EP1899491A1 - Vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges - Google Patents

Vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges

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EP1899491A1
EP1899491A1 EP06754505A EP06754505A EP1899491A1 EP 1899491 A1 EP1899491 A1 EP 1899491A1 EP 06754505 A EP06754505 A EP 06754505A EP 06754505 A EP06754505 A EP 06754505A EP 1899491 A1 EP1899491 A1 EP 1899491A1
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guide channel
channel
metal
liquid
container
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EP06754505A
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Matthias Kipping
Bernhard Tenckhoff
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SMS Demag AG
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    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips

Definitions

  • 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, in whose region on both sides of the metal strand at least two inductors for generating a e- lektromagnetician field for retention of the coating metal are arranged in the container, and in which the guide channel having a guide means and standing upstream under protective gas furnace space is connected upstream.
  • Such devices are known for example from DE 196 28 512 C1 or EP 0630 421 B1.
  • the invention has for its object to provide a seal, which takes into account the circumstances occurring in a generic device in particular circumstances.
  • the solution of this problem by the invention is initially generally characterized in that between the furnace chamber and the guide channel a gas-tight, heat-resistant and flexible seal is arranged.
  • the seal comprises a liquid received in a container. It goes without saying that both the liquid and the container must withstand the prevailing temperatures there.
  • the storage of the liquid is preferably carried out such that the container comprises an annular groove filled with the liquid, which is tightly seated on an upper opening of the furnace chamber or tightly connected and extends around a lower portion of the guide channel.
  • the container comprises a connected to the guide channel and extending around the guide channel cup-shaped lid, with a downwardly directed edge into the liquid all around and with axial and dipping radial play to the inside of the gutter. Since the depth of immersion and also the concentricity of the edge with respect to the channel can vary somewhat, both an axial and radial range of motion is ensured.
  • the channel is filled with a liquid metal and is also heated to permanently ensure the liquid state. If the channel is arranged with a certain radial distance to the lower portion of the guide channel, then a horizontal range of motion is created in the seal, which not only compensate for the said relative movements horizontally, but can also be used in particular for the arrangement of a heater.
  • the annular channel is electrically heated by in both sides of the channel, so radially arranged heating cables in a compact arrangement.
  • the liquid for sealing consists of the same metal as the coating metal, such as.
  • the coating metal such as.
  • the entire structure of the device, including with respect to the choice of material, can be simplified or unified.
  • the relative movements between the guide channel and the guide means, such as guide rollers, comprehensive furnace chamber in each direction allows, without losing the function of gas tightness.
  • the inductors arranged around the guide channel are thereby also protected from hot gases which emerge due to leaking junctions occurring during the operating time of the device.
  • Fig. 1 shows a rough, schematic representation of a device for hot dip coating with a guided through this metal strand 1 in the central section, wherein only the essential for the invention portion of the device is shown.
  • a metal strand to be coated 1 in the form of a steel strip vertically through a bath withdrawn from molten coating metal 2 in the conveying direction FR.
  • the coating metal 2 may in particular be zinc or an aluminum and is. Recorded in a suitable, only indicated container 3 under exclusion of air.
  • a passage opening 5 for the metal strand 1 is arranged.
  • a guide channel 6 in the form of a narrow, rectangular tube.
  • the band-shaped metal strand 1 is guided with all-round play through the guide channel 6, wherein the free cross-section of the guide channel 6 is filled in the form of an annular gap RS over a certain vertical distance with coating metal 2, so that the metal strand 1 in the upper portion 7 of the guide channel. 6 surrounded by coating metal 2.
  • the coating metal 2 thus forms in the upper region 7 a liquid annular seal which fills the annular gap RS a certain axial distance downwards.
  • inductors 8 are arranged on both sides of the longitudinal walls 9 of the guide channel 6.
  • the inductors 8 generate a strong magnetic field in the region of the guide channel 6, which counteracts the gravitational force of the annular coating metal 2 there so far that the coating metal 2 can not escape downwards out of the guide channel 6, but essentially remains stationary.
  • inductors 8 The nature of the inductors 8 and their mode of action, as well as other features of the device are described in detail in the cited prior art.
