DE2105661A1

DE2105661A1 - Hot dip metal coating - with melt flow along workpiece surface

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Publication number: DE2105661A1
Application number: DE19712105661
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-05
Filing date: 1971-02-05
Publication date: 1972-08-10

Abstract

In hot dip coating of workpieces with molten metals, a flow is generated of the melt directed against the workpiece surface, accelerating flux residue removal from the metal surface. Pref. speed of melt relative to workpiece surface is 20 cm/sec. Method is used for coating metals with Zn (alloys), Pb (alloys), Al (alloys) and all alloys having m.pt. 150 degrees C. Process reduces dwell time of workpieces in the metal bath.

Description

Bez.: Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung des Abkochens des Flußinittels bei der Linwirkung strömender Metallschmelzen auf mit Flußmittel behaftete Metallgegenstände, vorzugsweise Eisenteile.Bez .: Method and device for accelerating the boiling of the Flux in the action of flowing metal melts on those contaminated with flux Metal objects, preferably iron parts.

stand der Technik am Beispiel der Feuerverzinkung. state of the art using the example of hot-dip galvanizing.

1. Vorbehandlung: 1.1 Die zu verzinkenden Teile werden meist durch beizen Lit Salzsäure, seltener durch Beizen mkit Schwefelsäure entzundert.1. Pretreatment: 1.1 The parts to be galvanized are mostly through Pickling Lit hydrochloric acid, less often descaled by pickling with sulfuric acid.

1.2 Mach dem beizen wird mit Wasser gespült.1.2 Do the pickling is rinsed with water.

1.3' Die gespülten Teile werden entweder in eine Flufmittel-Lösung getaucht und anschließend getrocknet oder 1.4 durch eine auf dem Zinkbad befindliche Flufmittelschmelze geführt.1.3 'The rinsed parts are either in a flux solution immersed and then dried or 1.4 by means of a zinc bath Flufmittelschmelze led.

1.3.1 Diese Lösung enthält Ziiikchlorid oder ein Gemisch von Zinkchlorid und Ammonchlorid mit einer Dichte von ca. 1,2 bis 1,4.1.3.1 This solution contains zinc chloride or a mixture of zinc chloride and ammonium chloride having a density of about 1.2 to 1.4.

Das Verhältnis Zinkchlorid zu Ammonchlorid liegt im allgemeinen zwischen 9 : 1 und 1 : 1. The ratio of zinc chloride to ammonium chloride is generally between 9: 1 and 1: 1.

1.3.2 Manchmal verzichtet man auf eine Flußmittel-Lösung und bläst mit einer spritzpistole gut rieselfähiges Ammonchlorid auf die gespülten Teile und trocknet anschließend.1.3.2 Sometimes you do without a flux solution and blow Use a spray gun to apply free-flowing ammonium chloride to the rinsed parts and then dries.

1.4.1 Die Flußmitteldecke enthält Zinkaminchloride, Ammonchlorid, Zinkammonchlorid und Wasser.1.4.1 The flux cover contains zinc amine chlorides, ammonium chloride, Zinc ammonium chloride and water.

2. Eintauchen in die Zinkschmelze 2.1 Die mit Flußmittel behafteten Teile werden in das Zinkbad eingetaucht und verbleiben dort bis sich alle FluL-mittelreste vom betreffenden Gegenstand getrennt haben.2. Immersion in the zinc melt 2.1 Those with flux Affected parts are immersed in the zinc bath and remain there until they are have separated all residual fluids from the object in question.

2.1.1 Die Trennung ist dann vollständig, wenn keine Flußmittelreste mehr an die Oberfläche der Metallschmelze gelangen.2.1.1 The separation is complete when there are no flux residues more reach the surface of the molten metal.

Das Flußmittel ist dann " abgekocht ". The flux is then "boiled off".

2.1.2 Diese Zeit, die das Flußmittel zun @bkochen benötigt ( mit einem kleinen Sicherheitsfaktor ), ist die Verzinkungszeit, die nicht unterschritten werden kann.2.1.2 This time that the flux needs to boil (with a small safety factor), is the galvanizing time, which is not undercut can.

Sie ist oft maßgeblich für die Durchsatz-Leistung eines Kessels. It is often decisive for the throughput of a boiler.

2.1.3 Die ebkochzeit ist nicht selten sogar das Problem, an dem die Verzinkung bestimmter Teile aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen scheitert.2.1.3 The boiling time is not infrequently the problem that the Galvanizing of certain parts fails for technical or economic reasons.

2.1.4 Im normalen Verzinkungsbetrieb hilft man sich soweit als möglich durch das Bewegen der Teile im Zinkbad. Man dreht diese oder zieht sie teilweise oder ganz aus dem Bad und leßt sie wieder schnell in die Schmelze eintauchen.2.1.4 In normal galvanizing operations one helps each other as much as possible by moving the parts in the zinc bath. You turn them or pull them partially or completely out of the bath and quickly immerse them in the melt again.

2.2 Die Ursache des langsamen Abkochens liegt in der mehr oder weniger langsamen Zersetzung der ursprünglichen Chloride, bei der aus den schmelzenden Chloriden unter Gas abspaltung immer zähflüssige Phasen entstehen, bis nur mehr teigartig zähe, relativ chloridarme Reste zurückbleiben, zu deren quantitativer Entfernung vom verzinkten Teil die Bewegung der Ware im Zinkbad oft nicht ausreicht.2.2 The cause of slow boiling lies in the more or less slow decomposition of the original chlorides, with the melting of the chlorides With the elimination of gas, viscous phases are always formed, until they are only dough-like tough, relatively low-chloride residues remain for their quantitative removal of the galvanized part, the movement of the goods in the zinc bath is often insufficient.

2.3 Eine sehr unerwünschte Begleiterscheinung ist der durch das gasende Flußmittel behinderte Wärmeübergang von der Metallschmelze zum Werkstück, besonders bei Teilen mit relativ großem Querschnitt.2.3 A very undesirable side effect is that caused by the end of the gas Flux hindered heat transfer from the molten metal to the workpiece, especially for parts with a relatively large cross-section.

Das Flußmittel wird in diesem Fall vom Werkstück gewissermaßen gekühlt und braucht länger bis zum Abkochen. In this case, the flux is to a certain extent cooled by the workpiece and takes longer to boil.

3. Aufgabe und Verhalten der Flußmittel 3.1 Unabhängig von ihrer chemischen Konstitution haben alle Flußmittel verschiedene Aufgaben und Eigenschaften gemeinsam: 3.1.1 Sie sollen die z.B. durch Sandstrahlen oder durch Beizen vorbereitete Metalloberfläche in einem Zustand erhalten, der eine Benetzung des Grundmetalles mit der Metallschmelze gewährleistet.3. Task and behavior of the flux 3.1 Independent of their chemical Constitution, all fluxes have different tasks and properties in common: 3.1.1 You should remove the metal surface that has been prepared e.g. by sandblasting or pickling obtained in a state that a wetting of the base metal with the molten metal guaranteed.

3.1.2 Sie sollen den Entzunderungseffekt noch durch eine zusätzliche Aktivierung der Metalloberfläche vervollständigen.3.1.2 You should enhance the descaling effect with an additional Complete activation of the metal surface.

3.1.3 Sie zersetzen sich bei der Einwirkung der Metallschmelzen mehr oder weniger schnell unter Bildung von Zwischenprodukten, die als eigentliche Träger der Flußmittelwirkung angesehen werden können.3.1.3 They decompose more when exposed to the molten metal or less rapidly with the formation of intermediates that act as the actual carrier the flux effect can be viewed.

3.1.4 Sämtliche Zersetzungsprodukte, sowie die Reste des nicht oder nicht ganz zersetzten Flußmittels müssen vor Beendigung des Tauchvorgangs vom zu überziehenden Teil entfernt werden, weil diese die Weiterverarbeitung bezw. Verwendung des überzogenen Gegenstands beeinträchtigen oder verhindern würden.3.1.4 All decomposition products, as well as the remains of the not or Flux that is not completely decomposed must be removed from the tank before the immersion process is completed covering part are removed because this BEZW further processing. use of the coated object would impair or prevent.

4. Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtungen zur Beschleunigung des Abkochens des Flußmittels, am Beispiel der Peuerverzinkung.4. Description of the method and devices for acceleration the boiling of the flux, using the example of hot-dip galvanizing.

4.1 Versuche haben überraschend ergeben, daß das Flußmittel in einem Bruchteil der bisher benötigten Abkochzeit von der Oberfläche des Verzinkungsgutes entfernt werden kann, wenn man dieses einer starken Zinkströmung ganz oder teilweise aussetzt.4.1 Experiments have surprisingly shown that the flux in one Fraction of the previously required boiling time from the surface of the item to be galvanized can be removed if this is a strong zinc current in whole or in part suspends.

