DE2624069A1

DE2624069A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen ueberziehen von werkstuecken

Info

Publication number: DE2624069A1
Application number: DE19762624069
Authority: DE
Inventors: Jose Delot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1976-12-09
Also published as: LU75045A1; GB1546635A; FR2323772B1; NL7605755A; CH608523A5; FR2323772A1; IT1061716B; BE842312A

Description

PATENTANWÄLTE DicTHICH LEWINSKY H-IiNZ-JOACHiM HUBER RE1N£R PRiETSCH MÖNCHEN 2 1 GOTTHARDSTR. 81

28. Mai 1976 3965-IV/Hß

Jose Delot, rue Charles de Gaulle Hl, 89600 Saint Florentin

(Prankreich)

Jean Retif, rue Oarnbetta 11, 42000 Saint Etienne (Frankreich)

"Verfahren und Vorrichtung sun kontinuierlichen überziehen von

Werkstücken"

Priorität vom 30. Mai 1975 aus der französischen Patentanmeldung 75 16

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von langgestreckten Werkstücken, insbesondere von Profilen, durch überziehen ihrer Oberfläche mit einer metallischen Schutzschicht ^T-;ie etwa Zink, Aluminium, Zinn oder anderem.

'Zs sind bereits verschiedene überzugsverfahren bekannt, die mittels elektrolyse, Aufspritzen von flüssigen! Metall oder Eintauchen in eine Metallschmelze arbeiten. Finite dieser Verfahren erfordern Anlagen von erheblicher Größe mit großvolumigen Bädern und sind nur unter Schwierigkeiten für die Farbgalvanisierung zu gebrauchen, da hierzu ein Behälter von 50 bis 400 Tonnen Fassungsvermögen entleert werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung, insbesondere auch zum Galvanisieren, für langgestreckte Werkstücke wie Drähte, Profile,

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:~^Jarrf>n, Eetoneisen, Betonstähle, Träger usw. zu schaffen, die nur wenig Platz benötigen.

f.as Verfahren nach der Erfindung besteht im wesentlichen darin, das zu überziehende, beispielsweise zu galvanisierende Werkstück, las zuvor auf die Temperatur des geschmolzenen Überzugsmetalls gebracht wurde, kontinuierlich einen Überzugsbehälter durchlaufen zu lassen, der abgeschlossen ist, in dem eine Schutzgasatmosphäre i:;it einem Druck nahe dem Atmosphärendruck aufrecht erhalten wird und der aus einem Ofen mit flüssigem Überzugsmetall bis zur Höhe ■'ier öffnung von in den Ofen zurückführenden Rücklauf rohren versorgt xvird und Eintritts- und Austrittsrohre besitzt, deren Querschnittsprofil demjenigen der Werkstücke entspricht und die im "ereich von Trichtern zur Rückführung des geschmolzenen Metalles in den Ofen angebracht sind.

Der Überzugsbehälter, durch den das Werkstück in einer Schmelze €ius Zink, Aluminium, Blei, Zinn usw. hindurchläuft, besitzt nach der Erfindung ein Querschnittsprofil entsprechend demjenigen des Werkstückes, so daß sein Volumen sehr gering gehalten werden kann.

Dieser Überzugsbehälter wird kontinuierlich durch eine Pumpe oder ein anderes Förderorgan gespeist, das es erlaubt, die Leckverluste zu kompensieren, die durch die Durchtrittsquerschnitte für das Werkstück am Einlaß und am Auslaß des Überzugsbehälters entstehen. Durch Berührung des Werkstückes mit dem Überzugs- oder Schutzmetall bei der Behandlungstemperatur entstehen die metallurgischen Reaktionen, die die Bildung der gewünschten Schutzschicht auslösen.

Zufuhrseitig ist dem Überzugsbehälter ein Vorheiztunnel vorgeschaltet, der dazu dient, das Werkstück auf die Behandlungstemperatur von beispielsweise 450° oder darüber (wie für Zink erforderlich) zu erhitzen.

Austrittsseitig folgt auf den Überzugsbehälter ein Wasserkühlman-

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tel oder -tunnel.

In diesen drei Räumen wird eine neutrale oder reduzierende Schutzgasatmosphäre aufrecht erhalten, wobei die Abschirmung gegen die Außenatmosphäre mittels einer Eintritts- und einer Austrittsschleuse erfolgt.

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Da die Erhitzung des Werkstückes in einer Schutzgasatmosphäre stattfindet, was eine Reoxydation vermeidet, kann diese Erhitzung auf unterschiedliche Art und Weise vorgenommen werden.

Das selbe gilt für den Überzugsbehälter, in dem sich das Überzugsmetall nicht oxydieren kann, das ebenfalls auf unterschiedliche Art und Weise zum Schmelzen gebracht und auf der notwendigen Temperatur gehalten werden kann.

Der Antrieb des Werkstückes, also sein Transport durch die Vorrichtung hindurch, kann in bekannter Weise verwirklicht werden, und zwar so, daß unterschiedliche Längen zu behandelnder Werkstükke durch die Vorrichtung hindurchgeführt werden können.

Die Oberfläche des Werkstückes kann entweder durch mechanische Mittel wie etwa Sandstrahlen oder durch chemische Mittel wie etwa Beizen mittels bekannter Säurebäder, vorbehandelt werden. Zur Kühlung dient Luft, Wasser oder ein anderes Mittel.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht die einfache Färbung des Überzuges durch entweder Färbung der Schmelze des überzugsmetalles, wobei es wegen deren geringen Volumens einfach ist, die Farbe zu wechseln oder durch Oxydation am Austritt aus dem Überzugsbehälter (unter der Voraussetzung der Abtrennung über eine Schleuse) und nachfolgende Kühlung.

Die mechanischen Antriebsmittel für die Werkstücke hängen von der Art der Werkstücke ab und können sowohl vor als auch hinter der

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Vorrichtung, aber auch im Bedarfsfälle, i.h. wenn die Art otter iie Länge der Werkstücke dies erfordert, im Bereich der Vorrichtung selbst angeordnet werden.

Da.s zu behandelnde Werkstück durchquert nach dem Feilen oder anderweitigen Vorbehandeln die Eintrittsschleuse und tritt in die Heizzone ein, wo es sich auf eine Temperatur erhitzt, die ein weni~ über derjenigen, die für die 7.r zielung des Überzuges notwendig ist, liegt.

Die Erhitzung der Werkstücke kann je nach deren A: ~ in verschiedener !'.'eise erfolgen: In Betracht kommt die Hochfr . . "-nserhitzun^, 3ie elektrische Widerstandserhitzung, die Erhitzuiij: über Keisstrahlrohre oder ähnliches, die unmittelbare Widerstandserhitzung, bei der das Werkstück selbst an eine leistungsstarke Niederspannungrsquelle r-relegt

3a die Erhitzung des Werkstückes in einer neutralen oder reduzierenden Schutzgasatmosphäre erfolgt, kann keine erneute Oxidation der Werkstückoberfläche eintreten.

Das Werkstück tritt über die Eintrittsöffnung in den geschlossenen Überzugsbehälter ein, wo es in Berührung mit dem geschmolzenen Schutzmetall kommt, so daß die metallurgischen Reaktionen stattfinden, die die Eildung der gewünschten Überzugsschicht hervorrufen.

Danach verläßt das Werkstück den Überzugsbehälter, durchquert den Abtropfbereich und tritt in die Kühlzone ein. In dem Bereich, in dem die Oberflächen des behandelten Werkstückes die Austrittsöffnung des Überzugsbehälters verlassen, bestimmt die neutrale oder reduzierende Schutzgasatmosphäre, die auch hier herrscht, die Qualität des Überzuges oder der Schutzschicht und verhindert die Bildung von Oxyd des geschmolzenen Metalles, welches Oxyd ein Hindernis für die Erzielung einer trockenen, glatten, gleichmäßig dicken Schutzschicht wäre.

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Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der eine beispielsweise gewählte Ausführungsform einer entsorechenden Vorrichtunr dargestellt ist.

Zugrunde --relent ist der Fall einer Galvanisierung starrer Metallprofilabschnitte;, wobei aber auch alle anderen, entsprechenden Werkstücke und Behandlungsverfahren in Betracht kommen und lediglich jeweils eine Anpassung des Überzugsbehälters, der Eintrittsund der Austrittsschleuse j des Vorheiztunnels und des Wasserkühlmantels sowie des Profils der Eintritts- und Austrittsrohre des überzugsbehälters entsprechend dem Profil des Werkstückes erforderlich sind.

Die Vorrichtung umfaßt einen Ofen 12 zum Schmelzen des überzugsrnetalles wie etwa Zink, Blei, Zinn, Aluminium oder einem anderen Stoff beispielsweise durch hochfrequente Erhitzung. Der Ofen enthalt eine Tauchpumpe 11. über dem Ofen liegen nacheinander von rechts nach links eine Eintrittsschleuse 13, in der eine kontrollierte Schutzgasatmosphäre herrscht, die neutral oder reduzierend, jedenfalls aber nicht oxydierend ist und in die das Werkstück 15 über ein kegelstumpfförmiges Eintrittsrohr J H in eine zwischen zwei Rohren 17 ₃ 18 befindliche Kammer 16 zur Rückgewinnung der Produkte eintritt. An das Rohr 18 schließt sich ein Vorheiztunnel 6 zur hochfrequenten Erhitzung des Werkstückes an. Am Ende des Vorheiztunnels 6 sind mehrere Eintrittsrohre 19 vorgesehen, die das Werkstück in einen Überzugsbehälter 5 führen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Überzugsbehälters 5 sind gleichartige Austrittsrohre 20 vorgesehen, auf die ein Wasserkühlmantel 3 zur Kühlung des behandelten Werkstückes folgt. An diesen schließt sich eine Austrittsschleuse 7 mit einer Rückgewinnungskammer 21 für die von den. Werkstück aus den überzugsbehülter mitgenommenen Produkte an. Am "intrittsende und an Austritfcsende der Vorrichtung sind mechanische Antriebsmittel 1 angeordnet, die das Werkstück mit der gewünschten Geschwindigkeit die Vorrichtung durchlaufen lassen.

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:-es weiteren sind Einlaßleitungen 2 für die Zufuhr des nicht oxydierenden Schutzgases in die Bereiche Vorheiztunnel, Überzugsben"lter und Wasserkühlmantel vorgesehen.

1-er Überzugsbehälter ist rohrförmig ausgebildet und besitzt ein nur sehr kleines Volumen, da der Niederschlag des Überzugs durch kontinuierliches Hindurchlaufen des auf die Temperatur der I-ietallschmelze gebrachten V.^rerkstückes durch das Metallbad gebildet wird, dessen Spiegel durch die Höhe der Γ-iündungsöffnungen von Rücklaufrohren 10 bestimmt ist, die in den Ofen 12 führen und knapp unter dem Spiegel 9 der darin befindlichen Metallschmelze enden.

Die Tauchpumpe 11 liefert über ein Rohr 24, das in den Boden des '■oerzugsbehälters 5 mündet, die Schmelze nach oben und im Bereich der Rohre 19, 20 sind Trichter 8 angeordnet, die über diese Rohre ausleckendes Metall in den Ofen 12 zurückführen.

Das Querschnittsprofil dieser Rohre 19, 20 und des Überzugsbehälters entspricht demjenigen der zu behandelnden Werkstücke, ist also kreisförmig für Betoneisen, Betonstahl, Armierungseisen usw., L- oder T-förmig für V/inkelprofile, Träger und ähnliches usw.

Das Volumen des Überzugsbehälters 5 kann sehr klein gehalten werden, da es unabhängig von der Länge der zu behandelnden Werkstücke ist und nur durch die Abmessungen der anderen Vorrichtungsteile wie der Rohre 19, 20, der Trichter 8 und der Rücklaufrohre 10 bedingt ist. Diese Teile können selbstverständlich auch ein an das Profil des Werkstückes angepaßtes Querschnittsprofil haben.

Die Uintrittsschleuse 13 und die Austrittsschleuse 7 können auch anders als in der FR-PS 1 537 088 beschrieben, aufgebaut sein. Ebenso sind andere Lösungen für die Vorerhitzung und die Kühlung der Werkstücke möglich. Beispielsweise wird man für einen Aluminiumüberzug die Austrittsschleuse 7 am Auslaß des Überzugsbehälters 5 vor dem Wasserkühlmantel 3 anordnen, der in bestimmten Fäl-

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len völlig: entfallen kann.

Ebenso kann der* überzup;sbeh-^r'lter 5 andere Formen als diejenige eines Behälters mit seitlichen öffnungen haben, beispielsweise ein Kingvolumen mit '-letallströmen umschließen. Das geschmolzene Metall kann auch mit anderen '-litteln als einer Tauchpumpe in dem Ofen zugeführt oder verteilt v/erden.

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Claims

OiETRICH LEWINSKY HcINZ-JOACHiM HU8Eß REINER PRiETSCH MÖNCHEN 21 GOTTHARDSTR.81 Jose 3 el et und Jean Retif 2S. /Tai 107: 8965-IV/Iin Patentansprüche:

1. Verfahren zur, kontinuierlichen "^;be.rsiehen von -.--."erkstucken, insbesondere iletallprofilen, nit einer Schutzschicht, wobei das zumindest auf die Temperatur der geschmolzenen Überzu^siretalle erhitzte Werkstück durch zwei rohrförnige, dichte I'ar.rnern hindurchgeführt und anschließend in einen Übersursbeh.^:;lter preführt wird, der aus einen Ofen mit dem flüssigen überzu.rsmetall bis zur Eintauchtiefe des Werkstückes unter einer Schutzgasatmosphäre und bei Atmosphärendruck gespeist wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Werkstück unter Schutzgasatmosphäre über eine im Bereich eines in den Ofen mündenden Trichters für das überschüssige Überzugsnetall angeordnete, dichte Vorrichtung aus den Überzugsbehälter herausgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand in den Überzugsbehälter (5) geringen Volumens durch die Höhe der Eintrittsöffnung von den Überzugsbehälter (5) mit dem Schmelzespiegel (9) in dem Ofen (12) verbindenden Rücklaufrohren (10) festgelegt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintritt in und der Austritt des Werkstückes (15) aus dem Überzugsbehälter (5) als koaxiale, kegelstumpfförmige Rohre (18,20) mit einem Querschnittsprofil entsprechend demjenigen des Werk-

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Stückes (15) ausgebildet und oberhalb der Trichter (3) für den Rücklauf von Leckmetall in den Ofen (12) angeordnet sind.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anschließende Kühlzone aus einen Wasserkühlmantel O)₃ versehen irit iinlaßleitunc-en (2) für ein Schutzgas, besteht.

Vorrichtung nach einer· der Ansprüche 1 bis ^₃ dadurch gekennzeichnet, daß dichte Eintritts- und Austrittsschleusen (13,7) mit je einer iMick.^ewinnun^.skammer (16,21) für initgenommene Produkte vorgesehen sind.

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