EP0188813A2

EP0188813A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Bändern mit schmelzflüssigem Metall, insbesondere zum Feuerverzinken von Stahlband

Info

Publication number: EP0188813A2
Application number: EP85116552A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. Schmitz; Friedrich Meuters
Original assignee: Thyssen Stahl AG
Current assignee: Thyssen Stahl AG
Priority date: 1985-01-12
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1986-07-30
Also published as: EP0188813A3; DE3500878C1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Bändern mit schmelzflüssigem Metall, insbesondere zum Feuerverzinken von Metalband. Um durch eine Wölbung oder Schiefstellung des Bandes im Durchtrittsspalt zwischen den Abstreifdüsen bedingte ungleichmäßige Beschichtung zu vermeiden, wird durch Abstandsmessung des Bandes die Planheit im Bereich der Abstreifdüsen (6) ermittelt. Wird eine Soll-Ist-Wertabweichung festgestellt, dann werden das Band unmittelbar vor Verlassen des Bades angreifende Kräfte in einem Maße wirksam, daß die Schiefstellung bzw. Wölbung des Bandes im Durchtrittsspalt beseitigt wird. Durch wiederholte Überprüfung werden diese Kräfte so klein wie möglich gehalten, um die Wölbung bzw. Schiefstellung des Bandes zu vermeiden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beschichten von Bändern mit schmelzflüssigem Metall, insbesondere zum Feuerverzinken von Stahlband gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einem solchen Verfahren läßt sich die Schichtdicke des Metallüberzuges mit den das Band beidseitig beaufschlagenden Gasstrahlen steuern. So ist es möglich, den Auftreffwinkel der Gasstrahlen, den Gasdruck und den Abstand der Abstreifdüsen vom Band einzustellen. Um dabei eine gleichmäßige Schichtdicke über die Breite des Bandes zu erhalten, ist es erforderlich, daß das Band mit konstantem Abstand an den Düsen vorbeigeführt wird.
Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß diese Forderung nicht immer zu erfüllen ist. Es wurde festgestellt, daß das Band zwischen den Abstreifdüsen eine gewölbte Form hat oder gegenüber der mittleren Führungsebene zwischen den Düsen um seine Längsachse verdreht ist. Man hat versucht, diese seit langem bekannte Fehlerquelle auf verschiedene Art und Weise auszuschalten, doch haben diese teilweise sehr aufwendigen Versuche nicht den gewünschten Erfolg gebracht.
Bei einem ersten bekannten Verfahren muß das Band kurz vor Verlassen des Schmelzbades einen Führungsspalt passieren, der von den Kanten gegenüberliegend angeordneter Spannelemente gebildet wird. Diese Spannelemente zusammen mit einer den Abstreifdüsen in Bandlaufrichtung nachgeordneten Führungsrolle bestimmen die Führungsebene des Bandes zwischen den Düsen (DE-AS 15 21 406).
Ein anderes bekanntes Verfahren unterscheidet sich von diesem Verfahren lediglich darin, daß an Stelle der Kanten aufweisenden Spannelemente Rollen vorgesehen sind (DE-OS 17 96 324).
Da das Einspannen des metallüberzogenen Bandes nicht den gewünschten Erfolg gebracht hat, hat man versucht, die durch die Wölbung oder Schiefstellung des Bandes zwischen den Düsen bedingten unterschiedlichen Abstände durch Nachführen der Düsen auszugleichen. Es versteht sich, daß diese "Notlösung" mit einem erheblichen Aufwand an den Düsen und ihren Stellvorrichtungen verbunden ist (Firmenprospekt der Firma Hostetler and Decker Incorporated, Improved Techniques in Continuous Metal Coating, TIP 8402).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei möglichst geringem Aufwand ein über seine Breite gleichmäßiger Metallüberzüg auf das Band aufgebracht wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der Erfindung erfolgt die Einstellung der Planheit des Bandes durch die unmittelbar das Band unterhalb des Metallbadspiegels angreifenden Kräfte in einem Maße, daß das Band nur gerade so stark belastet wird, wie es für dessen absolute Planheit nötig ist. Selbst wenn für die Planheit des Bandes stärkere Kräfte benötigt werden, wirkt sich das nicht negativ auf die Qualität des Bandes aus, weil im Gegensatz zu den beim Stand der Technik das Band angreifenden Kräften bei der Erfindung die Kräfte das Band nur unterhalb des Badspiegels angreifen. Da die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten, daß das Band in jedem Fall absolut plan- und flatterfrei in der vorgegebenen Führungsebene durch die Abstreifdüsen läuft, erübrigt sich die Berücksichtigung des Bandabstandes bei der Einstellung der Abstreifdüsen. Bei einer besonders starken Querwölbung des Bandes ist es möglich, das Band entgegen dieser Querwölbung zu biegen und vorzuspannen. In jedem Fall läßt sich also die Querwölbung beseitigen.
Die Planheit des Bandes läßt sich durch Vergleich der Meßwerte für den Abstand des Bandes von mindestens einer Abstreifdüse an mehreren quer zur Bandlaufrichtung angeordneten Meßstellen ermitteln. Bei drei Meßstellen soll eine Meßstelle in der Bandmitte und die beiden anderen Meßstellen an den Bandrändern liegen. Durch noch mehr Meßstellen läßt sich die Meßgenauigkeit weiter verbessern.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Band vor Verlassen des Bades bei gegebenenfalls S-förmiger Führung unter Zugspannung versetzt, wobei die Zugspannung und gegebenenfalls die Stärke der S-förmigen Führung in Abhängigkeit von der gemessenen Soll-Wertabweichung der Planheit geregelt wird. Bei S-förmiger Führung bestimmt das der Badoberfläche nächste Führungselement die Führungsebene des Bandes zwischen den Abstreifdüsen, während das tiefer eingetauchte weitere Führungselement die Zugspannung bestimmt.
Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 geeignet. In den Ansprüchen 5 und 6 sind Ausgestaltungen dieser Vorrichtung gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die schematisch eine Vorrichtung zum Feuerverzinken von Stahlband zeigt, näher erläutert.
In einem mit schmelzflüssigem Metall 1 gefüllten Tauchbehälter 2 ist eine Umlenkrolle 3 drehbar gelagert. Das zu beschichtende Band 4 gelangt über einen Kanal 5, in dem eine nicht oxidierende Atmosphäre herrscht und der mit seinem Ende in das Schmelzbad 1 eintaucht, in das Schmelzbad. Das Band 4 verläßt das Schmelzbad 1 mit einer beidseitigen Beschichtung. Zwei einen Durchtrittsspalt bildende Abstreifdüsen 6 beaufschlagen das Band 4 mit Gasstrahlen. Der Abstand der Gasdüsen und der Gasdruck bestimmen die Schichtdicke des Metallüberzuges. Überschüssiges schmelzflüssiges Metall fließt zurück in den Tauchbehälter 2. Die Führungsebene des Bandes 4 zwischen den Abstreifdüsen 6 wird von einer freidrehbaren Rolle 7 bestimmt, die sich unmittelbar unterhalb des Schmelzbadspiegels befindet. Diese Rolle 7 läßt sich nur in ihrem Abstand zu den Abstreifdüsen 6, nicht aber senkrecht dazu einstellen. Die Abstreifdüsen 6 und die Führungsrolle 7 werden üblicherweise vor Beginn der Beschichtung eingestellt und behalten ihre Position während des Beschichtungsvorganges.
Zwischen der Umlenkrolle 3 und der Führungsrolle 7 ist auf der gegenüberliegenden Bandseite unterhalb des Niveaus der Führungsrolle 7 eine weitere Führungsrolle 8 freidrehbar angeordnet. Mittels eines Stellgliedes 9 läßt sich die Lage dieser Rolle 8 verändern, so daß der S-förmige Bandverlauf zwischen den Rollen 7, 8 und damit auch die Bahnspannung verstärkt oder vermindert werden kann. Zur Verstellung der Rolle 8 dient ein Stellglied 9, das von einem Regler 10 ein Stellsignal erhält. Ein an einer Düse 6 angeordnetes Distanzmeßgerät 11, das an mehreren quer zur Bandlaufrichtung liegenden Stellen, insbesondere an den Bandrändern und in der Bandmitte, den Abstand mißt, liefert an den Regler 10 die entsprechenden Ist-Werte für den Abstand des Bandes. Der Regler 10 bestimmt durch Vergleich mit entsprechenden Soll-Werten die Planheit des Bandes. In Abhängigkeit von der Soll-Ist-Wertabweichung erhält das Stellglied 5 ein Stellsignal.