  • a flexible seal 13 is arranged, which is composed as follows:
  • a cup-shaped cover 17 which is tightly connected to the guide channel 6 and coaxially surrounds the section 12 of the guide channel 6 and dips into the metal 16 with a peripheral edge 18 pointing downwards, thereby maintaining radial and axial play SP with respect to the inside 19 of the channel 15.
  • the channel 15 is arranged at an axial distance AB to the guide channel 6.
  • electrical heating lines 20 may be arranged to keep the sealing metal 16 liquid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1), insbesondere eines Stahlbandes, in welcher der Metallstrang (1) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (6) hindurchgeführt wird, in dessen Bereich beiderseits des Metallstranges (1) mindestens zwei Induktoren (8) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Behälter (3) angeordnet sind, und in welcher dem Führungskanal (6) ein Führungsmittel aufweisender und unter Schutzgas stehender Ofenraum (9) vorgeschaltet ist. Um bei den vorgegebenen Bedingungen eine dauerhaft gute Abdichtung zwisehen dem Führungskanal (6) und dem Ofenraum (9) sicher zu stellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem Ofenraum (9) und dem Führungskanal (6) eine gasdichte, hitzebeständige und flexible Dichtung (13) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges
Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges, insbesondere eines Stahlbandes, in welcher der Metallstrang vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall aufnehmenden Behälter und durch einen vor- geschalteten Führungskanal hindurchgeführt wird, in dessen Bereich beiderseits des Metallstranges mindestens zwei Induktoren zur Erzeugung eines e- lektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls im Behälter angeordnet sind, und in welcher dem Führungskanal ein Führungsmittel aufweisender und unter Schutzgas stehender Ofenraum vorgeschaltet ist.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 196 28 512 C1 oder der EP 0630 421 B1 bekannt.
Bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik muß Sorge dafür getragen werden, dass zwischen dem Ofenraum und dem Führungskanal eine wirksame Abdichtung sichergestellt ist. Dies kann bei den dort herrschenden Ofentemperaturen und den zwangsläufig verwendeten hitzebeständigen Werkstoffen jedoch problematisch sein, beispielsweise wegen der zwischen dem Führungskanal und dem Ofenraum unvermeidbar auftretenden Relativbewegungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung aufzuzeigen, welche die bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung im Besonderen auftretenden Umstände berücksichtigt. Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist zunächst im Allgemeinen dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ofenraum und dem Führungskanal eine gasdichte, hitzebeständige und flexible Dichtung angeordnet ist.
Diese gebündelten Eigenschaften führen zu einer dauerhaft sicheren Abdich- tung des Übergangsbereichs des Führungskanals in den Ofenraum.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird insbesondere die Flexibilität dadurch sichergestellt, dass die Dichtung eine in einem Behälter aufgenommene Flüssigkeit umfaßt. Dabei versteht es sich von selbst, dass sowohl die Flüssigkeit als auch der Behälter den dort herrschenden Temperaturen standhalten müssen.
Die Lagerung der Flüssigkeit erfolgt vorzugsweise derart, dass der Behälter eine mit der Flüssigkeit gefüllte ringförmige Rinne umfaßt, die auf einer oberen Öffnung des Ofenraums dicht aufsitzt bzw. dicht verbunden ist und sich um einen unteren Abschnitt des Führungskanals erstreckt.
Zur Abdichtung nach oben, aber unter Schaffung eines gewissen allseitigen Bewegungsspielraums, kann dann vorgesehen sein, dass der Behälter einen mit dem Führungskanal verbundenen und sich um den Führungskanal erstreckenden topfförmigen Deckel umfaßt, der mit einem nach unten gerichteten Rand in die Flüssigkeit rundum und mit axialem und radialem Spiel zur Innenseite der Rinne eintaucht. Da die Eintauchtiefe und auch die Konzentrizität des Randes bezüglich der Rinne etwas variieren kann, ist sowohl ein axialer als auch radialer Bewegungsspielraum gesichert.
