DE2326418A1 - Verfahren zum verfestigen eines auf einem rippenrohr fuer waermeaustauscher durch tauchen aufgebrachten geschlossenen ueberzuges aus zink und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verfestigen eines auf einem Rippenrohr für Wärmeaustauscher durch Tauchen aufgebrachten geschlossenen Überzuges aus Zink und Vorrichtung zur Durchführung dieses nZerfahrens Die Erfindung richtet sich in erster Linie auf ein Verfahren zum Verfestigen eines auf einem Rippenrohr für Wärmeaustaus*er durch Tauchen aufgebrachten geschlossenen Überzuges aus Zink, der aus mehreren Schichten mit Zink-Eisen-Mischkristallen besteht, wobei innerhalb der Schichten ein in Richtung auf die Oberfläche des Überzuges abnehmender Eisenanteil ausgebildet ist.
• In zweiter Linie betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Das Verzinken eines stählernen Rippenrohres für Warmeaustauscher erfolgt durch Eintauchen des Rohres in ein schmelzflüssiges Zinkbad. In der Regel befindet sich das Zinkbad in einer keramischen Wanne mit einer Temperatur von etwa 4800bis 4900 C. Bei dieser Temperatur bildet sich auf der Oberfläche des Rohres eine Zinkschicht, deren Stärke von der Tauchzeit abhängig ist. Normalerweise beträgt die Stärke etwa 50-bis 70-tausendstel mm. Während des Tauchens wird das Grundmaterial Eisen vom flüssigen Zink angelöst, wobei das Eisen in das Zink hinein diffundiert und zusammen mit diesem verschiedene übereinanderliegende Hartzinkschichten ausbildet. Diese Schichtenbildung erfolgt bereits im Schmelzbad beim Erstarren des Zinks, weil die Schmelztemperatur der Hartzinkschichten höher liegt als die des Schmelzbades aus reinem bzw. nahezu reinem Zink.
• In den einzelnen Schichten ist dabei der Eisengehalt sprunghaft unterschiedlich. So bildet sich zunächst eine Schicht mit Zink-Eisen-Mischkristallen mit einem Eisenanteil von etwa 22 ß aus (Gamma-MischkristalD), dann kommt eine Schicht mit einem Eisenanteil von etwa 12 bis 14 ß (Delta-1-Mischkristalli, worauf als letztes eine Schicht mit einem Eisenanteil von etwa 6 bis 7 % (Zeta-Mischkristali) folgt. Beim Herausziehen des Rippenrohres aus dem Bad legt sich dann noch eine Feinzinkschxicht auf diese Hartzinkschichten auf, deren Stärke umgekehrt proportional der Herausziehgeschwindigkeit aus dem Bad ist. Diese Schicht mit Eta-Zink-Eisen-Mischkristallen und einem Eisenanteil von maximal 0,02 ß stellt mithin eine äußere Feinzinkschicht dar. Es bildet sich bei ganz langsamem Herausziehen eine dünne Feinzinkschicht aus, weil viel Zink durch die innere Zähigkeit des Zinkbades abgestreift wird. Bei langsamem Herausziehen ist auch der Feinzinküberzug sehr gleichmäßig. Bei schnellem Herausziehen bleibt dagegen eine dickere, und damit auch ungleichmäßigere Feinzinktschicht haften.
• Die einzelnen Schichten mit den verschiedenen Anteilen an Eisei3rstarren nach unterschiedlichen Kristallsystemen. Die Hartzinkschichten haben eine relativ feste Verklammerung untereinander. Dagegen besteht jedoch ein erheblicher Unterschied zwischen der äußeren Feinzinkschicht mit Eta-Mischkristallen mit einem Eisenanteil von 0,02 ß und der obersten Hartzinkschicht mit den Zeta-Mischkristallen und etwa 6 bis 7 , Eisen.
• Diese Feinzinkschicht haftet nur infolge Rauhigkeit an der Oberfläche der Zeta-Hartzinkschicht.