Damit nach Ausregeln einer Bandwölbung das Band nicht beliebig lange mit der für diese Bandwölbung notwendigen Stellung der Rolle 8 geführt wird, sondern nach Möglichkeit nur mit der Stellung, die gerade die Planheit des Bandes zwischen den Abstreifdüsen 6 gewährleistet, findet nach einer vorgebbaren Zeit, in der kein neues Stellsignal vom Regler geliefert wurde, eine Überprüfung der optimalen Stellung der Rolle 8 dadurch statt, daß diese soweit zurückgestellt wird, bis das Band wieder eine Neigung zur Wölbung oder Schiefstellung zeigt. Dadurch wird gewährleistet, daß das Band immer nur mit minimaler Belastung für die Planheit gefahren wird.
Für die Abstandsmessung können die üblichen Meßorgane, wie kapazitive oder induktive Sensoren oder Lasermeßgeräte verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Beschichten von Bändern mit schmelzflüssigem Metall, insbesondere zum Feuerverzinken von Stahlband, bei dem das Band durch ein Bad des schmelzflüssigen Metalls und anschließend zwischen den Gasstrahlen von Abstreifdüsen geführt wird, wobei innerhalb des Schmelzbades die Planheit'und insbesondere die Führungsebene des Bandes zwischen den Abstreifdüsen beeinflussende Kräfte auf das Band einwirken,
dadurch gekennzeichnet , daß die auf das Band innerhalb des Schmelzbades einwirkenden Kräfte in Abhängigkeit von der im Bereich der Abstreifdüsen gemessenen Soll-Wertabweichung der Planheit des Bandes geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Planheit des Bandes durch Vergleich der Meßwerte für den Abstand des Bandes von mindestens einer Abstreifdüse an mehreren quer zur Bandlaufrichtung angeordneten Meßstellen ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß das Band vor Verlassen des Bades bei gegebenenfalls S-förmiger Führung unter Zugspannung versetzt wird, wobei die Zugspannung und gegebenenfalls die Stärke der S-förmigen Führung in Abhängigkeit von der gemessenen Soll-Wertabweichung der Planheit geregelt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Tauchbehälter für schmelzflüssiges Metall, einer im Behälter angeordneten Umlenkrolle und im Behälter angeordneten, die Planheit des Bandes beeinflussenden Führungselementen, insbesondere Rollen, sowie oberhalb des Behälters angeordneten, einen Durchtrittsspalt bildenden Abstreifdüsen,
dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich der Abstreifdüsen (6) ein Meßgerät (11) zur Erfassung der Planheit des Bandes vorgesehen ist und daß ein Regler (10) in Abhängigkeit von dem vom Meßgerät (11) gelieferten Ist-Wert ein Stellsignal zur Einstellung der Führungselemente (8) liefert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet , daß die Führungselemente (7, 8) in Bandlaufrichtung gegeneinander versetzt sind, wobei das den Abstreifdüsen (6) nächste Führungselement (7) die Bandführungsebene zwischen den Abstreifdüsen (6) bestimmt und das andere Führungselement (8) senkrecht zur Bandführungsebene in Abhängigkeit von dem Stellsignal des Reglers (10) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (10) nach Ausregeln einer Soll-Ist-Wertabweichung und einer anschließenden, vorgegebenen Zeit, in der keine Soll-Ist-Werabweichung festgestellt wird, die Führungselemente (8) bis zu einer erneuten Soll-Ist-Wertabweichung zurückstellt.