EP1563112B1 - Vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges - Google Patents

Vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges Download PDF

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EP1563112B1
EP1563112B1 EP03811741A EP03811741A EP1563112B1 EP 1563112 B1 EP1563112 B1 EP 1563112B1 EP 03811741 A EP03811741 A EP 03811741A EP 03811741 A EP03811741 A EP 03811741A EP 1563112 B1 EP1563112 B1 EP 1563112B1
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EP
European Patent Office
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metal
weir
coating
container
guide channel
Prior art date
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Application number
EP03811741A
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English (en)
French (fr)
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EP1563112A2 (de
Inventor
Rolf Brisberger
Bodo Falkenhahn
Holger Behrens
Michael Zielenbach
Bernhard Tenckhoff
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Publication of EP1563112B1 publication Critical patent/EP1563112B1/de
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/24—Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using magnetic or electric fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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    • C23C2/00361—Crucibles characterised by structures including means for immersing or extracting the substrate through confining wall area
    • C23C2/00362—Details related to seals, e.g. magnetic means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/30—Fluxes or coverings on molten baths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes

Definitions

  • the invention relates to a device for hot dip coating a metal strand, in particular a steel strip, in which the metal strand is passed vertically through a container receiving the molten coating metal and through an upstream guide channel, with at least two on both sides of the metal strand in the region of the guide channel arranged inductors for generating an electromagnetic Field for retaining the coating metal in the container.
  • the belts are introduced from above into the dip-coating bath in a plunger. Since the coating metal is in liquid form and one would like to use the gravitation together with blowers for adjusting the coating thickness, but the subsequent processes prohibit belt contact until complete solidification of the coating metal, the tape in the coating vessel in vertical Direction be redirected. This happens with a roller that runs in liquid metal. Due to the liquid coating metal, this roller is subject to heavy wear and is the cause of downtimes and thus failures in production.
  • EP 0 630 421 B1 provides for a constriction below the guide channel, from which a pipeline leads to a reservoir for molten coating metal. Further details on the design of this designated as a backstop device are not apparent from this document.
  • JP 2000273602 A discloses below the guide channel a collecting trough, which is to receive coating metal, which runs down through the guide channel. This is led to a container, from where it is returned to the coating bath via a pump. Again, no specific and specific information is given as discontinued coating metal to be collected.
  • EP 0 855 450 B1 deals in more detail with the question of how the tightness of the lower region of the guide channel can be ensured.
  • various alternative solutions are disclosed here.
  • two slides which are arranged on both sides of the metal strand, are moved perpendicular thereto to the surface of the metal strand.
  • the sliders act as stoppers and are held in contact with the metal strand as needed to prevent liquid leakage down the guide channel.
  • a relatively complex control of the slide is required to ensure its function.
  • Another embodiment provides that a conveyor belt is used, which promotes exiting coating metal from the area below the guide channel into a collecting container.
  • this solution is very expensive and involves the risk that the band clogged with coating metal over time and thus can no longer perform its function.
  • a third alternative solution for preventing the escape of molten coating metal provides a gas nozzle system.
  • a gas flow is directed from below onto the guide channel, the emerging coating metal tear up and thus seal the opening down.
  • a hot-dip coating installation is known in which it is provided that a barrier is arranged in the bottom area of the coating vessel at the transition into the guide channel. This is to keep the flow in the liquid coating channel from the guide channel; For this purpose, it is provided that it is equipped with aerodynamically designed walls or baffles.
  • the barrier disclosed in this document is not suitable for keeping the liquid coating metal from the region of the guide channel if necessary. In the same way, it is not possible for him to influence the coating process.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device for hot dip coating of a metal strand, with which it is possible to perform the coating process optimally and also to ensure reliable operation of the system in critical operating conditions in a simple manner, for example, interrupted when the power supply of the inductors is.
  • the solution of this object by the invention is characterized by a above the guide channel in the bottom region of the container arranged closure means for selectively enabling or interrupting the flow of molten coating metal to the metal strand and / or the guide channel, wherein the closure means is designed as weir, relative to the bottom portion of the Container is movable.
  • the flow of the coating metal in particular, can optionally be released or interrupted, in particular in the case of a malfunction, so that there is no danger of molten metal leaving the coating device via the guide channel.
  • the weir has two cooperating parts which are each movable perpendicular to the surface of the metal strand.
  • the weir is movable in the conveying direction of the metal strand.
  • the weir is formed in one piece and has the shape of a box. In this way, both the production of the weir can be done inexpensively and the operation of the device can be ensured in a particularly simple manner.
  • the weir has cover means in its upper end region facing away from the bottom region of the container.
  • the coating bath in which turbulences are introduced by the electromagnetic excitation by the inductors, calms down.
  • the covering means are designed as wall sections which extend parallel to the bottom region of the container.
  • cover means are formed as a plate having a gap-shaped recess for the passage of the metal strand.
  • the closure means in particular the weir, preferably communicate with manual, pneumatic or hydraulic actuating means; the actuating means may be associated with a plant controller which causes the flow of molten coating metal to release or interrupt the flow of metal to the metal strand and / or guide channel.
  • FIG. 1 schematically shows a hot-dip coating device with a metal strand 1 guided through it.
  • the device has a container 3 which is filled with molten coating metal 2.
  • molten coating metal 2 This may be, for example, zinc or aluminum.
  • To be coated metal strand 1 in the form of a steel strip passes through the container 3 in the conveying direction R vertically upwards. It should be noted at this point that it is also possible in principle that the metal strand 1, the container 3 passes from top to bottom. For the passage of the metal strand 1 through the container 3, this is open in the bottom area; Here is a guide channel. 4
  • the molten coating metal 2 can not flow down through the guide channel 4, located on both sides of the metal strand 1, two electromagnetic inductors 5, which generate a magnetic field, which counteracts the gravitational force of the coating metal 2 and thus seals the guide channel 4 downwards.
  • the inductors 5 are two oppositely disposed alternating field or traveling field inductors, which are operated in the frequency range from 2 Hz to 10 kHz and establish an electromagnetic transverse field perpendicular to the conveying direction R.
  • the preferred frequency range for single-phase systems (AC field inductors) is between 2 kHz and 10 kHz, that for multi-phase systems (eg traveling field inductors) between 2 Hz and 2 kHz.
  • a closure means 7 or 7 'designed in two parts as an embodiment according to FIG. 1 is arranged in the form of a weir.
  • the two parts 7, 7 'of the weir are movable parallel to the bottom of the container 3 in the direction of the double arrow.
  • a movement actuation means 11 are provided, which are illustrated here only schematically as piston-cylinder units; just as any other type of actuator can be used.
  • the weir 7 or 7 ' is presently designed as a divided into two parts box, the two halves 7 and 7' can cooperate so that they seal the region of the guide channel 4 in the bottom portion 6 of the container 3. This situation is sketched in FIG. Consequently, the coating metal 2 can not penetrate to the guide channel 4 or to the metal strand 1.
  • This closed position of the weir 7 or 7 ' is particularly important for two operating cases:
  • this position is taken before the coating system is started up.
  • the metal strand 1 then moves - without that coating metal 2 can approach it - in the conveying direction R up, and the inductors 5 are activated. Only then are the two weir parts 7 or 7 'moved in the direction of the double arrow away from the metal strand 1, so that coating metal 2 can penetrate to the metal strand 1 and into the region of the guide channel 4 through the box opening thereby. Since the inductors 5 are activated, there is no escape of coating metal 2 down through the guide channel 4.
  • the weir 7, 7 'thus encloses first the downwardly open guide channel 4 and thus the passing through this metal strand 1 to an optimized height the bottom portion 6 of the container 3, so that no coating metal 2 can flow in the direction of the guide channel 4. With the start of the coating process, the weir 7, 7 'is then opened, so that the coating metal 2 to the metal strand 1 and thus in the guide channel 4, which is now electromagnetically sealed by the inductors 5, can flow in time and volume optimized.
  • the weir 7, 7 'then has meaning, if there is a power failure and the inductors 5 (eg until the start of an emergency generator) can no longer perform their task, namely the guide channel 4 down through the built-up to seal electromagnetic field.
  • Fig. 2 the weir 7, 7 'again outlined in a perspective view, in the closed state.
  • the double arrows indicate in which direction with respect to the conveying direction R of the metal strand 1, the two weir parts 7, 7 'can be moved, including the actuating means 11, s. Fig. 1, serve. It can be seen that in the bottom area of the weir 7, 7 'a Passage opening for the metal strand 1 is present; in the illustrated closed position of the weir 7, 7 'is nevertheless ensured that no coating metal 2 can enter the metal strand 1 and the guide channel 4.
  • FIG. 7 shows that the weir 7 can also be formed in one piece.
  • the box-shaped weir 7 then sets in the state in which it is closed, on the bottom 6 of the container 3 and thus seals the guide channel 4 from.
  • cover means 9 are provided in the end region 8 of the weir 7, 7 ', with which care is taken that the currents generated by the inductors 5 do not continue to spread in the direction of the bathroom surface.
  • the turbulence caused by the electromagnetic seal in the guide channel 4 or in the container 3 of the liquid coating metal 2 can thus be kept away by the design of the weir 7, 7 'and in particular by the cover 9.
  • the weir 7 is integrally formed, the following is shown in Fig. 5 shown possibility:
  • the weir 7 is provided with a recess 10 in the upper region, which allows passage of the metal strand 1.
  • the currents generated in the coating metal 2 by the inductors 5 are here by the covering means 9, which here almost a complete encapsulation of the inner region of the weir 7 to the rest of the coating bath held held. With this configuration, it is possible to optimally calm the bath surface and thus ensure a high-quality coating.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges, insbesondere eines Stahlbandes, in der der Metallstrang vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall aufnehmenden Behälter und durch einen vorgeschalteten Führungskanal hindurchgeführt wird, mit mindestens zwei beiderseits des Metallstranges im Bereich des Führungskanals angeordneten Induktoren zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls im Behälter.
  • Klassische Metall-Tauchbeschichtungsanlagen für Metallbänder weisen einen wartungsintensiven Teil auf, nämlich das Beschichtungsgefäß mit der darin befindlichen Ausrüstung. Die Oberflächen der zu beschichtenden Metallbänder müssen vor der Beschichtung von Oxidresten gereinigt und für die Verbindung mit dem Beschichtungsmetall aktiviert werden. Aus diesem Grunde werden die Bandoberflächen vor der Beschichtung in Wärmeprozessen in einer reduzierenden Atmosphäre behandelt. Da die Oxidschichten zuvor chemisch oder abrasiv entfernt werden, werden mit dem reduzierenden Wärmeprozess die Oberflächen so aktiviert, dass sie nach dem Wärmeprozess metallisch rein vorliegen.
  • Mit der Aktivierung der Bandoberfläche steigt aber die Affinität dieser Bandoberflächen für den umgebenden Luftsauerstoff. Um zu verhindern, dass Luftsauerstoff vor dem Beschichtungsprozess wieder an die Bandoberflächen gelangen kann, werden die Bänder in einem Tauchrüssel von oben in das Tauchbeschichtungsbad eingeführt. Da das Beschichtungsmetall in flüssiger Form vorliegt und man die Gravitation zusammen mit Abblasvorrichtungen zur Einstellung der Beschichtungsdicke nutzen möchte, die nachfolgenden Prozesse jedoch eine Bandberührung bis zur vollständigen Erstarrung des Beschichtungsmetalls verbieten, muss das Band im Beschichtungsgefäß in senkrechte Richtung umgelenkt werden. Das geschieht mit einer Rolle, die im flüssigen Metall läuft. Durch das flüssige Beschichtungsmetall unterliegt diese Rolle einem starken Verschleiß und ist Ursache von Stillständen und damit Ausfällen im Produktionsbetrieb.
  • Durch die gewünschten geringen Auflagedicken des Beschichtungsmetalls, die sich im Mikrometerbereich bewegen können, werden hohe Anforderungen an die Qualität der Bandoberfläche gestellt. Das bedeutet, dass auch die Oberflächen der bandführenden Rollen von hoher Qualität sein müssen. Störungen an diesen Oberflächen führen im allgemeinen zu Schäden an der Bandoberfläche. Dies ist ein weiterer Grund für häufige Stillstände der Anlage.
