DE3132120A1

DE3132120A1 - Verfahren zum ueberziehen von im ofen erhitztem strangmaterial aus eisenmetall und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3132120A1
Application number: DE19813132120
Authority: DE
Inventors: Richard Charles Mount Ousley New South Wales Barrett; Malcolm Robert John Fairy Meadow New South Wales Grove
Original assignee: John Lysaght Australia Pty Ltd
Current assignee: John Lysaght Australia Pty Ltd
Priority date: 1980-08-19
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1982-03-25
Also published as: AU7400581A; AR226738A1; SE8104720L; IE51782B1; DK160263C; NL8103803A; DK355581A; GB2082206B; DK160263B; AU543013B2; MY8500883A; MX156647A; NZ197931A; IT1171464B; PH16269A; BR8105280A; CA1192101A; GB2082206A; JPS5760014A; DE3132120C2

Description

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Anmelder: JOHN LYSAGHT (AUSTRALIA) LIMITED, eine Gesellschaft nach den Gesetzen der Provinz New South Wales, Commonwealth Australia, 50 Young Street, Sydney, New South Wales, Australia

Verfahren zum Überziehen von im Ofen erhitztem Strangmaterial aus Eisenmetall und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft das Herstellen von Überzügen auf Strangmaterial aus Eisenmetall, wobei das Strangmaterial in Form von Bandmaterial, als Draht oder als Stangenmaterial vorgesehen sein kann. Die Erfindung betrifft eine Verfahrensweise die mit der in dem australischen Patent 481 508 beschriebenen Verfahrensweise vergleichbar ist.

Das Verfahren des Heißtauchens, wie es in dem erwähnten australischen Patent beschrieben ist, hat sich in der praktischen Anwendung als weitgehendst zufriedenstellen erwiesen. Das Verfahren ist Jedoch vergleichsweise teuer und etwas kompliziert durchzuführen, da es die Verwendung eines Gases bedingt, welches auf mindestens 750⁰F erhitzt ist. Hinzu kommt, daß, obwohl die frühere Erfindung darauf gerichtet ist, das Überziehen von Strängen "frei von Nadellöchern und freigelassenen Fleckfehlern¹¹ zu machen und obwohl dieses Verfahren mit dem bis dahin bekannten auf diesem Gebiet einen sehr großen Beitrag zur Lösung dieser Aufgabe darstellt, haben Untersuchungen gezeigt, daß dieses bekannte Verfahren nicht vollständig bei der Verhinderung von JMadellöchern und dgl. aufgrund nicht mit Überzug versehener Flächenbereiche ist. Es wurde gefunden, daß es zweifelhaft ist, ob Nadellochfehler vollständig vermieden werden können.

Ein weiterer Nachteil des bekannton Verfahrens besteht darin, daß die Haube (in der australischen Pn centschrii't mit Nr. 16 bezeichnet) die Neigung zeigt, auf ihrer Innenfläche Zink und Zinkoxydablagerungen anzusammeln, soda;:? sie in regelmäßigen Abständen von diesen Ablagerungen bei vergleichsweise häufigen Intervallen von etwa beispielsweise einmal pro Monat, befreit werden muß. Ferner werden bevorzugt Heizelemente verwendet um den Strang in einem Anlaßofen vor der Haube zu erwärmen, wobei diese üblicherweise elektrisch betrieben sind. Ein weiterer Nachteil besteht daher darin, daß die erwähnten Ablagerungen häufig Kurzschlüsse in den Heizelementen erzeugen und zu Reparaturen führen, die selbst schon nachteilig sind und unvorhersagbare Unterbrechungen der Behandlung von Strangmaterial darstellen, welches bei moderner Verfahrensweise üblicherweise kontinuierlich sein sollte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten Nachteile zu vermeiden oder zumindest zu verbessern,und zwar in einfacher Weise, indem ein Uberzugvei'fahren für Strangmaterial vorgeschlagen wird, bei welchem die Bedingung ein heisses reduzierendes Gas zu verwenden vermieden wird, das erforderliche Gasvolumeu verringert wird und bei dem ferner im Vergleich mit den bisher erzielten Resultaten das Auftreten von Nadellöchern und ähnlichen Defekten ebenfalls verringert wird. Ferner werden erfindungsgemäß irgendwelche Ablagerungen von Zink oder anderen Stoffen innerhalb der verwendeten Haube entweder vollständig oder in einem derartigen Maße vermieden, daß sie ohne irgendwelche Folgen sind.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum Überziehen eines im Ofen erhitzten Eisenmetallstrangs mit einer Aluminium/Zinklegierung oder einem ähnlichen Überzugsmedium vorgeschlagen, welches durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) Bewegen des Strangs in Längsrichtung durcheine Schutzhaube welche ein Strangaustrittsende aufweist, das in ein Bad des metallischen Überzugsmedium im geschmolzenen Zustand eintaucht, derart, daß das Austrittsende einen Bruchteil der Oberfläche des Mediums einschließt,

b) Aufrechterhalten einer gasförmigen reduzierenden Umgebung innerhalb der Haube, welche im wesentlichen im Bereich des Austrittsendes ruhend ist,

c) Einführen eines reduzierenden Gases in die Auslaßleitung eines Strangofens, welche stromaufwärts der Haube angeordnet ist und durch welche der Strang auf seinem Wege zur Haube vorwärtsbewegt wird und derart, daß das Gas in die Haube diffundiert oder sich dorthin verteilt, und

d) Begrenzen der Diffusionsmenge und Geschwindigkeit des Gases aus der Leitung in die Haube auf eine Menge die im wesentlichen nicht größer als diejenige Menge ist, welche erforderlich ist, um Menge und Zusammensetzung des Gases im Innern der Haube im wesentlichen konstant zu halten.

Durch die Erfindung wird ferner- eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform einer Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht, welche die Auslaßleitung eines Strangofens, eine mit der Leitung verbundene Haube und ein Bad aus geschmolzenem Überzugsmedium zeigt, und

Fig. 2 im wesentlichen nochmals den rechten Endabschnitt von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit einer kleinen Änderung.

In Fig. 1 ist der mit einem Überzug versehene Strang mit 3 bezeichnet. Der Strang schreitet durch eine Ofenauslaßleitung zu einer Haube 5 und dann in das Bad 6 aus dem geschmolzenen {Jberzugsmedium und aus diesem in eine Abstreifzone 7, in welcher überschüssiges Uberzugsmedium auf dem Strang durch Gasabstreifung oder in Üblicher Weise entfernt werden kann. Die Haube 5 weist ein Strangaustrittsende 5a auf, welches in das geschmolzene Überzugsmaterial im Bad 6 eintaucht.

Während der Strang in der Leitung 4 (der Ofen selbst ist nicht gezeigt und kann von üblicher Bauweise sein) befindlich ist, ist er einer gasförmigen reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt, wobei Untersuchungeil gezeigt haben, daß diese Atmosphäre aus einer Gasmischung bestehen kann, welche hauptsächlich aus Stickstoff besteht, welche Jedoch Wasserstoff bis zu einem Maße enthalten kann, welche 15 Volumen % der Mischung nicht übersteigt. Dieses Gas ist vorzugsweise getrocknet. Das reduzierende Gas kann in die Leitung 4 auf jede übliche Weise eingespeist werden. Diese Einspeisung kann beispielsweise durch eine Reihe von Einlaßdüsen 8 erfolgen, die von einem Versorgungsverteiler 9 gespeist sind. Verbrauchtes oder überschüssiges Gas kann aus der Leitung 4 auch in üblicher Weise abgeführt werden, beispielweise mittels Auslassen 10, die zu einem Verteiler 11 zum Abführen führen. Das Gas kann in die Leitung 4 bei jeder zweckdienlichen Temperatur eingespeist werden, wobei Umgebungstemperatur durchaus zufriedenstellend ist.

Die Leitung 4 enthält eine Anzahl von mit Öffnungen versehene Trennwänden 12, 13 und 14. Der von dem Ofen zu dem Bad. fortschreitende Strang läuft durch die Öffnungen in den Trennwänden und wird von diesen so dicht als möglich eingeschlossen, so dicht wie es der ausreichende mechanische Abstand des hindurchlaufenden Stranges zuläßt.