Um die hohen Anforderungen an die Hitzebeständigkeit zu erfüllen, bietet es sich insbesondere an, dass die Rinne mit einem flüssigen Metall gefüllt und zur ständigen Sicherstellung des flüssigen Zustande auch beheizt ist. Wenn die Rinne mit einem gewissen radialem Abstand zum unteren Abschnitt des Führungskanals angeordnet ist, dann wird in der Dichtung auch ein horizontaler Bewegungsspielraum geschaffen, der nicht nur die genannten Relativbewegungen horizontal ausgleichen, sondern insbesondere auch zur Anordnung einer Heizung genutzt werden kann.
Insbesondere wird es dann möglich, dass die ringförmige Rinne durch auf beiden Seiten der Rinne, also radial, angeordnete Heizleitungen in kompakter Anordnung elektrisch beheizt wird.
Wenn die Flüssigkeit zum Abdichten aus dem selben Metall wie das Beschich- tungsmetall besteht, wie z. B. eine geschmolzenen Legierung aus Zinn, Leichtmetall oder Zink, dann kann der gesamte Aufbau der Vorrichtung, auch bezüglich der Werkstoffwahl, vereinfacht bzw. vereinheitlicht werden.
Mit den vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine flexible Verbindung erreicht, die Relativbewegungen zwischen dem Führungskanal und dem Führungsmittel, wie Führungsrollen, umfassenden Ofenraum in jeder Richtung zuläßt, ohne die Funktion der Gasdichtigkeit zu verlieren. Insbesondere werden dadurch auch die um den Führungskanal angeordneten Induktoren vor durch im Laufe der Betriebszeit der Vorrichtung entstehende, undichte Verbindungsstellen austretenden heißen Gasen geschützt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die einzige Fig. 1 zeigt in teils grober, schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung mit einem durch diese hindurch geführten Metallstrang 1 im mittigen Schnitt, wobei nur der für die Erfindung wesentliche Bereich der Vorrichtung dargestellt ist.
Bei der in Fig. 1 nur abschnittsweise dargestellten Vorrichtung wird ein zu beschichtender Metallstrang 1 in Form eines Stahlbandes vertikal durch ein Bad aus schmelzflüssigem Beschichtungsmetall 2 in Förderrichtung FR abgezogen. Das Beschichtungsmetall 2 kann insbesondere Zink oder ein Aluminium sein und ist. In einem geeigneten, nur angedeuteten Behälter 3 unter Luftabschluß aufgenommen.
Im Boden 4 des Behälters 3 ist eine Durchtrittsöffnung 5 für den Metallstrang 1 angeordnet. An den Boden 4 schließt sich an die Durchtrittsöffnung 5 nach unten ein Führungskanal 6 in Form eines schmalen, rechteckigen Rohres an. Der bandförmige Metallstrang 1 wird mit allseitigem Spiel durch den Führungskanal 6 geführt, wobei der frei gebliebene Querschnitt des Führungskanals 6 in Form eines Ringspaltes RS über eine gewisse vertikale Strecke mit Beschichtungsmetall 2 ausgefüllt ist, so dass der Metallstrang 1 im oberen Abschnitt 7 des Führungskanals 6 von Beschichtungsmetall 2 umgeben ist. Das Beschichtungsmetall 2 bildet somit im oberen Bereich 7 eine flüssige Ringdichtung, die den Ringspalt RS eine gewisse axiale Strecke nach unten ausfüllt.
Zur Sicherstellung der Dichtwirkung dieser Ringdichtung, d. h. zur dauerhaft sicheren Abdichtung des Ringspalts RS im Führungskanal 6 nach unten sind Induktoren 8 beiderseits der Längswände 9 des Führungskanals 6 angeordnet. Die Induktoren 8 erzeugen ein starkes magnetisches Feld im Bereich des Füh- rungskanals 6, das der Schwerkraft des dort ringförmigen Beschichtungsmetalls 2 soweit entgegenwirkt, dass das Beschichtungsmetall 2 nach unten aus dem Führungskanal 6 nicht austreten kann, sondern im Wesentlichen ortsfest verharrt.
Die Art der Induktoren 8 und ihre Wirkungsweise, sowie weitere Merkmale der Vorrichtung sind im einzelnen in dem genannten Stand der Technik beschrieben.
Nach unten zu mündet der Führungskanal 6 in einen nicht gezeigte Führungs- rollen für den Metallstrang 1 aufweisenden und unter Schutzgas stehenden O- fenraum 9 ein. Zur Abdichtung dieser Verbindung erstreckt sich der Führungs- kanal 6 mit seinem unteren Ende 10 mit Spiel bis in eine obere Öffnung 11 des Ofenraums 9. Um die Öffnung 11 herum und um einen darüber liegenden unteren Abschnitt 12 des Führungskanals 6 ist eine flexible Dichtung 13 angeordnet, die sich wie folgt zusammensetzt:
Eine koaxial zum Führungskanal 6 angeordnete und auf der Decke 14 des O- fenraums 9 dicht aufliegende bzw. verbundene ringförmige und im Querschnitt U-förmige Rinne 15, die überwiegend mit schmelzflüssigem Metall 16 gefüllt ist. Ein mit dem Führungskanal 6 dicht verbundener topfförmiger Deckel 17, der den Abschnitt 12 des Führungskanals 6 koaxial umgibt und mit einem nach unten gerichteten umlaufenden Rand 18 in das Metall 16 eintaucht und dabei radiales und axiales Spiel SP zur Innenseite 19 der Rinne 15 einhält.
Die Rinne 15 ist im axialen Abstand AB zum Führungskanal 6 angeordnet. In diesem Ringspalt können innen an der Rinne 15, wie auch außen, elektrische Heizleitungen 20 angeordnet sein, um das dichtende Metall 16 flüssig zu halten.
Bezugszeichenliste:
1 Metallstrang
2 Beschichtungsmetall
3 Behälter
4 Boden
5 Durchtrittsöffnung
6 Führungskanal
7 oberer Abschnitt
8 Induktoren
9 Ofenraum
10 unteres Ende
11 obere Öffnung
12 unterer Abschnitt
13 Dichtung
14 Decke
15 Rinne
16 Metall
17 Deckel
18 Rand
19 Innenseite
20 Heizleitungen
AB Abstand
FR Förderrichtung
RS Ringspalt
SP Spiel

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Schmelztauchbeschichtung eines Metallstranges (1 ), insbesondere eines Stahlbandes, in welcher der Metallstrang (1 ) vertikal durch einen das geschmolzene Beschichtungsmetall (2) aufnehmenden Behälter (3) und durch einen vorgeschalteten Führungskanal (6) hin- durchgeführt wird, in dessen Bereich beiderseits des Metallstranges (1 ) mindestens zwei Induktoren (8) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zum Zurückhalten des Beschichtungsmetalls (2) im Behälter (3) angeordnet sind, und in welcher dem Führungskanal (6) ein Führungsmittel aufweisender und unter Schutzgas stehender Ofenraum (9) vorge- schaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ofenraum (9) und dem Führungskanal (6) eine gasdichte, hitzebeständige und flexible Dichtung (13) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (13) eine in einem Behälter (15, 17) aufgenommene Flüssigkeit (16) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine mit der Flüssigkeit (16) gefüllte ringförmige Rinne (15) umfaßt, die auf einer oberen Öffnung (11 ) des Ofenraums (9) dicht aufsitzt und sich um einen unteren Abschnitt (12) des Führungskanals (6) erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einen mit dem Führungskanal (6) verbundenen und sich um den Führungskanal (6) erstreckenden topfförmigen Deckel (17) umfaßt, der mit einem nach unten gerichteten Rand (18) in die Flüssigkeit (16) rundum und mit axialem und radialem Spiel (SP) zur Innenseite (19) der Rinne (15) eintaucht
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (15) mit einem flüssigen Metall (16) gefüllt und beheizt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (15) mit radialem Abstand (AB) zum unteren Abschnitt (12) des Führungskanals (6) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (15) durch auf beiden Seiten der Rinne (15) angeordnete Heizleitungen (20) elektrisch beheizt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Flüssigkeit (16) aus dem selben Metall wie das Beschich- tungsmetall (2) besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (16) aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink, Aluminium oder Zinn besteht.
EP06754505A 2005-06-25 2006-06-22 Vorrichtung zur schmelztauchbeschichtung eines metallstranges Withdrawn EP1899491A1 (de)

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