  • Um die Probleme zu vermeiden, die im Zusammenhang mit den im flüssigen Beschichtungsmetall laufenden Rollen stehen, hat es Ansätze dazu gegeben, ein nach unten offenes Beschichtungsgefäß einzusetzen, das in seinem unteren Bereich einen Führungskanal zur vertikalen Banddurchführung nach oben aufweist und zur Abdichtung einen elektromagnetischen Verschluss einzusetzen. Es handelt sich hierbei um elektromagnetische Induktoren, die mit zurückdrängenden, pumpenden bzw. einschnürenden elektromagnetischen Wechsel- bzw. Wanderfeldem arbeiten, die das Beschichtungsgefäß nach unten abdichten.
  • Eine solche Lösung ist beispielsweise aus der EP 0 673 444 B1 bekannt. Einen elektromagnetischen Verschluss zur Abdichtung des Beschichtungsgefäßes nach unten setzt auch die Lösung gemäß der WO 96/03533 bzw. diejenige gemäß der JP 5086446 ein.
  • Die Sicherstellung der Dichtigkeit des nach unten offenen Führungskanals des Beschichtungsgefäßes ist dabei eine wichtige und schwierige Aufgabe, vor allem, wenn man an den Notfall denkt, bei dem infolge Stromausfalls der elektromagnetische Verschluss versagen kann. Hierfür sind im Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten offenbart.
  • Die EP 0 630 421 B1 sieht hierfür unterhalb des Führungskanals eine Einschnürung vor, von der aus eine Rohrleitung zu einem Vorratsbehälter für schmelzflüssiges Beschichtungsmetall führt. Nähere Angaben zur Ausgestaltung dieser als Rücklaufsperre bezeichneten Einrichtung gehen aus diesem Dokument nicht hervor.
  • Die JP 2000273602 A offenbart unterhalb des Führungskanals eine Auffangwanne, die Beschichtungsmetall aufnehmen soll, das durch den Führungskanal nach unten abläuft. Dieses wird zu einem Behälter geführt, von wo aus es über eine Pumpe dem Beschichtungsbad wieder zugeführt wird. Auch hier sind keine konkreten und spezifischen Angaben gemacht, wie auslaufendes Beschichtungsmetall aufgefangen werden soll.
  • Die EP 0 855 450 B1 beschäftigt sich näher mit der Frage, wie die Dichtigkeit des unteren Bereichs des Führungskanals sichergestellt werden kann. Um diese zu gewährleisten, werden hier verschiedene Alternativlösungen offenbart. Nach einer Ausgestaltung können zwei Schieber, die beiderseits des Metallstranges angeordnet sind, senkrecht zur Oberfläche des Metallstranges an diesen herangefahren werden. Die Schieber fungieren als Verschlussstopfen und werden bei Bedarf in Kontakt mit dem Metallstrang gehalten, um einen Flüssigkeitsaustritt durch den Führungskanal nach unten zu verhindern. Allerdings ist eine relativ aufwendige Steuerung der Schieber erforderlich, um deren Funktion sicherzustellen. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Förderband eingesetzt wird, das austretendes Beschichtungsmetall vom Bereich unterhalb des Führungskanals in einen Auffangbehälter fördert. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig und birgt die Gefahr, dass sich das Band im Laufe der Zeit mit Beschichtungsmetall zusetzt und somit seine Funktion nicht mehr ausführen kann. Eine dritte Alternativlösung zur Verhinderung des Austritts schmelzflüssigen Beschichtungsmetalls sieht ein Gasdüsensystem vor. Dabei wird ein Gasstrom von unten auf den Führungskanal gerichtet, der austretendes Beschichtungsmetall nach oben reißen und so dessen Öffnung nach unten abdichten soll. Auch diese Lösung ist sehr aufwendig und nur bedingt praxistauglich.
