DE2045690A1

DE2045690A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von ver zinkten Stahlrohren mit einem inneren Anstrich

Info

Publication number: DE2045690A1
Application number: DE19702045690
Authority: DE
Inventors: Arthur E Alsip IH Ostrowski (V St A ) P
Original assignee: Allied Tube and Conduit Corp
Current assignee: Allied Tube and Conduit Corp
Priority date: 1969-12-22
Filing date: 1970-09-16
Publication date: 1971-10-07
Also published as: ES383389A1; ZA705458B; CA937106A; CH513683A; FR2071962A1; JPS4820986B1; FR2071962B1; BE756903A; IL35092A0; IL35092A; NL7014322A; SE380451B; GB1322235A

Description

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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

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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,

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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, d_oh, 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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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 l8_o 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.

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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

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Claims

- Ik -Patentansprüche

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

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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.

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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·

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