DE2124302C3 - Vorrichtung zur Steuerung der Gleichförmigkeit des Zinkauftrags eines feuerverzinkten Metallbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines im wesentlichen flachen, profilierten Fluidstrahls mitteis der schlitzförmigen, länglichen, durch eine obere und eine untere Lippe gebildeten Düse eines entsprechend länglichen Sammelbehälters, deren eine Lippe einen parallel zu ihrer Vorderkante verlaufenden Abschnitt mit verminderter Dicke aufweist, der ein Schwachstellengelenk bildet, welches den freien Kantenbereich dieser Lippe beweglich macht, und mittels einer Einrichtung zum Verkleinern des Abstandes der beiden Lippen jeder Düse durch elastische Verformung des Schwachstellengelenkes, deren bewegliche Düsenlippen jeweils mittels eines an der Lippe angreifenden so Bolzens dieser Einrichtung bewegbar sind.

Bei einer aus der US-PS 2139 628 bekannten Vorrichtung dieser Art, welche zum Beschichten von Papier dient, sind in die Unterlippe eingeschraubte, durch Muttern an der Oberlippe gehaltene Zugstangen SS vorhanden, die nur eine Annäherung der beiden Düsenlippen, jedoch keine beliebige Vergrößerung des Abstandes der Düsenlippen gestatten. Die begrenzte Elastizität der Oberlippe vermag den Abstand nach dem Lockern der Muttern zwar auch zu vergrößern, jedoch ist das tatsächliche Profil des Düsenschlitzes nicht ausschließlich vom Anziehen der Muttern abhängig, sondern auch von komplizierten theoretischen Berechnungen und den Ergebnissen praktischer Versuche. Wenn die Mutter einer der Zugstangen angezogen wird, nimmi die Düsenschiiizbreite auch an den beiden benachbarten Zugstangen entsprechend ab, während dann, wenn die Mutter einer Zugstange gelockert wird, sich die Düse dort erst dann verbreitert, wenn die Muttern der benachbarten Zugstangen ebenfalls gelokkert worden sind. Es ist daher mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich, den Dücenschlitz beliebig zu profilieren. Außerdem ist eine Verstellung der Muttern an den Zugstangen erst nach Außerbetriebsetzung de.* Vorrichtung möglich und erfordert viel Einstellarbeit von Hand.

Auch aus der US-PS 29 40418 ist eine Vorrichtung ähnlicher Art ebenfalls zum Beschichten von Papier bekannt, bei der, von einer Einstellung der Oberlippe bezüglich einer die zu beschichtende Papierbahn umlenkenden Walze abgesehen, die Unterlippe dank eines Schwachstellengelenks mittels mehrerer Einstellschrauben elastisch so verformt werden kann, daß sich ein unterschiedlicher Abstand zur Oberlippe und damit eine verschiedene Düsenschlitzbreite ergibt Hier beruht die Einstellung der Düsenschlitzbreite nicht nur nach einer Annäherung der beiden Düsenlippen, sondern auch nach einer Vergrößerung des Abstandes der Düsenlippen allein auf der Elastizität der Unterlippe, so daß die Einstellung an einer bestimmten Stelle stets auch die Einstellungen an den benachbarten Stellen beeinflußt Außerdem muß wiederum vor jeder Einstellungsänderung die Vorrichtung stillgesetzt und die Vielzahl der Einstellschrauben manuell betätigt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, weiche die Dicke des Fluidstrahls über die ganze Düsenlänge während des Betriebes möglichst einfach beliebig zu varieren gestattet, wodurch eine kontinuierliche Steuerung der vom Profil des Fluidstrahls abhängigen Dicke einer aus Zink hergestellten Schicht möglich ist.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zur Steuerung der Gleichförmigkeit des Zinkauftrags eines feuerverzinkten Metallbandes durch Aufblasen eines Fluids in Form eines Flachstrahls mit beiderseits des Bandes angeordneten, im wesentlichen horizontalen Sammelbehältern, die in Richtung auf das Band über ihre Länge schlitzförmige, durch zwei Lippen gebildeten Düsen aufweisen, wobei jeweils eine Lippe mit einem parallel zu ihrer Vorderkante verlaufenden, ein Schwachstellengelenk bildenden Abschnitt mit verminderter Dicke versehen ist, der den freien Kantenbereich dieser Lippe beweglich gestaltet und eine Hinrichtung mit an der Lippe angreifenden, in Abständen über die Düsenbreite verteilten Bolzen zur Veränderung des Abstandes der beiden Lippen durch elastische Verformung des Schwachstellengelenkes der einen Lippe vorgesehen ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bolzen der Verstelleinrichtung als Zug- und Schubelemente ausgebildet und an der unteren Lippe der Düsen in deren Kantenbereich befestigt sind und daß das freie Ende jedes Bolzens über ein Vorgelege mit ferngesteuerten Stellelementen verbunden ist. Nach der Erfindung ist also bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß zur Steuerung der Dicke einer Zinkschicht auf einem Metallblech mittels zweier im wesentlichen horizontal angeordneter Sammelbehälter, die einander gegenüberstehen und mit ihrer Düse jeweils einer Seite des aus einem Zinkbad zum Feuerverzinken austretenden Metallbleches benachbart sind, so daß der aus der Düse austretende Fluidstrahl auf die ihr zugewandte Seite des Metallbleches trifft, jede der Einrichtungen zum Verkleinern des Abstandes der beiden Lippen der ihr zugeordneten

