EP0080724B1

EP0080724B1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Tauchverzinken von metallischem Draht oder Band

Info

Publication number: EP0080724B1
Application number: EP82111013A
Authority: EP
Inventors: Giulio Zaccheroni
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1982-11-29
Publication date: 1986-04-09
Also published as: ATE19100T1; IT8103591A0; EP0080724A2; US4509453A; ES8402366A1; ES517785A0; JPS58110666A; EP0080724A3; IT1146535B; DE3270489D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verzinken, insbesondere Starkverzinken von metallischem Draht, Band oder ähnlichem Gut in einem Tauchbad aus Zinkschmelze.
Eine derartige Verzinkung wird im allgemeinen so vorgenommen, daß das zu verzinkende, fortlaufende Gut in dem Bad um eine Rolle herumgeführt wird, worauf das Gut dann hinter dieser Rolle vertikal nach oben das Bad verläßt.
Diese Rolle ist normalerweise aus besonders reinem Armco- oder S.M.-Stahl hergestellt und hat Drehzapfen, die in Graphithülsen gelagert sind. Sowohl die Rolle als auch die Lagerhülsen sind in der Zinkschmelze einer raschen Korrosion unterworfen, die durch die Rotationsbewegung der Rolle in dem Zinkbad noch begünstigt wird. Die Korrosion und die dadurch bedingten Verschleißerscheinungen rufen Schwingungen hervor, die sich auf das zu behandelnde Gut übertragen und die Gleichförmigkeit des Überzugs sowie die glatte Oberfläche nachteilig beeinflussen.
Die aufgrund der Rotation der Rolle hervorgerufene Bewegung der flüssigen Zinkmasse erlaubt es nicht, das zu verzinkende Gut bei erhöhter Geschwindigkeit vorwärts zu bewegen und die Vorrichtung dadurch rentabler arbeiten zu lassen, ohne dabei eine konstante Schichtdicke und eine glatte Oberfläche des verzinkten Gutes zu beeinträchtigen.
Die bekannte Vorrichtung erlaubt es ferner nicht, gleichzeitig Drähte unterschiedlicher Durchmesser zu behandeln, welche für eine Verzinkung mit untereinander gleichbleibenden Eigenschaften eine unterschiedliche Durchlaufgeschwindigkeit haben müßten. Außerdem ist es nicht möglich, gleichzeitig Drähte einer Starkverzinkung und einer Leichtverzinkung zu unterwerfen, denn zur Starkverzinkung muß das Gut eine geringere Durchlaufgeschwindigkeit haben als bei einer Leichtverzinkung.
Bedingt durch den Verschleiß an den beweglichen Teilen muß die Vorrichtung häufig stillgelegt werden, um Reparatur- und Wartungsarbeiten durchzuführen.
Schließlich ist es bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich, die Forderung, der mit dem behandelten Gut zusammenwirkenden Oberfläche des Umlenkelementes eine optimale Krümmung zu verleihen, mit der Forderung in Einklang zu bringen, das Gut nicht zu tief in das Bad einzutauchen, damit das Gut mit der reinsten Schicht der Zinkschmelze in Kontakt kommt, um eine Beschichtung höchster Qualität zu erzielen.
Gegenstand der FR-A 2 380 350 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Feuerverzinkung von Stahldrähten, bei der ein drehfest gehaltener Umlenkkörper vorgesehen ist, in dessen teilzylindrische Führungsfläche zueinander koaxiale Rillen eingearbeitet sind, von denen jede für die Führung eines Drahtes dient. Das hat zur Folge, daß das zu verzinkende Gut im Bereich des Umlenkkörpers ständig in reibendem Kontakt mit den Führungsrillen ist, so daß die anhaftende Zinkschmelze an den Berührungsflächen mit den Rillen abgestreift wird.