• Der Einsatz der auf diese Weise verzinkten Rippenrohre erfolgt unter anderen bei Textiltrocknern, bei Trocknern für Plastikfolien sowie bei der Trocknung von Chemikalien und bei der Farbherstellung. Diese Trockner arbeiten in der Regel mit Temperaturen von über 1800 C, teilweise sogar 300 C und mehr.
• Infolge der nur lockeren Haftung der Eta-Feinzinkschicht auf der darunter liegenden Zeta-Hartzinkschicht sowie infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des einen höheren Eisenanteil besitzenden Hartzinks gegenüber dem darüber befindlichen Feinzink platzen aufgrund von Wärmespannungen und Temperaturwechselbeanspruchungen sowie Biegebeanspruchungen Teilchen der Feinzinkschicht ab. Diese teilweise recht großen Teilchen werden dann entweder vom Luftstrom mitgerissen oder sie bleiben zwischen den in sehr geringen Abständen angeordneten Rippen der Wärmeaustauscherrohre hängen. Während im zweiten Fall die Wärmeübertragungsfähigkeit des Wärmeaustauschers und damit der Strömungswiderstand eines Trockners erheblich erhöht wird, ergeben sich im ersteren Fall durch die abgeplatzten Zinkteilchen, insbesondere bei Textiltrocknern, erhebliche Nachteile. Die Zinkteilchen bilden auf Textil- oder Plastikfolien Stellen, die im Anschluß an den Trocknungsvorgang nicht mehr bedruckt werden können. Es treten dadurch Fehler auf und die Qualität der Ware vermindert sich bzw. wird sogar Ausschuß.
• Bei der Farbherstellung dringen die abgeplatzten Zinkteilchen in die Farbe ein und beeinträchtigen den geforderten Reinheitsgehalt erheblich.
• Um diese negativen Eigenschaften des Zinküberzuges bei Rippenrohren für Wärmeaustauscher zu beseitigen, ist bereits versucht worden, die äußere Eta-Feinzinkschicht durch Beizen mit Salzsäure abzulösen. Diese Maßnahme konnte jedoch nur unter erhöhter Gefahr durchgeführt werden, da beim Beizen mit Salzsäure eine starke Wasserstoffbildung erfolgt und auch Explosions- bzw. Verpuffungen verstärkt möglich sind. Ferner war diese im Tauchverfahren durchgeführte Maßnahme hinsichtlich ihrer Wirkung unsicher, da die Ablösung der Eta-Feinzinkschicht nicht kontrolliert gesteuert werden konnte, sondern mehr oder weniger dem Zufall bzw. dem Geschick des mit dem Beizen Beschäftigten überlassen werden mußte. Mithin konnte auch dieses Verfahren nicht befriedigen, so daß man sich in Anbetracht der großen Gefährdung der beteiligten Personen und der Ausführungsmängel dieses Verfahrens in der Regel auch damit zufrieden gab, von einem nachträglichen Beizen abzusehen und stattdessen eine laufende Beobachtung der verzinkten Rippenrohre im Einsatz vorzunehmen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, die bei einem verzinkten Rippenrohr für Wärmeaustauscher das Abplatzen der Eta-Feinzinkschicht von den darunter liegenden Hartzinkschichten aufgrund von Wärmespannungen, Temperaturwechselbeanspruchungen und Biegebeanspruchungen infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Hartzink und dem Feinzink verhindern.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das verzinkte Rippenrohr einem zeitlich begrenzten Nacherwärmungsprozeß unterworfen wird, innerhalb welchem nur im Bereich der Rippen unter Diffusion des Eisens aus den unteren harten Zink-Eisen-Schichten eine Anreicherung der äußeren Feinzinkschicht mit Eisen erfolgt, wobei bevorzugt die äußere Feinzinkschicht mit einem Eisenanteil von etwa 6 bis 7 % angereichert wird.
• Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird das im Tauchbad fertig verzinkte Rippenrohr anschließend nochmals erhitzt.
