DE2045690A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ver zinkten Stahlrohren mit einem inneren Anstrich - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ver zinkten Stahlrohren mit einem inneren AnstrichInfo
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Description
λ.
r/:.;.-. ;;7. τ,.. ,, n Gzy/goe
ALLIED TUBE & CONDUIT CORPORATION
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von verzinkten Stahlrohren mit einem inneren Anstrich.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Her- ä
Stellung von verzinkten Stahlrohren mit einem inneren Anstrich, wobei flache Stahlstreifen kontinuierlich zu einem Rohr gebogen,
die Kanten der Streifen kontinuierlich verschweißt und das Rohr kontinuierlich durch ein Bad aus geschmolzenem Zink gezogen wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Nach der US-Patentschrift Nr. 3,122,ll4 ist die kontinuierliche
Herstellung von Rohren und ihr Verzinken bekannt. In dieser Patentschrift ist eine Vorrichtung beschrieben, welche flache
Stahlstrexfen zu einem Rohr formt, die aneinandergebrachten Kanten
des Streifens miteinander verschweißt und das Rohr nach äußerer Vorbereitung durch ein Bad aus geschmolzenem Zink führt,
wobei es verzinkt wird. Bei manchen Anwendungszwecken solcher
Rohre ist es erforderlich, daß ihre innere Oberfläche mit einem
Anstrich oder ähnlichen Schutzfilmen überzogen ist, um eine Korrosion zu verhüten. Bisher hat man diesen Anstrich nach der
109841/ 1 0 Λ 5
Bildung des Rohres und dem Zerschneiden zu Abschnitten gewünschter
Längen vorgenommen. Dies geschieht im wesentlichen von Hand, was den Nachteil hat, daß das Verfahren teuer und
verhältnismäßig langsam ist.
Ziel der Erfindung sind ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung von galvanisierten Rohren, die einen inneren Schutzanstrich haben. Ein weiteres
Ziel der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung, die schnell arbeiten können und die Kosten gegenüber dem Stande
der Technik wesentlich herabsetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Anstrichmittel aus einem wärmebeständigen, in der Wärme
aushärtenden Stoff, das gegebenenfalls ein Pigment enthalten
kann, kontinuierlich auf die die Innenwandung des Rohres bildende
Seite des Stahlstreifens aufbringt und den Anstrich durch Wärme aushärtete
Die Zeichnungen erläutern einige Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindunggemäßen
Vorr ichtung,
Fig. 2 zeigt in seitlichem Schnitt einen Teil der in Fig. 1
dargestellten Vorrichtung,
10984
Fig„ 3 zeigt die S* i t on^nsicht t;intr Vorrichtung η ac Jr Figo
Figo 4 zoigt sihemaiisch eine andere Ausführungsiorm einer
erflndungsgemaßen Vorrichtung,
Figo 5 zeigt in seitlichem Schnitt einen Teil der Vorrichtung
nac h F i g ο 4 ,
Fig. 6 ist eine Stirnansicht entlang der Linie 6^6 nach
Figo 2
Figo 7 ist. ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäß hergestelltes Rohr,
Fig» 8 zeigt eine Ausführungsform einer Lanze, die erfindungsgemäß
verwendet werden kann«
Fig» 9 zeigt eine andere erfindungsgemäß zu verwendende '
Lanze ο
Die US-Patentschrift Nr0 3,122,114 beschreibt eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Bilden und Verzinken eines Stahlrohres·
Im nachfolgenden wird auf diese Patentschrift Bezug genounen.
Die Patentschrift beschreibt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Herstellen eines verzinkten Stahlrohres« Zum ersten Teil
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dieser Vorrichtung gehören ein Mittel zum kontinuierlichen Zuführen
eines Stahlstreifens, ein Mittel zum Hindurchführen des Stahlstreifens durch eine Reihe von rohrbildenden Walzen und
durch Mittel zum Zusammenbringen der Seitenkanten der Streifen
in Rohrform. Anschließend an die Walzen sind Mittel vorgesehen, um die aneinandergebrachten Seitenkanten miteinander zu verschweißen.
Dann gelangt das so gebildete Rohr durch verschiedene Vorrichtungen, um die äußere Oberfläche vorzubereiten, und
anschließend durch ein Bad aus geschmolzenem Zink, wobei die äußere Oberfläche verzinkt wird.
