DE4325452A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Feuerverzinken von Eisenteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feuerver­ zinken von Eisenteilen wie Rippenrohren, Wärmeübertragungs­ teilen ud.dgl., bei dem das Eisenteil in ein Zinkbad ge­ taucht, im eingetauchten Zustand gerüttelt, aus dem Zinkbad gehoben und erneut gerüttelt wird. Entsprechend bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Feuerverzinken von Eisenteilen wie Rippenrohren, Wärmeübertragungsteilen ud.dgl. mit einem Zinkbad und einer Auflage, auf die das Eisen­ teil auflegbar, die in Rüttelbewegungen versetzbar und die zwischen einer in das Zinkbad eingetauchten Tauchstellung und einer aus dem Zinkbad heraus gehobenen Auftauchstellung verstellbar ist.

In derartigen Verfahren bzw. Vorrichtungen zu behandelnde Eisenteile müssen aufgrund ihrer Verwendung in Wärme­ tauschereinheiten hohen Dauertemperaturbelastungen, die bis zu 300 Grad C betragen können, gewachsen sein. Deshalb werden sie einem Feuerverzinkungsvorgang unterzogen. Bei dem vorstehend beschriebenen Feuerverzinkungsvorgang ent­ steht auf dem behandelten Eisenteil ein mehrphasiger Schicht­ aufbau, wobei allein die inneren Phasen bzw. allein die innere Phase dieses mehrphasigen Schichtaufbaus auf Dauer den später im Betrieb gestellten temperaturmäßigen An­ forderungen genügt. Deshalb werden die mit dem bekannten Verfahren zum Feuerverzinken bzw. in der bekannten Vor­ richtung zum Feuerverzinken behandelten Eisenteile einem sogenannten Glüh- bzw. Nachverzinkungsvorgang unterzogen. Bei diesem Verfahrens schritt werden diejenigen Phasen des Schichtaufbaus, die den schlußendlich im Betrieb gestellten temperaturmäßigen Anforderungen nicht genügen, vom ver­ zinkten Eisenteil entfernt.

Aufgrund der Tatsache, daß bei dem bekannten Verfahren bzw. in der bekannten Vorrichtung feuerverzinkte Eisenteile entstehen, deren Außenschichten in einem nachgeschalteten Verfahrensschritt bzw. in einer nachgeschalteten Stufe der Vorrichtung teilweise wieder entfernt werden müssen, ergibt sich bei dem bekannten Verfahren ein vergleichsweise aufwendiger Verfahrensablauf mit vielen Verfahrensschritten bzw. bei der bekannten Vorrichtung ein vergleichsweise aufwendiger Vorrichtungsaufbau mit einer Vielzahl von Vor­ richtungsteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Ver­ fahren bzw. die bekannte Vorrichtung zum Feuerverzinken von Eisenteilen derart weiterzubilden, daß der Verfahrens­ ablauf vereinfacht bzw. der Vorrichtungsaufbau weniger aufwendig ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, daß im Zinkbad eine Temperatur zwischen 490 und 600 Grad C eingehalten wird und daß das Eisenteil beim Herausheben aus dem Zinkbad und während des darauf folgenden Rüttelvorgangs wärmeisolierend abgedeckt wird. Hinsichtlich der Vorrichtung erfolgt die erfindungs­ gemäße Lösung dadurch, daß das Zinkbad einen keramischen Wannenkörper aufweist und auf eine Temperatur bis zu 600 Grad C aufheizbar ist und daß oberhalb der Auflage eine Abdeckhaube angeordnet ist, mittels der die Auflage und das darauf befindliche Eisenteil in Auftauchstellung der Auf­ lage wärmeisolierend abdeckbar sind. Durch die vorstehend geschilderten Maßnahmen hinsichtlich der Temperatur des Zinkbades entsteht ein Eisenteil, dessen äußere Schichten sich derart aus Zink und Eisen zusammensetzen, daß sie den im späteren Betriebseinsatz derartiger Eisenteile ge­ stellten Anforderungen hinsichtlich der Temperaturbe­ ständigkeit ohne weitere Nachbehandlung genügen. Hierdurch ergeben sich wesentliche Erleichterungen bzw. Verein­ fachungen hinsichtlich des Verfahrensablaufs und hinsicht­ lich des Vorrichtungsaufbaus.

Sofern unterschiedliche Eisenteile mittels des Verfahrens feuerverzinkt werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur des Zinkbads entsprechend der Werkstoffdicke und -zusammensetzung des Eisenteils eingestellt wird.

