DE4134108C1 - Steel strip metal coating - by passing through melt container, then up between two slot nozzles fed with e.g. liq. nitrogen@ to accelerate cooling - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Blechbandes mit einem Metall durch Beförderung des Blechbandes durch eine Schmelze des Beschichtungsmetalls und anschließendes Abkühlen des schmelzflüssig aufge­ tragenen Metalls durch Anblasen mit einem Kühlmedium.

Beispielsweise beim sogenannten Feuerbeschichten von Stahlblech mit Aluminium ist es gängige Vorgehensweise, das aus dem Schmelzebad austretende, mit einer flüssigen Aluminiumschicht benetzte Stahlband mit einem Preßluft­ strom zu kühlen und auf diese Weise das Erstarren und Kristallisieren der haftenden Alu-Schicht zu beschleu­ nigen. Das Maß der Kühlung kann dabei in Grenzen durch die Menge und Ausrichtung der Kühlluft variiert werden. Die Abkühlgeschwindigkeit hat dabei auch einen Einfluß auf die Kristallbildung in der Beschichtung. In Ver­ bindung mit diesem Abkühlschritt kann zudem die Bandge­ schwindigkeit nur unterhalb solcher Grenzen eingestellt sein, die ein genügendes Abkühlen und Auskristallisieren der aufgebrachten Schicht auf der dafür vorgesehenen Strecke gewährleisten. Dem Abkühlvorgang sind also enge Grenzen gesetzt.

In diesem Zusammenhang sind darüber hinaus aus der DE-OS 30 07 906 und der DE-OS 29 20 439 Verfahren zum Abkühlen von tauchbeschichteten Stahlbändern bekannt, bei denen die Abkühlung durch Anblasen mit einem in einem Gasstrom (Luftstrom) suspendierten Wassernebel verbessert wird.

Aus dieser Situation ergibt sich auch die Aufgabenstel­ lung zu vorliegender Erfindung, nämlich einen Vorschlag anzugeben, mit dem der Abkühlschritt oder -vorgang verbes­ sert, möglichst beschleunigt und flexibler ausgestaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Blechband zur Kühlung mit einem Gasstrom angeblasen wird, dessen Temperatur wenigstens 50 Grad unter der Umge­ bungstemperatur liegt, wobei die dazu notwendige Kälte aus einem bereitgestellten Kältemittel, z. B. einem tiefkalten Flüssiggas, gewonnen wird (mit Umgebungstemperatur wird auf eine Temperatur von ca. 20°C Bezug genommen).

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen kalten Kühlgas­ strom wird zunächst eine deutlich stärkere Kühlung des aufgetragenen Beschichtungsmetalls bewirkt, die vorder­ hand zu einer erheblichen Steigerung der Durchsatz­ leistung ausgenutzt werden kann. Zudem ergibt sich durch die verstärkte Kühlung eine verfeinerte Kristallisation und ein kleiner gegliedertes Oberflächenmuster der aufgebrachten Schicht. Man erhält also sowohl auf die Leistung gerichtete als auch qualitative und optische Vorteile.

Die Durchführung des Verfahrens kann dabei auf verschie­ dene Weisen erfolgen: Der Kühlgasstrom kann z. B. aus Luft bestehen, die durch indirekten oder direkten Wärmeentzug auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Beispiels­ weise kann ein Luftstrom durch die Verdüsung von Flüssig­ stickstoff gekühlt werden 0der die Kühlung indirekt in einer in Trockeneis (CO₂) oder CO₂-Schnee verlegten Kühlschlange erfolgen.

In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wird jedoch das Kältemittel selbst als Kühlgas angewandt, wobei der Kühlgasstrom aus dem tiefkalten Kältemittel, vorzugsweise einem Flüssiggas, durch Verdampfung gewonnen wird und dabei Kühlgastemperaturen von unterhalb -40°C eingehalten werden. In diesem Temperaturbereich wird das Verfahren einerseits hinsichtlich seiner Kühlwirkung besonders effektiv, andererseits werden die hinsichtlich der Kristallisation und des Oberflächenmusters gewünschten ist es kein Problem, diese Temperaturen mit verfügbaren Flüssiggasen - wie z. B. Flüssigstickstoff - herzustellen, wobei in der Gesamtkalkulation auch die Wirtschaftlich­ keit in vertretbarem Rahmen bleibt; es entfallen beispielsweise bei dieser Variante auch die Aufwendungen zur Erzeugung von Druckluft, da die in Frage kommenden Flüssiggase in Speicherbehältern unter Druck zur Verfügung gestellt werden. Besonders bevorzugt kommen bei dem vorge­ schlagenen Verfahren aus preislichen Gründen natürlich Flüssigluft oder Flüssigstickstoff zur Anwendung, wobei letzterer unter Umständen vorteilhafte inertisierende Kältemittel sind außerdem Flüssig-CO₂ und Flüssigargon.

Insbesondere bei der Beschichtung von Stahlbändern mit Aluminium oder Alu-Silicium-Legierungen - aber auch vorteilhaft erwiesen, bei der das aus der Schmelze austretende, benetzte Band mit einem kalten Stickstoff- oder Argonstrom von -140 bis -180°C z. B. via eine Schlitzdüse gekühlt wird. Hierbei ergibt sich ein beschichtetes Stahlband mit erwünschtem kleinblumigem Oberflächenmuster und hochwertiger Schichtqualität, wobei zudem höhere Durchsatzgeschwindigkeiten möglich sind.

Im folgenden soll anhand der schematischen Zeichnung die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die einzige Figur zeigt eine Beschichtungsstation für ein Stahlblechband 1 mit einem Schmelzebehälter 2, der vom Stahlblechband 1 durchlaufen wird und der eine Aluminium­ schmelze 3 - Temperatur ca. 650°C - enthält. Oberhalb des Schmelzebehälters 2 befinden sich, quer zum aufwärts laufenden Stahlband angeordnet und sich über dessen Breite erstreckend, Schlitzdüsen 4, 5, die über Leitungen 6, 7 an eine Kühlgasversorgung angeschlossen sind. Die Gasversorgung besteht aus einem Flüssiggasspeicher 8, dem Flüssiggas über ein Verdampferrohr 9 mit vorgeschaltetem Hauptventil 10 entnommen werden kann. Das Verdampferrohr weist im hier gezeigten Beispiel mehrere Abzweigungen 11 bis 14 auf, die jeweils mit darin angeordneten Ventile schaltbar sind. Je nach dem, welche der Abzweigungen 11 bis 14 am Verdampfer 9 geschaltet ist, ergibt sich aus dem flüssigen Gas, hier Flüssigsticktoff, ein Stickstoff­ kaltgas mit entsprechender, jeweils unterschiedlicher, der durchlaufenen Verdampferrohrstrecke zugeordneten Temperatur. Dieses Kaltgas fließt über die Hauptleitung 20 und einem Druckminderer 21 den Versorgungsleitungen 6, 7 der Schlitzdüsen 5, 6 zu.

Der Flüssigstickstoff befindet sich im Speicher 8 mit ei­ ner Temperatur von -196°C und mit einem Druck von 4 bis 6 bar. Nach Öffnung des Hauptventils 10 fließt der Flüssig­ stickstoff dem Verdampferrohr 9 zu und wird dort mit Um­ gebungswärme verdampft. Ist die Abzweigung 11 geschaltet, erfolgt die Wärmezufuhr zum Stickstoff nur auf einer kurzen Verdampferrohrstrecke, und es ergibt sich keine wesentliche weitere Erwärmung des Stickstoffgases nach der Verdampfung. Entsprechend der beispielgemäßen Auslegung resultiert mit der Abzweigung 11 ein Kühlgas mit ca. -160°C beim Austritt aus den Schlitzdüsen. Das Kaltgas wird im weiteren mittels des Druckreduzierventils 20 auf ein Druckniveau von 1.5 bar gebracht und mit diesem Druck über die einander gegenüberstehenden Schlitzdüsen 4, 5 auf das zwischen diesen hindurch­ laufende, mit schmelzflüssigem Aluminium benetzte Stahlband beidseitig aufgeblasen. Durch das extrem kalte Kühlgas wird die sofortige Kristallisierung und Abkühlung des Blechbandes mit Beschichtung bewirkt und es wird eine hochwertige Beschichtung mit kleinblumigem Oberflächen­ muster erhalten, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit des Blechbandes zudem um 10-30% höher als bei der konven­ tionellen Verfahrensweise mit ungekühlter Luft als Kühlgas einstellbar ist. Durch die Abzweigungen 12, 13 und 14 kann zudem jeweils ein Kühlgas anderer Temperatur Verfahrensvariation und ebenso ein etwas variiertes Produkt entsteht. Insgesamt ergeben sich also mit der Erfindung erheblich erweiterte Möglichkeiten bei der Beschichtung von Blechbändern mit anderen Metallen im Tauchbeschichtungsverfahren.

Claims (3)

1. Verfahren zum Beschichten eines Blechbandes mit einem weiteren Metall durch Beförderung des Blechbandes durch eine Schmelze des Beschichtungsmetalls und an­ schließendes Abkühlen des schmelzflüssig aufgetragenen Metalls durch Anblasen mit einem Kühlmedium, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband zur Abkühlung mit einem Gasstrom angeblasen wird, dessen Temperatur wenigstens 50 Grad unter der Umgebungs­ temperatur liegt, wobei die dazu notwendige Kälte aus einem bereitgestellten Kältemittel, z. B. einem tief­ kalten Flüssiggas, gewonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel selbst als Kühlgas angewandt wird, wobei der Kühlgasstrom aus dem kalten Kältemittel, vorzugsweise einem Flüssiggas, gewonnen wird und dabei Kühlgastemperaturen von unterhalb -40°C eingehalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlgastemperaturen zwischen -140 und -180°C eingestellt werden.