• Diese Erhitzung wird dabei so gesteuert, daß das Eisen aus den unteren Hartzinkschichten in die äußere Eta-Feinzinkschicht in einem begrenzten Umfang hinein diffundiert, bis deren Eisenanteil etwa 6 bis 7 X beträgt. Es genügt hierbei völlig, wenn die Grenzbereiche zwischen der Eta-Feinzinkschicht und der Zeta-Hartzinkschicht durch Anreicherung mit Eisen miteinander verklammert werden. Diese Verklammerung braucht auch nur partiell, d.h. inselartig, zu erfolgen, um in dem gewünschten Maße wirksam zu werden. Eine darüber hinausgehende flächenmäßige Verklammerung würde zuviel Zeit erfordern und es wäre auch unwirtschaftlich, die gesamte äußere Sta-FeinzirYkJchicht in IIartzink umzuwandeln.
• Wesentlich ist es gemäß der Erfindung, daß die Anreicherung der Eta-Feinzinkschicht mit einem Eisenanteil von etwa 6 bis 7 , nur im Bereich der Rippen durchgeführt wird, da im Übergang von den Rippen auf das Kernrohr dh. am Rippenfuß, das Ablösen von Feinzink kaum zu erwarten ist Die durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Feinzink und Hartzink bedingten Spannungen treten in der Regel im äußeren Bereich-der Rippen auf, hingegen sind sie am RippenSu3 unbedeutend. Es ist außerdem wichtig, daß das im Spaltraum zwlschen Rippenfuß und Kernrohr vorhandene Feinzink nicht in zu starkem Maße in Hartzink umgewandelt wird. Dort muß ein Gemisch aus Hart- und Feinzink verbleiben, um eine gute mecnranische Haftung der Rippenfüße auf dem Kernrohr und damit eine gute wärmeleitende Verbindung aufrechtzuerhalten.
• Die Erfindung ermöglicht daher den Einsatz von auf diese Weise weiter behandelten verzinkten Rippenrohren auch in den Fällen, die bislang erhebliche Schwierieite zeigten.
• Die hohen Temperaturen bei Trocknern für Textilien und Plastikfolien führen nicht mehr zu einen Abplatzen oder Abblättern von Zinkteilchen an den Rippen, da die bislang nur lose an der oberen Zeta-Hartzinkschicht anliegende Eta-Feinzinkschicht nunmehr zumindest teilweise in Zeta-Hartzinkbereiche umgewandelt und mit der eigentlichen Zeta-Hartzinkschicht verhakt ist.
• Es bestehen also keine unterschiedlichen Zinkschichten mehr und dadurch auch keine unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten. Wärme spannungen und Temperaturwechselbeanspruchungen haben dadurch keinen Einfluß auf das Verhalten der Zinkschichten im Bereich der Rippen. Die getrockneten Textilien und Folien bleiben sauber. Beim Bedrucken dieser Waren sind keine Stellen mehr vorhanden, die durch eine Auflage von Zinkteilchen nicht bedruckt werden können. Auch der Reinheitsgrad von Chemikalien und Farben wird nicht mehr durch abblätternde Zinkteilchen beeinfluß.
• Gemäß der Erfindung besteht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens darin, daß die LrwärmunO des Rippenrohres im Bereich des Kernrohraußenurrsfanges auf etwa 4000 C und an den Rippenspitzen auf etwa 6800 C bis 700 C erfolgt.
• Hierbei ist es wesentlich, daß das Rippenrohr mit Hilfe eines Endlosförderers durch einen rohrförmigen Durchlauf ofen mit einer Innentemperatur von etwa 8000 C bis 9000 C hindurchgeführt wird. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Rippenrohres durch den Durchlaufofen ist so zu wählen, daß das Kernrohr des Rippenrohres, welches die größere Masse hat, nicht über etwa 4000 C erwärmt wird. Aufgrund der Abmessungsverhältnisse zwischen dem Kernrohr und den Rippen erreichen die letzteren dann Temperaturen von etwa 680° C bis 700° C an den Rippenspitzen. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Kernrohr und den Rohrrippen bewirkt daß die Anreicherung mit Eisen in der~Eta-Feinzinkschicht nur im Bereich der Rippen erfolgt. Die Temperatur im Bereich des Rippenfußes reicht nicht aus, uni hier eine Diffusion des Eisens aus den Hartzinkschichten in die Eta-Feinzinkschicht auszulösen.
• In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beheizung des rohrförmigen Durchlauf ofens elektrisch indukt-iv oder mit Hilfe von das Rohr umgebenden Heizwendeln. Die Anwendung der elektrischen Beheizung des Durchlaufofens gewährleistet eine feinfühlige Temperaturfestlegung über die gesamte Länge des Durchlaufofens. Selbstversttndlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Beheizung des Durchlauf ofens in anderer Weise vorzunehmen.
• So kann es beispielsweise gemäß der Erfindung denkbar sein, die Beheizung des rohrförmigen Durchlaufofens durch regelbare Ol oder Gasbrenner durchzuführen. Vorteilhafter ist hingegen die elektrische Beheizung, da dieser eine nur geringe Trägheit innewohnt.
• Zur kontrollierten Temperaturgestaltung, insbesondere im Bereich des Rippenfußes' kann es gerä3 der Erfindung zweckmäßig sein, das Rippenrohr beim Durchlauf durch den Ofen von innen mit Wasser zu kühlen. Hierdurch wird das Vorhaben unterstützt, die Temperatur im Bereich der Kernrohrwandung so niedrig zu halten, daß eine Umwandlung der Eta-Feinzinkschicht in eine Zeta-Hartzinkschicht bzw. Zeta-Hartzinkbereiche unterbleibt.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mehrere Rippenrohre in Nebeneinander- bzw. Überelnanderanordnung durch den Durchlaufofen geführt werden. Je nach der Querschnittsgröße der zu' erwärmenden Rippenrohre werden diese auf dem die Heizrohre durchsetzenden Endlosförderer in Mehrfachanordnung aufgelegt.
• Auch ist es möglich, zwei oder mehrere Heizrohre nebeneinander vorzusehen, um den Durchsatz an Rippenrohren durch den Durchlauf ofen zu erhöhen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kennzeichnet sich eineVorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch mindestens ein beheizbares Rohr als Bestandteil einer wärmedämmenden Gestellhalterung mit einem das Rohr in Längsrichtung durchsetzenden Endlosförderer, wobei zweckmäßigerweise das Heizrohr aus einem hitzebeständigen Material, vorzugsweise einem innenseitig metallisch blanken Stahlrohr, besteht. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau. Die wärmedämmende Gestellhalterung umschließt das Heizrohr auf seinem Umfang und schirmt dieses nach außen ab. Dadurch ist Sorge getragen, daß das Heizrohr seine Strahlung nur zum Innern des Heizrohres hin abgibt. Die Genauigkeit der Temperatureinstellung wird erleichtert.
• Eine zweckmäßige Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß die Querschnittsform des Heizrohres dem Querschnitt des Rippenrohres angepaßt ist, wobei das Verhältnis des Innenquerschnittes des Heizrohres zum Außenquerschnitt des Rippenrohres etwa 1,5 : 1 bis 2,5 : 1 vorzugsweise 2 : 1, beträgt.
• Die Innenabmessungen des Heizrohres sind mithin so gewählt, daß in Abhängigkeit von der Durchsatzgeschwindigkeit durch das Heizrohr ausschließlich die Rippen auf jene Temperatur gebracht werden, bei der eine Diffusion des Eisens aus den unteren Hartzinkschichten in die äußere Eta-Feinzinkschicht erfolgt. Die Anpassung der Querschnitte von Rippenrohr und Heizrohr gewährleistet demzufolge die genaue Einhaltung der Temperaturdifferenz zwischen Kernrohr und Rippen.
• Die Länge des Heizrohres beträgt gemäß der Erfindung etwa 1,5 bis 3,0, vorzugsweise etwa 2,4 m, und das Heizrohr weist eine Wandstärke von etwa 2 mm auf. Das Heizrohr ist bewußt dünnwandig gehalten, damit die Temperaturabgabe gezielt erfolgt und diese keiner Trägheit unterworfen ist, wie sie bei stärkeren Wandbereichen und dadurch bedingten unterschiedlichen Erwärmungs- und Abkühlungsbedingungen gegeben ist.