  • Aus der FR 2 798 396 A ist eine Schmelztauchbeschichtungsanlage bekannt, bei der vorgesehen ist, dass im Bodenbereich des Beschichtungsgefäßes am Übergang in den Führungskanal ein Sperrwerk angeordnet ist. Dieses soll die Strömungen im flüssigen Beschichtungskanal vom Führungskanal abhalten; hierzu ist vorgesehen, dass es mit strömungsgünstig ausgebildeten Wänden bzw. Leitblechen ausgestattet ist. Das in diesem Dokument offenbarte Sperrwerk ist jedoch nicht dazu geeignet, im Bedarfsfalle das flüssige Beschichtungsmetall vom Bereich des Führungskanals abzuhalten. In gleicher Weise ist es mit ihm nicht möglich, Einfluss auf den Beschichtungsprozess zu nehmen.
  • Aus der EP 0 855 450 A1 ist eine Lösung bekannt, bei der eine temporäre Abdichtung zwischen Schmelze im Beschichtungsbehälter und Führungskanal mit einem Verschluss bewerkstelligt wird, der aus schmelzbarem Material besteht, dessen Schmelzpunkt höchstens so hoch ist wie derjenige des Beschichtungsmetalls. Nach dem Schmelzen dieses Verschlusses ist die fluidische Verbindung zwischen Schmelze im Beschichtungsbehälter und Führungskanal hergestellt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schmelztauchbeschichten eines Metallstranges zu schaffen, mit der es möglich ist, den Beschichtungsprozess optimal zu führen und auch in einfacher Weise einen zuverlässigen Betrieb der Anlage in kritischen Betriebszuständen sicherzustellen, wenn beispielsweise die Stromversorgung der Induktoren unterbrochen ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein oberhalb des Führungskanals im Bodenbereich des Behälters angeordnetes Verschlussmittel zum wahlweisen Freigeben oder Unterbrechen des Flusses geschmolzenen Beschichtungsmetalls zum Metallstrang und/oder zum Führungskanal, wobei das Verschlussmittel als Wehr ausgebildet ist, das relativ zum Bodenbereich des Behälters bewegbar ist.
  • Erfindungsgemäß kann also wahlweise der Fluss des Beschichtungsmetalls insbesondere zum Führungskanal freigegeben oder unterbrochen werden, so dass namentlich im Falle einer Betriebsstörung keine Gefahr besteht, dass geschmolzenes Metall aus der Beschichtungsvorrichtung über den Führungskanal ausläuft.
  • Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine Schädigung der Beschichtungsvorrichtung bzw. einen wirtschaftlichen Verlust im genannten Falle zu vermeiden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Wehr zwei zusammenwirkende Teile auf, die jeweils senkrecht zur Oberfläche des Metallstranges bewegbar sind. Alternativ oder additiv hierzu kann vorgesehen werden, dass das Wehr in Förderrichtung des Metallstranges bewegbar ist.
  • Im letztgenannten Falle kann vorgesehen werden, dass das Wehr einteilig ausgebildet ist und die Form eines Kastens aufweist. Hierdurch kann sowohl die Herstellung des Wehres kostengünstig erfolgen als auch die Betriebstauglichkeit der Vorrichtung in besonders einfacher Weise sichergestellt werden.
  • Mit Vorteil weist das Wehr in seinem oberen, dem Bodenbereich des Behälters abgewandten Endbereich Abdeckmittel auf. Mit diesen kann erreicht werden, dass sich das Beschichtungsbad, in das durch die elektromagnetische Anregung durch die Induktoren Turbulenzen eingebracht werden, beruhigt. Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Abdeckmittel als Wandabschnitte ausgebildet sind, die sich parallel zum Bodenbereich des Behälters erstrecken.
  • Eine andere Ausbildung sieht vor, dass die Abdeckmittel als Platte ausgebildet sind, die eine spaltförmige Ausnehmung für den Durchtritt des Metallstranges aufweist.
  • Die Verschlussmittel, insbesondere das Wehr, stehen bevorzugt mit manuellen, pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsmitteln in Verbindung; die Betätigungsmittel können dabei mit einer Anlagensteuerung in Verbindung stehen, die ein Freigeben oder Unterbrechen des Flusses geschmolzenen Beschichtungsmetalls zum Metallstrang und/oder zum Führungskanal veranlasst.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch den Schnitt durch eine Schmelztauch-Beschichtungsvorrichtung mit einem durch diese hindurch geführten Metallstrang,
    Fig. 2
    die perspektivische Ansicht eines zweiteilig ausgebildeten Wehres,
    Fig. 3
    die perspektivische Ansicht eines einteilig ausgebildeten Wehres,
    Fig. 4
    schematisch den Schnitt durch die Schmelztauch-Beschichtungsvorrichtung mit zweiteilig ausgebildetem Wehr, wobei dieses mit Abdeckmitteln ausgestattet ist, und
    Fig. 5
    die perspektivische Ansicht eines einteilig ausgebildeten Wehres mit Abdeckmitteln.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Schmelztauch-Beschichtungsvorrichtung mit einem durch diese hindurch geführten Metallstrang 1.
  • Die Vorrichtung weist einen Behälter 3 auf, der mit schmelzflüssigem Beschichtungsmetall 2 gefüllt ist. Bei diesem kann es sich beispielsweise um Zink oder Aluminium handeln. Der zu beschichtende Metallstrang 1 in Form eines Stahlbandes passiert den Behälter 3 in Förderrichtung R vertikal nach oben. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es grundsätzlich auch möglich ist, dass der Metallstrang 1 den Behälter 3 von oben nach unten passiert. Zum Durchtritt des Metallstranges 1 durch den Behälter 3 ist dieser im Bodenbereich geöffnet; hier befindet sich ein Führungskanal 4.
  • Damit das schmelzflüssige Beschichtungsmetall 2 nicht durch den Führungskanal 4 nach unten abfließen kann, befinden sich beiderseits des Metallstranges 1 zwei elektromagnetische Induktoren 5, die ein magnetisches Feld erzeugen, das der Schwerkraft des Beschichtungsmetalls 2 entgegenwirkt und damit den Führungskanal 4 nach unten hin abdichtet.
  • Bei den Induktoren 5 handelt es sich um zwei gegenüber angeordnete Wechselfeld- oder Wanderfeldinduktoren, die im Frequenzbereich von 2 Hz bis 10 kHz betrieben werden und ein elektromagnetisches Querfeld senkrecht zur Förderrichtung R aufbauen. Der bevorzugte Frequenzbereich für einphasige Systeme (Wechselfeldinduktoren) liegt zwischen 2 kHz und 10 kHz, der für mehrphasige Systeme (z. B. Wanderfeldinduktoren) zwischen 2 Hz und 2 kHz.
  • Im Bodenbereich 6 des Behälters 3 ist ein im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zweiteilig ausgebildetes Verschlussmittel 7 bzw. 7' in Form eines Wehres angeordnet. Die beiden Teile 7, 7' des Wehres sind dabei parallel zum Boden des Behälters 3 in Richtung des Doppelpfeiles beweglich. Zur Ausführung einer Bewegung sind Betätigungsmittel 11 vorgesehen, die hier nur schematisch als Kolben-Zylinder-Einheiten illustriert sind; genauso kann jede andere Art von Betätigungsmittel zum Einsatz kommen.
  • Das Wehr 7 bzw. 7' ist vorliegend als in zwei Teile geteilter Kasten ausgebildet, wobei die beiden Hälfen 7 und 7' so zusammenwirken können, dass sie den Bereich des Führungskanals 4 im Bodenbereich 6 des Behälters 3 abschotten. Diese Situation ist in Fig. 1 skizziert. Das Beschichtungsmetall 2 kann folglich nicht zum Führungskanal 4 bzw. zum Metallstrang 1 vordringen. Diese geschlossene Stellung des Wehres 7 bzw. 7' ist insbesondere für zwei Betriebsfälle von Bedeutung:
  • Zum einen wird diese Position eingenommen, bevor die Beschichtungsanlage hochgefahren wird. Der Metallstrang 1 bewegt sich dann - ohne, dass Beschichtungsmetall 2 an ihn heran dringen kann - in Förderrichtung R nach oben, und die Induktoren 5 werden aktiviert. Erst dann werden die beiden Wehrteile 7 bzw. 7' in Richtung des Doppelpfeils vom Metallstrang 1 weg bewegt, so dass durch den sich dadurch öffnenden Kasten Beschichtungsmetall 2 zum Metallstrang 1 und in den Bereich des Führungskanals 4 vordringen kann. Da die Induktoren 5 aktiviert sind, erfolgt kein Austritt von Beschichtungsmetall 2 nach unten durch den Führungskanal 4. Das Wehr 7, 7' umschließt also zunächst den nach unten geöffneten Führungskanal 4 und somit den durch diesen hindurch laufenden Metallstrang 1 bis in eine optimierte Höhe über dem Bodenbereich 6 des Behälters 3, so dass kein Beschichtungsmetall 2 in Richtung Führungskanal 4 fließen kann. Mit Beginn des Beschichtungsprozesses wird dann das Wehr 7, 7' geöffnet, so dass das Beschichtungsmetall 2 zum Metallstrang 1 und somit in den Führungskanal 4, der jetzt jedoch durch die Induktoren 5 elektromagnetisch abgedichtet ist, zeit- und mengenoptimiert einfließen kann.
  • Zum anderen hat das Wehr 7, 7' dann Bedeutung, wenn es zu einem Stromausfall kommt und die Induktoren 5 (z. B. bis zum Anspringen eines Notstromaggregats) ihre Aufgabe nicht mehr wahrnehmen können, nämlich den Führungskanal 4 nach unten hin durch das aufgebaute elektromagnetische Feld abzudichten. In diesem Falle werden die beiden Wehrteile 7, 7' in Richtung des Doppelpfeils auf den Metallstrang 1 zu bewegt, bis sie sich berühren und die kastenförmige Abdeckung um den Metallstrang 1 herum bilden. Folglich kann kein weiteres Beschichtungsmetall 2 mehr zum Metallstrang 1 und zum Führungskanal 4 mehr gelangen, wodurch eine mechanische Abdichtung des Beschichtungskanals 4 sichergestellt ist. Hierdurch kann kein Beschichtungsmetall nach unten aus dem Führungskanal 4 austreten.
  • In Fig. 2 ist das Wehr 7, 7' nochmals in perspektivischer Darstellung skizziert, und zwar im geschlossenen Zustand. Durch die Doppelpfeile ist angedeutet, in welche Richtung in Bezug auf die Förderrichtung R des Metallstranges 1 die beiden Wehrteile 7, 7' bewegt werden können, wozu die Betätigungsmittel 11, s. Fig. 1, dienen. Zu erkennen ist, dass im Bodenbereich des Wehres 7, 7' eine Durchtrittsöffnung für den Metallstrang 1 vorhanden ist; in der dargestellten geschlossenen Position des Wehres 7, 7' ist dennoch sichergestellt, dass kein Beschichtungsmetall 2 zum Metallstrang 1 und zum Führungskanal 4 zutreten kann.
  • Da das Wehr 7, 7' dem Beschichtungsmetall ausgesetzt ist, ist es für einen stabilen und zuverlässigen Betrieb des Wehres 7, 7' vorteilhaft, wenn es aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht. Während die Lösung gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 ein zweiteiliges Wehr 7, 7' vorsieht, ist Fig. 3 zu entnehmen, dass das Wehr 7 auch einteilig ausgebildet sein kann. Das kastenförmig ausgebildete Wehr 7 setzt dann im Zustand, in dem es geschlossen ist, auf dem Boden 6 des Behälters 3 auf und dichtet damit den Führungskanal 4 ab. Zum Öffnen des Wehres 7 wird es senkrecht nach oben, also in Förderrichtung R, bewegt, wozu wiederum die Betätigungsmittel 11 eingesetzt werden.
  • Für die Durchführung eines Beschichtungsprozesses zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen beschichteten Metallstrangs ist es vorteilhaft, wenn dafür Sorge getragen wird, dass die Oberfläche des Beschichtungsbades möglichst ruhig bleibt. Dies ist deshalb nicht von Hause aus gewährleistet, weil die elektromagnetischen Induktoren 5 durch die erzeugten Magnetfelder eine Strömung im Beschichtungsmetall 2 induzieren.
  • Um die Oberfläche des Beschichtungsbades zu beruhigen, ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 vorgesehen, dass im Endbereich 8 des Wehres 7, 7' Abdeckmittel 9 vorgesehen sind, mit denen dafür Sorge getragen wird, dass sich die von den Induktoren 5 erzeugten Strömungen nicht weiter in Richtung Badoberfläche ausbreiten können.
  • Die durch die elektromagnetische Abdichtung im Führungskanal 4 bzw. im Behälter 3 hervorgerufene Verwirbelung des flüssigen Beschichtungsmetalls 2 kann also durch die Ausgestaltung des Wehres 7, 7' und insbesondere durch die Abdeckung 9 ferngehalten werden.
  • Im Falle dessen, dass das Wehr 7 einteilig ausgebildet ist, ergibt sich folgende in Fig. 5 dargestellte Möglichkeit: Hier ist das Wehr 7 mit einer Ausnehmung 10 im oberen Bereich versehen, die einen Durchtritt des Metallstranges 1 ermöglicht. Die durch die Induktoren 5 erzeugten Strömungen im Beschichtungsmetall 2 werden hier durch die Abdeckmittel 9, die hier fast eine vollständige Abkapselung des Innenbereichs des Wehres 7 zum restlichen Beschichtungsbad darstellten, abgehalten. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Badoberfläche optimal zu beruhigen und so eine hochwertige Beschichtung sicherzustellen.
  • Im Falle einer Betriebsstörung und namentlich bei Ausfall der elektromagnetischen Induktoren 5 wird das Wehr 7 durch die Betätigungsmittel 11 geschlossen, so dass keine Gefahr besteht, dass das Beschichtungsmetall 2 aus dem Behälter 3 ausläuft.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Metallstrang (Stahlband)
    2
    Beschichtungsmetall
    3
    Behälter
    4
    Führungskanal
    5
    Induktor
    6
    Bodenbereich des Behälters
    7
    Verschlussmittel
    7'
    Verschlussmittel
    8
    Endbereich der Verschlussmittel
    9
    Abdeckmittel
    10
    Ausnehmung
    11
    Betätigungsmittel
    R
    Förderrichtung

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, in der der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (4) hindurchgeführt wird, mit mindestens zwei beiderseits des Metallstranges (1) im Bereich des Führungskanals (4) angeordneten Induktoren (5) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Behälter (3),
    gekennzeichnet durch,
    ein oberhalb des Führungskanals (4) im Bodenbereich (6) des Behälters (3) angeordnetes Verschlussmittel (7, 7'), das in einer ersten Stellung positionierbar ist, in der der Fluss geschmolzenen Beschichtungsmetalls (2) zum Metallstrang (1) und/oder zum Führungskanal (4) freigegeben werden kann, und das in einer zweiten Stellung positionierbar ist, in der der Fluss geschmolzenen Beschichtungsmetalls (2) zum Metallstrang (1) und/oder zum Führungskanal (4) unterbrochen werden kann, wobei das Verschlussmittel (7, 7') als Wehr ausgebildet ist, das relativ zum Bodenbereich (6) des Behälters (3) bewegbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wehr zwei zusammenwirkende Teile (7, 7') aufweist, die jeweils senkrecht zur Oberfläche des Metallstranges (1) bewegbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wehr in Förderrichtung (R) des Metallstranges (1) bewegbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wehr einteilig ausgebildet ist und die Form eines Kastens aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wehr (7, 7') in seinem oberen, dem Bodenbereich (6) des Behälters (3) abgewandten Endbereich (8) Abdeckmittel (9) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abdeckmittel (9) als Wandabschnitte ausgebildet sind, die sich parallel zum Bodenbereich (6) des Behälters (3) erstrecken.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abdeckmittel (9) als Platte ausgebildet sind, die eine spaltförmige Ausnehmung (10) für den Durchtritt des Metallstranges (1) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschlussmittel (7, 7'), insbesondere das Wehr, mit manuellen, pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsmitteln (11) in Verbindung stehen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Betätigungsmittel (11) mit einer Anlagensteuerung in Verbindung stehen, die ein Freigeben oder Unterbrechen des Flusses geschmolzenen Beschichtungsmetalls (2) zum Metallstrang (1) und/oder zum Führungskanal (4) veranlasst.
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