In der DE-C 544 071 ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallüberzügen auf Bändern oder dgl. beschrieben und dargestellt, dessen Schmelzbad an der Eintrittsseite und an der Austrittsseite unterschiedliche Temperaturen aufweist. Für die Führung des zu beschichtenden Gutes sind zwei feste Umlenkkörper vorgesehen, an dessen gekrümmter Führungsfläche das Gut jedoch ebenfalls ohne Unterbrechungen entlangstreift.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung so auszubilden, daß die erwähnten Nachteile vermieden werden und den Umlenkkörper so zu gestalten, daß sich auf dem zu verzinkenden Gut eine gleichförmige und sehr glatte Beschichtung ausbildet, wobei das Gut auch mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Schichten des Tauchbades laufen kann, in denen die Zinkschmelze am reinsten ist. Dabei soll es möglich sein, gleichzeitig mehrere Materialien unterschiedlicher Dicke oder Durchmesser zu behandeln. Weiter soll verhindert werden, daß die Zinkschmelze korrodierend auf den Umlenkkörper einwirkt, so daß die Notwendigkeit zu Wartungs-und Reparaturarbeiten -an der Vorrichtung auf ein Minimum verringert wird und an dem durchlaufenden Gut keine Schwingungen auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Umlenkkörper auf dem in das Bad eintauchenden Teil eine Reihe von quer zur Duchlaufrichtung des Gutes verlaufenden, gekrümmten Führungsflächen aufweist, deren konvexer Bereich zur Außenseite des Umlenkkörpers gerichtet ist und die voneinander durch Längsrillen getrennt sind, die sich ebenfalls quer zur Durchlaufrichtunq erstrecken.
Mit dieser Ausbildung des Umlenkkörpers wird erreicht, daß das zu verzinkende Gut zwar an einer festen Fläche geführt wird, aber dabei nicht Gefahr läuft, daß der soeben erhaltene Überzug wieder abgestreift wird, weil die Führungsflächen durch Rillen unterbrochen sind, in deren Bereich das Gut auf dem gesamten Umfang wieder mit der Schmelze in Berührung kommt, wodurch abgestreifte Zinkschichten wieder regeneriert werden.
Der Umlenkkörper kann dabei einstückig ausgebildet sein; es besteht jedoch gemäß einer Variante der Erfindung auch die Möglichkeit, diesen aus mehreren, starren Führungselementen zusammenzusetzen, um auf diese Weise die abwechselnd von den Längsrillen unterbrochenen Führungsflächen zu bilden. Dabei können die einzelnen Elemente aus Rohren oder Stangen bestehen, die parallel zueinander verlaufen und zwischen sich die Längsrillen aufweisen, so daß das zu verzinkende Gut abwechelnd mit den Führungsflächen der Stangen und dazwischen mit der Zinkschmelze in Berührung kommt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der aus dem Bad herausragende Teil des Umlenkkörpers an seinem freien Ende so ausgebildet ist, daß er mittels Schwalbenschwanzverbindungen an einer Halteklemme befestigbar ist, die ihrerseits verschiebbar an einer Trägertraverse gehalten ist, welche um eine horizontale Achse schwenkbar und in einer gewünschten Winkelstellung feststellbar ist.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, daß in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zur Starkverzinkung von fortlaufendem Gut in einem Tauchbad aus Zinkschmelze,
Figur 2 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Ansicht des Umlenkkörpers,
Figur 3 einen Querschnitt des in Figur 2 gezeigten Umlenkkörpers mit der diesen haltenden Trägertraverse und
Figur 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Figur 3 gezeigten Umlenkkörpers mit Trägertraverse.

Figur 1 zeigt schematisch eine Wanne 1 mit einem Bad 2 aus Zinkschmelze, durch das eine Mehrzahl von zueinander parallelen Drähten 3 aus Eisen hindurchläuft. Der Eintrittswinkel der Drähte 3 in das Bad 2, den diese mit der Flüssigkeitsoberfläche bilden, ist ein spitzer Winkel. Wenn die Drähte 3 eine gewisse Tiefe in dem Bad 2 erreicht haben, werden sie so nach oben umgelenkt, daß sie fast vertikal verlaufen und das Bad 2 durch eine Schicht 4 aus pulverförmiger Kohle verlassen. Die Umlenkung der Drähte 3 erfolgt durch einen Umlenkkörper 5, der in das Bad 2 eintaucht und entweder einstückig oder aus zwei oder mehreren Elementen zusammengesetzt sein kann. Er besteht aus keramischem Material, das bei Temperaturen der Größenordnung von wenigstens 450°C bis 500° C beständig ist, Zinkschmelze abweisende Eigenschaften hat und korrosionsbeständig gegen Zinkschmelze ist.
Ein Werkstoff, der diese Eigenschaften aufweist, ist beispielsweise das von der italienischen Firma SIRMA S.p.A. in Sassuolo, Provinz Modena unter dem Markennamen CARBAL 130 vertriebene Material.
Der Umlenkkörper 5 erstreckt sich bezüglich der Längsrichtung der Wanne 1 quer zu dieser und taucht teilweise in das Bad 2 ein.