Es ist offensichtlich, daß etwas Rückströmung und Verlust von Gas durch die mit Öffnungen versehenen Trennwände 12 und 13

erfolgen kann. Ein derartiger Verlust ist jedoch nicht von Bedeutung*

Das Gas diffundiert oder verteilt sich auch durch die Trennwand 14 in die Haube 5 wo es als Nachl'üTlgas dient um den Gasgehalt der Haube und die Gaszusammensetzung in der Haube im wesentlichexi konstant zu halten. Offensichtlich wird ein Teil des Gases auch durch Mitreißen durch ei en dxe Haube verlassenden Strang verloren und es können in der uaube auch geringe Gasverluste aufgrund der Oxydation auftreten.

Das in die Ofenauslaßleitung 4 eintretende Gas liegt vorzugsweise gerade über atmosphärischem Druck, was ausreicht, um einen ständig gefüllten Zustand in der Auslaßleitung aufrechtzuerhalten. Jedoch können auf jeden Fall sowohl Gaseinlaß als auch Gasauslaß gesteuert sein, um nicht nur den erwähnten Effekt der vollständigen Füllung zu erzielen sondern gleichzeitig zu gewährleisten, daß das in die Haube eintretende Gas mindestens ausreicht um Gasverluste aufgrund von Lecks oder anderen Gründen auszugleichen.

Die Menge der Gaseinspeisung in die Haube 5 sollte der minimale Zustrom sein, welcher die erfüllte Nachfüllfunktion in der Haube erfüllt, während der ruhende Zustand des Gases in der Haube zumindest in Nachbarschaft des Auslaßendes der Haube aufrechterhält. Zu diesem Zweck wird Gas, welches gerade dabei ist aus der Leitung 4 in die Haube 5 zu strömen, auf zweckdienliche Weise gedrosselt, beispielsweise durch Verwendung üblicher Dichtwalzen wie diese bei 15 angedeutet sind oder durch Verwendung vonTrennwänden od. dgl., welche in dem Auslaßende der Ofenauslaßleitung angeordnet sind.

Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist im wesentlichen diesselbe wie bisher beschrieben, mit Ausnahme der Drossel- oder"Prallwandeinrichtungen, die in Nachbarschaft des Übergangs der Leitung 4a zur Haube 5a angeordnet sind.

Bei versuchsweiser Durchführung der Erfindung wurde ermittelt, daß das Aufrechterhalten des erforderlichen Gaszustands in der Haube wirksam dadurch erzielt wird, insbesondere wenn der behandelte Strang in Form eines kontinuierlichen Bandes vorliegt, dessen Breite im wesentlichen der Innenbreite der Haube entspricht, wenn ein. Paar von Prallwänden vorgesehen sind, wie sie bei 16 und 17 veranschaulicht ist.

Die Prallwand 16 ist eine eingebaute Wand aus feuerfestem Material, welche sich quer über das Eingangsende der Haube erstreckt und sich nach oben vom Boden der Haube bis auf ein Niveau erstreckt, welches unmittelbar unterhalb des Niveaus des Stranges 3a liegt.

Die Prallwand oder Drosselstelle 17 kann in Form eines Trägers ausgebildet sein, welcher aus einer zweckdienlichen verstärkten Keramikfaser oder einem anderen feuerfesten Material besteht. Dieser Träger kann eingebaut sein, ist jedoch vorzugsweise auf einer drehbaren Welle 18 gelagert, so daß der Träger in die durch gestrichelte Linien 17a veranschaulichte Stellung gedreht werden kann um das einfangliche Einfädeln des vorlaufenden Endes des Stranges in und durch die Haube zu erleichtern. Zum gleichen Zweck ist eine Zugangstür 19 vorzugsweise in der Haube vorgesehen. \ieixn die Vorrichtung in Betrieb ist, ist die Tür durch einen abnehmbaren Deckel 20 verschlossen.

Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen dargestellten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Claims

BRQSE^DK: BROSE

Diplom Ingenieure

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D-8023 München-Pullach. Wiener Str. 2; Tel (089) Z 93 3<?Z1; Jel&x 5^2.yZW bros * Cables- «Patentibus» Munchnn

Anmelder: JOHN LYSAGHT (AUSTRALIA) LIMITED, eine Gesellschaft nach den Gesetzen der Provinz New South Wales, Commonwealth Australia, 50 Young Street, Sydney, New South Wales, Australia .

Ihr Zeichen- Tag 12. Aug. 1981

9655 22 Date DBr/hö

PATENTANSPRÜCHE

1; Verfahren zum Überziehen von im Ofen erhitztem Strangmaterial aus Eisenmetallen mit einem metallischen Überzugsmedium, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte;

a) Bewegen des Strangs in Längsrichtung durch eine Schutzhaube, welche ein Strangsaustrittsende aufweist, das in ein Bad aus dem metallischen Überzugsmedium im geschmolzenen Zustand eintaucht, derart, daß das Ausgangsende einen Bruchteil der Oberfläche des Mediums umschließt;

b) Aufrechterhalten einer·gasförmigen reduzierenden Umgebung in der Haube, welche im wesentlichen mindestens im Bereich des Ausgangsendes ruhend ist;

c) Einleiten eines reduzierenden Gases in die Auslaßleitung eines Strangofens, welche stromaufwärts der Haube angeordnet ist und durch welche der Strang auf seinem Wege zu der Haube hindurchläuft, derart, daß das Gas in die Haube diffundiert, und

d) Begrenzen der Diffusionsmenge und Geschwindigkeit des Gases von der Leitung in die Haube auf eine Menge, die im wesentlichen nicht größer als diejenige Menge ist, die erforderlich ist, um Menge und Zusammensetzung des Gases in der Haube im wesentlichen konstant zu halten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine Aluminium/Zinklegierung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Gas eine getrocknete Mischung aus Stickstoff und Wasserstoff ist, wobei die Wasserstoffmenge nicht 15 Volumen % der Mischung übersteigt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

a) Ein Strangerwärmungsofen mit einer Strangauslaßleitung, die· in einer Haube endet, deren von der Leitung entfernt liegendes Ende in ein Bad aus geschmolzenem metallischen Überzugsmedium eintaucht;

b) Einrichtungen zum Vorschieben des Stranges in Längsrichtung von dem Ofen durch die Leitung durch die Haube und durch das Bad,

c) Einrichtungen zum Einspeisen eines reduzierenden Gases in die Leitung, um in dieser einen gefüllten Zustand aufrechtzuerhalten und

d) Drosseleinrichtungen, welche im wesentlichen am Übergang zwischen der Leitung und der Haube angeordnet sind, um hierdurch die in die Haube eintretende Gasmenge zu steuern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Anzahl innerer Trennwände aufweist, dis querverlaufend zu dieser angeordnet sind, wobei jede der Trennwände ein darin ausgebildetes Loch aufweist, durch welches der Strang frei hindurchwandern kann.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung ein Paar von Abdichtrollen aufweist, zwischen denen und einer der Trennwände der Strang bei seiner Bewegung in Richtung der Haube hindurchbewegt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung eine feuerfeste Wandung aufweist, welche sich quer zur Haube erstreckt und von dem Boden der Haube bis zu einem Niveau reicht, welches dicht an dem Niveau, jedoch etwas unterhalb desselben liegt, in welchem der Strang durch die Haube vorbewegt wird und daß sich ein aus feuerfester Auskleidung bestehender Träger quer zur Haube erstreckt und von der Oberseite der Haube nach unten bis in ein Niveau reicht, welches dicht an, jedoch etwas oberhalb des Niveaus des Stranges liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger auf einer drehbaren Welle montiert ist, welche sich quer zur Haube erstreckt, um dadurch zur Vergrößerung des Abstandes des Trägers von dem Strang den Träger drehen zu können.

9- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube eine darin ausgebildete Einlaßtür im Bereich des Trägers aufweist und daß die Tür mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist.