DE3040503C2

DE3040503C2 -

Info

Publication number: DE3040503C2
Application number: DE3040503A
Authority: DE
Inventors: Albert Charles Yvon Gerard Chaudfontaine Be Piedboeuf; Victor Louis Marie Ferdinand Awans Be Polard; Andre Henri Liege Be Cornez
Original assignee: Phenix Works Sa Flemalle-Haute Be
Current assignee: Phenix Works Sa Flemalle-Haute Be
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1980-10-28
Publication date: 1989-02-23
Also published as: LU81865A1; US4374873A; NL8006096A; FR2469217B1; AU548425B2; IT8068702A0; GB2063306A; CA1152820A; SE449009B; IT1129819B; BE886037A; SE8007532L; FR2469217A1; AT372985B; ATA549480A; GB2063306B; AU7429081A; DE3040503A1

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 2.

Es ist ein Verfahren zum Beschichten eines Stahlbandes mit einer Überzugsschicht bekannt, bei welchem der Überzug auf das Band mit Hilfe einer Beschichtungswalze aufgebracht wird, die in das Beschichtungsbad eintaucht. Diese Beschichtungswalze befindet sich in Berührung mit der Fläche des mit dem Überzug zu versehenden Bandes und wird durch eine Drehbewegung im Sinne der Vorbeibewegung des Bandes angetrieben. Bei manchen Anlagen zur Durchführung dieses Verfahrens, wird die Beschichtungswalze durch eine andere Walze mit kleinerem Durchmesser abgestreift bzw. abgequetscht, die stromauf des Berührungspunktes des Bandes mit der Beschichtungswalze angeordnet ist. Bei anderen ist die Beschichtungswalze in das Überzugsbad mit weniger als der Hälfte ihrer seitlichen Oberfläche eingetaucht. Noch andere Anlagen bedienen sich einer Gegenrolle, die gegen die Seite des Bandes anliegend angeordnet ist, die derjenigen, die die Überzugsschicht erhält, gegenüberliegt. Welche Anlage auch immer benutzt wird, das Verfahren mit einer Beschichtungswalze erlaubt bislang nur verhältnismäßig wenig Überzugsmaterial auf das Band aufzubringen und begrenzt somit den Bereich der Dicken des Überzugs, die erreicht werden könne.

Aus der US-PS 41 72 911 sind zwei gegensinnig angetriebene Auftragswalzen bekannt, wobei das zu beschichtende Band tangential zu diesen Beschichtungswalzen verläuft. Dies führt dazu, daß nicht der erforderliche enge Kontakt hergestellt wird, der für die Herstellung eines gleichmäßigen Überzugs vorbestimmbarer Dicke erforderlich ist.

Hiervon ausgehend liegt die Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wodurch in verfahrenstechnisch und vorrichtungsmäßig einfacher Weise eine homogene Beschichtung auch mit größeren Überzugsdicken erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst, durch die Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 bzw. Anspruch 2. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen wird erreicht, daß ein relativ dicker Überzug auf der Unterseite des Bandes in nur einem einzigen Auftragsschritt aufgetragen wird, indem lediglich eine einzige, entgegen der Bewegungsrichtung des Bandes drehangetriebene Beschichtungswalze verwendet wird, welche dem Band so anliegt, daß dieses leicht ausgelenkt wird. Dementsprechend liegt eine solche Beschichtungswalze eng an dem zu beschichtenden Band an, wodurch die gewünschte mengenmäßig ausreichende und gleichermaßen gleichmäßige Materialübertragung erzielt wird.

Vorteile Ausgestaltungen geben die Unteransprüche an.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines Teils eines gemäß der Erfindung hergestellten Stahlbandes; und

Fig. 2 einen senkrechten schematischen Schnitt der Anlage gemäß der Erfindung.

Das Ziel des hier beschriebenen Verfahrens und der hier beschriebenen Anlage ist, eine Seite 3 eines Metallbandes 1, z. B. eines Stahlbandes, kontinuierlich mit einer Schicht eines Überzugs 4, z. B. eines Überzugs auf der Grundlage von Zink, zu bedecken (Fig. 1).

Die Anlage in Fig. 2 weist einen dicht abgeschlossenen Hohlraum 10 auf, der durch einen Trog 11, der ein Überzugsbad 20, z. B. ein Bad aus geschmolzenem Zink, enthält, und eine Glocke 12, deren seitliche senkrechte Wände teilweise in das Zinkbad eingetaucht sind, gebildet wird. Die Glocke 12 weist einen schrägen Eintrittskanal 13, der mit einer Dichtschleuse 14 ausgestattet ist, sowie einen senkrechten Austrittskanal 15, der mit einer Dichtschleuse 16 versehen ist, auf. Das kontinuierliche Band 1 wird dem Eingang des Eintrittskanals 13 waagrecht zugeführt, wo es durch eine Umlenkrolle 17 abgebogen wird. Das Band 1 wird im Eintrittskanal flach weiterbewegt, durchquert die Schleuse 14 und dringt, der Neigung des Kanals 13 folgend, unter die Glocke 12 ein. Unter der Glocke 12 wird das Band 1 auf zwei Umlenkrollen 18 und 19 geführt, die sich frei um ihre parallelen, waagrechten Achsen A und B drehen. Zwischen den Umlenkrollen 18 und 19 bewegt sich das Band waagrecht weiter, dann, nachdem es die Umlenkrollen 19 passiert hat, bewegt sich das Band 1 senkrecht in der Mittelebene des Ausgangskanals 15, um schließlich die Dichtschleuse 16 zu durchqueren. Unter der Glocke 12 und in den Kanälen 13 und 15 herrscht eine neutrale oder reduzierende Gasatmosphäre, die sich z. B. aus Stickstoff zusammensetzt. Während seines ganzen Weges im Inneren des Hohlraums 10 befindet sich das Band 1 dauernd in der nichtoxidierenden Gasphase.

Die Drehachsen der Umlenkrollen 18 und 19 sind in einer solchen Höhe angeordnet, daß während des waagrechten Abschnittes seines Weges zwischen den beiden genannten Rollen das Band 1 sich oberhalb und in geringem Abstand d von der Oberfläche 21 des Zinkbades 20, beispielsweise zwischen 20 und 300 mm, wie nachfolgend erläutert werden wird, bewegt.

Unterhalb des Bandes, im Hohlraum und zwischen den Stellungen der Umlenkrollen 18 und 19, ist eine Beschichtungswalze 22 angebracht, deren Drehachse C waagrecht und parallel zu den Achsen der Umlenkrollen 18 und 19 ist. Die Achse C der Walze 22 ist unterhalb der Oberfläche 21 des Zinkbades angebracht, derart, daß der Zylinder 22 teilweise aus der Oberfläche 21 des Bades auftaucht, um zum Rollen gegen die untere Oberfläche des Bandes 1 zu kommen. Die Drehung der Beschichtungswalze 22 wird vom Äußeren des Hohlraums 10 gesteuert, damit sie den zum Sinn der Vorbeibewegung des Bandes entgegengesetzten Sinn hat, wie durch den Pfeil E angezeigt wird. Die Beschichtungswalze 22 nimmt eine dicke und fortlaufende Schicht flüssigen Zinks aus dem Bad und befördert diese Schicht bis zu ihrer Berührung mit der unteren Oberfläche des Bandes 1 nach oben. Daraus folgt, daß das Band 1 auf seiner unteren Fläche eine fortlaufende und dicke Schicht aus flüssigem Zink über seine ganze Breite mitnimmt. Die Oberfläche der Beschichtungswalze 22 kann vorteilhaft eine oder mehrere Rinnen oder Nuten aufweisen, um die gleichmäßige Mitnahme des Belagmaterials und seine gleichförmige Ablagerung auf dem Metallband zu begünstigen.

Die durch die Beschichtungswalze 22 mitgenommene Zinkmenge und demgemäß die auf das Band 1 aufgetragene Zinkmenge wird durch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Beschichters 22 beeinflußt. Diese Geschwindigkeit muß so sein, daß die gradlinige bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Beschichtungswalze nicht zu gering wird, weil anderenfalls die mitgenommene Zinkmenge zu gering wäre, und falls die Umfangsgeschwindigkeit zu hoch wäre, bestünde die Gefahr von zentrifugalen Abschleuderungen. Eine typische lineare bzw. Umfangsgeschwindigkeit ist im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 100 m/min angesiedelt. Es wurde experimentell festgestellt, daß die Benutzung einer Beschichtungswalze, die sich im zur Richtung der Vorbeibewegung des Bandes entgegengesetzten Sinn mit einer Geschwindigkeit im vorgeschlagenen Bereich dreht, es erlaubt, auf ein Stahlband eine verhältnismäßig beträchtliche Menge an Zink aufzutragen, vergleichbar der Menge, die durch ein doppelseitiges herkömmliches Heißtauchverfahren mit flüssigem Zink (ungefähr 500 g/m²) aufgebracht wird.

Um den Einfluß einer schlechten Ebenheit der Oberfläche des Bandes auf die Gleichmäßigkeit der Beschichtung zu beseitigen oder zu vermindern, kann man vorteilhaft die Beschichtungswalze 22 derart anordnen, daß sie im Berührungspunkt mit der Beschichtungswalze dem Band eine leichte Ausbiegung über eine Höhe, die z. B. einige 50 mm, im Regelfalle 5 bis 25 mm, betragen kann, eindrückt.

Es wird jetzt zu der Frage des Grades des Auftauchens der Beschichtungswalze 22 aus dem Zinkbad zurückgekehrt. Weiter oben wurde gesagt, daß der Berührungspunkt des Beschichters 22 mit dem Band 1 in einem Abstand der Größenordnung von 20 bis 300 mm oberhalb der Oberfläche 21 des Bades 20 angeordnet ist. Wenn die Herausraghöhe zu gering ist, besteht die Gefahr, daß die Bewegungen des flüssigen Zinks das flüssige Zink die Umlenkrollen 18 und 19 berühren lassen. Andererseits, wenn die Herausraghöhe zu groß ist, besteht die Gefahr, daß die Menge Zink, die durch die Beschichtungswalze 22 zu ihrem Berührungspunkt mit dem Band mitgenommen wird, zu gering ist.

Die Dicke der Schicht flüssigen Zinks, die durch das in Bewegung befindliche Band 1 getragen wird, wird innerhalb der Glocke 12 durch eine Rakel aus nicht-oxydierendem Gas, beispielsweise durch einen Stickstoffstrahl, der auf die ganze Breite des Bandes während seines senkrechten Weges stromab der Umlenkrolle 19 gerichtet wird, eingestellt und gleichförmig gemacht. Die in Rede stehende Rakel aus Gas wird beispielsweise durch einen Spalt 23 an einer Art horizontalen "Brenners" 24, der mit geeignetem Gas gespeist wird, erzeugt. Der "Brenner" ist beispielsweise ein wenig oberhalb der Ebene der Drehachsen der Umlenkrollen 18 und 19, am Anfang des senkrechten Abschnitts des Weges des Bandes 1, angeordnet. Der Druck der Einspritzung, die Richtung und der Ort der oben genannten Rakel sind bevorzugt einstell- bzw. regelbar.

Ab der Höhe der Rakel 23 bewegt sich das auf einer Seite mit einer gleichförmigen Überzugsschicht beschichtete Band 1 in den Austrittskanal 15. In diesem wird die Überzugsschicht gleichförmig abgekühlt, damit sie vor dem Austritt des Bandes 1 fest ist. Die Abkühlung des Belags wird durch Strahlen eines nicht-oxidierenden Gases, in diesem Falle Stickstoff, erzeugt, welche Strahlen auf die nackte Fläche des Bandes 2 und auf die Überzugsschicht 4 gerichtet werden. Die Stickstoffstrahlen kommen aus Düsen 25, mit denen Gas-"Brenner" 26, die beidseitig des Bandes 1 angeordnet sind, ausgestattet sind. Nach Abkühlung und Festwerden der Überzugsschicht 4 durchquert das Band 1 die Dichtschleuse 16 und tritt aus dem umschlossenen Hohlraum 10 aus.

Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß die Erfindung es ermöglicht, einen Überzug beträchtlicher Dicke mit einer ausgezeichneten Gleichmäßigkeit und Qualität zu erhalten. Im Versuch wurden auf einem Stahlband von 0,75 mm Dicke und 1000 mm Breite, das sich mit einer Geschwindigkeit von 25 m/min vorbeibewegt, mit dem oben beschriebenen Verfahren und der oben beschriebenen Anlage Überzugsschichten aus haftendem Zink mit Dicken der Größenordnung von 5 bis 15 µm (Zinkmenge von 35 bis 105 g/m²) erhalten, entsprechend dem Druck des Strahls des nicht-oxidierenden Gases (Stickstoff mit einem Druck von 1 bis 10 kPa) unter den folgenden Betriebsbedinungen:

Drehgeschwindigkeit der Beschichtungswalze
25 U/min
Abstand zwischen dem Band und der Oberfläche des Zinkbades	140 mm
Durchmesser der Beschichtungswalze	520 mm
Ausbiegung des Bandes im Berührungspunkt mit der Beschichtungswalze	10 mm
Relativer Druck des Gases unter der Glocke	40 Pa
Sauerstoffkonzentration unter der Glocke	45 ppm

Unter Abschaltung des Stickstoffstrahls variierte die Menge des Zinks in der Belagschicht bis zu einigen 650 g/m².

Claims

1. Verfahren zum fortlaufenden Beschichten eines Metallbandes mit einer Schicht eines Überzugsmaterials, wobei das Band in einer Schutzgasatmosphäre oberhalb und in geringem Abstand von der Oberfläche eines Überzugsbades unter Anlage an eine rotierende Beschichtungswalze transportiert wird, welche teilweise in das Beschichtungsbad eintaucht, und wobei die Dicke der Beschichtung stromabwärts von der Beschichtungswalze durch einen auf das Band über die Breite des Bandes quer zur Bewegungsrichtung gerichteten Schutzgasstrom gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungswalze (22) das Band (1) durch Anlage an das Band (1) nach oben auslenkt, und daß die Drehrichtung der Beschichtungswalze (22) derart gewählt ist, daß diese sich im Kontaktbereich mit dem Band (1) entgegen dessen Transportrichtung dreht, so daß das Band (1) mit einer Beschichtung (4) in nur einer Beschichtungsstufe versehen wird.

2. Vorrichtung zum fortlaufenden Beschichten eines Metallbandes mit einem Überzug umfassend einen gasdicht abgeschlossenen Raum in welchem das Überzugsbad von einer Schutzgasatomosphäre überlagert angeordnet ist, Einrichtungen zum Weiterbewegen des Bandes oberhalb und in geringem Abstand von der Oberfläche des Überzugbades und mit einer Beschichtungswalze, die teilweise in das Beschichtungsbad eingetaucht ist und Einrichtungen stromabwärts der Beschichtungswalze zur Erzeugung eines Schutzgasstromes über die gesamte Breite des Bandes zur Einstellung der Dicke der Beschichtung auf einen vorbestimmten Wert nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungswalze (22) derart angetrieben ist, daß sie durch Anlage an das Band (1) dieses in Richtung von der Oberfläche (21) des Bades (20) weg auslenkt, und daß die Beschichtungswalze so angeordnet ist, daß deren Mantelfläche im Kontaktbereich mit dem Band (1) sich entgegengesetzt zu der Transportrichtung des Bandes (1) bewegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Beschichtungswalze (22) im Bereich von 10 bis 100 m/min liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungswalze (22), an ihrem Berührungspunkt mit dem Band, aus der Oberfläche (21) des Überzugsbades mit einem Abstand im Bereich von 20 bis 300 mm herausragt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Beschichtungswalze (22) mindestens eine Nut aufweist.