Der Teil, der in das Bad 2 eintaucht, hat eine Relnr von zueinander koaxialen, gekrümmten Führungsflächen 6, deren konvexer Bereich zur Außenseite des Umlenkkörpers 5 weist und die voneinander durch Längsrillen 7 getrennt sind. Das Profil der Längsrillen 7 ist so mit dem Profil der Führungsflächen 6 verbunden, daß sich keine scharfen Kanten ergeben.
Der aus dem Bad 2 herausragende Teil des Umlenkkörpers 5 ist an seinem freien Ende so ausgebildet, daß er mittels Schwalbenschwanzverbindung an einer Halteklemme 8 befestigt werden kann, die in den Figuren 2 bis 4 näher dargestellt ist. Diese Halteklemme 8 ist aus zwei im Querschnitt C-förmigen Profilteilen 9 und 10 zusammengesetzt, welche sich quer zu der Wanne 1 erstrecken. Sie sind miteinander so verschweißt, daß sich ein kastenförmiger Körper ergibt. An einer der Vertikalseiten dieses Körpers ist eine Reihe von Laschen 11 befestigt, die mit Zungen 12 versehen sind, welche zur in Längsrichtung verlaufenden Symmetrieebene des Elementes hin abgewinkelt sind. An der anderen Vertikalwand dieses kastenförmigen Elementes sind ähnliche Laschen 13 befestigt, die ebenfalls mit Zungen 14 versehen sind, welche zu der genannten Symmetrieebene hin abgebogen sind. Die Laschen 13 haben an der Oberseite Flansche, die an Längsrändern 15 anliegen, welche von einer Seite des C-förmigen Profilteils 10 abstehen; auf diese Weise wird die genaue Befestigung der Laschen 13 an den vorbestimmten Stellen durch Schrauben an dem kastenförmigen Element 9, 10 erleichtert. Dieses kastenförmige Element hat außerdem an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils eine seitliche Halteplatte 16 bzw. 17, von denen die Halteplatte 16 an einem Ende des kastenförmigen Körpers angeschweißt ist, während die andere Halteplatte 17 ähnlich wie die Laschen 13 am anderen Ende befestigt ist. Das der Halteplatte 16 gegenüberliegende Ende des kastenförmigen Elementes 9, 10 wird durch eine Platte 17' geschlossen, von welcher ein Rand 15' absteht, der die Halteplatte 17 auf einer vorbestimmten Höhe hält
Zur Befestigung des Umlenkkörpers 5 an der Halteklemme 8 werden die Halteplatte 17 und die abnehmbaren Laschen 13 von dem kastenförmigen Element 9,10 entfernt, worauf der obere Teil des Umlenkkörpers 5, der im Querschnitt das Profil eines gleichseitigen, umgedrehten Trapezes hat; so in die Halteklemme 8 eingeschoben wird, daß eine schräge Seite dieses Trapezes an den abgewinkelten Zungen 12 der Lasche 11 anliegt; dann kann der Umlenkkörper 5 durch die Laschen 13 und die Halteplatte 17 in der erreichten Stellung fixiert werden.
Diese Befestigung des Umlenkkörpers 5 erfolgt in derselben Weise, wenn er aus einer Mehrzahl von Elementen zusammengesetzt ist, deren Querschnitt identisch ist und die hintereinander fluchtend angeordnet sind.
Der obere Teil der Halteklemme 8 ist an einer darüber angeordneten Trägertraverse 18 befestigt, die eine Höhenverstellung der Halteklemme 8 und damit des Umlenkkörpers 5 gestattet.
Die Trägertraverse 18 ist ihrerseits in der Vorrichtung durch bekannte und nicht gezeigte Mittel so gelagert, daß sie um eine horizontale Achse 19 geschwenkt werden kann, um dann in einer gewünschten Winkelstellung blokkiert zu werden.
Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Neigung der in Längsrichtung verlaufenden Mittelebene des Umlenkkörpers 5, zu der der aus dem Bad 2 ragende Teil des Umlenkkörpers symmetrisch und der durch die gekrümmten Führungsflächen 6 gebildete, untere Teil des Umlenkkörpers 5 leicht asymmetrisch ist, zu verstellen. An diesen Führungsflächen 6 wird während des Verzinkens das zu behandelnde Gut entlanggeführt.