Es gibt verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für verzinkte Rohre, welche erfordern, daß die Innenwandungen des Rohres
mit einer Schutzschicht überzogen ist, um die Korrosion zu verhindern. Die vorliegende Erfindung betrifft Mittel, um
einen solchen Schutzfilm kontinuierlich aufzubringen, und zwar
unter Verwendung einer Vorrichtung nach der US-Patentschrift
Nr. 3,122, 114.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 1 dargestellt·
Die Vorrichtung und das Verfahren nach dieser Ausfuhrungsform
bringen ein Anstrichmittel auf die Oberfläche eines Stahletreifens
auf, die anschließend die Innenwandung des gebildeten Stahlrohres wird, wobei der Anstrich korrosionsbeständig let·
Da das geformte Rohr bei verhältnismäßig hohen Temperaturen
10 9841/1(US ./
20A5690
durch die Vorrichtung hindurchläuft, ist es erforderlich, daß
der Anstrich bei den auftretenden hohen Temperaturen stabil ist. Hohe Temperaturen treten zuerst dort auf, wo die Naht verschweißt
wird. Hierbei köimen beim Schmelzen des Stahls Temperaturen
in der Größenordnung von 126O C erwartet, werden· Anstriche,
welche bei diesen Temperaturen nicht abbrennen, sind schwierig zu erhalten und sehr teuer. Die Vorrichtung und das
Verfahren nach Fig. i machen die Verwendung eines solchen Anstrichmittels
unnötige Auoh beim anschließenden Verzinken nach dem Verschweißen entstehen ebenfalls hohe Temperaturen.
Wenn man das Rohr vor dran Hindurchführen durch das Bad von
geschmolzenem Zink vorwärmt,treten beim Hindurchführen durch das Bad erhöhte Temperaturen von etwa 31*5 bis 48o C auf. Es
muß daher ein Anstrichmittel verwendet werden, das bei diesen
Temperaturen stabil ist und aushärtet, und das kontinuierlich aufgetragen werden kann,, f
Solche in der Wärmt? stabile Anstrichmittel können beispielsweise
Copolymere von Epoxyestern und Siliconen, Polyester,
Siliconpolyester, Epoxyhctt nstof f odt.r Melamin enthalten, die
mit Siliconharzen modifiziert sind und gegebenenfalls Pigmente
enthaltene Die Ans t r i< htm t t.; i dieser Art enthalten ferner Lösungsmittel,
die <»iitf«?riit werden wissen, und sie müssen auch
durch Wärme aushärtbar »*in.
BAD
109841/1045
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit welcher die Oberfläche des flachen Stahlstreifens für das Anstreichen vorbereitet
wird. Der Stahlstreifen kommt beispielsweise von einer
entsprechend der Lehre
Vorratsrolle / der oben erwähnt en US-Patentschrift. Daran
schließt sich eine Stufe 1 zum Reinigen und Vorbereiten an. Man kann beispielsweise ein alkalisches Reinigungsmittel verwenden,
das dann von der Ober flache abgespült wird, Die Oberfläche wird dann beispielsweise mit einem Phosphat behandelt, das anschließend
abgespült wird, und anschließend mit Chromsäure. Gewünschtenfalls kann eine Grundierung aufgebracht werden, um ein besseres
Anhaften des Anstrichs auf der Oberfläche zu sichern. Man kann aber auch die Oberflache aliein durch Waschen mit einem
geeigneten Waschmittel vorbereiten, um eine saubere Oberfläche zu erhalten. Anschließend muß das Abwaschmittel durch Spülen
vollständig entfernt werden,
Bei der Ausführung3fcrm nach Fig. 1 verwendet man eine Lanze
oder ein längliches Rohr 12. Die Lanze 12 hat einen senkrechten Teil l4, der eit einem nicht abgebildeten Behälter für das Anstrichmittel
verbunden ist. Der Teil ik führt senkrecht abwärts
durch die das H-.»l>» bildenden Walzen 8, bevor die Seitenkanten
des flachen Streifens zusammengebracht werden, um das
Stahlrohr 22 zu bilden. Der Teil ik ist bei 16 gebogen. Eine
Fortsetzung l8 verläuft praktisch parallel mit der Längsachse
des Stahlrohres in die.se* hinein über den Punkt hinaus, wo die
Naht geschweißt wird. An ihrem freien Ende hat die Fortsetzung
- 1098A1/1fU5 , BADORJQINAL "A
l8 eine Düse 20. Die Düse 20 versprüht das Anstrichmittel so,
daß die gesamte Innenfläche des Rohres 22 vollständig überzogen
wird. Bei der dargestellten Ausf uhr-ingsform kann dies geschehen
durch eine Reihe von Düsen mit mehreren Löchern 21, die um den ganzen Umfang herum angeordnet sind. Bei dieser
Ausführungsform wird das Trocknen des Anstrichs und das Entfernen
der Lösungsmittel durchgeführt mittels der in dem Rohr g
22 vorhandenen Wärme. Das Anstrichmittel härtet aus durch
die Wärme beim Vorwärmen und beim Verzinken.
Um ein Zurückströmen d«=i Dampfe der Losungsmittel zu der Schweißstelle
und um dabei eine Entzündung der Dämpfe zu vermeiden, bläst man ein Spülgas wie Luft durch das Rohr hindurch, um die
Lösungsmitteldämpfe an fmr Stelle abwärts der Schweißstelle
zu drücken. Hierfür kann ein Gebläse 23 oder eine Quelle für Druckgas vorgesehen sein, tind zwar dort, wo das Rohr vollständig
geformt ist. Der Auslaß des Gebläses führt in das Rohr hinein. ™
Die Art, in welcher das längliche Rohr oder die Lanze 12 in das
teilweise geformte Stahlrohr hineinführt, ist in den Fig. 3
und 6 dargestellt. Hiernach wird dei* flache Stahlstreifen 1
durch die rohrbildenden Walzen 8 zu dem fertigen Rohr 22 geformt. Die rohrbildenden Walzen verformen den flachen Streifen
1 derart, daß die Seitenwandungen 24 allmählich gehoben werden
bis zu einem Punkt 26, wo sie zusammenkommen und wo eine Schweißnaht
30 nach Fig. 7 entsteht. Die Fig. 3 zeigt einige dieser
109841/1(UB
BAD
rohrbildenden Walzen, die den Streifen in die gewünschte Form bringen. Nach dem Punkt 26 wird die Naht geschweißt und die
Düse 20 der Verlängerung 18 erstreckt sich über die Schweißstelle hinaus soweit, daß die Temperatur der Schweißnaht und
der Nachbarschaft hiervon genügend gesunken ist, um das Aufbringen
eines Überzuges zu ermöglichen. Um den Fortsatz l8 zu halten und ein Reiben gegen die Oberfläche des Stahlrohres
zu verhindern, sind geeignete Abstandshalter vorgesehen, wie z.B. die mit 32 bezeichneten, welche den Fortsatz 18 in einer
verhältnismäßig festen Stellung halten»
Der Fortsatz l8 kann gehalten und in dem Rohr 22 zentriert werden
durch mehrere Drahtfedern 32, die am Umfang des Fortsatzes
beispielsweise angelotet sind» Die freien nach außen reichenden
Enden der Drähte drücken gegen die innere Wandung des Stahlrohres und tragen und zentrieren den Fortsatz l8.
Bei dem dargestellten Verfahren und der dargestellten Vorrichtung
entsteht kontinuierlich aus einem Stahlstreifen ein zylindrisches
oder etwa derartiges Stahlrohr, dessen äußere Oberfläche verzinkt und dessen innere Oberfläche mit einem Schutz —
anstrich versehen ist» Hierfür verwendet man einen Schutzanstrich,
der wärmebeständig ist und bei verhältnismäßig hohen
Temperaturen aushärtet. Man kann im iibrigen Teile der Vorrichtung
und des Verfahrens bekannter Art verwenden, die bisher
BAD ORIQiNAL -/-
10.984 1 / 1 OAB "· ■ — · —
.=. 9 —
lediglich zum Verzinken eines Streifens gebraixcht worden sind.
Dadurch werden Ersparnisse in der Bauart der Vorrichtung und eine Herabsetzung der Kosten des Endproduktes erreicht, und es
ist nicht.notwendig, Mittel vorzusehen, welche die Geschwindigkeit
herabsetzen»
Bei der anderen Ausführungsform nach Fig„ 4 wird in der Verfanrensstufe
4 eine übliche Vorrichtung zum Aufbringen des Anstriches verwendet· Man kann hierfür beispielsweise eine Walze oder
eine andere Vorrichtung wählen. Unabhängig von der Art des Aufbringens des Anstriches ist es wesentlich, daß lediglich
die flache Oberfläche überzogen wird und daß die Seitenkanten des Streifens keinen Anstrich enthalten. Ein Anstrichmittel
auf den Seitenkanten würde das Schweißen dieser Kanten beim nachfolgenden
Verfahrensschritt stören«
Nach dem Anstreichen gelangt der Streifen zu einer Verfahrensstufe
6, wo er getrocknet und teilweise ausgehärtet wird. Man
kann hierbei eine beliebige Wärmequelle verwenden, um die Lösungsmittel
zu entfernen, beispielsweise eine Gasheizung, eine
Heizung mit warmer Luft oder mit strahlender Wärme durch Elektrizität.
Nach dem Trocknen gelangt der angestrichene Streifen zu mehre
ren rohrbildenden Walzen 8, die den Streifen allmählich zu eine«
Rohr biegen. Nach den rohrbildenden Walzen gelangt das Rohr
10 9 8 41/10 4 5 ^"
2Ü45690
dann zur Schweißstufe 10. Man kann hierbei nach verschiedenen
Arten schweißen, z.B. durch elektrische Widerstandsheizung, durch Gleichstrom oder dergleichen α Nach dem Schweißen 10 ist
das Rohr fertig und die Naht ist geschweißt, so daß jetzt seine Oberfläche bearbeitet und verzinkt werden kann·
Wie schon gesagt, sind die beim Schweißen auftretenden Temperaturen
recht hoch und liegen bei etwa 1260 C. Diese hohen Temperaturen treten aber nur während verhältnismäßig kurzer Zeit
auf, weil das Rohr die Schweißstelle schnell durchwandert· Die hohen Temperaturen treten auch nur in verhältnismäßig eng begrenzten
Gebieten auf, doh, bei der Schweißnaht und in kurzem Abstande auf beiden Seiten von ihr. Bei diesen hohen Temperaturen
brennt der Anstrich in der Nachbarschaft der Schweißnaht
ab. Um das Innere des Rohres vollständig mit einen Anstrich
zu versehen, einschließlich der Nachbarschaft der Schweißnaht,
sind Mittel vorgesehen, um auf dieses Gebiet einen neuen Anstrich nach dem Schweißen aufzubringen. Das kann geschehen Mit
einer Lanze oder einem länglichen Rohr, das zwischen den rohrbildenden Walzen vor der Stelle, an welcher die Seitenkanten
zusammengebracht werden, in das Stahlrohr eingerührt ist· Schematisch
ist das in der Figo 1 dargestellt, wobei ein Teil des länglichen Rohres oder der Lanze mit 12 bezeichnet ist.
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~ 11 -
Nach der Fig. 2 hat die Lanze 12 einen senkrecht zum Stahlrohr verlaufenden Teil 14. Dieser Teil Ik erstreckt sich zwischen die
das Rohr bildenden Walzen und ist mit einem nicht abgebildeten Behälter für das Anstrichmittel verbunden. Die Lanze 12 ist bei
l6 gebogen und hat eine Fortsetzung l8o Wenn schnell abbindende
Überzugsmittel verwendet werden, so sollte die Lanze,mit Wasser
gekühlt sein, um ein gelieren des Anstrichmittels in der Lanze g
zu verhindern.
Die Fi-g. 8 und 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen von geeigneten
Lanzenο Nach der Fig„ 8 hat die Lanze ein erstes Rohr
34, durch welches das Überzugsmittel gefördert wird. Wenn eine
Kühlung erforderlich i&t, so ist an dem ersten Rohr 3^ ein zweites
Rohr 36 befestigt. Das Rohr 3b ist am äußeren Ende der
Lanze zurückgebogen, so daß zwei Schenkel etwa der gleichen Länge auf der Lanze sich befinden. Das eine Ende dieses gebogenen
Rohres kann mit einer Quelle fur Kühlwasser verbunden ™
sein. Aus dem anderen End« läuft das Kühlwasser zurück zu der
Wasserquelle und zirkuliert daher durch das Rohr 36, wobei die
Temperatur des Anstrichmittels so gehalten wird, daß es nicht
abkühlt und in der Lanze gelierte Fig, 9 zeigt drei konzentrische Rohre, wobei das Anstrichmittel durch das innere Rohr 38
gefördert wird, und das Rohr kO mit einer Quelle für Kühlwasser
verbunden ist«
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Der Fortsatz l8 verläuft praktisch parallel mit der Längeachse
des Stahlstreifens. Er hat eine solche Länge, daß er in das
Stahlrohr über den Punkt hinausragt, an welchem die Seitenkanten des Streifens durch die Walzen zum nachfolgenden Schweißen
zusammengebracht werden» Der Fortsatz hat auch eine solche länge, daß er über die Schweißstelle 10 hinausragt. An seinem
freien Ende hat er ein Mundstück 20° mit einer Öffnung 21',
die nach oben gegen die Schweißnaht gerichtet xst, wo der Anstrich beim Schweißen abgebrannt ist ο Durch den Fortsatz Ik
wird das Anstrichmittel auf die Schweißnaht und die benachbarten
Teile der Innenwandung gesprüht„ Nach Fig« 7 ist also durch
das Aufbringen des Anstriches bei 19 die gesamte innere Oberfläche des Stahlrohres mit einem Anstrich versehene Besonders
geeignet hierfür ist eine Sprühvorrichtung ohne Verwendung von
Drucklüfte Unter gewissen Umständen können aber auch übliche
Sprühvorrichtungen mi* Druckluft verwendet werden.
Es sei bemerkt, daß an dieser Stelle des Verfahrens die Temperatur
des Rohres so ist, daß der durch die Düse 20 aufgebrachte Anstrich schnell trocknet und die Lösungsmittel schnell
entfernt werden. Das fertige Hohr 22 kommt dann zu der Vorbereitung
nach der oben erwähnten US-Patentschrift. Dort wird es
vorgewärmt und dann durch das Zinkbad geführt. Die hierbei auftretenden
Temperaturen sind solche, daß das Anstrichmittel Auegehärtet wird.
1 09 fU 1 / 1 IW+5
Man sieht, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung ein kontinuierliches Arbeiten bei hohen Geschwindigkeiten ermöglichen, was zu einem hohen Ausstoß und
einer wesentlichen Ersparnis gegenüber dem Stande der Technik
führte
1 0 9 8 4 1 / 1 D 4 5
Claims (1)
1. ) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von verzinkten
- Stahlrohren mit einem inneren Anstrich, wobei flache Stahl streifen kontinuierlich zu einem Rohr gebogen, die Kanten
der Streifen kontinuierlich verschweißt und das Rohr kontinuierlich
durch ein Bad aus geschmolzenem Zink gezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Anstrichmittel
aus einem wärmebeständigen, in der Wärme aushärtenden Stoff, das gegebenenfalls ein Pigment enthalten
kann, kontinuierlich auf die die Innenwandung des Rohres
bildende Seite des Stah lstreiίens aufbringt und den Anstrich
durch Wärme aushärtet»
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch g e k e η nzeichnet,
daß man den Anstrich vor dem Verschweißen der Kanten des Streifens aufbringt und nach dem Verschwei
ßen der Kanten einen weiteren Anstrich auf das Innere der Schweißnaht und ihre Umgebung aufbringt«
3«, Verfahren nach Anspruch 1 , ti a d u r c h g e k e η η-
zeichnet, «laß man den Anstrich nach dem Verschweißen
der Kanten des Streifens auf cJas Innere des Rohres
aufbringt.
BAD ORIGINAL
109841 /1045
kt Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 mit Mitteln zur kontinuierlichen Zuführung eines Stahl
streifens, Mitteln zur kontinuierlichen Verformung des
Stahlstreifens, Mittel zum kont lmii erlichen Verschweißen
der aneinanderstoßenden Kan* en des Stahlstreifens und
Mittel zum kontinuierlirhen Hindurchführen des Rohres durch
ein Bad aus geschmolzenem Zink.gekennzeichnet |
durch Mittel zum kontinuierlichen Aufbringen des An
strichs auf diejenige Seite des Stahlstreif er.s, die die
Innenwandung des Rohres bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch geken n-
zeichne t» daß daß das Mittel zum Aufbringen des Anstrichs auf dxe gesamte Innenfläche des Rohres aus einem
senkrechten, vor dem Zusammenbringen der Kanten angeordne
ten Rohr und einem mit ein™ senkrechten Rohr verbundenen
waagerechten, in das Innere des Stahlrohres hinter die Ver- ^
schweißung hineinragenden Rohr mit einer Düse für den Aus tritt des Anstrichmittels besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,dadurch geken n-
zeichnet, daß das senkrechte Rohr mit einem Behäl ter für das Anstrichmittel verbunden ist.
1 0 9 8 A 1 / 1 Π U 5
7· Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet
durch Mittel zum Aufbringen des Anstrichs auf die die
Innenwandung des Stahlrohres bildende Seite des Stahlstreifens
und durch ein Mittel nach Anspruch 5 oder 6» durch welches der Anstrich im Inneren des Stahlrohres auf die
Schweißnaht und benachbarte Gebiete kontinuierlich aufgetragen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7t dadurch
gekennzeichnet, daß das waagerechte in das Stahlrohr hineinragende Rohr gegen die Innenwandung des
Stahlrohres durch Abstandshalter abgestützt ist·
109841/1045
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