• Erfindungsgemäß weist das Heizrohr Wärmezonen mit unterschiedlichen Temperaturen auf. Dadurch kann das Rippenrohr, welches das Heizrohr durcbläuft, entsprechend kontrolliert erhitzt werden, ohne daß das Material des Rippenrohres Schockeinwirkungen unterworfen ist. Eine gleichmäßige Aufheizung fördert die Zuverlässigkeit der teilweisen Umwandlung der Eta-Feinzinkschicht in Zeta-Hartzinkbereiche.
• Zur Erhöhung der Durchsatzleistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zwei oder mehrere Heizrohre,gegebenenfalls mit beheizten Zwischenwänden nebeneinander angeordnet.
• Es ist zweckmäßig, daß das Heizrohr mit Temperaturfühlern zur Messung der Strahlungstemperatur versehen ist.
• Hierdurch wird an jeder Stelle des Heizrohres sichergestellt, daß das durchlaufende Rippenrohr stets in der erforderlichen Heizwärme liegt.
• Gemäß der Erfindung ist der Endlosförderer von einem Kettenförderer mit Rohrhalteklauen gebildet, wobei die Geschwindigkeit des Endlosförderers regelbar ist und die Durchlaufgeschwindigkeit des Endlosförderers etwa 0>8 bis 1,2 m/min, vorzugsweise etwa 1 m/min, beträgt. Zur Erzielung einer stets gleichmäßigen Umwandlung der äußeren Eta-Feinzinkschicht durch Anreicherung von Eisen und Verklammerung mit der Zeta-Hartzinkschicht ist es gemäß der Erfindung wichtig, daß die Durchlau£-geschwindigkeit des Rippenrohres durch das Heizrohr, die Temperatur des Heizrohres und die Länge des Heizrohres miteinander in eine direkte Abhängigkeit gestellt sind. Ferner ist es notwendig, bei verschiedenen Rippendicken und Kernrohrquerschnitten sowie Kernrohrdicken die Durchlaufgeschwindigkeit des Endlosförderers und die Temperatur des Heizrohres entsprechend aufeinander abzustellen. Auch ist darauf zu achten, ob es sich um neuverzinkte Rohre oder um altverzinkte Rohre handelt.
• Neuverzinkte Rohre, die noch nicht oxydiert und mithin blank sind, reflektieren Wärme stärker. In diesem Falle muß das zu erwärmende Rohr langsamer durch das Heizrohr laufen. Bei altverzinkten Rohren, die nicht mehr blank sind und die nicht mehr reflektieren, ist ein schnellerer Durchlauf durch das Heizrohr notwendig.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zum Erwärmen von Rippenrohren in Seitenansicht; Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 5 im vergrößerten Maßstab ein Heizrohr in Ansicht mit einem Endlosförderer und einem Rippenrohr im vertikalen Querschnitt und Fig. 4 ebenfalls im vergrößerten Maßstab ein Heizrohr in Ansicht mit einem Endlosförderer und zwei übereinanderliegenden Rippenrohren im vertikalen Querschnitt.
• In den Figuren ist mit 1 eine gestellartige Halterung bezeichnet, die in Längsrichtung von einer Öffnung 2 durchsetzt ist.
• Die Öffnung 2 ist mit einem Rohr ) ausgekleidet. Das Rohr besteht aus einem hitzebeständigen Stahl, wie er z.B.
• durch den Handelsnamen Sicromal oder Thermax bekannt ist.
• Außerdem ist das Rohr beheizbar. Die Beheizung erfolgt mit Hilfe von elektrischen Heizwendeln 4, die um das Rohr 3 gewickelt sind. Anstelle von Heizwendeln kann das Rohr 3 auch elektrisch induktiv erwärmt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, das Heizrohr mit Hilfe von Öl- oder Gasbrennern zu erwärmen. Anstelle eines hitzebeständigen Stahls sind für dieses Heizrohr auch keramische Materialien zu verwenden.
• Besonders geeignet ist jedoch ein innenseitig metallisch blankes Stahlrohr, da hierdurch die Wärmestrahlung intensiviert wird. Die notwendigen Leitungen und Anschlüsse für die Beheizung des Rohres 3 sind zwecks Aufrechterhaltung der Übersichtlichkeit in der Zeichnung weggelassen.
• Das Heizrohr 5 ist innerhalb der gestellartigen Halterung 1 durch entsprechende Verkleidung gegen eine radiale Wärmeabgabe nach außen gesichert. Als Verkleidung finden bekannte feuerfeste und wärmedämmende Materialien Verwendung.
• Zum Feststellen und Regeln der Temperatur im Heizrohr bzw. des Heizrohres sind diesem mehrere in Längsrichtung der gestellartigen Halterung 1 versetzte Thermofühler 5 zugeordnet.
• Diese Thermofühler ermitteln die am Heizrohr bestehende Temperatur, leiten das Ergebnis anschließend an einen Regler weiter, der den Ist- mit dem Soll-Wert vergleicht und die jeweils eingesetzte Heizeinrichtung - beim Ausführungsbeispiel eine elektrische Beheizung mit Heizwendeln - in ihrer Intensität verstärkt bzw. herabsetzt. Beim Ausführungsbeispiel sind drei Thermofühler 5 vorgesehen. In Abhängigkeit von der Länge des Rohres können aber auch mehr oder weniger Thermofühler angeordnet werden.
• Das Heizrohr 3 wird in Längsrichtung von einem Endlosförderer 6 durchsetzt. Dieser Endlosförderer besteht aus einer Kette 7, die mit Klauen 8 versehen istg welche zum Haltern des einem Nacherwärmungsprozeß unterworfenen und das Heizrohr durchlaufenden Rippenrohres 9 dienen. Das Rippenrohr besteht beim Ausführungsbeispiel aus einem ovalen Kernrohr mit auf dieses aufgeschobenen etwa rechteckigen Rippen. Die Kette läuft in ihren Endbereichen über zwei Umlenkstationen 10 und 11, von denen die Umlenkstation 10 als Antriebsstation ausgebildet ist. Zu diesem Zweck besitzt die Umlenkstation 10 einen regelbaren Antrieb 12,mit dessen Hilfe die Durchlaufgeschwindigkeit der Kette 7 durch das Heizrohr 3 stufenlos variiert wird.
• Der Abstand zwischen den beiden Umlenkstationen 10 und 11 bzw.
• zwischen der gestellartigen Halterung 1 und den Umlenkstationen ist so bemessen, daß Rippenrohre der maximal gebräuchlichen Längen einerseits einwandfrei auf den Förderer gelegt und andererseits auch wieder problemlos von dem Förderer abgenommen werden können. Die Gesamtlänge beträgt beispielsweise etwa 8 bis 9 m, wobei der Abstand zwischen den einander abgewandten Stirnseiten der gestellartigen Halterung und der jeweiligen Umlenkstation 10 bzw. 11 etwa 3 m beträgt Diese Maße sind selbstverständlich nicht verbindlich und können entsprechend den speziellen Erfordernissen im Einzelfall abgewandelt werden.
• Die Querschnittsausbildung des Heizrohres 5 ist rund bzw. annähernd rund. Lediglich im fußseitigen Bereich ist das Heizrohr mit einem Führungskanal 15 versehen, welcher zur Führung der Kette 7 bzw. der Klauen 8 dient. Abweichend von der im wesentlichen runden Querschnittsausbildung des Heizrohres 7 kann auch eine rechteckige Querschnittsform verwendet werden.
• Ferner ist eine Querschnittsform denkbar, die unmittelbar dem Querschnitt der zur erwärmenden Rippenrohre angepaßt ist. Zu diesem Zweck kann das Heizrohr 5 innerhalb der gestellartigen Halterung 1 auswechselbar gelagert sein.
• Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Heizrohr innerhalb der gestellartigen Halterung 1. Denkbar sind auch zwei nebeneinanderliegende Heizrohre oder auch gegebenenfalls mehr als zwei Heizrohre. Die Anzahl der Heizrohre hängt von dem gewünschten Durchsatz an Rippenrohren ab. Beschränkungen sind lediglich durch den zur Verfügung stehenden Raum zur Aufstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben. Wie insbesondere die Fig. 4 zeigt, können darüber hinaus zur Erhöhung der Durchsatzleistung,und zwar in Abhängigkeit der Querschnittsgröße der zur erwärmenden Rippenrohre auf der Kette 7 bzw.
• auf den Klauen 8 auch mehr als ein Rippenrohr in übereinanderliegender Weise durch das Heizrohr 3 hindurchgeführt werden.
• Um die angestrebte Anreicherung der äußeren Eta-Feinzinkschicht nur im Bereich der Rippen mit Eisen zu erreichen, ist es wichtig, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Endlosförderers 6,die Temperatur des Heizrohres 5 und die Querschnittsabmessungen des Heizrohres und der durchlaufenden Rippenohre genau aufeinander abgestimmt werden. D.h., die Erwärmung der Rippenrohre ist so vorzunehmen, daß in dem Spaltraum zwischen dem Rippenfuß und dem Kernrohr keine oder nur eine unwesentliche Umwandlung der Eta-Feinzinkschicht in eine Zeta-Hartzinkschicht erfolgt. An dieser Stelle müssen die Schichten aus Hartzink und Feinzink verbleiben, damit eine mechanisch gute Haftung der Rippenfüße auf dem Kernrohr und damit eine gute wärmeleitende Verbindung aufrechterhalten wird. Ausschließlich auf den Rippen soll das Feinzink in Hartzink umgewandelt werden.
• Zu diesem Zweck erfolgt die Beheizung des Heizrohres mit einer Temperatur von etwa 8000 C bis 9000 C. Bei dieser Temperatur, einer Heizrohrlänge von etwa 2,4 m und einer Durchlaufgeschwindigkeit des Endlosförderers von etwa 1 m/min erfolgt eine Temperierung des Kernrohres auf etwa 4000 C. Diese Temperatur liegt mithin unterhalb der Schmelztemperatur des Zinks, die bei 4190 C liegt. Die gegenüber dem Kernrohr wesentlich dünnwandigeren Rippen werden dann auf eine Temperatur von etwa 6800 C bis 7000 C erhitzt. Innerhalb der durch die Geschwindigkeit des Endlosförderers und die Länge des Heizrohres bzw. der Heizrohre bedingten Verweildauer der Rippenrohre innerhalb der Heizrohre diffundiert Eisen aus den unteren harten Zink-Eisen-Schichten des Zinküberzuges in die äußere Eta-Feinzinkschicht hinein und reichert diese auf 6 bis 7 ß Eisen an. Die Anreicherung erfolgt dabei nur in den äußeren Grenzbereichen der Eta-Feinzinkschicht. Eine durchgehende flächige Anreicherung ist nicht notwendig, sondern nur eine partielle Anreicherung. Diese inselartige An-Anreicherung mit Eisen genügt, um eine Verklammerung zwischen der äußersten Hartzinkschicht, der Zeta-Hartzinkschicht, und der ehemals bestehenden Eta-Feinzinkschicht durchzuführen.
• Die verschiedenen Variationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Bezug auf die änderungen der Geschwindigkeit des Endlosf%rderers, der Anderung der Temperatur und der Länge des Heizrohres tragen den verschiedensten Belangen Rechnung. D.h., die nochmals zu erwärmenden Rippenrohre können entsprechend den Rippendicken, den Kernrohrquerschnitten, den Kernrohrdicken sowie den Rippenwerkstoffmengen und den Kernrohrwerkstoffmengen mit einer genau vorgeschriebenen Geschwindigkeit und einer speziell angepaßten Temperatur durch das Heizrohrhindurchgeführt werden.