Zum gleichen Zweck ist es auch möglich, die Verweilzeit des Eisenteils im Zinkbad entsprechend der Werkstoffdicke und -zusammensetzung des Eisenteils einzustellen.

Als eine besonders vorteilhafte Temperatur des Zinkbads hat sich 550 Grad C herausgestellt, wobei bei dieser Temperatur die Außenschicht des behandelten Eisenteils nahezu ausschließlich aus mit Zink gesättigten Eisen­ kristallen und damit zu 90% aus Eisen besteht. Diese Außenschicht ist bis ca. 800 Grad C wärmebeständig.

Zur Vereinfachung der Beladung und Entnahme der Eisenteile ist es vorteilhaft, wenn die Abdeckhaube zwischen einer Abdeck- und einer Freigabestellung verschwenkbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungs­ form unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die eine er­ findungsgemäße Vorrichtung zum Feuerverzinken von Eisen­ teilen im Prinzip darstellt, näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung zum Feuerverzinken von Eisenteilen hat einen in einen Hallenboden 1 einge­ lassenen keramischen Wannenkörper 2. Innerhalb des Wannen­ körpers 2 befindet sich ein Zinkbad 3 ausbildende Zink­ schmelze. Der Wannenkörper 2 kann als Ausmauerung ausge­ staltet sein. Seine keramische Ausgestaltung läßt Tempera­ turen der Zinkschmelze bis ca. 600 Grad C zu, ohne daß Be­ schädigungen des Wannenkörpers 2 auftreten. Die Aufheizung des Zinkbads 3 auf die gewünschte Temperatur, die vorteil­ haft bei etwa 525 Grad C liegt, erfolgt mittels einer zum Zinkbad 3 hin offenen und nach oben mittels einer Ab­ deckung 4 abgedeckten Brennkammer 5. Mittels in der Brenn­ kammer 5 angeordneter Aggregate ist das Zinkbad 3 auf eine beliebige Temperatur bis zu maximal etwa 600 Grad C auf­ heizbar.

Oberhalb eines von der Abdeckung 4 nicht abgedeckten Be­ reichs des Wannenkörpers 2 bzw. des Zinkbads 3 ist eine Auflage 6 angeordnet, die an einem vorderen 7 und einem hinteren Auflagebock 8 gehaltert ist. Der vordere Auf­ lagebock 7 ist in der Figur nur andeutungsweise darge­ stellt. Auf die sich zwischen dem vorderen 7 und dem hinteren Auflagebock 8 erstreckende Auflage 6 sind Rippen­ rohre 9 auflegbar.

Die Auflage 6 ist zwischen einer in der Figur gestrichelt dargestellten Tauchstellung, bei der sich die Auflage 6 sowie die auf ihr befindlichen Rippenrohre 9 innerhalb des Zinkbads 3 befinden, und einer in der Figur mit durchge­ zogenen Linien dargestellten Auftauchstellung, bei der sich die Auflage 6 und die auf ihr befindlichen Rippen­ rohre 9 oberhalb des Zinkbads 3 befinden, verstellbar. Des weiteren ist die Auflage 6 bzw. sind die Auflageböcke 7, 8 mittels einer in der Figur nicht dargestellten Rüttel­ einrichtung mit einer Rüttelbewegung beaufschlagbar.

Oberhalb der Auflage 6 ist eine verschwenkbare Abdeckhaube 10 angeordnet, die beispielsweise mittels jeweils eines Gelenks 11 am vorderen 7 und am hinteren Auflagebock 8 verschwenkbar angelenkt sein kann. Mittels der Abdeckhaube 10 kann die Auflage 6 nebst auf ihr befindlicher Rippenrohre 9 wärme­ isolierend abgedeckt werden, wenn sich die Auflage 6 in ihrer Auftauchstellung befindet. Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Auflage 6 bzw. der vordere Auflagebock 7 und der hintere Auflagebock 8 in beiden Stellungen der Auflage 6 mit der genannten Rüttelbewegung beaufschlagbar sind.

Zur Durchführung eines Feuerverzinkungsvorgangs befindet sich die Auflage 6 in ihrer außerhalb des Zinkbads 3 an­ geordneten, in der Figur mit durchgezogenen Linien dar­ gestellten Auftauchstellung. Die Abdeckhaube 10 befindet sich in ihrer in der Figur dargestellten Freigabestellung. Nunmehr können die Rippenrohre 9 auf die Auflage 6 auf­ gelegt werden. Nachdem die gewünschte Anzahl Rippenrohre 9 auf die Auflage 6 aufgelegt ist, wird die Auflage 6 aus ihrer in der Figur mit durchgezogenen Linien dargestellten Auftauchstellung in ihre in der Figur mit gestrichelten Linien dargestellte Tauchstellung innerhalb des Zinkbads 3 verbracht. Nunmehr werden die Auflage 6 und die auf ihr be­ findlichen Rippenrohre 9 mit einer Rüttelbewegung beauf­ schlagt, was dazu führt, daß an den Rippenrohren 9 noch vorhandene Verunreinigungen und Reste von den Rippenrohren 9 abgetrennt werden und aufschwimmen.

Nach Ablauf der einstellbaren Verweilzeit innerhalb des Zinkbads 3, die von der Werkstoffdicke und den Werkstoff­ eigenschaften der Rippenrohre 9 abhängt, werden die Auflage 6 sowie die auf ihr befindlichen Rippenrohre 9 aus der Tauch­ stellung in die Auftauchstellung angehoben. Sobald die Auf­ lage 6 das Zinkbad 3 verläßt, wird die Abdeckhaube 10 aus ihrer in der Figur dargestellten Freigabestellung in ihre die Auflage 6 und damit die auf der Auflage 6 befindlichen Rippenrohre 9 abdeckende Abdeckstellung heruntergeschwenkt. Hierdurch wird eine zu schnelle Wärmeabfuhr von den Rippen­ rohren wirksam verhindert. Sobald die Auflage 6 in der in der Figur mit durchgezogenen Linien dargestellten Auf­ tauchstellung sich befindet, werden sie und die auf ihr be­ findlichen Rippenrohre 9 erneut einem Rüttelvorgang unter­ zogen, während dessen sie durch die Abdeckhaube 10 abge­ deckt bleiben. Bei diesem Rüttelvorgang wird überflüssiges Zink von den Rippenrohren entfernt. Die Temperatur wird während des Rüttelvorgangs infolge der Abdeckung durch die Abdeckhaube 10 weitgehend konstant gehalten.

Durch die vorstehend beschriebene Verfahrensweise ent­ stehen Rippenrohre 9, deren Außenschichten ohne weitere Nachbehandlung geeignet sind, die an sie im späteren Be­ triebseinsatz gestellten Anforderungen hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit zu erfüllen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Feuerverzinken von Eisenteilen wie Rippen­ rohren (9), Wärmeübertragungsteilen ud.dgl., bei dem das Eisenteil (9) in ein Zinkbad (3) getaucht, im eingetauchten Zustand gerüttelt, aus dem Zinkbad (3) gehoben und erneut gerüttelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Zinkbad (3) eine Temperatur zwischen 490 und 600 Grad C eingehalten wird und daß das Eisenteil (9) beim Herausheben aus dem Zink­ bad (3) und während des darauf folgenden Rüttelvorgangs wärmeisolierend abgedeckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Temperatur des Zinkbads (3) entsprechend der Werkstoffdicke und -zusammen­ setzung des Eisenteils (9) eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Verweil­ zeit des Eisenteils (9) im Zinkbad (3) entsprechend der Werkstoffdicke und -zusammensetzung des Eisenteils (9) eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Temperatur des Zinkbads (3) auf 525 Grad C eingestellt wird.

5. Vorrichtung zum Feuerverzinken von Eisenteilen wie Rippenrohren (9), Wärmeübertragungsteilen ud.dgl., mit einem Zinkbad (3) und einer Auflage (6), auf die das Eisenteil (9) auflegbar, die in Rüttelbewegungen versetzbar und die zwischen einer in das Zinkbad (3) eingetauchten Tauch­ stellung und einer aus dem Zinkbad (3) herausgehobenen Auftauchstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet daß das Zinkbad einen keramischen Wannenkörper (2) auf­ weist und auf eine Temperatur bis zu 600 Grad C aufheiz­ bar ist und daß oberhalb der Auflage (6) eine Abdeckhaube (10) angeordnet ist, mittels der die Auflage (6) und das darauf befindliche Eisenteil (9) in Auftauchstellung der Auflage (6) wärmeisolierend abdeckbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Abdeckhaube (10) zwischen einer Abdeck- und einer Freigabestellung verschwenkbar ist.