4.2 In Bild 1 ist eine Anlage zum Verzinken von Band bezw.4.2 In Fig. 1 is a system for galvanizing strip or.

Draht skizziert: Vom Sandfunker (1) kommend läuft das Band durch ein Pluxtunnel (2), in dem ca. 90 - 95 C heiße Zinkammonchloridlösung aufgebracht wird. Die überschüssige Flüssigkeit wird durch Abblasdüsen (3) mit ca. 1,5 - 2,5 atü luftdruck weggeblasen. Im Trockenofen (4) wird das mit Flußmittellösung behaftete Band getrocknet und gelangt in ein Zinkbad (7), in dem eine Pumpvorrichtung (6) dem durchlaufenden Rand einen Zinkstrom durch ein Rohr (5) entgegenschickt. Wire sketched: Coming from the sand radio operator (1) the belt runs through a Plux tunnel (2) in which zinc ammonium chloride solution at a temperature of approx. 90 - 95 C is applied will. The excess liquid is discharged through blow-off nozzles (3) with approx. 1.5 - 2.5 atü air pressure blown away. In the drying oven (4) that is afflicted with flux solution The tape is dried and enters a zinc bath (7) in which a pumping device (6) A stream of zinc is sent through a pipe (5) towards the continuous edge.

Die starke Metallströmung - die Geschwindigkeit des Metallstromes und das Bandes addiert sich - reißt alle Flußmittelreste vom Band. The strong metal flow - the speed of the metal flow and the tape adds up - tears off all flux residues from the tape.

Das austretende Band wird mit einer luftabblasdüse (8) vom Zinküberschuß befreit. The emerging strip is removed from excess zinc with an air blow-off nozzle (8) freed.

4.3 Im Bild 2 ist eine Anlage skizziert, mit der außerhalb der herkömmlichen Zinkpfannen langgestreckte Teile verzinkt werden können.4.3 In Figure 2 a system is sketched, with the outside of the conventional Zinc pans elongated parts can be galvanized.

Neben Draht, Band oder endlosen Rohrsträngen (diese werden nur außen verzinkt) können auch noch andere Teile verzinkt werden, z.B. Blankstahl, Torstahl, Profilstahl. In addition to wire, tape or endless tubing (these are only outside galvanized) other parts can also be galvanized, e.g. bright steel, gate steel, Profile steel.

Die zum Verzinken bestimmten Teile (diese sind entzundert und das Flußmittel ist aufgetrocknet) werden über einen Rollgang (1) mit der Transportdruckrolle (2) - deren Geschwindigkeit regulierbar ist und deren Andruckrolle verstelltar ist -durch das Verzinkungsrohr (5) befördert, in dem durch eine Zinkpumpe (4) ein Zinkatrom erzeugt wird. Die rumpenleistung wird so reguliert, daß aus den an den Rohrenden befindlidien Öffnungen der Blenden (10) im Leerlauf (wenn sieh im Rohr kein Verzinkungagut befindet) alles Zink frei ausläuft, Das frei auslaufende Zink fließt durch herkömmliche Flußmitteldecken in das Bad zurück. The parts intended for galvanizing (these are descaled and the Flux has dried up) are transferred over a roller table (1) with the transport pressure roller (2) - whose speed can be regulated and whose pressure roller is adjustable - conveyed through the galvanizing pipe (5) in which a zinc atom is conveyed by a zinc pump (4) is produced. The pump output is regulated in such a way that from the at the pipe ends The openings of the diaphragms (10) are in idle mode (if there is no galvanizing in the pipe all zinc leaks freely, the freely leaking zinc flows through conventional Flux blankets back in the bath.

Die Òfnungen der auswechselbaren Blenden (10) sind der Form des Verzinkungagutes angepaßt Die Blendenöffnung am Alaterialeintritt ist meist größer als die andere. The openings of the interchangeable panels (10) are shaped like the material to be galvanized adapted The aperture at the aluminum material inlet is usually larger than the other.

Beim Peschicken des Verzinkungsrohres mit Material läuft ein Teil des insRohr gepumpten Zinkes über den Zinküberlauf(9) in die Zinkpfanne zurück. Das durchgesetzte Meterial wird durch Abblasen mit tuft oder einem Brenner vom überschüssigen Zink befreit werden. When the galvanizing pipe is sent with material, a part runs of the zinc pumped into the pipe back into the zinc pan via the zinc overflow (9). The enforced meterial is blown off with tuft or a burner from the excess Zinc to be freed.

4.4 In Bild 3 ist eine ringförmige Zinkpfanne skizziert, in der die genannte Schmelze bewegt wird. Die Pfanne kann vorteilhaft mit einer keramischen Auskleidung versehen sein. Die Beheizung erfolgt hier nicht über die Badoberfläche, sondern induktiv (5). Die Badbewegung erzeugt eine Pumpe (3). Die Flußmittelreste werden aus der Verzinkungszone (6) durch die Bewegung der Schmelze entfernt und können an der Barriere (4) ausgeräumt werden.4.4 Figure 3 shows a ring-shaped zinc pan in which the called melt is moved. The pan can be advantageous with a ceramic Be provided with lining. The heating does not take place here via the bath surface, but inductive (5). The bath movement generates a pump (3). The flux residues are removed from the galvanizing zone (6) by the movement of the melt and can be cleared at the barrier (4).

Die Pfanne eignet sich u.a. auch für Schleuderware. The pan is also suitable for slingshot goods, among other things.

4.5 Durch die quantitative Beseitigung der anhaftenden Flußmittel, die praktisch in Sekundenschnelle erfolgt, gelingt es z.B.4.5 Through the quantitative elimination of the adhering flux, which takes place in a matter of seconds, e.g.

Bänder bei einer Einwirkungszeit der Schmelze von 3 bis 5 Sekunden mit einem sehr dünnen und außerordentlich gleichmäßigen Überzug zu versehen. Ribbons with a melt exposure time of 3 to 5 seconds to be provided with a very thin and extremely even coating.

4.6 Diese Überzüge sind erstaunlich biegefähig und vertragen sogar ein Falzen (Bänder) bezw. ein völliges Zusammendrücken der so verzinkten Rohre.4.6 These coatings are amazingly flexible and even tolerate a folding (tapes) respectively. a complete compression of the galvanized pipes.

Claims

5. Claims

5.1 Methods and devices to accelerate the separation of the Flux residues from workpieces that are in a molten metal, thereby characterized in that 5.2 a flow is generated in a molten metal which by means of suitable devices against the workpiece in the melt is directed that the flux residues from the surface by the metal flow of the workpiece can be removed.

5.2.1 the melt consists of zinc or its alloys.

5.2.2 the melt of tin or its alloys, preferably from the common soft solders.

5.2.3 the melt consists of lead or its alloys.

5.2.4 the melt consists of aluminum or its alloys.

5.2.5 the melt of particularly low-melting alloys - preferably with melting points below 150 C.

5.3 the relative speed of the molten metal compared to the Surface of the Xerkstückes 10 cm per second - but preferably 20 cm per second - overwhelmed.

5.4 the molten metal is moved intermittently or continuously Flow of shock components is superimposed.

5.4.1 the speed of the continuous flow in the case of toß overlaps Exceeds 5 cm per second.

5.5 in conventional pans, such as those used for galvanizing, tinning or Find lead use, a metal flow is generated.

5.5.1 the molten metal by means of suitable devices from conventional Pans are promoted in a device located outside of this, in the the melt flows around the workpieces.

5.6 the entire contents of the pan are set in motion in suitable pans will.

5.6.1 the speed of the melt does not fall below 3 cm per second.

5.7 a partial flow of the moving melt is heated, e.g. inductively.

5.7.1 this partial flow of the melt is heated within the ladle.

5.7.2 that the windings of the induction coil come from the molten metal are formed.

5.7.3 this partial flow of the melt is heated outside the ladle (5.5.1) will.

5,7.4 a partial flow of the melt during the galvanizing process is controlled in terms of its direction and speed.

5.8. the molten metal is conveyed with a conventional metal pump will.

5.8.1 the parts of the conveying devices in contact with the melt consist of a material that is not attacked by the melt.

5.8.2 the metal parts of the conveying equipment that have come into contact with the melt consist of metals or are provided with protective coatings that are from the melt are not attacked or only slightly attacked.

5.9 the metal flows acting on the workpiece from two or several different metals or alloys exist, which are not or only slightly Have solubility in each other, e.g. zinc and lead.

5.9.1 the metals acting on the workpiece are in the same container are located and flow around this one after the other respectively.

touch, e.g. by means of a time-limited impact.

5.9.2 the different metals acting on the fragment at the same time or act successively on different zones of the same.

L e r s e i t e