• Damit die Temperatur im Bereich des Kernrohrquerschnittes möglichst niedrig gehalten wird> ist es denkbar, das Rippenrohr von innen mit Wasser zu kühlen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die kritische Stelle an der Verbindung zwischen den Rippen und dem Kernrohr nicht über die Temperatur erhitzt wird, die noch sicherstellt, daß keine Verklammerung der äußeren Eta-Feinzinkschicht mit der darunter liegenden Zeta-Hartzinkschicht erfolgt. Es ist ferner einzurichten, daß das Heizrohr in Längsrichtung unterschiedliche Wärme zonen besitzt. Auch mit Hilfe dieser Maßnahme ist es in Abhängigkeit von den durch die Abmessungen der Rippenrohre herrührenden Bedingungen möglich, die gewünschte Anreicherung der Eta-Feinzinkschicht mit Eisen zu erzielen.

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verfestigen eines auf einem Rippenrohr fr Wärmeaustauscher durch Tauchen aufgebrachten geschlossenen Überzuges aus Zink, der aus mehreren Schichten mit Zink-Eisen-Mischkristallen besteht, wobei innerhalb der Schichten ein in Richtung auf die Oberfläche des Überzuges abnehmender Eisenanteil ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das verzinkte Rippenrohr (9) einem zeitlich begrenzten Nacherwärmungsprozeß unterworfen wird, innerhalb welchem nur im Bereich der Rippen unter Diffusion des Eisens aus den unteren harten Zink-Eisen-Sehichten eine Anreicherung der äußeren Feinzinkschicht mit Eisen erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t n daß die äußere Feinzinkschicht mit einem Eisenanteil von etwa 6 bis 7 % angereichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t n daß die Erwärmung des Rippenrohres (9) im Bereich des Kernrohraußenumfanges auf etwa 4000 C und an den Rippenspitzen auf etwa 6800 C bis 7000 C erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rippenrohr (9) mit Hilfe eines Endlosförderers (6) durch einen rohrförmigen Durchlaufofen (5) mit einer Innentemperatur von etwa 8000 C bis 9000 C hindurchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Beheizung des rohrförmigen Durchlaufofens ()) elektrisch induktiv oder mit Hilfe von das Rohr umgebenden Heizwendeln (4) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Beheizung des rohrförmigen Durchlauf ofens (3) durch regelbare Ö1- oder Gasbrenner erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rippenrohr (9) beim Ofendurchlauf von innen mit Wasser gekühlt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Rippenrohre (9) in Nebeneinander- bzw. Übereinanderanordnung durch den Durchlaufofen (3) gerührt werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mindestens ein beheizbares Rohr (3) als Bestandteil einer wärmedämmenden Gestellhalterung (1) mit einem das Rohr (3) in Längsrichtung durchsetzenden Endlosförderer.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Heizrohr (3) aus einem hitzebeständigen Material, vorzugsweise einem innenseitig metallisch blanken Stahlrohr, besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Querschnittsform des Heizrohres (3) dem Querschnitt des Rippenrohres (9) angepaßt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis des Innenquerschnittes des Heizrohres (3) zum Außenquerschnitt des Rippenrohres (9) etwa 1,5 : 1 bis 2,5 : 1, vorzugsweise 2 : 1, beträgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t S daß die Länge des Heizrohres (5) etwa 1,5 bis 5>0 m, vorzugsweise etwa 2,4 m, betragt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Heizrohr (3) eine Wandstärke von etwa 2 mm aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Heizrohr ()) Wärmezonen mit unterschiedlichen Temperaturen aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei oder mehr Heizrohre (5), gegebenenfalls mit beheizten Zwischenwändenn nebeneinander angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t , daß das Heizrohr ()) mit TemperaturfUhlern (5) zur Messung der Strahlungstemperatur versehen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Endlosförderer (6) von einem Kettenförderer (7) mit Rohrhalteklauen (8) gebildet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t » daß die Geschwindigkeit des Endlosförderers (6) regelbar ist.

20, Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 18 bzw. 19> d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Endlosförderers (6) etwa 0,8 bis 1,2 m/min, vorzugsweise etwa 1 m/min, beträgt.

L e e r s e i t e