Während des Verzinkens werden die Drähte 3 od. dgl., die von vorgeschalteten Behandlungsstationen kommen, beispielsweise von einer Sendzimir-Behandlung, durch den Umlenkkörper 5 in dem Bad 2 eingetaucht gehalten. Da die gekrümmten Führungsflächen 6 durch Längsrillen 7 voneinander getrennt sind, gleiten die Drähte 3 auf diesen voneinander getrennten Führungsflächen 6, ohne daß sich Reibung, Schwingungen oder Verschleiß ergeben.
Die an den Drähten 3 anhaftende Zinkschmelze wirkt als Schmiermittel, das die Reibung zwischen den Drähten und den Berührungszonen mit dem Umlenkkörper 5 praktisch eliminiert.
Zwar besteht aufgrund des Berührungsdruckes zwischen den Drähten 3 und den Führungsflächen 6 die Gefahr, daß die an den Drähten 3 anhaftende Zinkschmelze wieder abgestreift wird, aber die Länge der Berührungszonen zwischen den Führungsflächen 6 und den Drähten 3 ist so gewählt, daß die Drähte, bevor die als Schmiermittel wirkende Zinkschmelze wieder völlig von den Drähten abgestreift wird, mit ihrer ganzen Oberfläche im Bereich der Längsrillen 7 wieder mit der Zinkschmelze im Bad 2 in Berührung kommen.
Auf diese Weise werden die Zinkschichten, die an den Berührungszonen zwischen den Drähten und den Führungsflächen 6 als Schmiermittel wirken, sofort wieder regeneriert.
Damit gleiten die Drähte 3 ohne Schwingungen und Vibrationen an den gekrümmten Führungsflächen 6 des Umlenkkörpers 5 entlang, der dafür sorgt, daß die Drähte im Bad 2 eingetaucht bleiben, ohne daß dabei durch Abrieb ein Verschleiß entsteht, weil die Zinkschicht, die als Schmiermittel dient, Reibungserscheinungen aufgrund der Berührung zwischen den Drähten und den Führungsflächen 6 des Umlenkkörpers 5 verhindert. Die Drähte 3 verlassen den Umlenkkörper 5 hinter der letzten Berührungszone mit diesem in i. w. vertikaler Richtung, bis sie über die Schicht 4 an der Oberfläche des Bades 2 aus diesem heraustreten.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wurde festgestellt, daß ein Umlenkkörper 5 mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften gut zehn Monate hintereinander zum Starkverzinken von Eisendraht mit einem Durchmesser zwischen 1,8 mm bis 5,4 mm eingesetzt werden kann, ohne dabei jemals aus dem Zinkbad einer Anlage zur gleichzeitigen Starkverzinkung von achtundzwanzig Drähten herausgenommen werden zu müssen.
Eine Kontrolle nach dieser Einsatzdauer hat keinerlei Verschleißerscheinungen am Umlenkkörper 5 gezeigt.
Bezüglich herkömmlicher Vorrichtungen zur Starkverzinkung, die mit Umlenkrollen oder Umlenkzylindern ausgerüstet sind, hat sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung als sehr wirtschaftlich erwiesen, weil die Kosten für _:Reparatur- und Wartungsarbeiten und die durch den Produktionsausfall aufgrund längerer Stillstandszeiten der Vorrichtung verursachten Kosten praktisch völlig eliminiert werden können.
Darüber hinaus wurde eine merkliche Verbesserung der Qualität der Drahtbeschichtung bezüglich der in einer herkömmlichen Anlage behandelten Drähte festgestellt.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Verzinken von metallischem Draht, Band o. dgl. in einem Tauchbad aus Zinkschmelze, in das für die Führung des zu verzinkenden Gutes im Bad und zu dessen Umlenkung aus dem Bad heraus ein stationärer Umlenkkörper eingetaucht ist, der sich quer zur Durchlaufrichtung des Gutes erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (5) auf dem in das Bad (2) eintauchenden Teil eine Reihe von quer zur Durchlaufrichtung des Gutes (3) verlaufenden, gekrümmten Führungsflächen (6) aufweist, deren konvexer Bereich zur Außenseite des Umlenkkörpers (5) gerichtet ist und die voneinander durch Längsrillen (7) getrennt sind, die sich ebenfalls quer zur Durchlaufrichtung erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Bad (2) herausragende Teil des Umlenkkörpers (5) an seinem freien Ende so ausgebildet ist, daß er mittels Schwalbenschwanzverbindung an einer Halteklemme (8) befestigbar ist, die ihrerseits verschiebbar an einer Trägertraverse (18) gehalten ist, welche um eine horizontale Achse (19) schwenkbar und in einer gewünschten Winkelstellung feststellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (5) einstückig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (5) aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist.