DE937137C

DE937137C - Vorrichtung zum schmelzfluessigen UEberziehen von Gegenstaenden aus Eisen oder Stahl mit Zink oder Aluminium

Info

Publication number: DE937137C
Application number: DEA1757A
Authority: DE
Inventors: Mario Tama
Original assignee: Ajax Engineering Corp
Current assignee: Ajax Engineering Corp
Priority date: 1948-12-27
Filing date: 1950-05-31
Publication date: 1955-12-29

Description

Vorrichtung zum schmelzflüssigen Überziehen von Gegenständen aus Eisen oder Stahl mit Zink oder Aluminium Die Herstellung von Metallüberzügen auf Eisen und Stahl und insbesondere das Verzinken und Aluminisieren derselben erfolgt in der Regel in eisernen Kesseln, welche durch Gas beheizt werden, um das Überzugsmetall im schmelzflüssigen Zustand zu erhalten. Die zu überziehenden Gegenstände werden in der oberen Behälterzone untergebracht bzw. aufgehängt, wo das Überzugsmetall von Verunreinigungen und Schlacken frei ist, welch letztere sich in der unteren bzw. Bodenzone des Metallbades absetzen.
Die folgenden Bedingungen ergeben sich daher für eine erfolgreiche Verzinkung oder Aluminisierung von Eisen und Stahl: z. Dieselbe muß in der oberen Zone des Metallbades erfolgen; entsprechend muß auch die Wärmezuführung zu dieser Zone erfolgen. z. Die untere Zone des Bades soll in möglichstem Ruhezustand erhalten werden, so daß die Verunreinigungen, welche während der Bildung des Metallüberzuges anfallen, sich in derselben ansammeln können.
3. Der Ersatz des frischen Überzugsmetalls soll in der oberen Badzone dergestalt erfolgen, daß der Kontakt mit der unteren Badzone möglichst vermieden wird.
q.. Die Verunreinigung des Üherzugsmetalls durch Berührung mit den Wänden des Badbehälters soll verhindert werden.
Eine Anzahl von Vorschlägen sind bereits bekanntgeworden, die diesen Forderungen entsprechen sollen.
Zwecks Beheizung des oberen Teiles des Radbehälters sind Gaszüge an seiner Außenwand vorgesehen worden. Es sind Vorschläge bekanntgeworden, die dem @ Zweck dienen, die Zuführung des frischen Metalls auf die obere Badzone zu beschränken und den Ruhezustand in der Bödenzone zu sichern. ' Indessen erfüllen diese bekannten Methoden und Vorrichtungen die oben bezeichneten Forderungen nur unvollkommen, und die Feststellung erscheint berechtigt, daß die Verzinkung und Veraluminisierung am Eisen und Stahl nicht gleichen Schritt mit dem Fortschritt auf anderen metallurgischen Gebieten gehalten hat.
Die Erfindung ist dazu bestimmt, diese Mängel zu beseitigen und eine in jeder Richtung zufriedenstellende Arbeitsmethode und Vorrichtung zur Herstellung von Überzügen aus Zink- und Aluminiumlegierungen auf Gegenständen aus Eisen und Stahl zu schaffen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein Induktionsofen-verwendet.
Induktionsöfen sind für das Schmelzen von Metallen und auch von Zink- und Leichtmetallegierungen bereits bekannt. Bei den bekannten Zofen sind aber die Schmelzkanäle an den Wannenraum so angeschlossen, daß der ganze Wanneninhalt stark duschgewirbelt und insbesondere die Bodenzone des Schmelzbades ständig beunruhigt wird. Die bekannten Ofenbauarten sind daher für das schmelzflüssige Überziehen von Gegenständen aus Eisen und Stahl mit Zink- oder Aluminiumlegierungen nicht geeignet, da infolge der ständig wieder hochgewirbelten Badverunreinigungen keine einwandfreien Überzüge erzielt werden können.
Die Erfindung besteht daher einerseits in dem Vorschlag, elektrische Induktionsöfen für den angegebenen Zweck zu verwenden, und andererseits in der Anpassung des Elektroofens an die beim schmelzflüssigen Überziehen mit Zink- oder Aluminiumlegierungen vorliegenden besonderen Betriebsbedingungen. Gemäß.der Erfindung wird eine Vorrichtung zum schmelzflüssigen Überziehen von Gegenständen aus Eisen oder Stahl mit Zink oder Aluminium dadurch geschaffen, daß dieselbe aus einer mit einer oberen Öffnung versehenen Wanne zur Aufnahme des schmelzflüssigen Metalls und einer oder mehreren an den oberen Teil der Wanne angeschlossenen induktiv beheizten Schmelzrinnen besteht; die mit der Wanne durch vorzugsweise schräg nach oben gerichtete Schmelzkanäle so verbunden sind,: daß der im unteren Wannenraum befindliche Teil der Metallschmelze von der Zirkulationsbewegung des Metalls zwischen Rinnen und Wanne nicht berührt wird. -Bei Anordnung mehrerer Schmelzrinnen werden diese bei dem Elektroofen nach der -Erfindung vorteilhaft an entgegengesetzte Seiten der- Wanne angeschlossen. Dabei empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Schmelzrinnen auswechselbar sind. Dies kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß die Schmelzrinnen über mit einem Durchtrittskarial versehene seitliche Wannenansätze mit dem Wanneninnern verbunden sind. -Die Wände des das Metallbad enthaltenden Herdes sind mit hitzebeständigem Material ausgekleidet und so eine Verunreinigung des Überzugsmetalls durch Kontakt mit den Wänden des das Metallbad enthaltenden Behälters verhindert. Die eisernen Gegenstände kommen nur mit heißem zirkulierendem Metall in - Berührung; während die Verunreinigungen in die in Ruhe befindliche Bodenzone des Bades absinken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. r einen senkrechten Schnitt durch einen Verzinkungstopf, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. i, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Topf gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Der Verzinküngstopf oder -kessel i hat vorzugsweise eine längliche, rechtwinklige Form; er besteht aus einem stählernen mit einem hitzebeständigen Futter 3 versehenen Gehäuse 2, in dem sich das Zink- bzw. Aluminiumbad i2 befindet. Der Behälter hat einen seitlichen Ansatz 6, der an die Seitenwand 7 angeschlossen ist; in diesem Ansatz befindet sich ein nach Topf i hin erweiterter Durchgang 5.
Eine schräge Induktionsschmelzrinne i i ist an den Ansatz 6 in solcher Weise angeschlossen, daß das in schräger Richtung aus derselben austretende Metall in die obere Badzone und durch dieselbe zirkuliert.
Diese auswechselbare Schmelzrinne i i ist in einem mit feuerfestem Futter 13 versehenen Gehäuse 14 untergebracht. Die Schmelzrinne besteht aus den Rinnenkanälen 8, 9, io und dem Bodenkanal 21; die Rinne ist von der Induktionsspule 15 nebst Transformatorenkern 16 beeinflußt. Die Enden des Bodenkanals 2i sind durch Stopfen i7 verschlossen.
Die Bildung der Metallüberzüge in dieser Einrichtung Endet in folgender Weise statt.
Der den Herd des Induktionsofens bildende Verzinkungstopf i wird vorbeheizt und geschmolzenes Überzugsmetall in denselben chargiert, bis dasselbe in die Schmelzrinne 8, 9, io überfließt. Dann wird allmählich Strom zugeführt, bis die volle Strombelastung erreicht ist; der Topf wird bis zu .dem i Niveau 18 gefüllt. Die Schmelzrinne 8, 9, io, 21 und der Herd i sind nun in vollem Betriebe. .Das Metall wird kontinuierlich durch die Transformatoranordnung 15, 16 erhitzt und zirkuliert in der Pfeilrichtung aus der Schmelzrinne in die obere Zone des Kessels i und zurück.
Die in der oberen Bädzone untergebrachten Stahl- und Eisengegenstände kommen-nur mit dem zirkulierenden, reinen Überzugsmaterial in Berührung, während die Verunreinigungen in- die untere, in Ruhe befindliche Badzone absinken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum schmelzflüssigen überziehen -von Gegenständen aus Eisen oder Stahl mit Zink oder Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe aus einer oben offenen Wanne zur Aufnahme des schmelzflüssigen Metalls und einer oder mehreren an den oberen Teil der Wanne angeschlossenen induktiv beheizten Schmelzrinnen besteht, die mit der Wanne durch vorzugsweise schräg nach oben gerichtete Schmelzkanäle so verbunden sind, daß der im unteren Wannenraum befindliche Teil der Metallschmelze von der Zirkulationsbewegung des Metalls zwischen Rinnen und Wanne nicht berührt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzrinnen an entgegengesetzten Seiten der Wanne angeschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzrinnen auswechselbar an die Wanne angeschlossen sind. q.. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzrinnen über mit einem Durchtrittskanal versehene seitliche Wannenansätze mit dem Wanneninnern verbunden sind. Angezogene Druckschriften: Siemens-Zeitschrift, 1937, S. 18 bis 28; USA.-Patentschriften Nr. 2 347 298, 2 423 912; schweizerische Patentschrift Nr. 221 731; deutsche Patentschriften Nr. 728 619, 542 9q.1.