Düse zusätzlich zum Vergrößern dieses Abstandes ausgebildet ist und eine Einrichtung zum Verstellen des Abstandes bildet, daß der Bolzen der Verstelleinrichtung for die untere lippe jeder Düse mit seinem oberen Ende im Kantenbereich der unteren Lippe an dieser befestigt ist und mit seinem unteren Ende von dieser absteht und daß das untere Ende jedes Bolzens mit einem Stellelement der Verstelleinrichtung gekoppelt ist, welches den Bolzen einstellbar verlagert Mit anderen Worten wirkt die Verstelleinrichtung erfindungsgemäfi in beiden Richtungen, und ihr Einsatz bestimmt in eindeutiger Weise den örtlichen Abstand zwischen den beiden Düsenlippen. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung kann während des Betriebes der Vorrichtung betätigt werden, so daß diese dafür nicht außer Betrieb gesetzt werden muß. Der kontinuierliche Betrieb ist notwendig, wenn eine homogene Beschichtung gefordert wird und die Dicke des verzinkenden Bleches innerhalb der Grenzen schwankt, die normalerweise bei der Herstellung von verzinkten Stahlbändern in Betracht zu ziehen sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Abstand zwischen den beiden Düsenlippen an jeder Stelle während des Betriebes der Vorrichtung zum Einstellen des Dfisenprofils in Abhängigkeit von den sich ändernden Betriebsbedingungen geändert werden. Bei den beiden bekannten Vorrichtungen ist es notwendig, vor der Änderung des Düsenprofils den Betrieb zu unterbrechen, Vor allem ist zu beachten, daß die Verstelleinrichtung in zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen wirksam wird und daher an jeder Stelle der Düse der Abstand zwischen den beiden Lippen in beiden Richtungen unabhängig verändert, d. h. entweder verkleinert oder vergrößert werden kann. Die bekannten Vorrichtungen, die für eine statische Einstellung bei außer Betrieb gesetzter Vorrichtung eingerichtet sind, können den Abstand zwischen den Düsenlippen nur insofern einstellen, als sie ausschließlich Mittel zum Verengen der Schlitzbreite der Düse besitzen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung je ein auf das andere Ende jedes Bolzens geschraubtes erstes Rad mit Schrägverzahnung und ein in diese eingreifendes, unter einem Winkel von 90° zum ersten Rad angeordnetes, verzahntes zweites Rad aufweist, das auf einer Welle als Stellelement sitzt. Das zweite Rad ist also mittels der fernsteuerbaren Welle in Rotation versetzbar.

Jeder Sammelbehälter wird durch mindestens eine Leitung gespeist, die in den Sammelbehälter mündet.

Der Durchmesser des Sammelbehälters beträgt 100 bis 300 mm, wenn die lichte Weite der Düsen 0,5 bis 1,5 mm ist und wenn der Förderdruck des Fluids zwischen 600 und 1800 mm Wassersäule liegt.

Der Sammelbehälter weist eine weite, nach unten und in Richtung des Blechbandes zeigende längliche öffnung auf, die sich allmählich mittels zweier lamellenförmiger Lippen zu einer Düsenform verjüngt, wobei die obere Lippe fest und die Innenseite etwa 30—60° abwärts geneigt ist, während die Innenseite der unteren Lippe einen im wesentlichen horizontalen Verlauf hat; ferner ist die Innenseite der oberen Lippe so geformt, so daß deren Rand im wesentlichen parallel zur Innenseite der unteren Lippe verläuft.

In der Nähe der Befestigungsstelle der Unterseite der Unterlippe ist an dieser eine vorteilhafterweise schlitzförmige Einkerbung vorgesehen, wodurch unter Einwirkung von auf der Unterseite in bestimmten Abständen vorgesehenen Zug- und Schubelementen eine elastische Verbiegung möglich ist Der bestimmte Abstand der Zug- und Schubelemente voneinander erlaubt es, die Biegung auf der ganzen Länge nach Belieben zu ändern und folglich auch die Öffnung der Düse (und damit die Dicke des Fluidflachstrahls) von Punkt zu Punkt über die ganze Länge zu ändern.

Die erwähnten Zug- und Schubelemente der unteren Düsenlippe sind in Abständen angeordnete, unterhalb der unteren Lippe vorspringende Bolzen; das untere Ende jedes Bolzens ist einzeln, durch entsprechende Vorgelegeelemente, mit ferngesteuerten axialen Stellelementen verbunden.

Für die zwei schlitzförmigen Düsen sind winkelförmig angeordnete Vorgelegeelemente vorgesehen.

Um die zwei schlitzförmigen Düsen dem Stahlband anzunähern oder von ihm zu entfernen, sind ferner auch horizontale Stellelemente vorgesehen.

Die Sammelbehälter sind jeweils mittels paarweise vorgesehenen Zufuhrleitungen aufgehängt die in die zwei Enden der Sammelbehälter münden; diese Zufuhrleitungen sind vorteilhafterweise je um eine horizontale, zu der entsprechenden schlitzförmigen Düse parallelen Achse schwenkbar gelagert

Die innere Düse, das heißt die Düse, aus der der Fluidstrahl auf die eine Oberfläche des Stahlbandes strömt, gegen dessen andere Oberfläche eine im Bad eiigetauchte Stabilisierungsrolle gedruckt wird, ist etwas höher angeordnet als die andere Schlitzdüse.

Die innere Düse richtet, wenn sie sich in ihrer untersten Stellung befindet, den aus ihr ausströmenden Fluidstrahl gegen eine im wesentlichen senkrecht zum Metallband angeordnete Ebene; der Fluidstrahl der anderen Düse ist dabei um 10° abwärts geneigt.

Gegenstand Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Ausführungsform auf eine vertikale, zur Ebene der Fluidstrahler! senkrechte Ebene und

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine zur Bildung eines Fluidflachstrahls bestimmte Düse.

Mit 1 ist ein zwischen zwei nicht dargestellten Leitrollen gespanntes Metallband bezeichnet, das in Richtung des Pfeiles 2 gezogen aus einem auf einer bestimmten Temperatur gehaltenen Zinkschmelzbad 3 austritt. Eine Stabilisierungsrolle 4 dient dazu, die Stützebene des Metallbandes 1, hauptsächlich gegenüber die Luftstrahlen erzeugenden Düsen 5 und 6 genau zu positionieren, die sich in geringem Abstand oberhalb des Spiegels 7 des Bades 3 befinden; dieser Abstand soll vorteilhafterweise 150 bis 500 mm betragen; wie weiter unten erläutert können diese durch die herkömmlichen Vorrichtungen schwer erreichbaren geringen Abstände mittels der erfindungsgemäßen Düsen leichter eingehalten werden.

Die Düsen 6 und S werden aus je einem seitwärts angeordneten Sammelbehälter 8- bzw. 9 gespeist, die vorteilhafterweise aus zwei kreisrunden Leitungen gebildet sind, deren Durchmesser groß im Verhältnis zum Fluidstrahl ist. Diese Sammelbehälter werden ausschließlich durch je eine Leitung 10 bzw. 11 gespeist, die mittels drehbaren Dichtungsgclcnkcn 14 bzw. 15 schwenkbar um horizontale Querachsen 12 bzw. 13 gelagert sind. Diese Gelenke haben je ein Zahnsegment 16 bzw. 17, welche ineinandergreifen, so daß einer

Drehung der Leitung 11 immer eine gleiche und entgegengesetzte Drehung der Leitung 10 und umgekehrt entspricht.

Die Drehung der Leitung 10 und 11, wodurch natürlich eine relative Annäherung und Entfernung der Düsen 5 und 6 voneinander und vom Metallband 1 erzeugt wird, wird bewirkt von einem Paar doppeltwirkender Heber 18, die an den beiden Enden der Sammelbehälter 8 bzw. 9 angeordnet oder unmittelbar mit den Außenflächen der Leitungen 10 und U verbunden sind und die auch die Aufgabe haben, die Sammelbehälter 8 und 9 an ihren beiden Seiten zu stützen. Mit 8' ist der Sammelbehälter 8 in seitlich umgekippter Lage bezeichnet. Die Heber 18 dienen dazu, die Düsen 5 und 6 — in Ruhestellung — vom Metallband abzuheben und außerdem den Abstand der Düsen 5 und 6 vom Metallband zu ändern und entsprechend auch den Winkel zwischen den Fluidstrahlen und dem Band 1 zu ändern.

Wie in F i g. 1 dargestellt, sind bei der vorteilhaften ^₀ Ausführungsform die zwei Fluidstrahlen leicht höhenversetzt angeordnet, und zwar ist die innere Düse 5 etwas höher als die äußere Düse 6 vorgesehen. Mit »innere Düse« ist jene Düse gemeint, die ihren Luftstrahl gegen diejenige Oberfläche des Metallbandes jj richtet, die derjenigen abgekehrt ist, die in Berührung mit der Regelungsrolle 4 steht. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist auch, während sich die innere Düse 5 in ihrer niedrigsten Stellung im wesentlichen senkrecht zum Band 1 befindet, die äußere Düse 6 um etwa 10° abwärts geneigt Dieser Neigungsunterschied bleibt natürlich weiter bestehen, wenn beide Düsen — zur Einstellung des Abstandes vom Band 1 — nach außen geschwenkt werden.

In F i g. 2 ist, da die Düse 5 die gleiche Konstruktionform hat die Düse 6 vergrößert dargestellt.

Mit 8 ist wieder der eine zylinderförmige Sammelbehälter bezeichnet der außen und unten eine abgeflachte und im wesentlichen horizontale Oberfläche 20 aufweist, die als Anlagefläche für eine Konsole 21 für die Steuerelemente der Düsenöffnung über die ganze Düseniänge dient.

In einer um etwa 45° abwärts geneigten Richtung weist der Sammelbehälter einen großen Längsschlitz 22 auf, auf dessen Rändern eine obere Lippe 23 und eine untere Lippe 24, z. B. durch Anschrauben mittels Schrauben 25, befestigt sind. Während die obere Lippe

23 fest ist kann die untere Lippe 24 elastisch abwärts geneigt werden, da nahe ihrer Befestigungsstelle an ihrer Unterseite eine Längsnut 26 vorgesehen ist In bestimmten Abständen gehen durch die Lippe 24 in einem Abstand von z. B. 10 cm voneinander angeordnete Bolzen 27, deren Köpfe in entsprechenden Bohrungen liegen, damit sie nicht über die Oberseite der Lippe

24 hinausragen. Das untere Ende der Bolzen 27 kann um bestimmte und für jeden Bolzen verschieden vorgesehene Beträge nach unten gezogen werden, wodurch die Dicke des aus der Düse 6 herausströmenden Fluidstrahls über die ganze Länge nach Beliebers gesteuert werden kann.

Die Bolzen 27 sind Zug- und Schubelemente, die jeweils drei aus Fig.2 ersichtliche, aufgeschraubte Ringe tragen, deren oberster an der Unterseite der Unterlippe 24 anliegt während die Köpfe der Bolzen 27 in die Oberseite der Unterlippe 24 eingelassen sind.

Es besteht folglich die Möglichkeit bei jedweder Bandbreite darauf einzuwirken, daß die Dicken des Fluidstrahls in der Bandmitte und an den Rändern die unterschiedlich gewünschten Werte annehmen. Ferne ist es auch möglich, die Dicke des Strahls längs de Breite des Bandes I von einem Mindestwert in de Bandmitte auf einen Höchstwert an den Rändern zt ändern, wobei die Dicke einen linearen, parabolischen kreisförmigen oder andersförmigen Verlauf nimmt.

Beachtenswert ist die Tatsache, daß gemäß dei Erfindung die Dicke des Fluidstrahls auch von Punkt zi Punkt, und zwar auch während die Vorrichtung arbeitet verändert werden kann. Eine solche Möglichkeit ist be den bereits bekannten Vorrichtungen nicht gegeben.

L>ie Elemente die zur Steuerung des Lippenabstande; bestimmt sind, das heißt die Bolzen 27, interferieren nie mit den Fluidstrahlen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Lösung ist das untere Ende jedes Bolzens 27 drehbar und in Axialrichtun§ verschiebbar mittels an der Konsole 21 befestigter Büchsen gelagert. Ein Teil des Bolzenschaftes ist mi^; einem Außengewinde versehen, um darauf ein drehbares, aber in Axialrichtung nicht verschiebbares Rad 3C aufzuschrauben.

Dieses Rad 30 hat am Umfang eine Schrägverzah nung, die in ein zweites, nicht dargestelltes, unter einen* Winkel von 90° angeordnetes verzahntes Rad eingreift das durch eine femsteuerbare Welle 31, auch währenc die Vorrichtung arbeitet in Rotation versetzt werden kann. Der Bolzen 27 kann natürlich auch mittels änderet mechanischer Mittel axial bewegt werden.

Von wesentlicher Bedeutung ist daß der Durchmesser des Sammelbehälters 8 groß im Verhältnis zur Dicke des Fluidstrahls gewählt wird. Vorteilhafterweise sollte der Durchmesser 100 bis 300 mm betragen. Die Durchmessergröße soll jedoch im richtigen Verhältnis zum Förderdruck des Fluids, zur Dicke des Fluidstrahh und insbesondere zu dessen Durchflußmenge bestimmt werden, damit das im Behälter 8 enthaltene, unter Druck stehende Fluid praktisch in Ruhe bleibt Dadurch wird die Orientierung des Fluidstrahls in der ganzen Länge gleich bleiben, und es werden sich keine Turbulenzen in der Düsenöffnung und keine Veränderungen in der Strömung des Fluidstrahls ergeben, das heißt, daß die Abmessungen des Sammelbehälters 8 derart sein müssen, daß er die Funktion eines Speicherraumes übernehmen kann. In diesem Fall darf das Fluid lediglich an den beiden Enden des Behälters 8 und im Grenzfall nur an einem Ende zugeführt werden, damit es irrt Behälterinneren nicht zu Druckschwankungen kommt. Außerdem muß die obere Lippe 23 um etwa 45° abwärts geneigt und die Innenseite so geformt sein, daß sie am auslaufenden Ende tangential zur Innenseite der unteren Lippe 24 verläuft deren Lage die Orientierung des Fluidstrahls bestimmt

Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind die folgenden Betriebsparameter vorgesehen:

Druck des Fluids	600— 1800 mm
	H2O
Abstand der Flachstrahlen
vom Band	150—500 mm
Abstand der Flachstrahlen
vom Band	12—18 mm
Dicke der Flachstrahlen	0^-l^mm
Neigung zum Band:
Außenstrahl	etwa 80°
Innenstrahl	etwa 90°

Als Fluid verwendet man vorteilhafterweise Luft bei Raumtemperatur.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung der Gleichförmigkeit des Zinkauftrags eines feuerverzinkten Metall- s bandes durch Aufblasen eines Fluids in Form eines Flachstrahls mit beiderseits des Bandes angeordneten, im wesentlichen horizontalen Sammelbehältern, die in Richtung auf das Band über ihre Länge schlitzförmige, durch zwei Lippen gebildete Düsen aufweisen, wobei jeweils eine Lippe mit einem parallel zu ihrer Vorderkante verlaufenden, ein Schwachstellengelenk bildenden Abschnitt mit verminderter Dicke versehen ist, der den freien Kantenbereich dieser Lippe beweglich gestaltet, und eine Einrichtung mit an der Lippe angreifenden, in Abständen über die Düsenbreite verteilten Bolzen zur Veränderung des Abstandes der beiden Lippen durch elastische Verformung des Schwachstellengelenkes der einen Lippe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (27) der Verstelleinrichtung (27, 30, 31) als Zug- und Schubelemente ausgebildet und an der unteren Lippe (24) der Düsen (5, 6) in deren Kantenbereich befestigt sind und daß das freie Ende jedes Bolzens (27) über ein Vorgelege mit ferngesteuerten Stellelementen verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (27, 30, 31) je ein auf das andere Ende jedes Bolzens (27) geschraubtes erstes Rad (30) mit Schrägverzahnung und ein in diese eingreifendes, unter einem Winkel von 90° zum ersten Rad angeordnetes, verzahntes zweites Rad aufweist, das auf einer Welle (31) als Stellelement sitzt.