeichnet ist, wird an einer Stelle auf das noch geschmolzene Beschichtungsmetall gerichtet, an welcher die Dicke des Beschichtungsmetalls noch größer ist als die gewünschte Bndschichtdicke. Die Wirkung des Strahls aus dem fließfähigen Medium bewirkt eine saubere Abscherung des geschmolzenen BeSchichtungsmetalls, so daß der äußere Teil desselben, wie im rechten Teil von Fig. 2 durch 20 angegeben, in das Bad zurückfließt,

während 00 988 5/ 1549

während an dem Band die gewünschte Menge an Be- ' schichtungsmetall .haften bleibt. Erfindungsgemäß übt die vertikale Ablenkung des Strahls aus dem fließfähigen Medium eine glättende Wirkung auf das Beschichtungsmaterial über der Auftreff-Stelle aus und kann sogar eine geringe aber merkliche Absenkung der Badoberfläche bei 20a hervorrufen,,

Das auf dem Band verbliebene, nachbehandelte und noch geschmolzene Beschichtungsmetall wird hierauf in üblicher, jedoch nicht dargestellter Weise, verfestigt, worauf das beschichtete Band bei 21 zum Versand oder zur Weiterbehandlung aufgerollt wird.

Wie bereits ausgeführt, ist es von wesentlicher redeutung, daß der auf die Schicht aus geschmolzenem Metall gerichtete Strahl des fließfähigen Mediums die Schicht sauber abschert, wobei die Glättung der Oberfläche an demjenigen Teil des Beschichtungsmetalls erfolgt, der auf dem eisenhaltigen Bandmaterial verbleibt. Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird dies durch Verwendung eines sich verjüngenden, praktisch laminar strömenden Strahls eines gasförmigen fließenden Mediums erreicht. Druckveränderungen oder eine Turbulenz in dem gasformigen Strahl erzeugen Störungen auf der Oberfläche des beschichteten Bandes. Sine Turbulenz in den oberen und unteren Strahlgrenzen oder längs dieser Grenzen erzeugt eine Turbulenz in dem abgescherten geschmolzenen Beschichtungsmetall, so daß in der auf dem Band verbleibenden Metallschicht Störungsstellen sowie Restmuster gebildet werden.

Ferner ist es bekannt, daß die Oberfläche des Beschichtungsmetalls in dem Bad (insbesondere im Falle von Aluminium oder Zink) mit Oxid, Schlacke und

009885/1549 _Λ ,

dergl.

dergl. bedeckt wird, wobei diese Oxide und diese Schlacke durch die. Pumpwirkung des Bandes längs des Meniskus nach oben gezogen werden. Ist die Scherwirkung nicht scharf und sauber, werden Oxid- und Schlackenteile in die fertige Metallschicht eingebaut. Deshalb muß, um eine Gleichmäßigkeit der fertigen Beschichtung zu gewährleisten, der Strahl laminar strömen und durch einen scharfen Geschwindigkeitsgradienten quer ' zu seiner engen Abmessung charakterisiert sein« Dies bedeutet, daß die Grenzflächen des Strahls bei dessen enger Abmessung mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit wie die inneren Schichten .■ des Strahls aus dem fließfähigen Medium strömen. Hierbei wird lediglich ein Minimum an umgebender Atmosphäre mitgerissen, was auf das in der Regel völlige. Fehlen jeglicher Turbulenz zurückzuführen ist.

Vorzugsweise sollte der Strahl mit einem ausreichend niedrigen Druck betrieben werden, damit der Druckabfall zwischen der inneren und äußeren Atmosphäre keine (Turbulenz verursacht. Aufgrund theoretischer Untersuchungen soll der Innendruck weniger als etwa 50 % des Druckes außerhalb der Düse (gemessen auf absoluter Basis) betragen, um zu gewährleisten, daß sich das fließfähige Medium innerhalb des Düsenbereichs vollständig expandiert. Ein derartiger Strahl eines fließfähigen Mediums strömt mit einer Unterschallgeschwindigkeit.

Vorzugsweise wird eine konvergente Düse verwendet, welche derartig konstruiert ist, daß die maximale Geschwindigkeit des Abstromes an der Austrittsstelle aus dar Düse und nicht innerhalb der Düse oder außerhalb der Düse erreicht wird. Unter diesen Bedingungen 009885/1549

isen wird nur eine minimale Turbulenz erzeugt.

Die Dicke der auf dem Band nach dem Durchtritt durch den Strahl des fließenden Mediums verbleibenden Metallschicht und folglich das endgültige Schichtgewicht läßt sich durch das Vtrhultruo von zwoi Haupt» faktoren steuern«, Hierbei handelt es sich erstens um die Menge der aus dem .bad durch das sich bewegende Band mitgenommenen Metallschmelze und zweitens um die Tienge der durch den Strahl abgescherten und in das Bad aurückgelenkten Ue ίal]schmelze.

Wie bereits ausgeführt, ist die Menge des aus dem Bad durch das sich bewegende band abgezogenen Metalls eine Funktion der .bandgeschwindigkeit, des Oberflächenzustands des Bandes, der Viskosität des Beschichtungsmetalls und der Dichte des Beschichtungsmetalls. Die Kombination dieser Paktoren bestimmt die Form des in Figo 2 schematisch dargestellten Meniskus 18.

Die Menge des durch den Strahl des fließfähigen Mediums abgescherten und in das Bad rückgeführten, noch geschmolzenen Beschichtungsmetalls hängt von der Strahlgeschwindigkeit und der Schärfe des Geschwindigkeitsgradienten quer zur engen Abmessung des Strahls, der Größe der engen Abmessung des Strahls, der Entfernung zwischen Düse und Band, der Höhe der Auftreffstelle des Strahls über dem Bad und dem Auftreffwinkel ab.

Die Natur der zuletzt genannten Paktoren wird nachstehend kurz erläutert» Die Strahlgeschwindigkeit ist unter der Voraussetzung, daß er Unterschallgeschwindigkeit aufweist, proportional der Quadrat

wurzel 009885/1549

wurzel des Druckgefälles. Der Geschwindigkeitsgradient quer zur .engen Abmessung des Strahls hängt anfangs von einer genauen Ausgestaltung der Düse ab. Anschließend nimmt die Schärfe des Geschwindigkeitsgradienten als Punktion der Entfernung von der Düse ab. Die enge Abmessung des Strahls wird selbstverständlich durch die Düsencffnung bestimmt. Der 7/ischeffekt des Strahls ist proportional zur Düsenöffnung. So hat dne Zunahme der engen Abmessung des fließfähigen Mediums eine größere Wisch- oder Scherwirkung zur Folge. Die Scher- oder Wischwirkung des Strahls aus dem fließfähigen Kedium schwankt etwa mit dem Quadrat der Entfernung zwischen Düse und Band. Die Höhe und der Auftreffwinkel des Strahls aus dem fließfähigen Medium bestimmt die Stelle, an welcher der Meniskus des Beschichtungsmetalls abgeschert wird. Somit bestimmen also diese Faktoren sowohl die Menge des auf dem Band verbleibenden Metalls als auch die Menge des in das Bad rückgeführten Metalls.

Ein ganz wesentliches Merkmal besteht beim Verfahren gemäß der Erfindung darin, daß die enge Abmessung des 'Strahls aus dem fließfähigen Medium umrissen wird bzw. eine feste Kontur erhält. .Vie im folgenden näher erläutert, läßt sich durch ein derartiges Umreißen eine optimale Schichtgewichtsverteilung über die Bandbreite erreichen und das Problem des Auftretens von Körnern oder dicken Metallwülsten an den Bandkanten ausschalten.

Obwohl auf dem einschlägigen Fachgebiet aus theoretischen Erwägungen heraus längst bekannt ist, daß eine gleichmäßige Verteilung des BeSchichtungsmaterials über die Breite der iletallunterlage zweckmäßig ist, diktieren praktische Erwägungen ein anderes

Vorgehen. 009885/1549

BAD

Vorgehen» So treten beispielsweise, wenn das Schichtgewicht an. einer oder beid-en Kante(n) des Bandes größer ist als das Gewicht in der Mitte des Bandes, Wicklungsschwierigkeiten beim „Aufspulen" und/oder starke Beschädigungen der Bandkanten aufa Folglich fordert eine optimale BeschichtungegiwiehtBVirteilunn; WWr die Bandbreite in der Praxis einen sehr gering konvexen Querschnitt des Beschichtungcmaterials. Dies bedeutet im Falle eines Zinküberzugs einer nominalen Stärke von 3,05 g/dra (one ounce per square foot), daß zweckmäßigerweise das Besehichtungsmaterial in der Bandmitte in einer Stärke von 3,05 g/dm (one ounce per square foot) und "nahe den Bandkanten in einer Stärke von 2,87 1
aufgetragen ist»

Stärke von 2,87 g/dm (0,94- ounce per square foot)

Um eine optimale Schichtgewichtsverteilung zu erreichen, wird die enge Abmessung der Düse für den Strahl aus dem fließfähigen Medium vorzugsweise in der in Figo 3 schematisch dargestellten vVeise umrissen. Dies bedeutet, daß die enge·Abmessung der Düsenöffnung schrittweise vom Düsenmittelpunkt zu den Düsenkanten zunimmt.

Da der Druck des fließenden Mediums innerhalb der Düse konstant ist, läßt sich durch Vergrößern der Düsenöffnung die Strömungsmenge des Strahls aus dem fließfähigen Medium und die Durchschnittsge-' schwindigkeit des strömenden Strahls aus dem fließfähigen Medium erhöhen. Auf diese Weise nimmt die Wischkraft des Strahls schrittweise vom Düsen- · mittelpunkt zu ihren Enden oder von der Bandmitte gegen die Kanten hin zu« Hierbei hat es sich gezeigt, daß die schrittweise. Vergrößerung der engen Abmessung des. Strahls aus dem fließfähigen Medium

von 009885/1549

von der Bandmitte gep;en die Kanten hin zu der geschilderten optimalen Schicht^ewichtsverteilung führt. Oxid-„Beeren" oder „Körner" werden durch Teilchen von auf der Badoberfläche befindlicher Oxidschlacke, die an dem Band, insbesondere an seinen Kanten, haften bleibt, hervorgerufen.

Wenn von „stark konzentrierten Metallablagerun,»en" die Rede ist, so bedeutet dies eine Erscheinung, die in der Kegel innerhalb eines etwa 2,5 cm breiten Bereichs von der Bandkante her auftritt. In diesem Bereich ist die Metallschicht beträchtlich dicker als im übrigen Bandbereich.

Durch das geschilderte „Omreifien" der engen Abmessung des Strahls sollte*erwartungsgemäß die Schicht in der .bandmitte stärker werden, d.h. das Schichtgewicht in der .bandmitte erhöht werden, um die konzentrierten Metallablagerungen an den Kanten auszugleichen und um die beim Aufwickeln des beschichteten Jbandes auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen. Bs wurde jedoch überraschenderweise festgestellt, daß ein derartiges „Umreißen" im wesentlichen die Ausbildung bzw. das Auftreten stark konzentrierter Metallablagerungen und von Oxidkörnern an den üandkanten beseitigt. Dies ist wahrscheinlich auf den in den Pig. 4 und 5 dargestellten Effekt zurückzuführen.

JBei dem in Pig. 4- schematisch in der Draufsicht dargestellten .bad aus geschmolzenem Metall tritt gerade das Band aus. Hierbei läßt sich aus dieser Fig. die Bedingung, unter welcher im Rahmen der "bekannten Verfahren eine Ablagerung von Oxidkörnern und eine lokale Ablagerung -großer Metallmengen an den Kanten auftreten, ersehen. Diese Erscheinung

ist 009885/1549

ist aann zu beobachten, wenn die Düsenöffnung und folglich die enge Abmessung; des Strahls konstant oder beträchtlich kleiner,als in Figo 3 angezeigt, sind. Das Band ist mit 22 bezeichnet» Die blanke,, oxidfreie isadoberfläche erscheint unmittelbar neben den beiden Seiten des Bandes. Die restliche Oberfläche des Bades 2M- ist mit schwerer Oxidschlacke bedeckt. Der Fig. 4 läßt sich auch entnehmen, daß sich diese schwere Oxidschlacke praktisch bis zu den Seitenkanten des-.Bandes, wie dies durch 25 angedeutet ist, erstreckt» Diese Erscheinung führt dazu, daß sich an den Bandkanten eine etwas stärke Schicht ablagert als in der Bandmitte„ Wie bereits erwähnt, führt ein derartiger Verfahrensablauf ferner oftmals zu einer lokalen Ausbildung extrem starker Schichten und zur Ablagerung von Oxidkörnern an den Bandkanten.

Das „Umreißen" der Düsenöffnung und folglich.der engen Abmessung des Strahls aus dem fließfähigen Medium hat das in Fig» 5 dargestellte überraschende Ergebnis zur Folge. Insbesondere bleibt hierbei, wie bei 26 dargestellt ist, auch außerhalb der Bandkanten eine blanke Badoberfläche 23 erhalten. Dieses Aufrechterhalten einer blanken Badoberfläche außerhalb der Bandkanten beseitigt im wesentlichen das geschilderte Problem der Ausbildung starker Kanten und der Ablagerung von Oxidkörnern.

Warum das „Umreißen⁹¹ des Strahls aus dem fließfähigen Medium die geschilderte Wirkung zur Folge hat, ist noch nicht vollständig geklärt» Es wird angenommen^ daß diese Erscheinung zum Teil sowohl auf den kontinuierlichen Rückfluß von überschüssiger Beschichtungsmetallschmelze von der Auftreffstelle des Strahls in das Bad als auch auf die Wirkung

der

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der vertikal nach unten gerichteten Ablenkung des Strahls zurückzuführen ist. In jedem Falle haben die im folgenden geschilderten Versuche ergeben, daß sich diese Ergebnisse nur erreichen lassen, wenn die Düsenöffnung an der Kante mindestens 150 % der Düsenöffnung in der Mitte beträgt. Laborversuche zeigten, daß, im !"alle der Verwendung von Zink als BeSchichtungsmetall, ein Mindestrückfluß von etwa 55 g/min/cm .bandbreite (five ounces per minute per inch of strip width) für einen zufriedenstellenden Überzug erforderlich ist. Jegliche Zunahme dieser Rückflußmenge erhöht die „Glättwirkung" durch raschere Rückführung der unerwünschten Oxide in das Bad und steigert die zulässige Sinstellungsbreite.

Auf einer handelsüblichen, mit einer Geschvvindigk'eit von 30,5 bis 91-,5 m pro min (100 bis 300 feet pro min) arbeitenden Zink-üeschichtungsstrecke war unter folgenden Bedingungen ein erfolgreicher Betrieb gewährleistet. Die Öffnung in einer 1,83 m (72 inch) breiten Düse betrug .in der Mitte 0,19 cm (0,075 inches) und 0,33 cm (0,130 inches) an der Kante. Die Zunahme von der Mitte zur Kante war praktisch linear. Es wird angenommen, daß das erforderliche Öffnungsdifferential' (Ende zur Mitte) eine Funktion der nominalen Düsenöffnung ist« Das heißt, daß bei engen Düsenöffnungen ein geringeres Ende zu Mitte-öffnungsdifferential erforderlich ist. Der bevorzugte Auftreffwinkel des Strahls aus dem fließfähigen Medium auf das Band (der Winkel wird in Bezug auf eine Kormal-Ebene zur Bandoberfläche gemessen) ist nominell 0° und kann von etwa 2° bis zu 5° herunter variiert werden.

Der 009885/1549

Der Abstand zwischen dem Düsenende und dem Band kann 1,27 bis 6,35 cm 0/2. inch bis 2 ¹/2 inches) betragen. Wie bereits erwähnt, ist bei sonst gleichen Bedingungen das Gewicht der fertigen Schicht umso geringer, je geringer-der Abstand zwischen der Düsenkante und dem Band ist« Die Höhe über dem Bad an der Auftreffstelle kann zwischen etwa 7,6 em und etwa 45,7 cm (etwa 3 inches bis etwa 18 inches) liegen. Die Untergrenze bestimmt sich durch die Stelle, an welcher ein Yerspratzen der überschüssigen Metallschmelze auftritt. Die Obergrenze wird von der Bandgeschwindigkeit und dem gewünschten Schichtgewicht bestimmt.

Der Druck des Strahls kann zwischen 16,9 und 492,1 g/cm² O
inch) liegen.

ο
492,1 g/cm (4 ounces bis 7 pounds per square

Der Strahl kann aus irgendeinem der verschiedenen fließfähigen Medien, beispielsweise aus Dampf, Luft und dergl., bestehen. Das fließfähige Medium sollte auf 315°C (600⁰F) oder höher erhitzt sein.

if.ie bereits erwähnt, ändert sich der Wisch- oder Schereffekt des Strahls aus dem fließfähigen Medium mit dem Abstand zwischen Düse und Band. Daher sollte es selbstverständlich sein, daß es zweckmäßig ist, dem Strahl aus dem fließfähigen Medium ■ ein vollkommen, flaches Band zu präsentieren. Die Erhaltung eines flachen Bandes an dieser Stelle wird durch Einstellung der Tropfoder Senkerwalze 16 oder der Stabilisatorwalze 16a (vergl. Fig. 1) oder aber durch Anlegung einer Spannung an das Band und dergl. gewährleistet.

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Claims

Patentansprüche

(ijl Verfahren zum Überziehen eines eisenhaltigen Metallbandes, bei welchem'

a) die Oberfläche des eisenhaltigen Bandes zur Aufnahme eines geschmolzenen Metallüberzugs präpariert wird; ·

b) das Band durch ein Bad aus geschmolzenem Beschichtungsmetall geleitet wird, wobei eine bestimmte Menge des geschmolzenen Beschichtungsmetalls aus dem Bad durch das sich bewegende Band mitgenommen wird;

c) ein im wesentlichen laminar strömender Strahl aus einem gasförmigen, fließfähigen Medium auf die Oberfläche des beschichteten Bandes nach dessen Auftauchen aus dem Bad in einer Höhe gerichtet wird, bei welcher die Dicke des Beschichtungsmetalls größer ist als diegewünschte Schichtenddicke, wobei der auftreffende Strahl einen kontinuierlichen Rückfluß des geschmolzenen Beschichtungsmetalls in das Bad zur Folge hat, während die jeweils ge-

• wünschte Menge an geschmolzenem Beschichtungsmetall an dem Eand haften bleibt und

d) die enge Abmessung des Strahls quer zu einem Teil desselben zur Bemessung des Wischeffekts

• und zur Ablagerung einer Schicht gleichmäßiger Dicke über die gesamte Bandbreite umrissen wird nach Patent

(Deutsche Patentanmeldung P 17 71 537.0), dadurch gekennzeichnet, daß die enge Abmessung des Strahle quer zu seiner gesaraten Breite

009885/1549 -stufen-

_ 18 - ■

stufenweise umrissen wird, .um auf diese Weise über das Bandmaterial von Kante zu Kante eine Verteilung des Gewichts der Beschichtung zu steuern und ura die Ausbildung einer besonders starken Kantenbeschichtung und von Oxidkörnern zu vermeiden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die enge Abmessung des gasförmigen Strahls schrittweise von seinem Mittelpunkt zu seiner Kante vergrößert wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die enge Abmessung des Strahls an der Kante mindestens 150 % der engen Abmessung des Strahls im Mittelpunkt beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 s dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtgewicht in der Bandmitte größer ist als an seinen Kanten»

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